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煤焦油加氢油品中重质芳烃的溶剂萃取规律

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【作者】 赵渊王光耀

【Author】 ZHAO Yuan;WANG Guangyao;Coal Chemistry Branch of China Coal Research Institute;State Key Laboratory of Coal Mining and Clean Utilization;

【机构】 煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室

【摘要】 为研究煤焦油中重质芳烃的溶剂萃取规律,以煤焦油加氢产品中220~270℃馏分为原料,分别进行单一溶剂、复合溶剂、单级萃取以及多级萃取试验。结果表明,6种单一萃取剂中,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)对芳烃的溶解性最佳,重质芳烃分配系数高达0.28,萃余相中的芳烃含量从原料的40.00%降至10.65%。二甲亚砜(DMSO)萃取重质芳烃的分配系数虽然与环丁砜(SULF)相当,但其分离因数高达75.00%,对重质芳烃具有较好的选择性。DMSO、DMF均属于非质子型极性溶剂,其介电常数和偶极矩均较大,因此极性较强,对于芳烃的溶解性及选择性均优于TRIG。其中,DMF含有N—C及C■O基团,溶解能力较强,但通常含—S—基团的溶剂有较好的选择性,因此DMS选择性优于DMF,但同时由于DMSO中含有S■O共轭双键基团,因此DMSO对芳烃的溶解性仅次于DMF。以DMSO为主萃取剂,添加20%DMF助剂进行复合溶剂萃取试验时,重质芳烃的分配系数从单萃取剂的0.09升至0.15,分离因数从单萃取剂的74.49%降至53.45%,重芳烃的萃取效率有所增加,但也增加了部分环烷烃的损失。经复合溶剂三级萃取最终可将总重质芳烃含量降至8.7%,其中二环芳烃与三环芳烃较易脱除,而单环芳烃含量仍高达8.20%。一环芳烃中茚满类、四氢萘类含量从原料的18.20%降至2.80%,总萃取率为84.60%;茚类的含量从原料的14.90%降至1.30%,总萃取率为91.30%,而烷基苯原料中含量为6.70%,经过三级萃取后,降至4.10%,总萃取率仅为38.80%。影响萃取效果的主要原因是单环芳烃中烷基苯类化合物较难被常规极性溶剂萃取。C9以上一环芳烃中的烷基苯主要结构特点是苯环侧链上带有较长的链烷基或环烷基,如苯基环己烷、甲基苯基环己烷等,一方面其分子结构中苯环上的非芳烃侧链较长或结构较复杂,与主萃取剂DMSO的结构差异较大,另一方面烷基苯的极性与四氢萘、茚类等其他一环芳烃化合物的极性相比,其与DMSO极性的差距更大,因此无论从结构还是极性来说,烷基苯在DMSO中的溶解性均弱于四氢萘类以及茚类。

【关键词】 煤焦油重质芳烃复合溶剂多级萃取
【基金】 煤炭科学研究总院科技创新基金资助项目(2016ZYMS008)
【所属期刊栏目】 研究论文 (2019年05期)
  • 【DOI】10.13226/j.issn.1006-6772.18100901
  • 【分类号】TQ523.6
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