一种用可生物降解化合物作为吸附剂吸附分离油中酚类化合物的方法技术

本发明专利技术提供了一种用可生物降解化合物作为吸附剂吸附分离油中酚类化合物，并且实现吸附剂再生的方法。该方法包括：向油酚混合物中加入一定量可生物降解化合物吸附剂，在一定温度下搅拌，由于发生

A method of adsorbing and separating phenolic compounds from oil by using biodegradable compounds as adsorbent

The invention provides a method for adsorbing and separating phenolic compounds from oil by using biodegradable compounds as adsorbents, and realizing regeneration of adsorbents. The method comprises the following steps: adding a certain amount of biodegradable compound adsorbent to the oil phenol mixture, stirring at a certain temperature, as a result of occurring

【技术实现步骤摘要】
一种用可生物降解化合物作为吸附剂吸附分离油中酚类化合物的方法
本专利技术涉及用可生物降解化合物作为吸附剂吸附分离油中酚类化合物的方法。具体而言，本专利技术涉及一种油中酚类化合物的分离方法以及吸附剂再生的方法。
技术介绍
酚类化合物是一种应用广泛的化工原料，可应用于纤维、塑料的合成，农药、医药的制备，以及香料、染料等其他生产领域。酚类化合物主要从煤焦油及煤液化油中获得，也可以从生物热解油中获得。我国有着丰富的煤炭资源以及生物质资源，从煤焦油、煤液化油及生物热解油等油酚混合物中有效分离出酚类化合物有着巨大的经济效益。目前工业上比较成熟的油酚混合物分离方法是碱液洗涤法，即使用氢氧化钠溶液与油酚混合物(如煤焦油、煤液化油)中的酚类化合物反应生成酚钠溶于水相，从而与油相分离；用水蒸气汽提的方法将酚钠水溶液中夹带的中性油脱除；然后向酚钠溶液中加入硫酸生成酚类化合物。碱液洗涤法对油中酚类化合物具有很好的选择性，能够获得纯度较高的酚类化合物。但这个过程需要消耗大量的酸碱溶液，导致成本较高。同时会产生大量的含酚废水，需要后续处理；并且硫酸酸化对设备的腐蚀性很大。为了解决上述问题，需要开发新型非水相分离方法。Hou等[Y.C.Hou,Y.H.Ren,W.Peng,S.H.Ren,W.Z.Wu.SeparationofPhenolsfromOilUsingImidazolium-BasedIonicLiquids.Ind.Eng.Chem.Res.,2013,52:18071-18075]利用咪唑基离子液体成功并且高效地将酚类化合物从模拟油中分离，在这一系列不同的咪唑基离子液体中，1-丁基-3-甲基-咪唑氯盐([Bmim]Cl)表现出了最高的酚类化合物的脱除率，酚类化合物的脱除率高达99.9％。Pang等[K.Pang,Y.C.Hou,W.Z.Wu,W.J.Guo,W.Peng,K.N.Marsh.EfficientSeparationofPhenolsfromOilsviaFormingDeepEutecticSolvents.GreenChem.,2012,14:2398-2401]报道氯化胆碱可以通过与酚类化合物形成低共熔溶剂，高效地分离油酚混合物。随后，Guo等[W.J.Guo,Y.C.Hou,W.Z.Wu,S.H.Ren,S.D.Tian,K.N.Marsh.SeparationofPhenolfromModelOilswithQuaternaryAmmoniumSaltsviaFormingDeepEutecticSolvents.GreenChem.,2012,1:226-229]提出一系列的季铵盐都可以与酚类化合物形成低共熔溶剂，并通过此方法高效地将酚类化合物从油中分离出来。以上分离方法能够很高效率地从油中分离酚类化合物，在整个过程中不产生含酚废水，萃取剂用量少，节省成本；萃取剂可循环使用。但是离子液体合成复杂，不易获得，并且毒性大；低共熔溶剂方法中，吸附剂一般含有卤素离子(如Cl-，Br-)，这可能会对设备造成严重的腐蚀[J.J.Zhu,C.F.Zhu,W.J.Wei.AnalysisandEvaluationofCausesLeadingtoCorrosionofCoalTarRectificationTower.Mater.Prot.,2007,40:71-73]；利用低共熔溶剂法分离酚类化合物，夹带较多的中性油组分。据报道[王震,侯玉翠,任树行,孔洁,吴卫泽.低共熔法吸附分离油酚混合物过程中油的夹带.化工学报,2015,66:247-252]，以甲苯作为中性油，以氯化胆碱为萃取剂，萃取苯酚浓度为200g/L的油酚混合物中苯酚的过程中，当加入氯化胆碱与苯酚的摩尔比为1:1，低共熔溶剂中夹带的中性油质量分数可达15％，其中低共熔溶剂中，中性油与苯酚的质量比可达30％。