CN110627623A - 酚类产品中碱性氮化物的分离系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统及方法。系统包括：萃取单元，用于利用第一萃取剂和第二萃取剂对待处理酚类产品萃取处理，并送出含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物及含第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物；蒸馏分离单元，用于接收所述第一混合物和将所述第一混合物蒸馏处理，并送出第二萃取剂和酚类化合物；反萃取单元，用于接收所述第二混合物和采用反萃取剂对所述第二混合物反萃取处理，并送出所述第一萃取剂以及含反萃取剂和碱性氮化物的第三混合物。采用本发明的系统和方法能高效地分离酚类产品中的碱性氮化物，且节能环保。

Description

酚类产品中碱性氮化物的分离系统及方法

技术领域

本发明属于分离技术领域，具体涉及一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统及方法。

背景技术

酚类产品一般是对煤焦油蒸馏得到的含酚馏分经过加工后得到的，其中含有有机氮化物，主要是吡啶类等碱性氮化物。氮化物的存在会影响酚类产品的稳定性及其后续加工工序。因此，需要将氮化物从酚类产品中分离除去。目前主要是采用蒸吹法和酸洗法脱除酚类产品中的碱性氮化物。但是，这两种方法都会产生大量的废水，存在严重的污染隐患。废水的处理大大增加了企业的负担。

基于此，特提出本申请。

发明内容

鉴于背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统及方法，旨在能高效地分离酚类产品中碱性氮化物的同时，还能减少废水的产生。

本发明第一方面提供一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统，系统包括：

萃取单元，具有第一出口和第二出口，萃取单元用于利用第一萃取剂和第二萃取剂对待处理酚类产品萃取处理，并由第一出口送出含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物、由第二出口送出含第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物；

蒸馏分离单元，蒸馏分离单元的进口与萃取单元的第一出口连接，蒸馏分离单元具有第三出口和第四出口，所述蒸馏分离单元用于接收第一混合物和将第一混合物蒸馏处理，并由第三出口送出第二萃取剂、由第四出口送出酚类化合物；

反萃取单元，反萃取单元的进口与萃取单元的第二出口连接，反萃取单元具有第五出口和第六出口，反萃取单元用于接收第二混合物和采用反萃取剂对第二混合物反萃取处理，并由第五出口送出第一萃取剂、由第六出口送出含反萃取剂和碱性氮化物的第三混合物。

根据本发明的第一方面，萃取单元包括离心萃取设备，离心萃取设备具有第一出口和第二出口，离心萃取设备用于对待处理酚类产品进行单级萃取处理或两级以上萃取处理，并对萃取处理产物进行液液分离；

根据本发明的第一方面，萃取单元包括搅拌萃取设备以及与搅拌萃取设备的出口连接的液液分离设备，液液分离设备具有第一出口和第二出口，其中，搅拌萃取设备用于对待处理酚类产品萃取处理，液液分离设备用于对萃取处理产物液液分离。

根据本发明的第一方面，蒸馏分离单元包括蒸馏设备，蒸馏设备的进口与第一出口连接，蒸馏设备具有第三出口和第四出口；

蒸馏设备为简单蒸馏设备、精馏设备或闪蒸设备。

根据本发明的第一方面，反萃取单元包括反萃取设备，反萃取设备的进料口与第二出口连接，反萃取设备的进剂口与反萃取剂供应设备连接，反萃取设备具有第五出口和第六出口；

反萃取设备为萃取塔、离心萃取机或搅拌萃取器。

根据本发明的第一方面，系统还包括精制分离单元，精制分离单元的进口与反萃取单元的第六出口连接，精制分离单元具有第七出口和第八出口，精制分离单元用于接收第三混合物和对第三混合物进行精制分离处理，并由第七出口送出反萃取剂、由第八出口送出碱性氮化物。

根据本发明的第一方面，精制分离单元包括精制设备，精制设备的进口与第六出口连接，精制设备具有第七出口和第八出口；

精制设备为吸附精制设备或精馏精制设备。

根据本发明的第一方面，系统还包括：

第一混合器，与萃取单元的第一进口连接，第一混合器用于将第二萃取剂和待处理酚类产品进行混合；

第二混合器，与萃取单元的第二进口连接，第二混合器用于将低共熔溶剂和水进行混合，得到第一萃取剂。

根据本发明的第一方面，蒸馏分离单元的第三出口与第一混合器的进口连接，以将蒸馏分离单元送出的第二萃取剂进行循环利用。

根据本发明的第一方面，反萃取单元的第五出口与第二混合器的进口连接，以将反萃取单元送出的第一萃取剂进行循环利用。

本发明第二方面提供一种酚类产品中碱性氮化物的分离方法，方法包括：

采用第一萃取剂和第二萃取剂对待处理酚类产品进行萃取处理，经液液分离，得到含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物、以及含第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物，其中，第一萃取剂包括三元低共熔溶剂，三元低共熔溶剂为由脯氨酸、氯化胆碱和草酸合成，第二萃取剂采用弱极性溶剂；

