煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法，解决了煤焦油通常仅进行酚类化合物的分离的问题，技术方案包括将络合分离剂加入煤焦油中进行络合反应后再通过蒸发、反萃的方式快速分离出含氮化合物和酚类化合物以及可再生的分离剂和溶剂。本发明工艺简单、对环境友好、不产生含酚废水、能实现快速同步脱除酚类化合和含氮化合物、除脱效果好。
【专利说明】煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤化工、石油化工分离领域，具体涉及一种煤焦油中酚类、含氮化合物的分离方法。
【背景技术】
[0002]煤焦油中的酚类化合物和含氮化合物均含有能量较高的C-0、C-N键，较难加氢，而且酚类加氢会生成水，它们在煤焦油中的存在不利于煤焦油加氢改质。
[0003]目前工业上是通常是采用氢氧化钠溶液分离煤焦油中的酚类化合物，利用酚类化合物具有弱酸性，与强碱进行反应后，形成溶于水的酚钠盐溶液，酚钠盐采用二氧化碳或硫酸溶液酸化，还原出酚类。氢氧化钠溶液洗脱法虽然选择性较高，但是需要消耗大量酸碱溶液，对设备防腐要求高。更重要的是酸洗结束后，产生大量的含酚废水，导致后续污水处理装置，污染环境污染严重。
[0004]上述目前为止，研究人员的研究主要集中在如何采用分离剂对模拟油中酚类无污染化提取的实验室阶段研究，但是对于煤焦油而言，其成份极为复杂，不仅含有酚类化合物，还含有影响后续加氢工艺的含氮化合物，而目前为止的报道中，无论是采用传统的碱洗法还是分离剂分离的方法，均只单纯考虑分离出酚类化合物，而不去考虑分离出含氮化合物，也没有任何有益 的报导指出如何分离煤焦油中的含氮化合物。煤焦油中含氮化合物的存在具有以下危害:1.含氮化合物加氢会生成氨，增加氢耗；2，含氮化合物加氢会生成的氨易使加氢催化剂中毒；3，未参与加氢反应的含氮化合物将影响到油品的品质，因此对煤焦油进行分离时，在克服煤焦油中其它复杂成份影响的情况下，希望既能够实现酚类化合脱除，同时实现含氮化合物的分离，以解决上述技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、对环境友好、不产生含酚废水、能实现快速同步脱除酚类化合和含氮化合物、除脱效果好的煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法。
[0006]本发明工艺包括以下步骤:
[0007]( I )，将络合分离剂加入煤焦油中，与煤焦油中的酚类化合物及含氮化合物发生络合分离反应，得到上层的油相及下层的络合相，所述络合分离剂A含有金属氯化物、磷酸盐和卤代盐。
[0008](2)加热络合相以选择性分离含氮化合物，蒸发出富含氮化合物的油相，余下的含络合分离剂和酚类化合物的络合相；
[0009](3)，向步骤(2)中得到的含络合分离剂和酚类化合物的络合相中加入有机溶剂反萃酚类化合物，析出可再生的络合分离剂以及含酚的有机溶液；所述有机溶剂为醚类的一种或多种。
[0010](4)，所述可再生的络合分离剂经干燥后可循环用于步骤(1);所述含酚的有机溶液经精馏分离得到酚类化合物和可再生的有机溶剂。
[0011]所述步骤(1)中，络合分离剂A中金属氯化物与卤代盐质量比为0.05-0.2、磷酸盐和卤代盐的质量比为0.04-0.15。
[0012]所述金属氯化物优选为氯化锌、氯化亚锡、氯化铝中的至少一种；所述磷酸盐优选为磷酸钠、磷酸钾、磷酸铵中的至少一种；所述卤代盐优选为三(2-羰基乙基)磷盐酸盐、甜菜碱盐酸盐、四羟甲基氯化磷、(甲氧基甲基)三苯基氯化磷中的至少一种。
[0013]所述步骤(1)中，络合分离剂与煤焦油的混合质量比0.05-0.7，络合分离反应温度为-20-70°C，分离时间为0.l-50min。
[0014]所述步骤(2)中，加热络合相以选择性分离含氮化合物时，控制加热温度为80-200°C，加热时间为 0.2-5h。
[0015]所述步骤(3)中，加入有机溶剂反萃的温度为-20-60°C，时间为l-40min。
[0016]所述步骤(3)中，所述有机溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷、异丙醚、乙醚中的至少一种。
[0017]发明人针对【背景技术】中存在问题进行了深入研究，以络合原理为基础采用络合分离剂与煤焦油进行反应，以实现同步分离酚类化合物和含氮化合物， 申请人:对络合分离剂进行了研发，采用金属氯化物、磷酸盐和卤代盐三个组混合后作为络合分离剂，其原理是:煤焦油中的酚类化合物可与磷酸盐和卤代盐形成不容易煤焦油的络合物，而含氮化合物中氮原子可以金属原子形 成配位键，生成不溶于煤焦油的络合物。在络合分离剂的作用下，酚类化合物和含氮化合物同时从煤焦油中分离出来。酚类化合物与磷酸盐和卤代盐形成络合物，而且含氮化合物与金属卤化物形成的络合物在高温条件下，更容易分解，通过加热，含氮化合物首先从分离出来，再使用有机溶剂反萃酚类化合物，分离剂获得再生。
