溶剂萃取对脱除加氢煤焦油馏分中芳烃组分的影响

以中低温煤焦油固定床加氢柴油210℃～280℃馏分油为原料,研究了不同萃取剂对脱除芳烃组分的影响.通过计算两种溶剂的芳烃分配系数、芳烃选择性系数及萃余油收率,评价了两种萃取剂在不同剂油比(溶剂与210℃～280℃馏分油的体积比,下同)条件下的萃取效果,结果表明:二甲基亚砜(DMSO)对一环芳烃、二环芳烃和芴系等各类芳烃组分均具有较高的选择性,在剂油比为9∶1时,其总芳烃选择性系数为60.928,萃余油收率高达76.02%;N,N-二甲基甲酰胺(DMF)对各类芳烃组分的溶解性优于DMSO对各类芳烃组分的溶解性,但芳烃选择性较差,因此萃余油收率较低,剂油比为9∶1时,萃余油收率仅为14.75%;根据两种萃取剂性质特点,采用DMSO为主萃取剂,添加20%(体积分数)的DMF复配为复合萃取剂.实验考查了复合萃取剂效果并分析了原因,结果表明:复合萃取剂溶解性能提高明显,总芳烃萃取率由56.54%提高到75.36%;通过GC-MS分析可知,使用复合萃取剂时,各组分萃取率均有明显提高,其中非芳烃组分的萃取率提升幅度明显高于芳烃组分的萃取率提升幅度.实验研究了多级萃取对芳烃脱除的影响,结果表明,经过三级萃取后,萃余油中总芳烃质量分数小于5%,满足环保型油墨溶剂油要求.     

低分子化合物与煤的氮吸附行为

煤的分子结构与瓦斯吸附性能关系密切.采用正己烷、苯、氯仿、四氢呋喃和吡啶等五种极性依次增强的溶剂,对平顶山烟煤进行索氏萃取,测试原煤及其不同极性溶剂萃余物的氮吸附行为,研究煤中低分子化合物对煤氮吸附行为的影响.结果表明,五种溶剂的萃取率依次增加,当相对压力pr(pr指吸附平衡压力与吸附质饱和蒸汽压比值)小于0.1时,五种溶剂萃余物的吸附量依次升高,当pr大于0.1时,苯、氯仿萃余物的吸附量迅速增高,明显大于四氢呋喃萃余物的吸附量.据此推测,煤中低分子化合物的含量和组成不仅改变了煤的孔径分布,还改变了煤的表面性质,其中可溶性极性芳烃化合物对煤的吸附行为影响最大,含氧和氮的杂环芳烃混合物次之,饱和烃类化合物影响最小.     

煤焦油加氢油品中重质芳烃的溶剂萃取规律

为研究煤焦油中重质芳烃的溶剂萃取规律,以煤焦油加氢产品中220～270℃馏分为原料,分别进行单一溶剂、复合溶剂、单级萃取以及多级萃取试验。结果表明,6种单一萃取剂中,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)对芳烃的溶解性最佳,重质芳烃分配系数高达0.28,萃余相中的芳烃含量从原料的40.00%降至10.65%。二甲亚砜(DMSO)萃取重质芳烃的分配系数虽然与环丁砜(SULF)相当,但其分离因数高达75.00%,对重质芳烃具有较好的选择性。DMSO、DMF均属于非质子型极性溶剂,其介电常数和偶极矩均较大,因此极性较强,对于芳烃的溶解性及选择性均优于TRIG。其中,DMF含有N—C及C■O基团,溶解能力较强,但通常含—S—基团的溶剂有较好的选择性,因此DMS选择性优于DMF,但同时由于DMSO中含有S■O共轭双键基团,因此DMSO对芳烃的溶解性仅次于DMF。以DMSO为主萃取剂,添加20%DMF助剂进行复合溶剂萃取试验时,重质芳烃的分配系数从单萃取剂的0.09升至0.15,分离因数从单萃取剂的74.49%降至53.45%,重芳烃的萃取效率有所增加,但也增加了部分环烷烃的损失。经复合溶剂三级萃取最终可将总重质芳烃含量降至8.7%,其中二环芳烃与三环芳烃较易脱除,而单环芳烃含量仍高达8.20%。一环芳烃中茚满类、四氢萘类含量从原料的18.20%降至2.80%,总萃取率为84.60%;茚类的含量从原料的14.90%降至1.30%,总萃取率为91.30%,而烷基苯原料中含量为6.70%,经过三级萃取后,降至4.10%,总萃取率仅为38.80%。影响萃取效果的主要原因是单环芳烃中烷基苯类化合物较难被常规极性溶剂萃取。C_9以上一环芳烃中的烷基苯主要结构特点是苯环侧链上带有较长的链烷基或环烷基,如苯基环己烷、甲基苯基环己烷等,一方面其分子结构中苯环上的非芳烃侧链较长或结构较复杂,与主萃取剂DMSO的结构差异较大,另一方面烷基苯的极性与四氢萘、茚类等其他一环芳烃化合物的极性相比,其与DMSO极性的差距更大,因此无论从结构还是极性来说,烷基苯在DMSO中的溶解性均弱于四氢萘类以及茚类。     

