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一种煤化工废水脱酚萃取剂及其用途和煤化工废水的脱酚方法

摘要

本发明公开了一种煤化工废水脱酚萃取剂、用途及使用该萃取剂对煤化工废水进行脱酚处理的方法,所述萃取剂可包含乙酸仲丁酯,或包含乙酸仲丁酯和苯乙醚,或包含乙酸仲丁酯、苯乙醚和冠醚类化合物。通过对煤化工废水进行脱酚处理发现,本发明所述萃取剂具有优异的脱酚效果,尤其是通过合适组分的选择、合适用量的限定等而取得了对多元酚的特别优异的脱除效果,在煤化工废水处理领域中具有巨大的应用价值和工业化生产潜力。

著录项

  • 公开/公告号CN104276618A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-01-14

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 河南龙成煤高效技术应用有限公司;

    申请/专利号CN201410592016.6

  • 发明设计人 朱书成;白太宽;

    申请日2014-10-30

  • 分类号C02F1/26;C02F101/34;

  • 代理机构郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙);

  • 代理人季发军

  • 地址 474500 河南省南阳市西峡县回车镇红石桥村产业集聚区

  • 入库时间 2023-12-17 02:24:16

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2015-11-18

    授权

    授权

  • 2015-02-11

    实质审查的生效 IPC(主分类):C02F1/26 申请日:20141030

    实质审查的生效

  • 2015-01-14

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤化工领域的萃取剂及其用途和使用该萃取剂的方法,更具体地涉及一种煤化工废水脱酚萃取剂及其用途和使用该萃取剂的煤化工废水的脱酚方法,属于煤化工废水处理剂及其应用领域。

背景技术

随着我国煤化工行业的蓬勃发展,国家对工业生产的排污要求不断提高和加强。与其它行业相比,煤化工废水具有诸如水量大、酚含量高等的特点,由于含酚废水中的酚是一种原生质毒物,直接排入水中会使水体COD值增大、严重危害水生生物的繁殖与生存;高浓度酚则会抑制农作物的光合作用、降低酶的活力、妨碍细胞功能、破坏植物生长素的形成,并导致生物体内酚含量增加、影响农作物产品的质量。

因此,正是由于煤化工废水中的酚具有如此的严重危害和毒性,只有经过净化脱酚处理,才能进入后续的处理工序。

经过研究,发现煤化工废水中的酚类物质主要包括一元酚和多元酚,例如苯酚、甲基苯酚、甲基苯二酚、二甲基苯酚、乙基苯酚、甲基萘酚等。

作为当前含酚废水处理的主要方法的萃取法,该方法是从高浓度含酚废水中回收酚类物质的主要手段,其具有诸多优点,例如:1、不仅可以回收可挥发酚,也可回收不挥发酚;2、该方法所用设备简单、脱酚效率高、易于实现生产自动化和连续化。正是由于如此的优点,萃取法在工业上获得了广泛的应用。

显而易见地,在萃取法中萃取剂的选择、组合、含量等诸多因素是实施萃取的关键所在,这些因素可以显著地影响着萃取产物的质量、组成、分离程度以及萃取操作的效果等。

目前常用的萃取剂主要有轻苯、重苯、重溶剂油、N-503煤油、醋酸乙酯、异丙醚、苯乙酮、磷酸三甲酚等。这些萃取剂均有各自的显著特点,例如苯类萃取剂分配系数低、脱酚效率低,但价廉易得;醚酯类萃取剂虽具有较高的分配系数、脱酚效率高,但是水溶性相对较大,尤其是异丙醚沸点低、蒸汽压高、挥发损失大、价格较高,从而限制了其应用;N-503煤油虽然萃取效率高,但价格昂贵,导致成本急剧增大。

为了开发使用萃取剂或者其它的新颖煤化工废水脱酚处理方法,科研工作者进行了大量的深入研究,并取得了一些成果,例如:

CN86108079A公开了一种从含酚废液中回收酚的吸附法,所述方法适用于从焦化厂,煤气厂等产生的高浓度含酚废液中回收酚,其处理步骤是将含酚废液进行预处理,调pH值后加入三氯化铁,经活性炭吸附时同步加入氯气或液氯,再经蒸馏进行脱酚。