对第一混合物进行蒸馏分离处理，得到第二萃取剂和酚类化合物；

以弱极性溶剂作为反萃取剂对第二混合物进行反萃取处理，得到第一萃取剂、以及含反萃取剂和碱性氮化物的第三混合物。

根据本发明的第二方面，三元低共熔溶剂为由脯氨酸、氯化胆碱和草酸按照摩尔比为0.5～1:0.5～1:1～3合成的。

根据本发明的第二方面，第一萃取剂为三元低共熔溶剂的水溶液，其中，三元低共熔溶剂与水的质量比为5:1～1:5，三元低共熔溶剂与待处理酚类产品的质量比为2:1～1:10；

根据本发明的第二方面，第二萃取剂选自乙酸乙酯、二氯甲烷、四氯化碳、乙醚和苯中的一种或多种，第二萃取剂与待处理酚类产品的质量比为10:1～1:2。

根据本发明的第二方面，反萃取剂选自乙酸乙酯、二氯甲烷、四氯化碳、乙醚和苯中的一种或多种。

根据本发明的第二方面，萃取处理为单级萃取处理或两级以上的萃取处理。

根据本发明的第二方面，萃取处理的温度为20℃～60℃，优选30℃～50℃。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供的酚类产品中碱性氮化物的分离系统和方法，利用提取碱性氮化物的第一萃取剂和提取酚类化合物的第二萃取剂之间的协同作用对待处理酚类产品萃取处理，能使酚类产品中的碱性氮化物转移到第一萃取剂相得到第二混合物、酚类化合物转移到第二萃取剂相得到第一混合物，实现酚类化合物中碱性氮化物的有效分离。之后第一混合物经蒸馏分离得到酚类化合物，其中的碱性氮化物含量显著降低，实现了较高的酚类产品中碱性氮化物分离效率。同时，第一混合物蒸馏分离得到第二萃取剂，可进行回收利用。第二混合物经反萃取处理后，分离得到第一萃取剂，可进行回收利用。因此，本发明的方法避免了废水废液的产生，达到优异的节能环保效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统的示意图。

图2为本发明实施例提供的另一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统的示意图。

图3为本发明实施例提供的一种多级离心萃取机组的示意图。

图4为本发明实施例提供的另一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。

在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种以上。

本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

首先，结合附图对本发明实施例提供的一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统进行详细说明。请参照图1，本发明实施例提供的一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统包括萃取单元10，蒸馏分离单元20和反萃取单元30。

萃取单元10具有第一出口11和第二出口12。萃取单元10用于利用第一萃取剂和第二萃取剂对待处理酚类产品萃取处理，并由第一出口11送出含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物、由第二出口12送出含第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物。

蒸馏分离单元20的进口21与萃取单元10的第一出口11连接。蒸馏分离单元20具有第三出口22和第四出口23。蒸馏分离单元20用于接收第一混合物和将第一混合物蒸馏处理，并由第三出口22送出第二萃取剂、由第四出口23送出酚类化合物。

反萃取单元30的进口31与萃取单元10的第二出口12连接。反萃取单元30具有第五出口32和第六出口33。反萃取单元30用于接收第二混合物和采用反萃取剂对第二混合物反萃取处理，并由第五出口32送出第一萃取剂、由第六出口33送出含反萃取剂和碱性氮化物的第三混合物。

本发明提供的酚类产品中碱性氮化物的分离系统，在萃取单元10利用提取碱性氮化物的第一萃取剂和提取酚类化合物的第二萃取剂之间的协同作用对待处理酚类产品萃取处理，使酚类产品中的碱性氮化物转移到第一萃取剂相得到第二混合物、酚类化合物转移到第二萃取剂相得到第一混合物，实现酚类化合物中碱性氮化物的有效分离。

之后在蒸馏分离单元20将第一混合物经蒸馏分离得到酚类化合物，其中的碱性氮化物含量显著降低，实现了较高的酚类产品中碱性氮化物分离效率。同时，第一混合物蒸馏分离得到第二萃取剂，可进行回收利用。在反萃取单元30将第二混合物经反萃取处理后，分离得到第一萃取剂，可进行回收利用。因此，本发明的方法避免了废水废液的产生，达到优异的节能环保效果。