低温煤焦油中正十二烷-甲苯-苯酚的相平衡及分离

低温煤焦油组分的分离对其充分利用具有重要的作用。分别以正十二烷、甲苯和苯酚为模型化合物,采用实验和Aspen Plus模拟两种方法得到了低温煤焦油中脂肪烃-芳烃-酚类三元体系的液液平衡关系,并模拟了N,N-二甲基甲酰胺（DMF）水溶液萃取分离该体系时的典型三元相图。结果表明,Aspen Plus采用UNIF-LL法模拟得到的三元相图与实验测定结果吻合较好。甲苯在正十二烷-甲苯-苯酚体系中作为共溶溶剂,促使三元体系成为均相。根据正十二烷、甲苯和苯酚在DMF中的溶解性差异,结合Hansen溶度参数理论,通过在DMF中添加不同含量的H₂O以调节萃取剂的极性,可使正十二烷和甲苯依次从均相体系中分离。通过对萃取温度、剂油比和萃取剂含水量进行优化,最终在303.15 K,剂油比为1.5时,以DMF对模型油进行单级萃取,可以得到纯度为93.2%的正十二烷;相分离后向萃取相中添加DMF量30%的H₂O,可分离出纯度为93.4%的甲苯。     

低温煤焦油中正十二烷-甲苯-苯酚的相平衡及分离

低温煤焦油组分的分离对其充分利用具有重要的作用。分别以正十二烷、甲苯和苯酚为模型化合物,采用实验和Aspen Plus模拟两种方法得到了低温煤焦油中脂肪烃-芳烃-酚类三元体系的液液平衡关系,并模拟了N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水溶液萃取分离该体系时的典型三元相图。结果表明,Aspen Plus采用UNIF-LL法模拟得到的三元相图与实验测定结果吻合较好。甲苯在正十二烷-甲苯-苯酚体系中作为共溶溶剂,促使三元体系成为均相。根据正十二烷、甲苯和苯酚在DMF中的溶解性差异,结合Hansen溶度参数理论,通过在DMF中添加不同含量的H_2O以调节萃取剂的极性,可使正十二烷和甲苯依次从均相体系中分离。通过对萃取温度、剂油比和萃取剂含水量进行优化,最终在303.15 K,剂油比为1.5时,以DMF对模型油进行单级萃取,可以得到纯度为93.2%的正十二烷;相分离后向萃取相中添加DMF量30%的H_2O,可分离出纯度为93.4%的甲苯。     

两种贵州煤苯-甲醇萃取物族组成分析与萃取动力学探讨

利用苯-甲醇混合溶剂对贵州月亮田和六枝2种煤样进行了索氏萃取,并用柱色谱对萃取物进行了族组分分离。利用GC／MS分析研究了萃取物的族组成,并对萃取动力学特征进行了探讨。实验结果表明:萃取过程阶段性明显,萃取物中烷烃和芳烃含量较高;六枝煤中含有多种含氮和含硫的杂环化合物。     

