粗酚分析

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题 目 粗酚的分析加工及应用 班 级 工 分1311 姓 名 米列克·吾云别克 指导老师 于 平 完成日期 2016.5.30

克拉玛依职业技术学院制

二〇一六年五月

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粗酚的分析加工及应用

摘要

酚类是煤焦油中提取的主要化工产品之一，各个产品的组成和产率与配煤组成、配煤性质及炼焦操作的条件有关。炼焦温度越高，酚类产率越低，期中低级酚减少，而高级酚增加，煤焦油中酚类波动较大，为1%～2.5%。其中大部分是低沸点酚类（酚、甲酚、二甲酚），一般约占煤焦油中酚类总量的60%以上。而且酚类物质会使油品的残炭量增加、味臭、变色、具有腐蚀性及燃烧情况不好等负面作用，因此它的存在对油品是一种有害物质，但将其从煤焦油中分离精制作为化工原料却是极有价值的。以酚类为原料，可以生产许多种产品如：塑料、粘结剂、杀虫剂、消毒剂、表面活性剂、鞣剂等。随着工业的迅速发展，对酚类物质的需求量也逐渐增加。因此，从煤焦油中提取酚是对煤焦油综合利用的有效途径之一。所以本文以煤焦油为研究对象，采用酸碱法对其中所含酚类物质进行提取，对粗酚精制及酚类产品用途的介绍。

关键词：粗酚；酚类产品；用途

III

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The Processing and Application of Coal Tar Phenol

ABSTRACT

phenol is one of the main chemical products from coal tar, composition, each product composition and yield of coal blending and coking properties and operating conditions on the. The higher the coking temperature, phenol yield is low, in the period of lower phenol decreased, while senior phenols increased, coal tar phenolic fluctuations, 1% ~ 2.5%. Most of them are low boiling phenols ( phenol, cresol, xylenol, generally about two ) accounted for total phenols in coal tar 60%. But phenols will make the carbon residue oil increases, foul smell, discoloration, corrosion, bad combustion conditions and other negative effects, so it is a kind of harmful substances in the oil, but from the coal tar refining as chemical raw materials is very valuable. Taking phenol as raw material, can produce many kinds of products such as: plastic, adhesive, insecticide, disinfectant, surfactant, tanning agent. With the rapid

development of industry, the demand for phenols increased. Therefore, the extraction of phenol from coal tar is one of the effective ways for comprehensive utilization of coal tar. So in this paper, taking coal tar as the object of study, were used to extract phenolic compounds containing the acid-base method, on the refined and crude phenol phenolic products use introduction.

keyword :coal tar；phenol phenolic；products refined use

IV

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目 录

1.前言 ............................................................................................................................................................... 1 2.酚类化合物的性质和分布 ........................................................................................................................... 1 3.粗酚分析 ....................................................................................................................................................... 2

3.1性质、外观 ........................................................................................................................................ 2 3.2技术要求 ............................................................................................................................................ 2 3.3水分的测定 ........................................................................................................................................ 3 3.4 PH值的测定 ...................................................................................................................................... 3 3.5 馏程的测定 ....................................................................................................................................... 3 3.6酚类产品中性油的测定方法 ............................................................................................................ 3 4．酚类化合物的提取 ..................................................................................................................................... 4

4.1提取酚类化合物的工艺原理 ............................................................................................................ 4 4.2工艺流程 ............................................................................................................................................ 5 5．粗酚的精制 ................................................................................................................................................. 8

5.1工艺流程 ............................................................................................................................................ 8 2．操作指标参数 ................................................................................................................................... 12 6．酚类产品的质量及用途 ........................................................................................................................... 13

6.1酚类产品的质量 .............................................................................................................................. 13 6.2酚类产品的用途 .............................................................................................................................. 16 参考文献 ......................................................................................................................................................... 17 致 谢 ............................................................................................................................................................... 18

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粗酚的分析及应用

1.前言

炼焦副产的煤焦油中有上万种化合物，已确定的有500种左右，工业上能分离出的有30~50种。煤焦油产品主要应用在化工、医药、染料、农药和炭素等行业。随着国家经济的迅猛发展和世界原油需求的节节攀升，煤焦油加工工艺和技术在中国越来越受到关注，扩建、新建的煤焦油加工企业不断增加，煤焦油加工业进入了前所未有的高速发展时期。

酚类物质在煤焦油产品中对油品来说是一种有害物质， 因为它能使残炭量增加、味臭、变色、具有腐蚀性及燃烧情况不好，但将它提出作为化工原料却是极有价值的，以酚类为基础，可以生产许多种产品：如塑料、粘结剂、杀虫剂、消毒剂、表面活性剂、鞣剂及其它产品，同时可以提高燃料油产品的质量。随着工业的迅速发展，对酚类物质的需求量也大大增加。故从煤焦油中提取酚类物质是对煤焦油综合利用的有效途径之一。此外，将提取酚类物质后的煤焦油再进行加氢，可以减少H2的消耗量，即减少过程中C02的排放量，有利于低碳循环经济的发展，环境效益显著，从而可以达到“双赢”的效果。

