摘要
煤化工高浓含酚废水是污水治理中的难点，苯酚、甲酚、二元酚等酚类化合物是煤化工含酚废水中常见的高毒性有机化合物。溶剂萃取法和生化法相结合是工业处理煤化工高浓含酚废水的主要方法。目前常用的萃取剂如甲基异丁基酮，二异丙醚等在水中的溶解度比较大，需要对萃余液中的溶剂进行汽提回收，相应所需的能耗较大。本文选取了两种水溶性较小的脱酚萃取剂2-辛酮和1-十二醇，开展脱酚萃取相关基础研究及萃取过程模拟。 本文采用平衡釜法测定了不同温度下2-辛酮/1-十二醇+酚类物质(苯酚、甲酚、苯二酚)+水的液液相平衡数据。采用Hand、Othmer-Tobias或Bachman方程检验实验数据的可靠性，相关系数R2均大于99%，说明实验数据可靠。利用分配系数D和选择性系数S评估萃取剂的萃取性能。在相同温度下7种酚类化合物中甲酚最易被萃取，间苯二酚和对苯二酚最难被萃取。2-辛酮和1-十二醇对酚类化合物都具有良好的萃取效果，尤其是2-辛酮萃取性能优异，对对苯二酚的分配系数D高达70.12。使用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对实验数据进行关联，回归得到相应体系在不同温度下的二元交互作用参数，计算模拟得到的相平衡数据与实验数据的均方根偏差RMSD，所有体系的RMSD值均在1.44%之内，说明了两个模型适用于本文的研究体系。在相同操作条件下测定并计算萃取剂萃取极稀含酚水溶液(1g·L-1)的分配系数D，将萃取平衡理论与范特霍夫方程相结合估算萃取过程中的焓变，确定所研究体系的萃取过程为放热过程，高温不利于萃取的进行。利用四元体系(萃取剂+苯酚+间苯二酚+水)数据所得的二元交互作用参数对脱酚萃取塔模块进行模拟和优化，以确定工艺流程中萃取脱酚单元操作参数。该研究验证了2-辛酮和1-十二醇处理含酚废水的可行性，并为煤化工高浓含酚废水中酚类物质的回收和分离提供了重要的实验支撑和理论依据。
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