此外，本发明的工艺简单，操作方便。

在一些实施例中，在萃取单元10，第一萃取剂可以包括由脯氨酸、氯化胆碱和草酸合成的三元低共熔溶剂，第二萃取剂采用弱极性溶剂。选择合适的第一萃取剂和第二萃取剂能提高系统的分离效率。并且，所述的第一萃取剂和第二萃取剂性质温和，能大幅度减少设备腐蚀。

三元低共熔溶剂可以是以脯氨酸、氯化胆碱和草酸为原料，采用本领域已知的低共熔溶剂制备方法制备得到。作为示例，可以将脯氨酸、氯化胆碱和草酸在80℃～100℃下进行混合处理，得到均一透明的液体，即为三元低共熔溶剂。其中，混合处理可以是搅拌混合、超声混合等。

当然，三元低共熔溶剂也可以是直接商购获得。

在一些实施例中，优选地，三元低共熔溶剂为由脯氨酸、氯化胆碱和草酸按照摩尔比为0.5～1:0.5～1:1～3合成的。例如，三元低共熔溶剂为由脯氨酸、氯化胆碱和草酸按照摩尔比为1:1:1、1:1:2、1:1:3、0.5:1:1、0.5:1:2、1:0.5:1或1:0.5:2合成的。脯氨酸、氯化胆碱和草酸的配比适当，能提高酚类产品中碱性氮化物的分离效率。

在一些实施例中，脯氨酸为L-脯氨酸、D-脯氨酸和DL-脯氨酸中的一种或几种。

在一些实施例中，三元低共熔溶剂与待处理酚类产品的质量比可以为2:1～1:10，优选为1:1～1:10，更优选为1:1～1:5，更优选为1:1～1:2。三元低共熔溶剂的添加量适当，能提高酚类产品中碱性氮化物的分离效率。

在一些实施例中，三元低共熔溶剂可以直接作为第一萃取剂用于待处理酚类产品的萃取处理。优选地，第一萃取剂为三元低共熔溶剂的水溶液。采用三元低共熔溶剂的水溶液，能降低第一萃取剂的粘度，使三元低共熔溶剂与待处理酚类产品更加充分地接触，从而提高萃取过程的传质效率，获得更高的碱性氮化物的分离效率。此外，还有利于减少三元低共熔溶剂的用量。

优选地，三元低共熔溶剂的水溶液中，三元低共熔溶剂与水的质量比为5:1～1:5。三元低共熔溶剂的水溶液中三元低共熔溶剂与水的质量比适当，能在提高酚类产品中碱性氮化物的分离效率的同时，使分离得到的酚类化合物中的水含量较小。

进一步地，三元低共熔溶剂的水溶液中，三元低共熔溶剂与水的质量比为3:1～1:3，更优选为2:1～1:2，如1:1～1:2。

在一些实施例中，第二萃取剂可以选自乙酸乙酯、二氯甲烷、四氯化碳、乙醚和苯中的一种或多种。采用该第二萃取剂能获得较高的酚类化合物和碱性氮化物分离效果。

在一些实施例中，第二萃取剂与待处理酚类产品的质量比可以为10:1～1:2，如2:1～1:1。第二萃取剂的添加量适当，能提高酚类产品中碱性氮化物的分离效率。

在一些实施例中，萃取处理的温度优选为20℃～60℃。例如，萃取处理的温度可以为≥20℃，≥25℃，≥30℃，≥35℃；并且可以为≤60℃，≤55℃，≤50℃，≤45℃。更优选地，萃取处理的温度为30℃～50℃。

萃取处理的温度温和，能在高效地分离酚类产品中的碱性氮化物的同时，节约能耗。

萃取单元10可以采用本领域已知的萃取设备。请参照图2，在一些实施例中，萃取单元10可以包括离心萃取设备110。离心萃取设备110具有第一进口(如轻相进口)和第二进口(如重相进口)。第一萃取剂可以由第二进口进入离心萃取设备110，第二萃取剂和待处理酚类产品可以由第一进口进入离心萃取设备110。离心萃取设备110还具有第一出口11(如轻相出口)和第二出口12(如重相出口)。即，由离心萃取设备110的第一出口11送出含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物，第一混合物进入蒸馏分离单元20进行蒸馏处理；由离心萃取设备110的第二出口12送出第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物，第二混合物进入反萃取单元30进行反萃取处理。

