煤焦油加氢制喷气燃料催化剂的开发及性能研究

以煤焦油中难转化的酚油为原料,采用Ni、W负载的MgO和酸碱耦合剂为催化剂,在高压反应釜内对酚油催化加氢制环烷烃反应性能进行研究。结果表明:P改性MgO(P质量分数为0.8%)与酸碱耦合剂均能有效降低加氢催化剂结晶度、优化孔道结构、提高产物环烷烃和芳烃选择性;在Ni-W活性金属负载量(w)为9.0%时,催化剂选择性加氢活性最高,环烷烃选择性达到57.5%。煤焦油加氢的最佳工艺条件为:氢初压8.0 MPa,温度380℃,反应时间60 min。

中低温煤焦油中酚类化合物的分离研究进展

中低温煤焦油中含有大量酚类化合物,加氢转化过程中会造成氢耗及污水处置费用增加。从粗酚提取、粗酚精制两个角度介绍了中低温煤焦油中混合酚化合物的提取以及混合酚中单质酚的纯化工艺技术,对相关工艺技术的优势及不足进行了对比。探讨了中低温煤焦油中酚类化合物提取的技术发展趋势,认为三废排放更少的有机溶剂萃取法是粗酚提取的工业化发展趋势,烷基化反应后分离仍是目前最有效、工业化可行性最高的甲酚同分异构体的高效分离工艺技术。

基于模糊控制的粗酚生产装置改造

结合某公司煤焦油深加工产线中浓硫酸法粗酚生产装置存在的问题进行改造。以现有分解器设备为基础,增加pH传感器、温度传感器、流量计和调节阀等设备。采用模糊控制算法进行粗酚生产加酸的自动控制。改造后可实现在全负荷工况下粗酚产品质量的稳定合格,同时显著减少酸雾的产生以及酸雾夹带酚类产品的损失。

低温煤焦油增韧酚醛泡沫的制备及性能表征

本研究以低温煤焦油为原料,部分替代石油基苯酚制备煤焦油基酚醛泡沫(CPF),对CPFs的化学结构、表观形貌、压缩强度、粉化率、热稳定性、阻燃性能和隔热性能进行了表征。结果表明,CPFs与常规酚醛泡沫的化学结构相似。与常规酚醛泡沫相比,30%CPF和40%CPF的压缩强度分别增加了18.3%和55.9%;且由于脂肪结构如烷基酚的引入,使得泡沫的韧性显著提高,其粉化率分别下降了22.9%和50.8%。此外,CPFs在低温下的热稳定性增加。尽管CPFs的极限氧指数下降,导热系数增加,但依然保持较好的阻燃和隔热性能。这说明低温煤焦油能够高比例地替代苯酚制备出性能优良的酚醛泡沫,为低温煤焦油的高值化利用提供了新的思路。

苯酚焦油资源化利用研究进展

苯酚焦油是苯酚/丙酮装置生产中常见的危险废物,产生量大,组成复杂,掺烧和外委是企业传统的处置手段,有关回收利用方面的研究相对较少。从装置协同利用和高价值组分提取这两方面,综述了近年来苯酚焦油资源化利用的研究进展。现阶段苯酚焦油的主要利用方式是作为重油加工装置部分原料回炼以及连续精馏回收有机单体,其他手段还缺少深入研究。借助其他类别精馏残渣的研究进展,提出了应将全组分检测、产品或材料制备及绿色分离等作为苯酚焦油资源化利用的进一步研究方向。

中低温煤焦油中粗酚的萃取及其组分分析

针对如何提取中低温煤焦油中丰富的酚类化合物、提高其综合利用价值,采用甲醇与石油醚双溶剂法对中低温煤焦油进行萃取分离,有针对性的富集其中的酚类化合物并得到粗酚产品,并研究了其组成分布。结果表明:中低温煤焦油的GC/MS分析可检测到108种化合物,主要有酚类化合物、烃类化合物、萘类化合物、苯类化合物、蒽菲类化合物。当煤焦油与甲醇、石油醚的混合比例为0.25∶1∶2时对煤焦油中的粗酚萃取效果较好,酚类物质主要集中在甲醇萃取相中。