CN1056893A公开了一种煤气污水萃取脱酚、蒸氨处理方法,步骤为:1、将煤气污水泵入洗涤塔;2、泵入萃取塔除酚;3、含酚萃取剂进入蒸馏塔,回收的萃取剂可循环使用;4、萃取后的污水直接进入蒸氨塔,用蒸汽将水中氨、溶解萃取剂吹脱出来;5、在吸收塔中用磷铵贫液选择吸收氨,萃取剂冷却后在洗涤塔中被原污水吸收;6、磷铵富液在解吸塔中解析、冷却成浓氨水。所述方法具有节省设备费用和运转费用的优点,适用于煤气或煤焦化的污水处理。

CN1087607A公开了一种废水-焦油联合脱酚的方法,所述方法用碱溶液作为脱酚剂,包括如下步骤:(1) 以含酚废水为水源,加入无机碱类,配制成5-30%的碱性脱酚剂;(2) 用上述脱酚剂与焦油相接触,洗涤温度为15-90℃,反应时间10-60分钟,对含酚焦油进行脱酚处理;(3) 分离碱性酚盐水相与焦油相,用硫酸分解法或二氧化碳分解法分解出酚类。通过如此处理,可大大降低废水中的酚类、油、氰化物、氮类都污染物。

CN1365953A公开了一种用于石化工业酸性水和碱渣的脱硫、脱氨、脱酚处理方法,包括在酸性水或者酸性水与碱渣的混合物中加入铁盐,并通过压缩空气,使废水中的二价硫生成硫代硫酸盐和硫酸盐以脱硫;脱硫后的废水经脱硫剂回收装置后提升至供气式生物塔滤池中,利用压缩空气和微生物使铵盐进行硝化,生成硝酸盐以脱氨;生物塔滤池中的微生物如细菌利用压缩空气中的氧使废水中的酚分解成二氧化碳和水以脱酚。该方法的脱硫效率高达98%以上、脱氨效率达95%、酚的脱除效率可达80%。

CN1450006A公开了一种废水的处理方法,包括调节、过滤、萃取、脱酚、隔油五个步骤:含酚废水经过过滤除去不溶物后,在第一萃取区用高碳醇作萃取剂除去废水中的有机物并有效降低酚的含量,负载萃取剂去蒸馏工序,蒸出的高碳醇反萃后循环利用,废水中的有机物以高沸物的形式回收,在第二萃取区用磷酸酯和煤油的混合物作萃取剂与含酚废水逆流萃取,饱和后的萃取剂反萃后循环利用,萃取后的废水达标排放。经逆流萃取癸二酸含酚废水酚含量可由2000-2500 mg/l降至2.0 mg/l以下,达到国家规定的三级排放标准。由于萃取回收了大量酚,使处理运行费用大大降低,经济效益、环境效益明显。

CN1361068A公开了一种炼油碱性废水脱酚的方法,所述方法将作为萃取相的半成品汽油与调整了pH值并回收了环烷酸、粗酚、碳酸钠等产品后的含酚碱性废水,以一定比例经混合器混合,而后静置,待分层后,分离出半成品汽油,从而脱除碱性废水中的酚。该方法简单、萃取效率高、占地面积小、成本低,且可提高油品的抗氧化性能,不造成二次污染。

CN1789164A公开了一种焦化废水酚去除及回收技术,其先采用离子沉淀法去除并回收焦化废水中的酚类物质,然后利用焦炭吸附法将废水中的酚降到低浓度水平。该技术克服了生物脱酚法使大量宝贵酚类得不到回收的缺陷,具有流程短、操作方便、沉淀剂可循环使用等优点,为含酚废水中酚去除及回收开辟了一条新路。