离心萃取设备110能使第一萃取剂和第二萃取剂与待处理酚类产品更加充分地混合，能获得较高的传质效率。并且，离心萃取设备110的分离是利用离心力作用，能获得较高的分离效果。由此，采用离心萃取设备110能获得较高的碱性氮化物分离效率和酚类产品收率。此外，采用离心萃取处理还能大幅度提高工艺效率。

离心萃取设备110的转速和离心萃取的时间可以由本领域技术人员根据设备规格、分离效率、收率等的需求进行确定。

在一些实施例中，离心萃取设备110的转速可以为100rpm～3000rpm。rpm即转每分，表示设备每分钟的旋转次数。例如，离心萃取设备110的转速可以为≥100rpm，≥500rpm，≥1000rpm，≥1500rpm；并且可以为≤2000rpm，≤2500rpm，≤3000rpm。

离心萃取设备110可以采用本领域已知的单级离心萃取器。将第一萃取剂、第二萃取剂和待处理酚类产品送入单级离心萃取器。在单级离心萃取器内，第一萃取剂和第二萃取剂与待处理酚类产品充分混合进行传质，使酚类产品中的碱性氮化物转移到第一萃取剂相得到第二混合物、酚类化合物转移到第二萃取剂相得到第一混合物。在离心力的作用下，第一混合物和第二混合物由于比重的不同而实现液液两相分离，并分别由单级离心萃取器的轻相出口和重相出口送出。

在本文中，可以采用单级离心萃取器对待处理酚类产品进行单级萃取处理。当然，也可以是两个以上的单级离心萃取器串联的多级离心萃取机组。请参照图3，在多级离心萃取机组中，可以是上一级单级离心萃取器111的重相出口与下一级单级离心萃取器111的重相进口相连，上一级单级离心萃取器111的轻相进口与下一级单级离心萃取器111的轻相出口相连。也就是，多级离心萃取机组通过两级以上的连续逆流萃取，实现碱性氮化物的高效分离，提高分离效率。其中，重相可以含第一萃取剂，轻相可以含第二萃取剂。

离心萃取设备110也可以采用本领域已知的多级离心萃取器，如两级离心萃取器、三级离心萃取器、四级离心萃取器、五级离心萃取器、六级离心萃取器等。将第一萃取剂、第二萃取剂和待处理酚类产品送入多级离心萃取器。在多级离心萃取器内，第一萃取剂和第二萃取剂与待处理酚类产品充分混合进行传质，使酚类产品中的碱性氮化物转移到第一萃取剂相得到第二混合物、酚类化合物转移到第二萃取剂相得到第一混合物。在离心力的作用下，第一混合物和第二混合物由于比重的不同而实现液液两相分离，并分别由多级离心萃取器的轻相出口和重相出口送出。

可以理解的是，离心萃取设备110中可以有串联的多级离心萃取器。通过更多级的连续逆流萃取，实现碱性氮化物的高效分离。

请参照图4，在一些实施例中，萃取单元10可以包括搅拌萃取设备120。搅拌萃取设备120可以是本领域已知的用于混合的设备，如加热搅拌罐。将第一萃取剂、第二萃取剂和待处理酚类产品送入搅拌萃取设备120，在搅拌的作用下，使第一萃取剂和第二萃取剂与待处理酚类产品充分混合进行传质，使酚类产品中的碱性氮化物转移到第一萃取剂相得到第二混合物、酚类化合物转移到第二萃取剂相得到第一混合物。

搅拌萃取设备120的搅拌转速和时间可以由本领域技术人员根据设备规格、分离效率、收率等的需求进行确定。

在一些实施例中，搅拌转速可以为500r/min～3000r/min，例如可以为≥500rpm，≥1000rpm，≥1500rpm；并且可以为≤2000rpm，≤2500rpm，≤3000rpm。

在一些实施例中，搅拌时间可以为20min～60min，例如可以为≥20min，≥25min，≥30min，≥35min；并且可以为≤60min，≤55min，≤50min，≤45min。

混合传质完成后，加热搅拌罐可以停止搅拌，使混合液进行静置分离。第一混合物和第二混合物由于密度的不同而分层，由上层得到第一混合物，由下层得到第二混合物。在该实施例中，加热搅拌罐120具有第一出口11和第二出口12，分别送出第一混合物和第二混合物。

或者，萃取单元10还可以包括液液分离设备130。液液分离设备130的进口与搅拌萃取设备120的出口连接，用于对搅拌萃取处理产物进行液液分离。在该实施例中，液液分离设备130具有第一出口11和第二出口12，分别送出第一混合物和第二混合物。