酚焦油资源化技术研究(Ⅱ)——裂解产物的分离

开发出一种精馏与钠盐法相结合的分离酚焦油裂解产物的新工艺,裂解产物经精馏,蒸出异丙苯等轻组分、苯酚馏分和共沸物。共沸物中加入氢氧化钠,分离出酚钠盐和苯乙酮。轻组分和酚钠盐均返回苯酚、丙酮生产装置。裂解产物中有用物质的收率为92.91%,苯乙酮的收率为82.38%,其纯度大于98%。

苯酚羟基化合成苯二酚反应过程酚焦油的生成与抑制

对铁基复合氧化物催化苯酚羟基化合成苯二酚反应过程酚焦油的生成反应进行了模拟研究。在含邻苯二酚、对苯二酚和对苯醌的混合水溶液中,邻苯二酚比对苯二酚更容易缩合生成焦油,邻苯二酚能够还原对苯醌,反应时间延长,反应温度提高,加入对苯醌或者催化剂,会促进苯二酚生焦反应。对回收所得废催化剂进行了热失重分析(TG/DrTG),进一步验证了反应过程中沉积在废催化剂上的酚焦油更多的来自于邻苯二酚。红外光谱(IR)分析表明,1620cm-1吸收峰的产生和强化进一步说明废催化剂上沉积的酚焦油含有典型的C=O结构。在羟基化反应液中加入亚硫酸氢钠可以抑制对苯醌和残留催化剂对苯二酚氧化缩合生成焦油的催化作用,从而减少了反应液中苯二酚的生焦反应。

酚焦油资源化技术研究(Ⅰ)——先初馏再催化裂解

开发出一种将酚焦油先初馏再催化裂解的回收处理新工艺及LZ 1型催化剂。在初馏温度为340～360℃、真空度为0.07～0.09MPa的条件下,初馏液体产品的平均收率为86.67%;在催化裂解温度为320～340℃,LZ 1型催化剂的加入比为2.5%～3.0%、裂解时间为3～4h的条件下,催化裂解产物的平均收率为90.96%。

苯酚羟基化合成苯二酚反应产物分离过程酚焦油的形成原因

对苯酚羟基化合成苯二酚产物分离过程酚焦油的形成原因进行了研究。模拟研究表明,在含有邻苯二酚和对苯二酚的混合溶液中,邻苯二酚比对苯二酚更易氧化缩合生成酚焦油。苯酚羟基化反应液中催化剂残留和催化剂被溶解形成的金属离子对酚焦油的形成具有促进作用;对苯醌的存在对酚焦油的生成具有促进作用;泄漏进入的氧或空气可加速苯二酚的氧化缩合反应;酚焦油生成量随常压脱水和减压精馏过程操作温度的升高、操作时间的延长而增加。醋酸能溶解催化剂活性组分,存在醋酸和金属离子残留问题,从而增加了羟基化反应产物分离过程酚焦油的生成量。在羟基化反应产物中加入Na2HSO3,使羟基化反应产物中的对苯醌还原,同时减少羟基化反应产物中的溶解氧含量,从而起到了抑制脱水和精馏过程中酚焦油生成的作用。

高效液相色谱法测定从酚焦油裂解液中回收的苯乙酮含量

报道了高效液相色谱法测定苯酚焦油裂解液中苯乙酮的含量。采用SpherisorbC18色谱柱(2 5 0mm× 4 .6mm ,5 μm) ,乙腈 /水 /醋酸 (体积比 6 0 :39:1)为流动相 ,流速 1.0mL·min-1,检测波长 2 4 5nm。结果表明 :苯乙酮在 0 .5～ 10 2× 10 -3 g·L-1浓度范围内线性关系良好 (r =0 .9998) ,RSD不大于 1.1%。该法操作简单、快速、准确 ,适合于苯酚焦油中回收苯乙酮的生产过程分析和成品质量检验。

酚焦油中酚类物质的气相色谱分析

建立了酚焦油中酚类物质质量分数测定和浸取毒性测定的气相色谱法 ,此法可以在同一色谱条件下对酚焦油中的苯酚及邻、间、对甲酚实现很好的分离 ,利用外标法分别进行定量分析 ,并对酚焦油浸取液中相应组份进行测量。该方法准确度高 ,精密度好 ,为此类废弃物的管理提供了技术依据。