CN1683475A公开了一种炼厂碱渣络合萃取脱酚方法,将磷酸三丁酯、C4-C7杂醇和甲苯、乙苯或二甲苯混合得到萃取剂I;将C8-C12饱和烃、C4-C7杂醇和甲苯、乙苯或二甲苯混合得到萃取剂II;将萃取剂I与碱渣体系混合络合萃取,然后再加入萃取II,络合萃取,得到三相萃取体系,一相为萃余相,一相为富含酚和萃取剂I的相I,一相为富含硫化物和萃取剂III。该方法通过利用磷酸三丁酯、C4-C7杂醇和含烷基侧链的芳香烃三者的协同效应提高了萃取剂I在弱碱性时的萃取率,通过萃取剂II对上述萃取相中硫化物进行萃取分离,减少酚中硫化物的含量,提高了酚的纯度和利用率。

CN1834040A公开了一种高浓度含酚煤气化废水的萃取脱酚方法,所述方法是将含酚煤气化废水与萃取溶剂甲基异丁基酮混合后分离,得到溶剂相和水相余液,对溶剂相精馏回收萃取溶剂和粗酚;对水相余液再进行多级逆流萃取,得到的萃取液进行残留萃取溶剂回收处理的步骤,该方法工艺简单、条件温和,萃取溶液能够循环使用。

CN101050015A公开了一种一种高浓度臭氧处理含酚废水的方法,所述方法首先是氧气在臭氧发生器、臭氧吸收器和臭氧浓缩、储存器中加工成浓度为500-1400 mg/l的臭氧;然后臭氧从脱酚反应塔的下方以逆流方式进入,与浓度为500-3000 mg/l的含酚废水在脱酚反应塔内完成脱酚反应,接触反应时间为10-60秒,臭氧与酚的浓度比为1,脱酚率大于99%。该方法采用高浓度臭氧处理高含酚废水的效率高、剩余臭氧分解为氧气,不带来二次污染,可广泛应用于处理工业含酚废水,尤其适用于处理高浓度含酚废水。

CN103496812A公开了一种处理高浓度酚氨废水的方法,所述方法在废水萃取脱酚步骤中,使用醋酸正丁酯为萃取剂进行逆流萃取,再使用脱酸脱氨塔脱除废水中的酸性气体和氨,并使用溶剂汽提塔回收萃取相中的萃取剂并在塔底得到粗酚产品。与现有技术相比,该方法萃取效果好、脱酚效率高,且工艺流程短、处理成本低、方法简单、操作简便、处理质量可靠。

CN103496757A公开了一种高浓度含酚氨煤化工废水的萃取脱酚方法,在萃取塔中高浓度含酚氨煤化工废水与乙酸正丁酯逆流接触,塔顶得到萃取相,塔底得萃余相;萃取相通过精馏回收萃取剂和产品粗酚,萃取剂循环利用,粗酚销售或精制,与传统技术中涉及的萃取技术相比,乙酸丁酯的回收能耗更低、工艺流程简单、酚的萃取率高。

CN103466873A公开了一种脱除废水中的氨、酚和酸性气体,且处理效果好、高效且性价比高的处理含高浓度酚、氨污水的方法;其采用乙酸正丁酯作为萃取剂,不仅回收率高,而且节能高效,性价比高;能够使萃取后废水中的酚浓度降至生化处理入水要求的酚浓度以下;采用双塔结构使得分离更彻底,减少了单塔分离不彻底的弊端;采用逆流萃取方法使得萃取更高效,分离更彻底;值得推广与应用。

CN103466874A公开了一种高浓度酚氨污水处理方法,该方法先用单塔注碱加压汽提脱酸脱氨,再以乙酸正丁酯作为萃取剂进行萃取脱酚,使用溶剂回收塔和溶剂汽提塔回收萃取相中的萃取剂并在塔底得到粗酚产品。该方法利用乙酸正丁酯价格便宜、与水的共沸点较高、溶解度低、在整个生产过程中损失量较小、回收过程中能耗较低等特点,能够大幅度提高酚的脱出率或减少萃取段的操作费用。

