专利名称：一种低温煤焦油酚钠盐的分解方法
技术领域：
本发明涉及一种低温煤焦油加工生产工序中的酚钠盐分解新方法，可从低温煤焦油中得到混合苯酚化合物，适用于煤焦油加工行业的技术改造及新建项目。
背景技术：
低温煤焦油是煤在800°C以下热解得到的液体产物，其组成特性与加工方法与高温煤焦油有很大不同，它含有苯酚、甲酚、二甲酚等几十种多取代苯酚类化合物，浙青质含量也高于高温煤焦油。如果使用高温煤焦油的加工工艺对低温煤焦油加工，不但会腐蚀设备，而且会由于低温煤焦油密度与水接近，导致难以进行油水分离。目前工业应用是将低温煤焦油中苯酚类化合物提取出来，剩余煤焦油加氢制取液体燃料，其中苯酚类化合物纯化后可以作为高附加值的化工原料。提取苯酚类化合物现有两种手段，第一种是酸碱法(CN200910197912.1)，低温煤焦油简单蒸馏得到一定沸点的馏分油，加入氢氧化钠水溶液，使其形成混合苯酚钠盐进入水相，分离水相并在其中加入硫酸分解该盐，得到混合苯酚化合物。此法虽然简便，但是产生大量废酸、废碱，污染环境、腐蚀设备、损害操作人员健康。虽然有专利(CN200820014904. X)报道用二氧化碳代替硫酸分解苯酚钠盐，但是该工艺也会产生大量不易处理的碳酸钠盐，且分解反应进行不完全，需多次重复进行，导致工艺流程复杂。第二种是选用溶剂萃取法(CN201110102049. 4)，采用多元醇化合物作为萃取剂萃取低温煤焦油中苯酚类化合物，该法污染较少，但是也有许多问题需解决一、采用萃取、反萃取、多级萃取等方法，操作复杂，增加了设备成本投入；二、由于涉及到萃取剂的回收，势必要多次蒸馏分离，消耗大量能源；三、由于采用萃取的方法，必然使一些中性油带入酚类化合物中，降低了下一步剩余煤焦 油加氢制燃料的收率。因此，成功解决这些问题才能使萃取法工艺工业化应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温煤焦油酚钠盐的分解方法，该方法利用双极膜电渗析技术，分解低温煤焦油蒸馏馏分油碱处理后得到的混合苯酚钠盐，制备得到混合苯酚化合物，同时生成的氢氧化钠循环用于苯酚钠盐的生产，该方法有效地解决了传统生产工艺中大量酸、碱废水的排放，达到了绿色化工生产的目的。本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。一种低温煤焦油酚钠盐的分解方法，包括下述步骤I)将低温煤焦油常压蒸馏收集到的沸点小于300°C的馏分油加入氢氧化钠水溶液中，充分搅拌混合，静置分层，分离出水相，得到混合苯酚钠盐水溶液，备用；2)通过将一个阳膜置于两个双极性膜之间形成分解膜器，所述的膜器包括两个室，分别为一个双极性膜和阳膜之间的碱液室，以及另一个双极性膜和阳膜之间的进料室，所述膜器的两侧分别设置阴极和阳极，与直流电源的两级相连接；3)将低温煤焦油蒸馏馏分油碱处理后得到的混合苯酚钠盐水溶液通入进料室中，将氢氧化钠水溶液通入碱液室中；4)在直流电场作用下，在进料室中的钠离子通过阳膜进入碱液室，与从双极性膜产生的氢氧根离子结合形成氢氧化钠；5)同时，由双极性膜产生的氢离子进入进料室，与其中的酚氧离子结合，生成混合苯酹化合物。进一步地，所述步骤I)中低温煤焦油蒸馏馏分油与氢氧化钠的质量比为10:4，氢氧化钠水溶液质量分数为10%。进一步地，所述步骤3)中碱液室氢氧化钠水溶液浓度为40_60g/L，溶液的循环流量为 18-22mL / min。进一步地，所述进料 室混合苯酚钠盐溶液浓度为80_120g/L，溶液流量为
0.8-1. 2mL / min。双极膜是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的水解离成氢离子和氢氧根离子并分别通过阴膜和阳膜，作为H+和OH离子源。它可以实现从盐(MX)的水溶液制备相应的酸(HX)和碱(MOH)。利用这一原理和膜器，本发明将混合苯酚钠盐分解为混合苯酚化合物以及氢氧化钠。本发明的特点是采用新的苯酚钠盐分解装置，消除了废酸、废碱的污染，从低温煤焦油中得到混合苯酚化合物，具有良好的应用前景。
图1为本发明的装置示意图。
具体实施例方式下面结合
本发明的