陕北中低温煤焦油中酚类化合物的提取与GC/MS分析

以陕北中低温煤焦油为原料,考察其中酚类化合物的组成与分布情况。首先将煤焦油的轻油和重油蒸馏切割成170～240、240～270、270～300℃三个馏分;采用酸碱抽提法提取各馏分中的酚油;利用GC/MS分析了酚油中酚类化合物的组成与分布。结果表明:轻油3个馏分酚油共鉴定出75种酚类化合物,在170～240℃酚油中鉴定出56种酚类化合物,占该酚油质量的92.87%;重油3个馏分酚油中共鉴定出81种酚类化合物,在170～240℃酚油中有酚类化合物60种,占该酚油质量的93.80%。轻油和重油中所含酚类化合物主要为低级酚、C3—C4烷基苯酚、茚酚、苯二酚、萘酚和烷基萘酚。

低温煤焦油的基本特性及综合利用

以陕西神木和山西大同的4种工业生产煤焦油为样品,对其基本特性进行系统的分析研究,对焦油中酚类化合物含量进行了测定,并应用GC-MS色质联用检测手段鉴定了碱洗提取的粗酚,并在此基础上简要概述低温煤焦油的综合利用。

低温热解煤焦油粗酚精馏的初步研究与模拟计算

以低温煤焦油碱洗提取的粗酚为对象,设计了4塔连续精馏工艺,并利用Aspen Plus软件对精馏过程进行初步模拟计算。通过简化组分、选择合适物性方法、DSTWU模型估算参数、RADF-RAC模型严格计算,得到了连续精馏的工艺参数。在进料量为100 kmol/h,冷凝器10 kPa,再沸器30 kPa的压力下,4塔的塔板数分别为50、32、55、50,回流比分别为14.24、10.99、10.04、15.44,塔顶馏出量分别为15.168、16.795、31.059、17.577 kmol/h,得到塔顶产品质量纯度分别为苯酚95%(回收率95.0%)、邻甲酚95%(回收率94.1%)、间甲酚83%(回收率93.2%)、2,4-二甲酚74%(回收率97.8%)。得到的精馏工艺参数可以为粗酚精馏的实验和设计提供参考。

苯酚焦油中提取苯乙酮新工艺研究

苯酚焦油是异丙苯法生产苯酚丙酮装置的副产物,其中含有的苯乙酮为附加值高的物质。采用先初馏再减压精馏的新工艺从苯酚焦油中提取出苯乙酮产品,研究分析结果表明,当进料量为5~10mL/min、操作压力为(0.005~0.01)MPa、回流比为3∶1~5∶1、苯乙酮产品的收率达到78.21%,苯乙酮产品质量分数达到99.56%。工艺路线简单,实现清洁生产,解决了传统苯乙酮生产过程中存在的三废严重的问题。

低温煤焦油中酚含量的高效液相色谱快速测定

本文提出了用反相高效液相色谱法测定低温裂解煤焦油中酚类化合物的新方法。用碱性溶剂从焦油馏分中提取的酚类化合物可直接进样进行反相高效液相色谱分析。操作条件是：色谱柱：ＺｏｒｂａｘＯＤＳ，４．６ｍｍ×２５０ｍｍ；流动相：甲醇／水（６０：４０），用本法测定了低温焦油中五个馏分中苯酚、甲苯酚、二甲酚、三甲酚、萘酚等共八个组分的含量。碱性溶剂提取酚的回收率大于９８％。

废旧电路板制备的酚醛树脂的研究

废旧电路板中的树脂与碳酸钙共同加热,获得气体、固体和热解油3种热解产物。以电路板的热解油为原料、以热解过程中产生的氨气为催化剂,可以合成醇溶性热解油酚醛树脂,经分析测试表明,其组成、结构和固化特征与常规工业生产的氨催化酚醛树脂的性能相近,主要性能指标:粘度、游离酚浓度和胶合强度等均可达到醇溶性酚醛树脂产品的质量要求。