2014年3月13日实审公开的申请号为201410093663.2的发明专利公开了一种离心萃取污水脱酚工艺,用高速离心机作为萃取装置进行离心萃取分离,所用脱酚萃取剂为二异丙醚、醋酸丁酯、甲基异丁基甲酮、30%磷酸三丁酯和煤油混合物、煤油、重苯油中的一种或多种,所述的含酚污水和萃取剂的混合体积比为3:1~10:1。该发明采用离心萃取的方法,但所用萃取剂均存在一定的问题,例如二异丙基醚易挥发,损失较大,会造成水质二次污染;醋酸丁酯成本较高,在水中溶解度较大;甲基异丁基甲酮则适合于含酚量较低的废水,对于含酚较高的废水则处理效果不好;磷酸三丁酯则存在受热易降解,降解产物不仅容易影响其分离效率,而且也容易在萃取中形成三相,干扰正常萃取过程;重苯油则易产生二次污染;煤油混合物、煤油则价格偏高。此类萃取剂均存在一个重大的缺陷,在萃取处理前均需对水中油进行处理,保证进行萃取时水中油含量低于50mg/L,否则进行处理过程中,水中的油会污染萃取剂,导致萃取剂的回收率降低,进而增大萃取剂用量,成本增加。

如上所述,现有技术中公开了处理含酚废水的多种方法,但这些方法仍存在一些缺点,如除酚效果不高、对多元酚萃取率过低、处理繁琐等。因此,开发新型的脱酚萃取剂及使用其的脱酚方法,是目前该领域的研究热点和重点,也正是本发明得以完成的动力和基础所在。

发明内容

为了开发新型的煤化工废水脱酚萃取剂及使用该萃取剂的废水脱酚方法,本发明人对此进行了大量深入的研究,在付出了充分的创造性劳动和经过深入的科学探究后,从而完成了本发明。

具体而言,本发明主要涉及一种煤化工废水脱酚萃取剂、其用途及使用该萃取剂的废水脱酚方法。

更具体而言,本发明涉及如下几个方面。

第一个方面,本发明涉及一种煤化工废水脱酚萃取剂。

在本发明的煤化工废水脱酚萃取剂中,所述萃取剂包含乙酸仲丁酯,例如可为乙酸仲丁酯(即仅仅由乙酸仲丁酯组成,为单组分体系)。

在本发明的煤化工废水脱酚萃取剂中,作为一个优选的技术方案,所述萃取剂包含乙酸仲丁酯和苯乙醚,例如可为乙酸仲丁酯和苯乙醚的混合物(即仅仅由乙酸仲丁酯和苯乙醚组成,为双组分体系)。

在该混合物中,乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比为1:1.5-2.5,例如可为1:1.5、1:1.7、1:1.9、1:2、1:2.2、1:2.4或1:2.5,优选为1:1.8-2.2,最优选为1:2。

在本发明的煤化工废水脱酚萃取剂中,作为进一步的优选技术方案,所述萃取剂包含乙酸仲丁酯、苯乙醚和冠醚类化合物,例如可为乙酸仲丁酯、苯乙醚和冠醚类化合物的混合物(即仅仅由乙酸仲丁酯、苯乙醚和冠醚类化合物组成,为三组分体系)。

其中,所述冠醚类化合物为开链冠醚、苯并冠醚、环烷基并冠醚中的任何一种或任何多种的混合物。

其中,所述开链冠醚例如可为15-冠-5或18-冠-6;苯并冠醚例如可为二苯并-18-冠-6;环烷基并冠醚例如可为二环己基并-18-冠-6。

其中,所述冠醚类化合物最优选为二苯并-18-冠-6。

在该萃取剂中,乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比为1:0.2-0.5,例如可为1:0.2、1:0.3、1:0.4或1:0.5; 且

乙酸仲丁酯和冠醚类化合物的体积质量比为1:0.002-0.008 ml/g,即每1 ml乙酸仲丁酯使用0.002-0.008 g冠醚化合物,例如可为1:0.002 ml/g、1:0.004 ml/g、1:0.006 ml/g或1:0.008 ml/g。

最优选地,在满足上述乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比为1:0.2-0.5以及乙酸仲丁酯和冠醚类化合物的体积质量比为1:0.002-0.008 ml/g的同时,还需满足如下条件:在该萃取剂中,苯乙醚与冠醚类化合物的体积质量比为1:0.006-0.012 ml/g,即每1 ml苯乙醚使用0.006-0.012 g冠醚类化合物,例如可为1:0.006 ml/g、1:0.007 ml/g、1:0.008 ml/g、1:0.009 ml/g、1:0.01 ml/g、1:0.011 ml/g或1:0.012 ml/g。