具体实施例方式如图1所示，为低温煤焦油酚钠盐的分解方法所采取的双极膜电渗析装置，膜器由两个双极性膜和一个阳膜为基本单元构成，分为碱液室和进料室，双极性膜是日本产BP一 IE型膜，阳膜为德国产FT-FKB型膜，单张膜面积是0. 02m2,膜间距为8mm。在膜器的两端是阴极和阳极，与直流电源的两级相连接。碱液室通入浓度为40-60g/L氢氧化钠水溶液，溶液的循环流量为18-22mL / min，进料室通入低温煤焦油蒸馏馏分油碱处理后得到的混合苯酚钠盐水溶液，溶液浓度为80-120g/L，溶液流量为0.8-1.2mL / min。装置连接直流电源，平均电压5V，直流电流10A。在直流电场作用下，进料室中的钠离子通过阳膜进入碱液室，与从双极性膜产生的氢氧根离子结合形成氢氧化钠，氢氧化钠在碱液室内不断循环，且浓度逐渐增加。与此同时由双极性膜产生的氢离子进入进料室，与其中的酚氧离子结合，生成混合苯酚化合物，从进料室出口得到混合苯酚化合物，流入产品容器中，混合苯酚钠盐转化率接近100%。从碱液室出口得到氢氧化钠水溶液，浓度调整为40-60g/L再循环进入碱液室。实施例称取约Ikg低温煤焦油放入实验室常压蒸馏装置中，在烧瓶中加入少量沸石，力口热蒸馏切取沸点小于300°C的馏分油。将IOOg该馏分油加入400g质量分数为10%的氢氧化钠水溶液中，加热至50°C，充分搅拌混合，冷却至室温，静置分层，分离出水相，水溶液混合苯酚钠盐浓度为102g/L。双极膜电渗析装置如图1所示，膜器由两个双极性膜和一个阳膜为基本单元构成，分为进料室和碱液室，双极性膜是日本产BP — IE型膜，阳膜为德国产FT-FKB型膜，单张膜面积是0. 02m2，膜间距为8mm。碱液室通入氢氧化钠水溶液浓度为50g/L，溶液的循环流量为20mL / min，进料室通入上述混合苯酚钠盐水溶液，溶液流量为ImL / min。装置连接直流电源，平均电压5V，直流电流10A，在直流电场作用下，混合苯酚钠盐转化率接近100%，从进料室出口得到混合苯酚化合物。从碱液室出口得到氢氧化钠水溶液，浓度调整为50g/L再循环进入碱液室。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式
仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保 护范围。
权利要求
1.一种低温煤焦油酚钠盐的分解方法，其特征在于，包括下述步骤 1)将低温煤焦油常压蒸馏收集到的沸点小于300°C的馏分油加入氢氧化钠水溶液中，充分搅拌混合，静置分层，分离出水相，得到混合苯酚钠盐水溶液，备用； 2)通过将一个阳膜置于两个双极性膜之间形成分解膜器，所述的膜器包括两个室，分别为一个双极性膜和阳膜之间的碱液室，以及另一个双极性膜和阳膜之间的进料室，所述膜器的两侧分别设置阴极和阳极，与直流电源的两级相连接； 3)将低温煤焦油蒸馏馏分油碱处理后得到的混合苯酚钠盐水溶液通入进料室中，将氢氧化钠水溶液通入碱液室中； 4)在直流电场作用下，在进料室中的钠离子通过阳膜进入碱液室，与从双极性膜产生的氢氧根离子结合形成氢氧化钠； 5)同时，由双极性膜产生的氢离子进入进料室，与其中的酚氧离子结合，生成混合苯酚化合物。
2.根据权利要求1所述的低温煤焦油酚钠盐的分解方法，其特征在于，所述步骤I)中低温煤焦油蒸馏馏分油与氢氧化钠的质量比为10:4，氢氧化钠水溶液质量分数为10%。
3.根据权利要求1所述的低温煤焦油酚钠盐的分解方法，其特征在于，所述步骤3)中碱液室氢氧化钠水溶液浓度为40-60g/L，溶液的循环流量为18-22mL / min。
4.根据权利要求1所述的低温煤焦油酚钠盐的分解方法，其特征在于，所述进料室混合苯酚钠盐溶液浓度为80-120g/L，溶液流量为0. 8-1. 2mL/min。
全文摘要
本发明公开了一种低温煤焦油酚钠盐的分解方法，采用由两个双极性膜和一个阳膜为基本单元构成的双极膜电渗析装置，分解低温煤焦油碱处理得到的混合苯酚钠盐，用电化学方法得到混合苯酚化合物，同时生成的氢氧化钠可再应用于酚钠盐的生产。有效解决了传统煤焦油加工技术中大量酸、碱废水的排放，是一条绿色化学工艺技术。
文档编号C10C1/00GK103059890SQ20121055267
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者杨永忠, 闵小建, 李向东, 郑化安, 尚建选, 张生军, 唐应吉, 刘双泰 申请人:陕西煤业化工技术研究院有限责任公司