本文主要介绍了酚类化合物的分析、应用。

2.酚类化合物的性质和分布

煤焦油中所含酚类的组成相当复杂，根据沸点不同，可将其分为低级酚和高级酚。低级酚系指苯酚、甲酚、二甲酚，高级酚系指三甲酚、乙基酚、丙基酚、丁基酚、苯二酚、萘酚、菲酚及蒽酚等。高级酚含量低，组成复杂，很难提取分离。也可按能否与水共沸并和水蒸气一起挥发而分为挥发酚和不挥发酚。苯酚、甲酚和二甲酚均属挥发酚，二元酚和多元酚属不挥发酚。

煤焦油酚类化合物与水部分互溶，其在煤焦油和氨水之间的分布，在很大程度上取决于冷凝的工艺条件和氨水生成量。一般约有13%~37%转入氨水中，其余转入煤焦油中。低沸点酚较易溶于水，所以从氨水中提取的酚类化合物低沸点酚占80%以上。

粗酚在煤焦油各馏分中的分布情况见表1。酚类各组分在煤焦油及其馏分中的分布情况见表2。由表中数据可见，酚类化合物主要存在于酚油、萘油和洗油馏分中。酚油馏分主要含有苯酚和甲酚，萘油馏分主要含有甲酚和二甲酚，洗油馏分中高沸点酚占一半以上，蒽油中主要是高沸点酚。在洗油馏分中虽然主要含有高级酚，提取的价值较小，但为了得到优质洗油，防止在洗苯时因酚类含量高而造成洗油乳化和使洗油变质，也必须将洗油中的酚类提取吹来。所以酚、萘、洗三种馏分均需进行碱洗以提取分类产品。显然，对于两混或三混馏分也必须进行碱洗。

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表1 粗酚分布情况

轻油/% 0.8 酚油/% 40.2 萘油/% 33.2

表2 酚类各组分在煤焦油及其馏分中的分布情况

名称 煤焦油 轻油馏分 酚油馏分 萘油馏分 洗油馏分 蒽油馏分 酚/% 12.37 76.4 44 5.5 4 — 邻甲酚/% 13.5 17.6 15 13.2 6.8 — 间甲酚/% 8.53 3.6 20 24.8 9 —

对甲酚/% 8.6 2.4 10 17.5 5.2 — 二甲酚/% 16.62 — 11 26 21 10 高级酚/% 40.38 — — 13 54 90 洗油/% 15.6 蒽油/% 10.2 合计/% 100 3.粗酚分析

3.1性质、外观

为黑褐色粘稠液体，有毒、有害、易挥发，有刺激性气味。 3.2技术要求

项目指标见情况见表3

表3指标

项目 酚及同系物含量 % 馏程 210℃前 230℃前 中性油含量 % 吡啶碱 PH值 灼烧残渣含量 % 水分 % ≥ ≥ ≥ ≤ ≤ ≤ ≤ 指标 70 50 68 2.5 2.2 5-6 0.4 10

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3.3水分的测定

取一定量的粗酚试样，注射进水分测定仪。

若仪器设定为自动输出结果，则直接从仪器上记录最终分析结果。

报告水分含量，精确至0.01%，取重复测定两次的结果的算术平均值作为测定结果。

3.4 PH值的测定

取均匀试样10ml，加入20ml蒸馏水，搅拌，静置分层后，用精密ph试纸测定水溶液对试纸的反应，来读取PH值。

PH值应为5-6

3.5 馏程的测定

在规定条件下，蒸馏100ml试样，观察温度计读数和馏出也的体积，并根据所得的数据，通过计算得到被测样品的馏程。[1]

仪器设备：蒸馏瓶：硬质玻璃烧制成，容积200ml。 下异颈量筒：容积100ml。 空气冷凝管：壁厚1.0~1.5mm。

记录大气压和室温，点火蒸馏。初馏点在150℃以下的试样，从加热到初馏点的时间为5~10min；初馏点在150℃以上的试样为10~15min。整个蒸馏过程流速应保持在每分钟4~5ml。读计210℃和230℃补正后实际观测温度的馏出量。

3.6酚类产品中性油的测定方法

从试样的碱性水溶液中蒸馏得到中性油。中性油用二甲苯收集，测量所收集中性

油增加的体积，即为中性油含量。

在干净的接收器中，加入蒸馏水于下球到刻度0.5ml刻度处，然后用移液管加入3ml二甲苯，注意勿使二甲苯滴于上球壁，静置待用，安装仪器前读数。

精确量取均匀试样100ml倒入1000ml的蒸馏瓶中，并使量筒中的样品尽量流下，用同一量筒加入170ml氢氧化钠溶液，并同时摇动瓶子，接着用此量筒加入100ml蒸馏水，进行分析时，加85ml氢氧化钠溶液，再加185ml蒸馏水，充分摇匀，为了防止爆沸，加入书片碎瓷片。

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4．酚类化合物的提取

4.1提取酚类化合物的工艺原理

（1）碱洗脱酚:

提取酚类化合物即馏分洗涤过程，当馏分以10%~15%含量的氢氧化钠溶液洗涤时，酚类即与碱起中和反应，所生产的酚钠溶于碱液中，由于密度略大而与油分离，其反应如下：

C6H5OH+NaOH→C6H5ONa+H2O C6H4CH3OH+NaOH→C6H4CH3ONa+H2O

当馏分中同时存在盐基和酚时，则盐基与酚生成分子化合物，对碱洗不利，其反应式如酸洗脱吡啶工艺原理所述。

理论上每1kg粗酚需要100%NaOH0.4kg，实际上生产中性酚钠只需0.36kg。 碱洗过程中得到的中性酚钠，游离碱小于1.5%，含酚20%~25%。 （2）中性酚钠的分解:

中性酚钠经过蒸吹除油后，用酸性物中和分解。采用的酸性物有硫酸和二氧化碳气体。二氧化碳气体可利用高炉煤气（含CO为26%，CO2为13%）、焦炉烟道废气（含CO2为10%~17%）或石灰窑气（含CO2为30%）。

1）硫酸分解法:

用质量分数为60%~75%的硫酸分解中性酚钠的反应为： 2C6H5ONa+H2SO4→2C5H5OH+Na2SO4 2C6H4CH3ONa+H2SO4→2C6H4CH3OH+Na2SO4

每1kg粗酚需要100%H2SO40.6kg。该法产生的硫酸钠废液，既污染水体又损失酚。 2）二氧化碳分解法:

用二氧化碳分解中性酚钠的反应为： C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3 2C6H5ONa+CO2+H20→2C6H5OH+Na2CO3

生成的NaHCO3溶液加热到95℃，则全部转化为Na2CO3。 2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O

将Na2CO3用石灰乳苛化后得到氢氧化钠。 Na2CO3+CaO+H2O→CaCO3+2NaOH

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经分离除去CaCO3渣可收回NaOH溶液，再用于脱酚，从而形成氢氧化钠的闭路循环。NaOH回收率约为75%。

4.2工艺流程

如上所述，为从馏分中回收酚类化合物，可采用碱洗的方法。但在所处理的馏分

中还含有吡啶碱类物质，从中回收碱类物质的有效方法是采用硫酸洗涤。因此，在实际生产中常将碱洗脱酚与硫酸洗涤脱除吡啶碱类物质串联起来。特别是碱性的吡啶与酸性的酚可形成缔合物，若将碱洗与酸洗串联起来，对酚类和吡啶碱类的脱除回收均有好处。

本装置是我公司的洗涤分解部分，是使用10%NaOH脱去从焦油蒸馏装置来的酚油(ACO)和萘油(AMO)中所含有的酚类的一种装置。

本装置分为从酚油中脱酚的酚油抽提系统，从萘油中脱酚萘油抽提系统及洗净除去两系统酚盐(RPL)中的中性油，用轻油(ALO)洗净。本装置由酚油抽提塔、1#萘油抽提塔、2#萘油抽提塔、轻洗塔、NaOH预热器、NaOH加热器、脱酚轻油冷却器、泵类、槽类、配管等构成。

（1）装置流程说明： 1）萘油抽提系统：

萘油的脱酚是由逆流接触的1#萘油抽提塔和经喷射混合器混合的2#萘油抽提塔两部分组成。

1#萘油抽提塔内设有上下分布器，2#萘油抽提塔分为上段下段两部，萘油经过1#萘油抽提塔，抽到2#萘油抽提塔下段，再抽到2#萘油抽提塔上段、三部分的脱酚后成为脱酚萘油(BMO)。

作为抽提剂的10%NaOH溶液其流向与萘油流向相反，经过逆流接触，产生酚盐(RPL)。 2）酚油抽提系统：

酚油抽提装置是在抽提塔的上部分布器装入NaOH，在下部分布器装入酚油的抽提装置，两种介质在塔内逆流接触而抽提出酚油中的酚类。

3）轻油(ALO)洗净系统：

轻洗塔是逆流抽提塔，内设有上下分布器，使轻油(ALO)与酚盐(RPL)逆流接触，同时除去伴随在酚盐中的中性油和轻油中酚的装置。

4）中性酚钠蒸吹系统：

酚钠盐分解前，必须吹除其中的中性油类，使其成为净酚钠，确保分解后的粗酚中性油合格。

5）硫酸分解系统：

酚盐分解采用硫酸法连续分解工艺流程，净酚钠由净酚盐泵抽送到分解混合器，在此与硫酸混合，混合物经冷却器后依次经过两台酸性分离器，分离出的硫酸钠废水送至废水处理装置，分离出的粗酚经槽、泵送至焦油槽区粗酚槽。

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(2)装置工艺流程：

1)萘油抽提系统萘油（AMO）流程： ①1#萘油抽提塔（K-6302）

AMO从AMO槽（T-6707A、B）抽出经过91N泵（P-6707A、B）升压后，用流量指示调节计（FIC-6308）按要求调节流量，装入到1#萘油抽提塔（K-6302）的下部分布器。

装入1#萘油抽提塔上部分布器的是来自2#萘油抽提塔及酚油抽提塔的RPL，在塔内两液体逆流接触，使AMO一次脱酚。

从1#萘油抽提塔上部的脱酚萘油（BMO）通过BMO循环泵（P-6306AB）抽出，抽提量根据1#萘油抽提塔上部的液面指示计（LICA-6308）调节。保持液位在规定范围内。