液液分离设备130可以是离心分离机或静置分离罐(如沉降槽等)等。

在一些实施例中，蒸馏分离单元20包括蒸馏设备210。蒸馏设备210的进口与第一出口11连接，用于接收第一混合物。蒸馏设备210具有所述的第三出口22和第四出口23。蒸馏设备210对第一混合物进行蒸馏处理，并由第三出口22送出第二萃取剂、由第四出口23送出酚类化合物。

蒸馏设备210可以采用本领域已知的蒸馏设备。例如可以为简单蒸馏设备(如加热蒸馏釜、蒸馏塔等)、精馏设备(如精馏塔等，可以是填料精馏塔、板式精馏塔等)或闪蒸设备(如闪蒸罐、闪蒸塔等)等。本领域技术人员可以根据第一混合物的组成及蒸馏设备210的工作原理确定蒸馏设备210进行蒸馏处理的相关工艺参数。

在一些实施例中，反萃取单元30包括反萃取设备310和反萃取剂供应设备320。反萃取设备310的进口31与第二出口12连接，用于接收第二混合物。反萃取设备310的进剂口与反萃取剂供应设备320连接，用于接收来自反萃取剂供应设备320的反萃取剂。反萃取设备300具有所述的第五出口32和第六出口33。第二混合物和反萃取剂分别送入反萃取设备310，反萃取剂对第二混合物中的碱性氮化物进行反萃取处理，分别得到第一萃取剂和含反萃取剂和碱性氮化物的第三混合物，并分别由第五出口32和第六出口33送出。反萃取单元30实现了碱性氮化物与第一萃取剂的分离，从而回收第一萃取剂。

在一些实施例中，反萃取剂可以选自乙酸乙酯、二氯甲烷、四氯化碳、乙醚和苯中的一种或多种。

进一步地，反萃取单元30进行反萃取处理的温度可以为20℃～60℃，如20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、50℃、60℃等。

在一些实施例中，反萃取设备310可以为本领域已知的萃取设备。例如可以为萃取塔(可以为逆流萃取塔、顺流萃取塔，并且可以为填料萃取塔、板式萃取塔等)、离心萃取机(可以为单级离心萃取器、两级离心萃取器、三级以上的离心萃取器等)或搅拌萃取器(如加热搅拌罐等)。

在一些实施例中，酚类产品中碱性氮化物的分离系统还包括精制分离单元40。精制分离单元40的进口与反萃取单元30的第六出口33连接，用于接收来自反萃取单元30的第三混合物，并对第三混合物进行精制分离处理。精制分离单元40具有第七出口41和第八出口42。精制分离单元40对第三混合物精制分离处理分别得到反萃取剂和碱性氮化物，并分别由第七出口41和第八出口42送出。由此，实现了反萃取剂的回收利用。

在一些实施例中，精制分离单元40包括精制设备410。精制设备410的进口与反萃取单元30的第六出口33连接，精制设备410具有第七出口41和第八出口42。精制设备410对第三混合物进行精制分离处理，并分别由第七出口41和第八出口42送出反萃取剂和碱性氮化物。

进一步地，精制设备410的第七出口41可以与反萃取剂供应设备320连接，实现将反萃取剂回用于反萃取设备310。

可选地，精制设备410可以为吸附精制设备或精馏精制设备(如精馏精制塔)等。

若精制设备为吸附精制设备，本领域技术人员可以根据第三混合物的组成及吸附原理选择合适的吸附剂和吸附工艺参数。通过吸附剂对碱性氮化物的吸附作用，将碱性氮化物从第三混合物中分离。吸附剂例如是分子筛。碱性氮化物的极性比反萃取剂大，被选择性地吸附在分子筛表面而实现分离。之后可以通过升温或惰性气体吹扫的方式解吸附，得到碱性氮化物和再生吸附剂。

若精制设备为精馏精制设备，如精馏塔等，本领域技术人员可以根据第三混合物的组成及精馏原理确定精馏塔的结构参数及精馏工艺参数。

在一些实施例中，酚类产品中碱性氮化物的分离系统还包括第一混合器50和第二混合器60。第一混合器50与萃取单元10的第一进口连接。第二混合器60与萃取单元10的第二进口连接。第一混合器50用于将第二萃取剂和待处理酚类产品进行混合，将混合后的物料送入萃取单元10。第二混合器60用于将三元低共熔溶剂和水进行混合，得到第一萃取剂送入萃取单元10。在萃取单元10进行第一萃取剂和第二萃取剂对待处理酚类产品的萃取处理。