经过大量的研究,本发明人发现:

(1) 当所述萃取剂为乙酸仲丁酯时,其对于酚类化合物尤其是多元酚化合物的脱除率要显著高于现有技术中的乙酸正丁酯的脱除率。

(2) 出人意料地,当进一步向其中加入苯乙醚时,能够进一步提高多元酚化合物的脱除率。

(3) 更出人意料地,当在加入苯乙醚的基础上,进一步继续加入冠醚类化合物,并使得三者的用量在特定数值范围内时,多元酚化合物的脱除率达到了最优,且有着最少的萃取剂用量(产生了利用率和效率最高、成本最低等诸多优点),这证明乙酸仲丁酯、苯乙醚和冠醚类化合物三者之间发挥了非显而易见的相互协调效果。

第二个方面,本发明涉及上述煤化工废水脱酚萃取剂在煤化工废水脱酚处理中的用途。

本发明人发现,上述萃取剂可以脱除煤化工废水中的污染物酚类化合物,尤其是多元酚化合物,从而可以应用在煤化工废水的脱酚处理中,具有良好的工业化应用前景和潜力。

第三个方面,本发明涉及一种使用上述煤化工废水脱酚萃取剂的煤化工废水的脱酚方法。

在本发明的所述脱酚方法中,当所述萃取剂为乙酸仲丁酯、苯乙醚和冠醚类化合物的混合物时,首先将冠醚类化合物加入到乙酸仲丁酯中,充分搅拌、溶解混合均匀,然后加入苯乙醚,再次搅拌均匀,得到所述萃取剂。

在本发明的所述脱酚方法中,当所述萃取剂与待处理煤化工废水的体积比为1:10-70,例如可为1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60或1:70。

在本发明的所述脱酚方法中,其所用装置、步骤等均相同于本申请人的在先申请CN103466874A中的相应操作,在此不再一一赘述。

如上所述,本发明提供了一种煤化工废水脱酚萃取剂、其用途和使用该萃取剂的煤化工废水脱酚方法,通过萃取剂组分和各自含量的选择,从而取得了优良的脱酚效果,尤其是对于多元酚化合物有着很高的脱除效果,远优于现有技术中的脱除方法,在煤化工领域有着巨大的应用前景和潜力。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明,但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明,并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定,更非将本发明的保护范围局限于此。

煤化工含酚废水

对某煤化工的含酚废水进行取样,然后测量其中的总酚含量、一元酚含量和多元酚含量(测量方法公知,在此不再一一赘述),各个含量具体如下表所示:

项目总酚含量一元酚含量多元酚含量含量(mg/L)18950101538797

除非另有规定,否则在下面的所有实施例中均使用该煤化工含酚废水作为脱酚处理样品。

实施例1:不同萃取剂的脱除效果考察

将上述脱酚处理样品按照CN103466874A实施例一的方法、参数和步骤进行处理,区别之处在于使用如下的萃取剂以及所述萃取剂与废水的体积比为1:30: 

萃取剂1:乙酸正丁酯。

萃取剂2:乙酸仲丁酯。

萃取剂3:乙酸仲丁酯和苯乙醚的混合物,两者体积比为1:2。

萃取剂4:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比为1:0.2、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.002 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.01 ml/g,满足该三种组分的含量限定。

其中,萃取剂4的制备方法是将符合上述用量限定的二苯并-18-冠-6加入到乙酸仲丁酯中,充分搅拌、溶解混合均匀后,再加入苯乙醚,再次搅拌均匀,从而得到所述萃取剂4 (下面所有涉及由这三种组分构成的萃取剂均使用该方法进行制备,不再一一赘述)。

经过测量,处理后废水中的各种酚含量和脱除率列于表1中。

表1. 处理后各种酚含量(mg/L)及脱除率(%)