② 2#萘油抽提塔（K-6303）

2#萘油抽提塔是全塔分成上下两段，每段各有一个抽提塔及RPL接受槽。

从1#萘油抽提塔来的BMO经BMO循环泵（P-6303AB）升压，经过流量调节计（FIC-6304）装入喷射混合器（X-6302）。

喷射混合器在构造上必须保持一定流量的BMO，因此从1#萘油抽提塔来的BMO加上从2#萘油抽提塔上段的部分BMO使之循环。通过喷射混合器的BMO流量用流量调节计（FIC-6304）设定为5～7m3/h。

BMO在喷射混合器和从上段接受槽供给的RPL两种介质混合后一起进入K-6303的下段，依靠比重差两种介质分离，BMO在上层，RPL在下层。

BMO由抽提塔液面调节计（LICA-6305）调节抽出流量，经BMO循环泵（P-6306BC）升压后经过喷射混合器（X-6301），装入2#萘油抽提塔上段，

喷射混合器X-6301与X-6302的流量大致相等，为5～7m3/h，BMO在喷射混合器（X-6301）内和10%NaOH溶液混合后，一起进入抽提塔上段。

在抽提塔上段依靠比重差两种介质分离，BMO在上层，从上部溢流出来的脱酚萘油（BMO）利用其压头流入BMO中间槽（T-6306）。

③BMO中间槽（T-6306）

从2#萘油抽提塔的上部抽提塔溢流出来的BMO连续流入BMO中间槽。

流入BMO中间槽的BMO用液面调节计（LV-6306）调节流量，保持槽内一定液面，用脱酚萘油输送泵（P-6305AB）连续抽送到槽区的BMO槽（T-6708AB）。

2)AMO抽提系统的10%NaOH溶液的流程：

10%NaOH溶液是从焦油槽区NaOH槽（T-6715AB）。通过NaOH供给泵（P-6715AB）分别供给AMO抽提系统和ACO抽提系统。

供给AMO抽提系统的10%NaOH的溶液其流向与AMO逆向，其流程为： 2#萘油抽提塔上段→2#萘油抽提塔下段→1#萘油抽提塔。 ①2#萘油抽提塔

10%NaOH溶液用流量调节计（FIC-6307）对应AMO的处理量及含酚量进行流量调节。

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首先在NaOH预热器（E-6302）与从1#萘油抽提塔出来的RPL换热再经NaOH加热器（E-6301）升温，装入到喷射混合器（X-6301）。

加热器出口温度由调节计（TV-6301）设定在70～80℃。

从喷射混合器（X-6301）进入抽提塔上段的NaOH溶液（其中一部分与酚类反应生成RPL）依靠比重差进行分离，RPL分离在下层。

为了维持抽提塔内BMO和RPL一定的界面，经界面调节计（X-6304C）靠自流入RPL接受槽。

从上段RPL接受槽来的RPL用液面调节计（LV-6303）保持接受槽一定液面用RPL抽出泵（P-6303AB）连续抽出经过喷射混合器（X-6302）装入到抽提塔下段，在下段抽提塔里RPL的流向也完全相同，即在抽提塔里分离在下层的RPL经界面调节器（X-6304B）靠压头流入下段接受槽，再用液面调节计（LV-6302）保持接受槽一定液面调节流量，用RPL抽出泵（P-6303CD）将碱性酚盐连续抽出，与酚油抽提塔抽出的碱性酚盐汇合送到1#萘油抽提塔的上部。

②1#萘油抽提塔

装入1#萘油抽提塔上部分布器的碱性RPL在抽提塔内靠重力下降，与从塔下部分布器装入的AMO逆流接触后分离在下层。

RPL经界面调节器（X-6304A）靠压头自流入RPL接受槽，流入接受槽的中性RPL用液面调节计（LV-6307）调节流量保持接受槽一定液面，用RPL抽出泵（P-6303EF）抽出，在NaOH预热器内所装入的10%NaOH溶液进行热交换后，装入轻洗塔（K-6301）。

3)ACO抽提系统

①从焦油装置来的ACO装入ACO槽（T-6705AB），经ACO输送泵（P-6705AB）抽出，通过ACO装入流量调节计（FIC-6305）调节流量，装入到酚油抽提塔（K-6304）的下部分布器。

ACO在塔内和从塔上部分布器装入的10%NaOH溶液逆流接触除去酚类后成为BCO，BCO从上部溢流口靠压头流入装置内槽区的BCO槽（T-6706AB）。

②10%NaOH溶液在NaOH供给泵（P-6715AB）的出口侧与去AMO抽提系统NaOH分成两路，用NaOH装入流量调节计（FIC-6302）调节流量，以平衡ACO的处理量及含酚量，装入酚油抽提塔上部分布器。

NaOH在塔内下降过程中与ACO逆流接触生成的碱性酚盐（RPL）到达塔的下部，为了保持塔内BCO与RPL一定的界面，RPL经由界面调节器（X-6304D）靠压头自流入接受槽，流入接受槽的碱性酚盐再用液面调节计（LV-6301）调节流量保持接受槽一定液面，抽出泵（P-6303GH）抽出与萘油抽提塔抽出的碱性酚盐一起装入到1#萘油抽提塔上部分离器。

4)轻油洗净系统

①从ALO槽（T-6703）出来用ALO供给泵（P-6703AB）升压后，经流量计（FI-6309）平衡从焦油蒸馏装置的馏出量装入到轻洗塔K-6301的下部分布器。