萃取法分离提取深层富钾卤水中的硼

采用溶剂萃取法分离提取江陵凹陷深层富钾卤水中的硼,研究了萃取剂种类、体积分数、萃取时间、萃取相比、反萃剂体积分数、反萃相比和反萃时间等因素对萃取和反萃取的影响。结果表明:2-乙基-1,3-己二醇是较合适的硼萃取剂;在以体积分数为15%的2-乙基-1,3-己二醇、35%异辛醇的混合醇为萃取剂,50%磺化煤油为稀释剂,萃取相比为1∶1,萃取时间为15min的条件下,硼单级萃取率达95%以上,实现了硼与卤水中钾、钠、钙和镁的有效分离;在反萃剂NaOH浓度为0.625mol/L,反萃相比为2.5∶1,反萃时间为15min的条件下,硼单级反萃率达94%;最优的反萃取条件在确保反萃率较高的同时,提高了反萃液中B2O3质量浓度,由原料的8.33g/L富集到反萃液的19.10g/L,有助于后续硼酸蒸发浓缩阶段能耗的降低。     

含氮杂环化合物与有机酸协同体系在镍、钴萃取分离中的应用

近年来开发了多种含氮杂环化合物与有机酸类萃取剂的协同体系,明显提高了镍、钴的萃取性能,同时增强了对杂质元素的分离效果,具有较大的实际应用价值。本工作综述了一些具有代表性的含氮杂环化合物与有机酸类萃取剂组成的协同萃取体系,探讨了萃取体系对镍、钴的协同萃取效果及与常见杂质元素的分离,并讨论了协同萃取体系潜在的工业应用。协同体系对镍、钴的萃取及对杂质元素的分离主要是由酸性萃取剂本身性质和含氮杂环协萃剂的影响共同决定,有机磺酸、羧酸、膦酸等萃取剂与含氮杂环化合物组成的协同萃取体系在萃取镍、钴的过程中对金属杂质元素分离的选择性不同,在镍、钴的提取及生产过程中也展现出不同的应用价值。     

分散液液微萃取技术萃取剂的改进研究

分散液液微萃取技术是建立在三相溶剂体系基础之上的萃取技术,是一种简单、易操作、环境友好、富集倍数高的分离富集技术。该方法大大增加了有机萃取相和水相之间的接触面积,加快了目标分析物在有机相和水相间的萃取平衡。对该技术中的萃取剂进行针对性的改进,使得目标化合物迅速萃入到萃取剂微滴内,可进一步提高该技术的萃取效率及富集倍数。     

重汽油萃取精馏制溶剂油工艺设计与模拟

提出了以汽油加氢装置的切轻重汽油为原料产重芳烃溶剂油新工艺,从而提高资源利用效率。采用萃取精馏的方法,首先确定环丁砜作为重芳烃与非芳组分分离的基础溶剂,并通过复配萘的方法降低萃取溶剂的沸点,解决了萃取溶剂高温分解的问题,实现了重芳烃分离过程的平稳运行。随后利用Aspen Plus软件模拟计算并设计加氢重汽油制重芳烃溶剂油产品工艺流程,确定了萃取剂配比及用量,并优化萃取精馏塔和溶剂回收塔工艺参数,最终获得满足溶剂油产品指标的重芳烃产品。     

Separation of aromatic components from light cycle oil by solvent extraction

To improve the versatility of light cycle oil (LCO), separation of aromatic compounds from LCO by solvent extraction was investigated. LCO was analyzed to identify 35 components: 19 aromatics and 16 alkanes. The batch liquid–liquid equilibrium extraction of LCO was performed using furfural, sulfolane, and methanol as extraction solvents. In each solvent, the aromatics present in LCO were selectively extracted relative to the alkanes. The separation selectivities of aromatics relative to alkanes were larger in sulfolane than in the other solvents. Among the aromatic components, di- and tricyclic compounds were selectively extracted relative to the monocyclic ones.     