由表1可见,相对于现有技术中的乙酸正丁酯,本发明中当萃取剂为乙酸仲丁酯时,总酚脱除率有了显著提高,虽然一元酚脱除率大体相当,但出人意料地,多元酚脱除率有了显著提高。而当萃取剂为乙酸仲丁酯和苯乙醚的混合物时,发现总酚脱除率和多元酚脱除率均有了进一步的提高,尤其是多元酚脱除率的提高更为明显。更出人意料地是,当萃取剂为乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物时,总酚脱除率、一元酚脱除率和多元酚脱除率均有了显著提高,尤其是多元酚几乎完全除去,这是令人惊讶的,也证明了这三种组分发挥了意想不到的协同效果和作用。

实施例2:不同冠醚的脱除效果考察

按照上述实施例1的相同方法实施了本实施例,区别之处仅仅在于将萃取剂4中的“二苯并-18-冠-6”分别替换为等用量的15-冠-5、18-冠-6和二环己基并-18-冠-6,将如此替换后的萃取剂分别命名为萃取剂5、萃取剂6和萃取剂7,即有如下的对应关系:

萃取剂5:乙酸仲丁酯、苯乙醚和15-冠-5的混合物。

萃取剂6:乙酸仲丁酯、苯乙醚和18-冠-6的混合物。

萃取剂7:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二环己基并-18-冠-6的混合物。

经过测量,处理后废水中的各种酚含量和脱除率列于表2中,但为了更清晰进行对比之便,而将萃取剂4的萃取结果一并列出。

表2. 处理后各种酚含量(mg/L)及脱除率(%)

由表2可见,当萃取剂为乙酸仲丁酯、苯乙醚和冠醚类化合物的混合物时,冠醚类化合物的具体选择对酚的脱除率有着显著影响,其中二环己基并-18-冠-6对总酚脱除率尤其是多元酚脱除率有着最好的脱除效果,而其它冠醚类化合物如开链冠醚(例如15-冠-5或18-冠-6)、环烷基并冠醚(例如二环己基并-18-冠-6)虽然对其中的一元酚有着良好的脱除效果(要高于不包含冠醚时),但对于多元酚的脱除率反而要显著低于二苯并-18-冠-6,甚至要略低于不包含冠醚时的效果(与萃取剂3对比)。这说明了并非所有的冠醚都能起到同时显著提高总酚和多元酚脱除率的效果,而只有二苯并-18-冠-6方能与其它两种组分产意想不到的协同效果,因此在本发明中,最优选冠醚为二苯并-18-冠-6。

实施例3:萃取剂3中乙酸仲丁酯与苯乙醚用量比的考察

使用萃取剂3,按照上述实施例1的相同方法实施了本实施例,区别之处仅仅在于改变萃取剂3中乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比,具体体积比以及处理后废水中的各种酚含量、脱除率列于表3中。

表3. 处理后各种酚含量(mg/L)及脱除率(%)

由表3可见,当萃取剂为乙酸仲丁酯和苯乙醚的混合物时,两者的体积比对于脱除效果有着显著的影响,体积比优选为1:1.8-2.2,当超出该范围时,都将导致脱除率有显著降低,同时发现最优选为1:2。

实施例4:萃取剂4中乙酸仲丁酯与苯乙醚用量比的考察

使用萃取剂4,按照上述实施例1的相同方法实施了本实施例,区别之处仅仅在于改变萃取剂4中乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比,具体如下:

萃取剂8:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,其中乙酸仲丁酯和苯乙醚体积比为1:2、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.008 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.004 ml/g。

萃取剂9:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,其中乙酸仲丁酯和苯乙醚体积比为1:1.5、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.0075 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.005 ml/g。

萃取剂10:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,其中乙酸仲丁酯和苯乙醚体积比为1:2.5、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.005 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.002 ml/g。

经过测量,处理后废水中的各种酚含量和脱除率列于表4中,但为了更清晰进行对比之便,而将萃取剂4的萃取结果一并列出。

 

表4. 处理后各种酚含量(mg/L)及脱除率(%)