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从塔上部分布器装入的是从1#萘油抽提塔来的中性酚盐在塔内与ALO逆流接触，ALO就成为脱酚轻油（BLO）。为了提高出去中性酚盐中的中性油分的效果，在轻洗塔内增加BLO和RP的接触量，进行BLO的循环，塔上部的BLO用循环泵（P-6301AB）抽出，经由BLO冷却器（E-6303）循环进入轻油塔下部，流量范围在5～7m3/h，平衡装入的槽区来的ALO后，增加的BLO的用塔上部液面调节计（LV-6310）调节排出量保持一定液面，送到焦油装置槽区的BLO槽（T-6304）。

②从1#萘油抽提塔来的中性酚盐进入塔上部分布器，与ALO逆流接触，到达塔下部，其间RPL中所含有的中性油分被ALO洗净除去。

为了保持塔内BLO和RPL一定的界面，RPL经界面调节器（X-6304E）靠压头自流入中性酚盐中间槽（T-6308）、RPL中间槽的中性酚盐用液面调节计（LV-6309）调节流量保持中间槽一定液面，用RPL移动泵（P-6302AB）连续输送到酚盐分解装置。

5)中性酚钠蒸吹

中性酚钠槽（T-7101AB）中的中性酚钠由酚钠蒸吹泵（P-7101AB）送入酚钠换热（E-7101），与蒸吹塔排出的气体换热，然后进入酚盐蒸吹釜，吹出水和油的净酚钠经冷却器（E-7102）冷却后，流入净酚钠槽（T-7102）。净酚钠槽内通入压缩空气。蒸吹塔顶部气体在酚钠换热器（E-7101）与中性酚钠换热，再用循环水冷却到50℃，然后进入蒸吹油水分离器，分离水流入硫酸钠槽或稀碱槽，中性油流入焦油槽区脱酚酚油槽。ST-7101蒸吹釜用间接蒸汽进行加热，并且吹入直接蒸汽。

6)酚盐分解

净酚钠槽（T-7102）的净酚盐由净酚盐泵（P-7102AB）送入静态混合器和浓硫酸混合。浓硫酸由硫酸泵（P-7108A/B）从浓硫酸槽（T7108A/B）抽出送入静态混合器，两种介质混合后进入酚钠分解换热器（E-7104），然后进入酸性分离器（K-7102AB）进行分离，分离器K-7102A上部的粗酚与K-7102B上部的粗酚混合后自流至粗酚槽（T-7104）,K-7102A底部未完全分离的粗酚及硫酸钠自流至K-7102B再次进行分离，K-7102B底部硫酸钠自流至硫酸钠槽（T-7103）经硫酸泵（P-7103A/B）送至废水处理工序。分离器内粗酚与硫酸钠根据密度差进行分离，粗酚送至酚精制工序。

5．粗酚的精制 5.1工艺流程

酚蒸馏装置分为酚蒸馏、槽区和装桶区两部分。 酚蒸馏采用连续与间歇相结合的减压蒸馏工艺。 (1)粗酚连续脱水工艺:

从酚盐分解装置来的含水粗酚送入粗酚原料槽（T-8201A~C），在此用脱水塔装料泵（P-8201A/B）送至脱水塔预热器（E-8201），由0.4MPa的低压蒸汽加热至55℃后入脱水塔（K-8201）进行减压蒸馏。脱水塔重沸器（E-8203）由导热油加热，为脱水塔提供

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热源。塔顶逸出的水蒸汽在脱水塔冷凝冷却器（E-8202）内，由循环水冷却至40℃后入脱水塔回流槽（T-8202），一部分作为回流自流入脱水塔顶，另一部分在回流槽内经隔板满流，由脱水塔密封罐（S-8211）转为常压后自流入槽区酚水槽（T-8214）,在此用酚水输送泵（P-8212）送至水处理系统。塔底脱水粗酚用BR塔装料泵（P-8202A/B）抽出，送至BR塔（K-8202）。

脱水系统的真空排气由脱水塔回流槽（2T-8202）抽入№1真空冷凝器（2E-8204），再经№1真空捕集器（S-8201）、№1真空槽（T-8208）接入№1真空泵（B-8201）。用调节通入真空槽的氮气量来控制系统的操作压力。真空冷凝器中的冷凝液流入回流槽。真空捕集器和真空槽中的液体流入排水集合槽（S-8206）。在此用排水集合泵（P-8211）送往槽区酚水槽（T-8214）。

为防止系统内析出Na2SO4结晶造成堵塞，在脱水塔重沸器底部设重沸器罐（S-8222），塔顶设工业水冲洗管。冲洗液从重沸器罐排出至水放空系统。 (2)连续酚蒸馏:

由脱水塔底来的粗酚进入BR塔（K-8202）中段第10、12、14盘，在此进行减压蒸馏。BR塔重沸器（E-8206）由导热油加热，为BR塔提供热源。塔顶逸出的苯酚和甲酚蒸汽（PHO）经BR塔冷凝冷却器（E-8205）用温水冷却至50℃后入BR塔回流槽（T-8203），一部分作为回流自流入BR塔顶，另一部分在回流槽内经隔板满流，由BR塔密封罐（S-8212）转为常压后自流入槽区BR塔顶馏分槽（T-8216）。塔底重组分（BTR）用BR塔底泵（P-8203AB）抽出，经BR塔底冷却器（E-8207）用温水冷却至60℃后送入槽区BR塔底馏分槽（T-8215），作为№1间歇蒸馏的原料。

