一种利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法

本发明涉及煤化工精细化学品的分离领域，具体涉及一种利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法。

背景技术：

1、煤焦油和液化油是重要的煤基液体化工产品，经过减压精馏，可以获得一系列酚和芳烃的混合产品。其中工业萘油是重要的苯酚和吡啶类化合物的来源。由于酚羟基通常显酸性，和碱性化合物吡啶衍生物之间存在b酸-l碱相互作用和苯环间广泛存在的π-π作用使得在萘油馏分段中总是富集苯酚、吡啶和萘的衍生物。因此，开发高效、操作简便的苯酚、吡啶衍生物与苯、萘混合物的分离方法，是现代煤基液体精细化学品增值利用中的主要难点。

2、工业上已有一些成熟的工艺方法用于酚和喹啉混合物的分离。工业萘油加工时，先用硫酸等强酸洗涤萘油馏分，以获得喹啉类碱性物质的硫酸盐，然后利用稀酸对喹啉硫酸盐进行复性。再用强碱对酸洗后的萘油进行中和并通过碱洗获得酚钠盐，最后利用稀酸对碱性含氮物质进行复性。该方法操作繁琐，更重要的是其中涉及强酸碱的反复使用、对设备腐蚀严重、流程复杂且能耗高，还易对周边水体造成污染。

3、

4、phoh+naoh→phona+h2o

5、pho-+h+→phoh

6、基于以上分析，现有技术中工业萘油中分离酚、吡啶类化合物的方法条件苛刻、酸碱萃取溶剂不能实现循环。因此，亟待开发操作简单、高效易循环的工业萘油中苯酚和吡啶类化合物的分离方法。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，以克服现有技术中分离方法需使用强酸碱，对设备腐蚀严重，污染环境，能耗高等缺陷。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，包括如下步骤：

3、步骤1，将萘油、烷烃与低共熔溶剂混合，分液，得到杂原子低共熔相和烃类萃余相；

4、步骤2，将所述杂原子低共熔相与第一反萃取剂混合，分相，得到第一反萃取相和第一反萃余相；

5、步骤3，将所述第一反萃取相中的杂原子混合物与第一反萃取剂分离，所述杂原子混合物、烷烃与氢键受体萃取剂混合，分液，得到酚类低共熔相和吡啶类萃余相；

6、步骤4，将所述酚类低共熔相与第二反萃取剂混合，分相，得到酚类化合物；

7、其中，所述低共熔溶剂为四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基溴化磷中的至少一种与乙醇酸、草酸、柠檬酸、对甲苯磺酸中的至少一种的混合物；所述氢键受体萃取剂为四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基溴化磷中的至少一种。

8、本发明所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其中，还包括：

9、将步骤1的烃类萃余相进行蒸馏，分别得到烷烃，苯、萘混合物；所述烷烃循环回步骤1重复利用。

10、本发明所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其中，所述第一反萃取剂选自丙酮、乙酸乙酯、二硫化碳、四氯甲烷中的至少一种；所述第一反萃余相为低共熔溶剂，循环回步骤1重复使用。

11、本发明所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其中，所述第一反萃取相中的杂原子混合物与第一反萃取剂分离的方式为蒸馏，分离得到的第一反萃取剂循环回步骤2重复使用。

12、本发明所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其中，所述第二反萃取剂选自丙酮、乙酸乙酯、二硫化碳、四氯甲烷中的至少一种；所述酚类低共熔相与第二反萃取剂的混合物经分相得到酚类化合物和氢键受体萃取剂，分相得到的氢键受体萃取剂循环回步骤3重复使用。

13、本发明所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其中，所述吡啶类萃余相经蒸馏分离得到吡啶类化合物和烷烃，所述烷烃循环使用。

14、本发明所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其中，步骤1中的烷烃和步骤3中的烷烃相同或不同，独立选自正己烷、环己烷。

15、本发明所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其中，步骤1中，低共熔溶剂与萘油的质量比为0.2～2，混合的温度为30℃～50℃，混合的时间为60min～120min。

16、本发明所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其中，步骤3中，混合的温度为30℃～50℃；步骤2中，第一反萃取剂与杂原子低共熔相的质量比为0.5～1，混合时间为10min～30min；步骤4中，第二反萃取剂与酚类低共熔相的质量比为0.5～1，混合时间为10min～30min。

17、本发明所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其中，所述低共熔溶剂中，四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵或四丁基溴化磷的物质的量与乙醇酸、草酸、柠檬酸或对甲苯磺酸的物质的量之比为2：1-1：2。

18、本发明的有益效果：

19、本发明使用低共熔溶剂和氢键受体萃取剂作为萃取剂，结合反萃取以及蒸馏等方式，实现了萘油中酚类化合物和吡啶类化合物的高选择性分离，操作简单高效，萃取条件温和，萃取剂经干燥后可循环使用，反萃取剂和烷烃溶剂通过常压蒸馏循环使用，且所用试剂对设备无腐蚀。

技术特征：

1.一种利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，所述第一反萃取剂选自丙酮、乙酸乙酯、二硫化碳、四氯甲烷中的至少一种；所述第一反萃余相为低共熔溶剂，循环回步骤1重复使用。

4.根据权利要求1所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，所述第一反萃取相中的杂原子混合物与第一反萃取剂分离的方式为蒸馏，分离得到的第一反萃取剂循环回步骤2重复使用。

5.根据权利要求1所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，所述第二反萃取剂选自丙酮、乙酸乙酯、二硫化碳、四氯甲烷中的至少一种；所述酚类低共熔相与第二反萃取剂的混合物经分相得到酚类化合物和氢键受体萃取剂，分相得到的氢键受体萃取剂循环回步骤3重复使用。

6.根据权利要求1所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，所述吡啶类萃余相经蒸馏分离得到吡啶类化合物和烷烃，所述烷烃循环使用。

7.根据权利要求1所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，步骤1中的烷烃和步骤3中的烷烃相同或不同，独立选自正己烷、环己烷。

8.根据权利要求1所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，步骤1中，低共熔溶剂与萘油的质量比为0.2～2，混合的温度为30℃～50℃，混合的时间为60min～120min。

9.根据权利要求1所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，步骤3中，混合的温度为30℃～50℃；步骤2中，第一反萃取剂与杂原子低共熔相的质量比为0.5～1，混合时间为10min～30min；步骤4中，第二反萃取剂与酚类低共熔相的质量比为0.5～1，混合时间为10min～30min。

10.根据权利要求1所述的利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂中，四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵或四丁基溴化磷的物质的量与乙醇酸、草酸、柠檬酸或对甲苯磺酸的物质的量之比为2：1-1：2。

技术总结
本发明提供了一种利用低共熔溶剂分步萃取萘油中酚类和吡啶类化合物的方法，包括：步骤1，将萘油与烷烃、低共熔溶剂混合，分液，得到低共熔萃取相和溶剂萃余相；步骤2，将低共熔萃取相与第一反萃取剂混合，过滤得到第一反萃取相和可循环的DES；步骤3，第一反萃取相蒸馏得杂原子混合物；将杂原子混合物与氢受体型低共熔萃取剂和烷烃混合，分液得低共熔酚类化合物萃取相和吡啶类化合物烷烃萃余相。步骤4，将酚类化合物萃取相与第二反萃取剂混合，过滤得酚的第二反萃取溶液和氢受体型萃取剂。蒸馏回收第二反萃取剂溶液中的酚产品。低共熔溶剂为四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵或四丁基溴化磷，与乙醇酸、草酸、柠檬酸或对甲苯磺酸。

技术研发人员：杜朕屹,张洪武,钟诗莹,李文英,冯杰
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5