丙烯酸酯橡胶耐有机溶剂及耐油性的研究

采用平衡溶胀法测定了日本瑞翁公司生产的活氯型丙烯酸酯橡胶(AR840)在24种不同有机溶剂中的溶胀行为,得到了AR840的一维溶解度参数值,其范围在18～23(MPa)1/2之间.进一步用汉森三维溶解度参数软件(HSPiP)对溶胀数据进行分析研究,得到AR840三维溶解度参数值,色散分量(δd)、极性分量(δp)和氢键...     

Solubilities of anthracene,fluoranthene and pyrene in organic solvents: Comparison of calculated values using UNIFAC and modified UNIFAC (Dortmund) models with experimental data and values using the mobile order theory

The solubility of anthracene in 43 organic solvents, fluoranthene (45 solvents) and pyrene (30 solvents) has been calculated using UNIFAC and Modified UNIFAC (Dortmund) models to estimate the activity coefficient of the solute. It was found that both UNIFAC and Modified UNIFAC described better the solubilities in polar solvents like alcohols, ketones, esters and ethers than in nonpolar solvents like alkanes and aromatic hydrocarbons. UNIFAC and the Mobile Order Theory supplement each other well in calculating the solubilities, which means that one can choose the right model depending on the solvent one is using.     

Evaluation of solubility parameters for nonvolatile branched hydrocarbons by inverse gas chromatography

Flory‐Huggins interaction parameters determined by inverse gas chromatographic (IGC) technique have been used for the estimation of solubility parameters of nonvolatile branched hydrocarbon solvents. A family of isosteric branched hydrocarbons consists of one apolar stationary phase, 19,24‐dioctadecyldotetracontane (C78), and four polar stationary solvents formed by replacing one of the ? CH₃ groups of C78 by ? OH (POH), ? CN (PCN), ? SH (PSH), ? CF₃ (MTF), and two other polar solvents formed by replacing four ? CH₃ groups of C78 with four ? CF₃ (TTF) and ? OCH₃ (TMO) are investigated. The three‐dimensional Hansen solubility parameters of the solvents have been estimated following the approaches of Voelkel and the method of Huang at five different temperatures. In the three components estimated by Voelkel method, the dispersion component is decreasing rapidly, whereas the polar, and hydrogen bonding components of the solubility parameters are increasing with temperature. In the components of solubility parameter estimated by Huang method, the dispersion and hydrogen bonding components are slowly decreasing with temperature, however, the polar components are almost constant with temperature. The components of solubility parameters for different solvents have been discussed in terms of solvent polarity. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

离子液体/低共熔溶剂在煤基液体分离中的应用

为了实现煤基液体各组分利用价值最大化,本文综述了离子液体和低共熔溶剂对组分组成复杂的煤基液体进行高效萃取分离的研究进展。首先介绍了离子液体和低共熔溶剂的性质及分类;其次根据分离目标的不同,将离子液体和低共熔溶剂对煤基液体典型组分的萃取分离分为四个方面进行阐述：煤基液体提酚、燃料油萃取脱硫、燃料油萃取脱氮、芳烃和脂肪烃的分离。分析表明,离子液体和低共熔溶剂对实际煤基液体的提酚效果较好,能分离出绝大多数的酚类化合物;燃料油萃取脱硫时,离子液体和低共熔溶剂对实际煤基液体的单次脱硫率均不高,需3～5次重复萃取后才能获得理想效果;燃料油中的碱性及非碱性含氮化合物很难被同一种离子液体或低共熔溶剂一次性分离出,导致实际油品的脱氮率较低;大多数离子液体和低共熔溶剂进行芳烃和脂肪烃的分离时不能获得理想的分配系数和选择性,尚无法用于实际芳烃和脂肪烃的分离。氢键、π-π、CH-π、范德华力等分子间相互作用的差异是实现离子液体或低共熔溶剂进行煤基液体典型组分分离的主要原因。依据分离对象,设计合适的离子液体和低共熔溶剂,提高实际煤基液体分离时的萃取率和选择性;分析并解决离子液体和低共熔溶剂用于实际煤基液体各组分分离时可能出现的问题,势必会推进煤基液体高值化分离的工业化进程。     