T-8216槽中的BR塔顶馏分由P塔装料泵（P-8204）抽出，经P塔预热器（E-8208）用0.4MPa蒸汽加热至60℃后送至P塔（K-8203）中段进行减压蒸馏。P塔重沸器（E-8210）由导热油加热，为P塔提供热源。塔顶油汽（PHA）经P塔凝缩器（E-8209）冷凝后，一部分以内回流方式回流入塔，另一部分经P塔密封罐（S-8213）转为常压后自流入槽区P塔顶馏分槽（T-8217），作为№3~4间歇蒸馏的原料。

P塔（K-8203）塔底残油用OC塔装料泵（P-8205AB）抽出，送至OC塔（K-8204）中段进行减压蒸馏。OC塔重沸器（E-8212）由导热油加热，为OC塔提供热源。塔顶逸出的邻甲酚蒸汽（OC）经OC塔凝缩器（E-8211）冷凝后，一部分以内回流方式回流入塔，另一部分经OC塔密封罐（S-8214）转为常压后自流入槽区邻位甲酚产品装桶槽（T-8224）。

OC塔（K-8204）塔底残油用MC塔装料泵（P-8206AB）抽出，送至MC塔（K-8205）中段进行减压蒸馏。MC塔重沸器（E-8214））由导热油加热，为MC塔提供热源。MC塔（K-8205）塔顶逸出的间甲酚蒸汽（MC）经MC塔凝缩器（E-8213）冷凝后，一部分以内回流方式回流入塔，另一部分经MC塔密封罐（S-8215）转为常压后自流入槽区间

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位甲酚产品槽（T-8224）。MC塔（K-8205）塔底残油（XA）用MC塔底泵（P-8207）抽出，经MC塔底冷却器（E-8215）用温水冷却至50℃后送入槽区XA（XY原料油）馏分槽（T-8218），作为№2间歇蒸馏的原料。

BR塔、P塔、OC塔与MC塔共用一套真空系统， 各塔的真空排气分别由BR塔回流槽（T-8203）、P塔凝缩器（E-8209）、OC塔凝缩器（E-8211）、MC塔凝缩器（E-8213）抽入№2真空冷凝器（E-8216）,再经№2真空捕集器（S-8202）、№2真空槽（T-8209）接入№2真空泵（B-8202）。 (3)间歇蒸馏：

间歇蒸馏装置由№1~2间歇蒸馏塔（K-8206/8207）和相应的间歇蒸馏釜（ST-8201/8202）以及各凝缩器（E-8221/8222）、密封罐（S-8216/8217）、计量槽（T-8204AB/8205AB）、真空系统组成。间歇蒸馏的原料是连续蒸馏过程中切取的馏分，以及间歇蒸馏过程中的中间馏分。具体操作如下： 1）№1间歇蒸馏：

№1间歇蒸馏是以BR塔底残油和№2间歇蒸馏釜残油为原料，生产二甲酚产品、中间馏分及酚残渣。

用№1间歇蒸馏釜装料泵（P-8213）从T-8215抽出BTR馏分，送入№1间歇蒸馏釜（ST-8201）,一次装料量约20吨。釜内由导热油间接加热，釜内油汽进入№1间歇蒸馏塔（K-8206）。塔顶压力控制在80mmHg（a），随着塔顶温度逐渐上升，首先从塔顶馏出的是酚水，经№1间歇蒸馏塔密封罐（S-8216）和№1间歇蒸馏塔计量槽（T-8204AB）自流入槽区酚水槽（T-8214）。当酚水采净后，塔顶温度继续上升，馏出物在№1间歇蒸馏塔凝缩器（E-8221）中用温水冷凝冷却，并进行2小时全回流，回流量根据加热导热油的热平衡确定。然后，由流量计控制连续采出部分馏分，经№1间歇蒸馏塔密封罐（S-8216）转为常压后，自流入№1间歇蒸馏塔计量槽（T-8204AB），计量槽互相切换使用。根据取样分析结果将馏分排入槽区相应的贮槽中。最初的馏分OPH2流入中间油馏分槽（T-8219B）。若馏出物中对位甲酚含量在30%以下，则作为二甲酚原料，送入XA馏分槽（T-8218）。此外，尚有以下两条管线：XY—二甲酚产品，排入二甲酚产品槽（T-8221）；CA—甲酚1号产品，排入甲酚1号槽（T-8223A/B）。

当釜温达到190℃时，停止蒸馏。将釜底的酚渣放入已装有从油库装置来的蒽油的酚渣槽（T-8213）中，并用酚渣泵（P-8208）进行循环搅拌，当槽内温度下降到140℃左右时，将酚渣送往油库装置。输送时，酚渣槽内要留有一定量物料，以保证酚渣的自身循环。