如果低共熔溶剂中夹带中性油，不仅浪费中性油，而且也为后期的混合酚分离工作带来困难，导致产物酚的纯度不高。因此寻找一种无毒无害，不夹带或很少夹带中性油，不含卤素离子的分离剂尤为重要。本专利的方法提供了一种用可生物降解化合物(异烟碱、茶碱、L-赖氨酸)作为吸附剂吸附分离油中酚类化合物，并且实现吸附剂再生的方法。该方法中将一定量的可生物降解化合物吸附剂加入到油酚混合物中，在温度10℃～60℃条件下吸附油酚混合物中的酚类化合物，过滤分离可得含酚的可生物降解化合物吸附剂；向该含酚的吸附剂中加入脱附剂实现可生物降解化合物吸附剂的再生；过滤后，可生物降解化合物吸附剂重复使用；通过蒸馏含酚类化合物的脱附剂滤液可得到酚类化合物和脱附剂，脱附剂回收使用。本方法所使用的吸附剂是可生物降解化合物，均不含有卤素离子，环境友好；吸附效率高；中性油夹带少(中性油与苯酚的质量比最低可达0.023)；吸附剂可重复使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决含油酚混合物中酚类化合物分离的难题。用可生物降解化合物吸附剂吸附分离酚类化合物，无毒、无害，环境友好，不含有卤素离子，且生物可降解；吸附剂可重复使用。本专利技术的目的是采用如下技术方案来实现的。一种用可生物降解化合物作为吸附剂吸附分离油中酚类化合物，并且可实现吸附剂再生的方法，该方法包括以下步骤：(1)向油酚混合物中加入一定量可生物降解化合物吸附剂，在一定温度条件下搅拌一定时间，然后静置，再进行过滤操作，得到脱酚油和含酚的可生物降解化合物吸附剂；(2)向(1)中得到的含酚的可生物降解化合物吸附剂中加入脱附剂，酚类化合物被脱附到脱附剂中，过滤分离得到可生物降解化合物吸附剂和含酚类化合物的脱附剂溶液，可生物降解化合物吸附剂重复使用；(3)将(2)中得到的含酚类化合物的脱附剂进行蒸馏，得到产物酚类化合物和脱附剂，脱附剂重复使用；其中，步骤(1)中所述的可生物降解化合物吸附剂包括异烟碱，茶碱，L-赖氨酸。上述方法中，所述的油酚混合物中酚类化合物的浓度为10g/L～200g/L。上述方法中，所述的可生物降解化合物吸附剂与酚类化合物的摩尔比为0.4～2.0。上述方法中，所述的可生物降解化合物吸附剂萃取酚的温度为10℃～60℃。上述方法中，所述的脱附剂包括乙醚、丙酮、乙醇、乙酸乙酯。上述方法中，所述的脱附剂与加入的吸附剂的质量比为5～30。上述方法中，所述的含有酚类化合物的脱附液进行蒸馏的温度为40℃～110℃。本方法的原理为：所研究的可生物降解化合物吸附剂均为Lewis碱，酚类化合物是一种酸。酚类化合物能够与上述可生物降解化合物吸附剂发生酸-Lewis碱作用，而油酚混合物中其他组分无法与上述可生物降解化合物吸附剂发生该种作用。可生物降解化合物吸附剂与酚类化合物作用后，所形成的混合物不溶于脱酚油，因此采用上述可生物降解化合物吸附剂能够选择性地吸附分离油酚混合物中的酚类化合物。由于酚类化合物能够溶解于脱附剂(乙醚、乙醇、丙酮或者乙酸乙酯)中，而可生物降解化合物吸附剂不溶于脱附剂，因此向可生物降解化合物吸附剂与酚类化合物所形成的混合物添加脱附剂时，酚类化合物溶解于脱附剂中，过滤可得到可生物降解化合物吸附剂，实现吸附剂的再生。对于如前所述的离子液体和低共熔溶剂萃取分离油酚混合物而言，酚类化合物与中性油之间存在π-π键，导致吸附过程中夹带较多的中性油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用可生物降解化合物作为吸附剂吸附分离油中酚类化合物，并且可实现吸附剂再生的方法，该方法包括以下步骤：(1)向油酚混合物中加入一定量可生物降解化合物吸附剂，在一定温度条件下搅拌一定时间，然后静置，再进行过滤操作，得到脱酚油和含酚的可生物降解化合物吸附剂；(2)向(1)中得到的含酚的可生物降解化合物吸附剂中加入脱附剂，酚类化合物被脱附到脱附剂中，过滤分离得到可生物降解化合物吸附剂和含酚类化合物的脱附剂溶液，可生物降解化合物吸附剂重复使用；(3)将(2)中得到的含酚类化合物的脱附剂进行蒸馏，得到产物酚类化合物和脱附剂，脱附剂重复使用；其中，步骤(1)中所述的可生物降解化合物吸附剂包括异烟碱、茶碱、L‑赖氨酸。

【技术特征摘要】
1.一种用可生物降解化合物作为吸附剂吸附分离油中酚类化合物，并且可实现吸附剂再生的方法，该方法包括以下步骤：(1)向油酚混合物中加入一定量可生物降解化合物吸附剂，在一定温度条件下搅拌一定时间，然后静置，再进行过滤操作，得到脱酚油和含酚的可生物降解化合物吸附剂；(2)向(1)中得到的含酚的可生物降解化合物吸附剂中加入脱附剂，酚类化合物被脱附到脱附剂中，过滤分离得到可生物降解化合物吸附剂和含酚类化合物的脱附剂溶液，可生物降解化合物吸附剂重复使用；(3)将(2)中得到的含酚类化合物的脱附剂进行蒸馏，得到产物酚类化合物和脱附剂，脱附剂重复使用；其中，步骤(1)中所述的可生物降解化合物吸附剂包括异烟碱、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴卫泽，纪柚安，任树行，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11