在这些实施例中，通过第一混合器50和第二混合器60的预混合，能提高系统的碱性氮化物分离效率。

第一混合器50可以采用本领域已知的混合装置。例如，第一混合器50可以是搅拌罐、超声波混合器、管式混合器等。

第二混合器60可以采用本领域已知的混合装置。例如，第二混合器60可以是搅拌罐、超声波混合器、管式混合器等。

在一些实施例中，蒸馏分离单元20的第三出口22可以通过管道与第一混合器50的进口连接，以将蒸馏分离单元20送出的第二萃取剂进行循环利用，达到节约能源的效果。

在一些实施例中，反萃取单元30的第五出口31可以通过管道与第二混合器60的进口连接，以将反萃取单元30送出的第一萃取剂进行循环利用，达到节约能源的效果。

本发明实施例还提供了一种酚类产品中碱性氮化物的分离方法。方法包括：

S10，采用第一萃取剂和第二萃取剂对待处理酚类产品进行萃取处理，经液液分离，得到含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物、以及含第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物，其中，第一萃取剂包括三元低共熔溶剂，三元低共熔溶剂为由脯氨酸、氯化胆碱和草酸合成，第二萃取剂采用弱极性溶剂。

S20，对第一混合物进行蒸馏分离处理，得到第二萃取剂和酚类化合物。

S30，以弱极性溶剂作为反萃取剂对第二混合物进行反萃取处理，得到第一萃取剂、以及含反萃取剂和碱性氮化物的第三混合物。

本发明实施例的方法采用第一萃取剂和第二萃取剂对待处理酚类产品进行萃取处理，其中，第一萃取剂包括由脯氨酸、氯化胆碱和草酸合成的三元低共熔溶剂，第二萃取剂采用弱极性溶剂。在萃取过程中，充分发挥了第一萃取剂和第二萃取剂的相互协同作用。待处理酚类产品中的碱性氮化物转移到第一萃取剂相而得到含第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物，酚类化合物转移到第二萃取剂相而得到含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物。酚类化合物和碱性氮化物的分离效率高，且便于后续的分离操作。

之后，经分离获得酚类化合物，其中的碱性氮化物含量显著降低，实现了较高的酚类产品中碱性氮化物的分离效率。同时，分离得到第一萃取剂和第二萃取剂，可进行回收利用。因此，本发明的方法避免了废水废液的产生，达到优异的节能环保效果。此外，本发明的方法采用的第一萃取剂和第二萃取剂性质温和，从而大幅度减少了对设备的腐蚀伤害。

本发明实施例提供的酚类产品中碱性氮化物的分离方法可以采用本发明的酚类产品中碱性氮化物的分离系统来实施。

对本发明的酚类产品中碱性氮化物的分离系统所描述的技术特征也可以适用于本发明实施例的酚类产品中碱性氮化物的分离方法中，在此不再赘述。

本发明所描述的分离系统和方法可以适用于各类含碱性氮化物的酚类产品的碱性氮化物分离处理。例如，酚类产品可以是对煤焦油蒸馏得到的含酚馏分经过加工后得到的酚类产品、含酚污水经处理后得到的含碱性氮化物的酚类产品等。并且，酚类产品中可以含有苯酚、甲酚等。甲酚可以包括一甲酚(如邻甲份、间甲酚、对甲酚)、二甲酚(如2,3-二甲酚、2,4-二甲酚、2,5-二甲酚、2,6-二甲酚、3,4-二甲酚、3,5-二甲酚)、三甲酚(如2,3,6-三甲酚、2,4,6-三甲酚)等。碱性氮化物例如是吡啶碱、胺类(如芳香族胺类、脂肪族胺类)、喹啉及其同系物等。

实施例

下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。

采用图2所示的系统对中低温煤焦油粗酚进行碱性氮化物分离处理。粗酚中碱性氮化物主要是吡啶碱。按照GB/T 3711-2008《酚类产品中性油及吡啶碱含量测定方法》测定粗酚和脱氮粗酚的中性油含量和吡啶碱含量。按照SH/T 0162-1992《石油产品中碱性氮测定法》测定粗酚和脱氮粗酚中的碱性氮含量。