酚渣槽的放散气用温水冷却后入排水槽（S-8207），分离夹带的液体后排入大气，以减小异味。

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2）№2间歇蒸馏：

№2间歇蒸馏用于二甲酚馏分（XA）和中间馏分（OPH）的蒸馏。

现以XA蒸馏为例叙述如下：用№2间歇蒸馏釜装料泵（P-8214AB）从T-8218抽出XA馏分，送入№2间歇蒸馏釜（ST-8202），一次装料量约20吨。釜内由导热油间接加热，釜内油汽进入№2间歇蒸馏塔（K-8207）。塔顶压力控制在80mmHg（a），随着塔顶温度逐渐上升，首先从塔顶馏出的是酚水，经№2间歇蒸馏塔密封罐（S-8217）和№2间歇蒸馏塔计量槽（T-8205AB）自流入槽区酚水槽（T-8214）。当酚水采净后，塔顶温度继续上升，馏出物在№2间歇蒸馏塔凝缩器（E-8222）中用温水冷凝冷却，并进行6小时全回流。然后，由流量计控制连续采出部分馏分，经№2间歇蒸馏塔密封罐（S-8217）转为常压后，自流入№2间歇蒸馏塔计量槽（T-8205AB），计量槽互相切换使用。根据取样分析结果将馏分排入槽区相应的贮槽中。当釜温达到约180℃时停止加热，用№2间歇蒸馏釜残油泵抽出釜内残油，送至№2间歇蒸馏釜残油冷却器（E-8225）用温水循环冷却，当油温冷至50℃时，送往槽区T-8215。

3）№3~4间歇蒸馏：

№3~4间歇蒸馏过程与№2间歇蒸馏类似，不再赘述。釜内用导热油间接加热。 真空系统：

酚蒸馏共有5个真空系统。 №1真空系统用于脱水塔蒸馏，因为脱水塔操作压力与其它塔不同，故设单独系统，工艺过程在粗酚脱水部分已经叙述。

№2真空系统用于№1~4连续蒸馏塔蒸馏；№3真空系统用于№1、2间歇蒸馏塔蒸馏；№4真空系统用于№3~4间歇蒸馏塔蒸馏；№5真空系统为备用真空系统。各真空系统的排气分别经过各自的真空捕集器、真空冷凝器、真空槽至真空泵。各真空泵出口排气集中后经捕雾器（S-8223）进排气洗净塔（K-8212）；真空捕集器及真空槽的冷凝液自流入排水集合槽（2S-8206）。调节通入各真空槽的氮气量来控制各系统的操作压力。

4）导热油系统：

导热油系统，由导热油加热炉（F-8201）、导热油循环泵（P-8224AB）、导热油放空槽（2T-8235）、导热油膨胀槽（T-8236）、导热油补充泵（2P-8225）及各用户组成。

首次填充的导热油，装入导热油放空槽（T-8235）内，由导热油补充泵（P-8225）送至导热油循环系统中。

导热油循环泵（P-8224AB），将导热油送至导热油加热炉（F-8201）加热至290℃后，送至各用户使用，各用户使用后的导热油温度约260℃返回导热油循环泵（P-8224AB），循环使用。

导热油加热炉（2F-8201）由天然气加热。导热油循环泵（P-8224AB），送出的导热油，引出一小部分经过滤器过滤后，返回循环泵（P-8224AB）入口，以滤出颗粒。

导热油膨胀槽（T-8236），用于吸收系统内导热油的体积膨胀。膨胀槽采用氮

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封。

5）排水及放空系统：

粗酚脱水、蒸馏及槽区各设备、管道的放空液均流入水放空槽（S-8206），再由水放空槽液下泵（P-8211）送到酚水槽（T-8214）。放空油流入油放空槽（T-8238），再用油放空槽液下泵（P-8221）送到粗酚槽（T-8201A~C）。

6）温水系统：

温水系统用于酚蒸馏部分及酚盐分解部分，由温水槽（T-8234）、温水泵（P-8209AB）、温水冷却器（E-8228）组成。各用户的温水首先进入温水槽内，由温水泵抽出加压，经温水冷却器冷却到一定温度后送各用户使用。

7）排气洗净系统：

各设备的排气进入酚盐分解部分的排气洗净塔（K-8102）中，统一处理。 8）产品装桶：

装桶外运的产品有五种，分别为：苯酚（PHS）、邻甲酚（OC）、间对甲酚（MC）、甲酚1号（CA）和二甲酚（XY）。

贮存于中间槽区各自的产品槽中的苯酚、邻甲酚、间对甲酚、甲酚1号和二甲酚，由各自产品泵送入装桶槽内，装桶泵将产品由装桶槽抽出，送至装桶机装桶。桶装产品贮存在仓库中，用叉车装汽车外运。

2．操作指标参数

（1）连续蒸馏： 主要技术操作指标 脱水塔 进料温度，℃ 塔顶温度，℃ 55 68 BR塔 124 设备名称 P塔 60 115 塔底温度，℃ 141 178 170 塔顶压力，kPa（a） 塔底压力，kPa（a） 回流温度，℃ 塔底馏分冷却后温度，℃ 塔顶馏出物冷却后温度，℃ 29 40 40 11 23 50 60 11 44 50 60 11 33 50 11 30 60 50 167 169 OC塔 122 MC塔 135

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（2）间歇蒸馏： 主要技术操作指标 釜装料量，t 塔顶温度，℃ 塔底温度，℃ 塔顶压力，kPa（a） 塔底压力，kPa（a） 塔顶馏出物冷却后温度，℃