基于柱色谱分离的阿曼减压渣油结构表征与溶解度参数测定

采用液-固色谱分离方法将阿曼减压渣油分离成饱和分、轻芳烃、中芳烃、重芳烃、轻胶质、中胶质、重胶质和沥青质8个组分,对各组分烃类组成和分子结构进行表征;同时采用基团贡献法计算各组分溶解度参数并与各组分性质进行关联。结果表明,芳香分和胶质组分中S分布相对均匀,绝大部分N（85.05%）、残炭（91.95%）和镍钒金属（99.85%）分布在重芳烃、胶质和沥青质中,金属和残炭脱除率分别在流出组分累计收率为53.8%和43.8%时存在明显下降拐点,对溶剂脱沥青工艺操作有重要指导意义;从饱和分到沥青质,各组分的密度ρ_i、摩尔体积V_i和溶解度参数δ_i依次增加;阿曼减压渣油的溶解度参数δ_VR为17.29MPa^1/2,介于轻芳烃和中芳烃之间。相对于S、N、残炭值、H/C比和芳香度f_A,溶解度参数δ与密度、总环数R_T和分子量关联性较好,尤其与对数lnM呈现良好线性关系,可以近似看成分子量的单值函数δ=4.7282lnM-14.639。     

水辅助溶剂法提取油砂中的沥青

开发了一种水辅助溶剂法从油砂中提取沥青的技术。该方法通过在油砂固相与有机溶剂间介入水层提取油砂中的沥青。以内蒙古扎赉特旗油砂矿为研究对象,考察了温度、剂砂质量比、提取时间、甲苯在复合溶剂中的含量及溶剂的种类与性质对沥青回收率高低的影响,结果表明：最佳提取条件为提取温度50℃,剂砂质量比1∶1,提取时间25min。沥青回收率与提取溶剂的性质紧密相关,水层介入有效降低了固体微粒组分在有机相中的含量,且便于后续的有机相与泥砂相的分离。通过对各种溶剂提取的沥青进行组分分析,发现各种溶剂对沥青提取能力的差异性源于溶剂的化学组成和结构不同。本文相关研究结果对溶剂法提取油砂中沥青技术及溶剂种类的选择具有指导作用。     

Improved method to calculate Hansen solubility parameters of a polymer

An improved method to calculate Hansen solubility parameters δ_d, δ_p and δ_h, as well as the radius of interaction sphere for a given polymer is presented, starting from the idea that the solvents which dissolve a polymer, form in the interior of its solubility range a system of material points, their ‘masses' being given by the unity normed intrinsic viscosities of the polymer in the considered solvents. The mass centre coordinates of the material points system represent in fact Hansen solubility parameters of the polymer, and the radius of interaction sphere the distance from this centre to the farthest point of material points system mentioned.     

Solvent extraction study of a whole,low-temperature tar

A low-temperature tar was sub-divided, entirely by solvent extraction, into the following fractions: crude phenols and bases; hydrocarbons of different types—aliphatic, hydroaromatic and aromatic; and a neutral, oxygen-containing aromatic fraction. The three hydrocarbon materials and the last-named were obtained from the neutral tar oil (light petroleum-soluble) by a series of partition extractions with the solvent pair, furfural/light petroleum, petroleum, using definite ratios of tar/solvents. These four fractions corresponded closely to those previously obtained by adsorption chromatography.     

The solubility of poly(vinylidene chloride) in solvent mixtures

Effective solvents for poly(vinylidene chloride) (PVDC) were obtained by mixing a polar aprotic solvent with a less polar solvent of cyclic structure. The polar components included sulfoxides, N,N-dialkylamides, and N-alkyl lactams. The cyclic cosolvents included aliphatic and aromatic hydrocarbons, ketones, ethers, and thioethers. The problem of solubility of a crystalline polymer in a mixed solvent was analyzed by extending the Flory theory of melting point depression to three component mixtures. The results predict that favorable mixtures arise when at least one of the components interacts strongly with the polymer but is nearly incompatible with the cosolvent. This is in qualitative agreement with the observed behavior of PVDC.