粗酚和脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。表1中的含量均为质量百分含量。

三元低共熔溶剂的合成：将脯氨酸、氯化胆碱和草酸在80℃下进行混合均匀，得到均一透明的液体，即为三元低共熔溶剂。

实施例1

三元低共熔溶剂由L-脯氨酸、氯化胆碱和草酸按摩尔比为1:1:2合成。

将粗酚与第二萃取剂乙酸乙酯以质量比为1:2在第一混合器中混合。将三元低共熔溶剂与水以质量比为1:2在第二混合器中混合，得到三元低共熔溶剂水溶液。分别用离心泵将粗酚与第二萃取剂的混合液和三元低共熔溶剂水溶液按照质量比为1:1泵入离心萃取设备中进行离心萃取处理，得到含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物、以及含第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物。其中，离心萃取设备采用两级离心萃取器，离心萃取处理的温度为30℃，离心萃取转速为2000rpm。

第一混合物在蒸馏塔中蒸出第二萃取剂，得到脱氮粗酚。脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。第二萃取剂回用于离心萃取设备。粗酚中吡啶碱的脱除率达到96.25％，碱性氮脱除率为97.57％。

在萃取塔中，采用反萃取剂苯对第二混合物进行反萃取处理，得到三元低共熔溶剂水溶液、以及含反萃取剂和碱性氮化物的第三混合物。其中，反萃取处理的温度为60℃。三元低共熔溶剂水溶液回用于离心萃取设备。第三混合物进入精馏塔进行精制分离处理，得到反萃取剂和碱性氮化物。反萃取剂回用于萃取塔中。

实施例2

与实施例1不同的是，粗酚与第二萃取剂乙酸乙酯以质量比为1:1；粗酚与第二萃取剂的混合液和三元低共熔溶剂水溶液的质量比为2:3；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

实施例3

与实施例1不同的是，粗酚与第二萃取剂乙酸乙酯以质量比为2:1；粗酚与第二萃取剂的混合液和三元低共熔溶剂水溶液的质量比为4.5:1；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

实施例4

与实施例1不同的是，三元低共熔溶剂与水的质量比为1:1；粗酚与第二萃取剂的混合液和三元低共熔溶剂水溶液的质量比为3:2；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

实施例5

与实施例1不同的是，三元低共熔溶剂与水的质量比为2:1；粗酚与第二萃取剂的混合液和三元低共熔溶剂水溶液的质量比为2:1；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

实施例6

与实施例1不同的是，三元低共熔溶剂与水的质量比为4:1；粗酚与第二萃取剂的混合液和三元低共熔溶剂水溶液的质量比为2.4:1；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

实施例7

与实施例1不同的是，粗酚与第二萃取剂的混合液和三元低共熔溶剂水溶液的质量比为2:1；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

实施例8

与实施例1不同的是，粗酚与第二萃取剂的混合液和三元低共熔溶剂水溶液的质量比为4:1；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

实施例9

与实施例1不同的是，三元低共熔溶剂由L-脯氨酸、氯化胆碱和草酸按照摩尔比为1:1:3合成；离心萃取处理的温度为40℃；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

实施例10

与实施例1不同的是，三元低共熔溶剂由L-脯氨酸、氯化胆碱和草酸按照摩尔比为1:0.5:2合成；离心萃取处理的温度为35℃；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

实施例11

与实施例1不同的是，三元低共熔溶剂由L-脯氨酸、氯化胆碱和草酸按照摩尔比为0.5:1:1合成；离心萃取处理的温度为50℃；脱氮粗酚的基本性质测定结果如表1所示。

表1粗酚和脱氮粗酚的基本性质

由以上实施例可知，本发明提供的分离系统和方法具有较高的酚类产品中碱性氮化物分离效率。采用本发明的分离系统和方法分离中低温煤焦油粗酚中的碱性氮化物，得到的脱氮粗酚中碱性氮的含量为0.3％以下，尤其是小于0.1％。且脱氮粗酚中吡啶碱含量远远低于冶金行业标准《YB/T5079-2012粗酚》中吡啶碱含量不大于0.5％和国家标准《GB/T6705-2008焦化苯酚》中工业酚吡啶碱含量不大于0.3％的要求。另外，第一萃取剂、第二萃取剂行业反萃取剂均可回收利用，因此没有废水废液产生，不会造成污染。而且第一萃取剂、第二萃取剂和反萃取剂的性质温和，大大减少了设备腐蚀。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种酚类产品中碱性氮化物的分离系统，其特征在于，包括：

萃取单元，具有第一出口和第二出口，所述萃取单元用于利用第一萃取剂和第二萃取剂对待处理酚类产品萃取处理，并由所述第一出口送出含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物、由所述第二出口送出含第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物；