№1间歇蒸馏 20 №2间歇蒸馏 20 №3～4间歇蒸馏 20 115 143~150 165~190 11 30 50 136~151 165~175 11 22 50 141~143 11 30 50 6．酚类产品的质量及用途 6.1酚类产品的质量

（1）苯酚和工业酚：

苯酚和工业酚的质量指标见表4。苯酚产品中苯酚含量大于97%，工业苯酚中苯酚含量约93%，甲酚含量约7%。

表4 苯酚和工业酚的质量指标

指标名称 苯酚（GB6705—89） 一级 外观 晶 结晶点（对无水物）/℃ ≥ 水≤ 中≤ 吡啶碱/% 性油/% 分/% 40 0.2 0.1 39.7 0.3 0.1 31 1.0 0.5 0.3 二级 工业酚（GB/T3709—1997） 白色或略带颜色的结第 13 页 共 22 页

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（2）邻甲酚：

邻甲酚的质量指标见表5。

表5 邻甲酚的质量指标（GB2279—89） 指标名称 邻甲酚的含量（干基）/% ＞ 苯＜ 2,6—二甲酚的含量/% ＜ 水＜ 分/% 酚的含量/% 指标 96 2 2 0.5 邻甲酚中含苯酚0.89%~1.2%，含间对甲酚1.69%~2.8%。 (3)间对甲酚：

间对甲酚的质量指标见表6。

表6 间对甲酚的质量指标（GB2280—89）

指标名称 一级 二级 外观 密度（20℃）/(g/cm3) 水分/% 中性油的含量/% 间甲酚的含量/% 蒸馏试验大气压力101.325kPa 195~205℃馏出量的体积分数/% 无色至褐色透明液体 1.03~1.04 ≤0.3 ≤0.5 ≤0.2 ≤0.3 ＞50 ＞45 ≥95 第 14 页 共 22 页

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（4）工业二甲酚：

工业二甲酚的质量指标见表7。

表7 工业二甲酚的质量指标(GB/T 2600—1997)

指标名称 指标 一级 二级 外观 密度（20℃）/(g/cm3) 水分/% 中性油的含量/% 蒸馏试验大气压力101.325kPa 205≤ 225≥ ℃前馏出量/% ℃前馏出量/% 无色至棕红色透明液体 1.01~1.04 ＜1.0 1.0 1.5 5 95 90 （5）酚渣：

酚渣是粗酚精馏提取产品后的残渣，含有中性油、树脂状物质、游离碳和酚类化合物。酚类化合物主要是二甲酚、3—甲基—5—乙基酚、2，3,5—三甲基酚及萘酚等高级酚。酚渣配入蒽油可用作烧制炭黑的原料油，按1:8的比例和防腐油混合，可提高防腐油的防腐能力。酚渣在700~800℃温度下干馏裂解，可得到产率约70%的混合酚和产率约30%的残炭。混合酚用于制取酚醛树脂和兽药，残炭用作燃料。

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6.2酚类产品的用途

酚类产品包括苯酚、邻位甲酚、间位甲酚、二甲酚等产品。

苯酚在工业上用途很广，是重要的基本有机化工原料之一。随着苯酚下游产品的发展，近年对苯酚需求量正逐年增加，每年有几万吨的进口。我国酚醛树脂是苯酚最大的应用领域，历年消费苯酚均在40％以上，主要用于生产酚醛树脂、涂料、焦粘剂、泡沫塑料等，2002年共需苯酚约8万吨。此外，苯酚还用于生产农药、染料、医药及塑料加工等。

邻甲酚是生产除草剂、杀虫剂、鞣革剂、来苏尔消毒剂的基础原料，我国邻甲酚的生产厂家大多由于规模较小，工艺落后，产品质量差，无论是质量和数量均不能满足国内市场的要求。

用于加工生产药物、消毒剂、塑料助剂和香料等。 国煤焦油加工的主要产品混二甲酚出口日本。

酚类化合物是一种原型质毒物，对一切生活个体都有毒杀作用。能使蛋白质凝固，所以有强烈的杀菌作用。其水溶液很易通过皮肤引起全身中毒；其蒸气由呼吸道吸入，对神经系统损害更大。长期吸入高浓度酚蒸汽或饮用酚污染了的水可引起慢性积累性中毒；吸入高浓度酚蒸汽、酚液或被大量酚液溅到皮肤上可引起急性中毒。如不及时抢救，可在3~8小时内因神经中枢麻痹而残废。慢性酚中毒常见有呕吐，腹泻、食欲不振、头晕、贫血和各种神经系病症。酚对水产和不生微生物、农作物都有一定的毒害。水中含酚0.1～0.2毫克/升时，鱼肉即有臭味有能食用；6.5～9.3毫克/升时，能破坏鱼的鳃和咽，使其腹腔出血、脾肿大甚至死亡。含酚浓度高于100毫克/升的废水直接灌田，会引起农作物枯死和减产。人对酚的口服致死量为530毫克/公斤体重。

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参考文献

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[2]李多金.石油化工设备技术[M].北京：化学工业出版社, 2007

[3]郭树才.煤化工工艺学.北京：化学工业出版社，2006 [4]贺永德.现代煤化工技术手册.北京：化学工业出版社，2003

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致 谢

三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。 为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。

感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！

同时也感谢学院为我提供良好的学习环境。

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