[0018]所述络合分离剂与煤焦油的混合质量比0.1-1.0，过多会浪费分离剂，增加设备操作负荷；过少会降低分离效率；络合分离反应温度控制在-20-7(TC，过高或过低会降低酚类化合物和含氮化合物的分离效率；分离时间为0.l_50min，过长会增加能耗，过短会降低酚类化合物和含氮化合物的分离效率。
[0019]在进行蒸发时，为了保证含氮化合物能随同油相一起被蒸发，需要对蒸发的条件进行控制，加热温度为80-200°C，过高和过低会降低含氮化合物的分离效率。加热时间为
0.2-5h，过长会增加能耗，过短会降低含氮化合物的分离效率。
[0020]进一步的，利用有机溶剂对蒸发后余下的含络合分离剂和酚类化合物的络合相进行反萃，可以析出可再生的络合分离剂以及含酚的有机溶液，实现络合分离剂的循环利用，而含酚的有机溶液也可进行精馏分离出可再生的有机溶剂和酚类化合物。
[0021]有益效果:
[0022]1、利用一个工艺线路同步实现了煤焦油中的酚类和含氮化合物选择性地快速分离，克服煤焦油中各种复杂成份对同步分离的各种影响，分离效果好，彻底解决了煤焦油中含酚类和含氮化合物对后续加氢工艺带来的各种危险，大大提高了油品的品质。
[0023]2.不产生含酚废水，对环境友好，可分别回收络合分离剂和有机溶剂，大大降低了生产成本。
[0024]3、工艺流程简单、设备投资和运行成本低。【具体实施方式】
[0025]
【权利要求】
1.一种煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法，其特征在于，包括以下步骤: (I )，将络合分离剂加入煤焦油中，与煤焦油中的酚类化合物及含氮化合物发生络合分离反应，得到上层的油相及下层的络合相，所述络合分离剂A含有金属氯化物、磷酸盐和卤代盐。 (2)加热络合相以选择性分离含氮化合物，蒸发出富含氮化合物的油相，余下的含络合分离剂和酚类化合物的络合相； (3)，向步骤(2)中得到的含络合分离剂和酚类化合物的络合相中加入有机溶剂反萃酚类化合物，析出可再生的络合分离剂以及含酚的有机溶液；所述有机溶剂为醚类的一种或多种。 (4)，所述可再生的络合分离剂经干燥后可循环用于步骤(1);所述含酚的有机溶液经精馏分离得到酚类化合物和可再生的有机溶剂。
2.如权利要求1所述的煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法，其特征在于， 所述步骤(1)中，络合分离剂A中金属氯化物与卤代盐质量比为0.05-0.2、磷酸盐和卤代盐的质量比为0.04-0.15。
3.如权利要求2所述的煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法，其特征在于，所述金属氯化物为氯化锌、氯化亚锡、氯化铝中的至少一种；所述磷酸盐为磷酸钠、磷酸钾、磷酸铵中的至少一种；所述卤代盐为三(2-羰基乙基)磷盐酸盐、甜菜碱盐酸盐、四羟甲基氯化磷、(甲氧基甲基)三苯基氯化磷中的至少一种。
4.如权利要求1-3任一项所述的煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法，其特征在于， 所述步骤(1)中，络合分离剂与煤焦油的混合质量比0.05-0.7，络合分离反应温度为-20-70°C，分离时间为 0.l-50min。
5.如权利要求1所述的煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法，其特征在于， 所述步骤(2)中，加热络合相以选择性分离含氮化合物时，控制加热温度为80-200°C，加热时间为0.2-5h。
6.如权利要求1所述的煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法，其特征在于， 所述步骤(3)中，加入有机溶剂反萃的温度为-20-60°C，时间为l-40min。
7.如权利要求1或6所述的煤焦油中酚类化合物及含氮化合物的分离方法，其特征在于， 所述步骤(3)中，所述有机溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷、异丙醚、乙醚中的至少一种。
【文档编号】C10C1/20GK103937522SQ201410080517
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】庞昆, 李繁荣, 朱阳明, 夏吴, 徐建民, 陈风敬, 卢文新 申请人:中国五环工程有限公司