蒸馏分离单元，所述蒸馏分离单元的进口与所述萃取单元的所述第一出口连接，所述蒸馏分离单元具有第三出口和第四出口，所述蒸馏分离单元用于接收所述第一混合物和将所述第一混合物蒸馏处理，并由所述第三出口送出第二萃取剂、由所述第四出口送出酚类化合物；

反萃取单元，所述反萃取单元的进口与所述萃取单元的所述第二出口连接，所述反萃取单元具有第五出口和第六出口，所述反萃取单元用于接收所述第二混合物和采用反萃取剂对所述第二混合物反萃取处理，并由所述第五出口送出所述第一萃取剂、由所述第六出口送出含反萃取剂和碱性氮化物的第三混合物。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述萃取单元包括：

离心萃取设备，所述离心萃取设备具有所述第一出口和第二出口，所述离心萃取设备用于对所述待处理酚类产品进行单级萃取处理或两级以上萃取处理，并对萃取处理产物进行液液分离；

或者，搅拌萃取设备以及与所述搅拌萃取设备的出口连接的液液分离设备，所述液液分离设备具有所述第一出口和第二出口，其中，所述搅拌萃取设备用于对所述待处理酚类产品萃取处理，所述液液分离设备用于对萃取处理产物液液分离。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蒸馏分离单元包括蒸馏设备，所述蒸馏设备的进口与所述第一出口连接，所述蒸馏设备具有所述第三出口和所述第四出口；

所述蒸馏设备为简单蒸馏设备、精馏设备或闪蒸设备。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反萃取单元包括反萃取设备，所述反萃取设备的进料口与所述第二出口连接，所述反萃取设备的进剂口与反萃取剂供应设备连接，所述反萃取设备具有所述第五出口和第六出口；

所述反萃取设备为萃取塔、离心萃取机或搅拌萃取器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括精制分离单元，所述精制分离单元的进口与所述反萃取单元的第六出口连接，所述精制分离单元具有第七出口和第八出口，所述精制分离单元用于接收所述第三混合物和对所述第三混合物进行精制分离处理，并由所述第七出口送出反萃取剂、由所述第八出口送出碱性氮化物。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述精制分离单元包括精制设备，所述精制设备的进口与所述第六出口连接，所述精制设备具有所述第七出口和第八出口；

所述精制设备为吸附精制设备或精馏精制设备。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一混合器，与所述萃取单元的第一进口连接，所述第一混合器用于将第二萃取剂和所述待处理酚类产品进行混合；

第二混合器，与所述萃取单元的第二进口连接，所述第二混合器用于将低共熔溶剂和水进行混合，得到所述第一萃取剂。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述蒸馏分离单元的第三出口与所述第一混合器的进口连接，以将所述蒸馏分离单元送出的第二萃取剂进行循环利用；

所述反萃取单元的第五出口与所述第二混合器的进口连接，以将所述反萃取单元送出的第一萃取剂进行循环利用。

9.一种酚类产品中碱性氮化物的分离方法，其特征在于，包括：

采用第一萃取剂和第二萃取剂对待处理酚类产品进行萃取处理，经液液分离，得到含第二萃取剂和酚类化合物的第一混合物、以及含第一萃取剂和碱性氮化物的第二混合物，其中，所述第一萃取剂包括三元低共熔溶剂，所述三元低共熔溶剂为由脯氨酸、氯化胆碱和草酸合成，所述第二萃取剂采用弱极性溶剂；

对所述第一混合物进行蒸馏分离处理，得到第二萃取剂和酚类化合物；

以弱极性溶剂作为反萃取剂对所述第二混合物进行反萃取处理，得到第一萃取剂、以及含反萃取剂和碱性氮化物的第三混合物。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述三元低共熔溶剂为由脯氨酸、氯化胆碱和草酸按照摩尔比为0.5～1:0.5～1:1～3合成的。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述第一萃取剂为所述三元低共熔溶剂的水溶液，其中，所述三元低共熔溶剂与水的质量比为5:1～1:5，所述三元低共熔溶剂与所述待处理酚类产品的质量比为2:1～1:10；

和/或，所述第二萃取剂选自乙酸乙酯、二氯甲烷、四氯化碳、乙醚和苯中的一种或多种，所述第二萃取剂与所述待处理酚类产品的质量比为10:1～1:2；

和/或，所述反萃取剂选自乙酸乙酯、二氯甲烷、四氯化碳、乙醚和苯中的一种或多种。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述萃取处理为单级萃取处理或两级以上的萃取处理；

和/或，所述萃取处理的温度为20℃～60℃，优选30℃～50℃。