由表4可见,当使用萃取剂仅仅由乙酸仲丁酯和苯乙醚组成时的乙酸仲丁酯和苯乙醚的优选体积比时,该优选体积比在萃取剂由乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6组成时不但不是优选范围,反而显著降低了各种酚的脱除率,甚至要劣于仅仅由乙酸仲丁酯和苯乙醚组成时的脱除效果。这证明在三组分体系中,乙酸仲丁酯和苯乙醚的优选体积比发生了意料不到的完全改变,双组分时的优选体积比已经完全不适用于三组分(三组分时应符合“发明内容”中的相应用量限定)。

实施例5:萃取剂4中乙酸仲丁酯与二苯并-18-冠-6用量比的考察

使用萃取剂4,按照上述实施例1的相同方法实施了本实施例,区别之处仅仅在于改变萃取剂4中乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比,具体如下:

萃取剂11:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,其中乙酸仲丁酯和苯乙醚体积比为1:0.2、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.001 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.005 ml/g。

萃取剂12:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,其中乙酸仲丁酯和苯乙醚体积比为1:0.3、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.0045 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.015 ml/g。

萃取剂13:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,其中乙酸仲丁酯和苯乙醚体积比为1:0.4、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.008 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.02 ml/g。

萃取剂14:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,其中乙酸仲丁酯和苯乙醚体积比为1:0.5、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.007 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.014 ml/g。

经过测量,处理后废水中的各种酚含量和脱除率列于表5中,但为了更清晰进行对比之便,而将萃取剂4的萃取结果一并列出。

表5. 处理后各种酚含量(mg/L)及脱除率(%)

由表5可见,当改变萃取剂4中乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比而使得苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比不在“发明内容”中的限定范围内时,即便乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比在“发明内容”中的限定范围内时,但脱除效果仍有大幅度降低,甚至要远劣于使用其它冠醚的脱除效果(与萃取剂5-7的效果相对比)。

实施例6:萃取剂4中三组分用量比的考察

使用萃取剂4,按照上述实施例1的相同方法实施了本实施例,区别之处仅仅在于改变萃取剂4中乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6用量比,具体如下:

萃取剂15:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比为1:0.3、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.0024 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.008 ml/g,满足该三种组分的含量限定。

萃取剂16:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比为1:0.4、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.0048 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.012 ml/g,满足该三种组分的含量限定。

萃取剂17:乙酸仲丁酯、苯乙醚和二苯并-18-冠-6的混合物,乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比为1:0.5、乙酸仲丁酯和二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.003 ml/g,即苯乙醚与二苯并-18-冠-6的体积质量比为1:0.006 ml/g,满足该三种组分的含量限定。

经过测量,处理后废水中的各种酚含量和脱除率列于表6中,但为了更清晰进行对比之便,而将萃取剂4的萃取结果一并列出。

表6. 处理后各种酚含量(mg/L)及脱除率(%)

此外,综合表4-表6可见,在三组分体系中,只有“乙酸仲丁酯和苯乙醚的体积比为1:0.2-0.5、乙酸仲丁酯和冠醚类化合物的体积质量比为1:0.002-0.008 ml/g,但应满足如下条件:在该混合物中,苯乙醚与冠醚类化合物的体积质量比为1:0.006-0.012 ml/g”时,才能取得最佳的协同效果,这是完全出人意料的,其原因可能是由于合适用量的选择,而使得三组分体系对各种酚的萃取系数、萃取能力等有了最佳发挥,发明人将对此进行进一步的深入研究。

如上所述,本发明提供了一种煤化工废水脱酚萃取剂、用途及使用该萃取剂对煤化工废水进行脱酚处理的方法,发明人发现,使用乙酸仲丁酯能比现有技术中的乙酸正丁酯有着更好的脱酚效果,而当进一步加入特定用量的苯乙醚时,脱酚效果有了进一步的改善。出人意料地,当向上述双组分体系中进一步加入冠醚类化合物尤其是二苯并-18-冠-6,且三种组分的用量在某个特定范围内时,取得了最为优异的脱效果。当改变该特定范围内的用量比时,都将导致脱除效果有明显降低,甚至要低于双组分时的效果,这证明了该最佳效果的取得是三种组分、特定用量限定而综合协同发挥作用的结果。

应当理解,这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外,也应理解,在阅读了本发明的技术内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型,所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

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