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酚油成分分析及其分离的研究.doc

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2023届本科毕业论文(设计) 论文题目:酚油成分分析 及其分离的研究 学 院:化学化工学院 专业班级:化工12-4班 学生姓名:王智兰 指导教师:王帅(副专家) 答辩日期:2023年5月17日 新疆师范大学教务处 目 录 摘要 1 Abstract 2 1 引言 3 1.1 研究背景 3 1.2 研究意义 4 1.3 研究内容 6 2 实验部分 7 2.1 重要试剂与仪器设备 7 2.1.1 实验原料与试剂 7 2.1.2 实验仪器 7 2.2 实验内容 8 2.2.1 酚油样品的制备 8 2.3 实验方法 8 2.3.1 酚油的常压精馏 8 2.3.2 酚油的减压精馏 8 2.4 GC-MS参数 8 2.4.1 GC参数 8 2.4.2 MS参数 9 3 结果与讨论 10 3.1 酚油GC-MS成分分析 10 3.2酚油的常压精馏 13 3.3酚油减压精馏 14 3.4 酚油减压精馏各馏分段中成分与酚油中重要成分的比较 15 4 结论 23 参考文献: 24 致谢 25 酚油成分分析及其分离的研究 摘要:本文以新疆阜康市永鑫煤化有限公司酚油为例,对酚油进行综合分析、减压精馏,并对不同馏分使用GC-MS进行定量分析。GC-MS的结果的分析发现,酚油中成分有33种,9种重要成分为乙苯、对二甲苯、1-乙基-2-甲基苯、邻三甲苯、氧茚、二氢化茚、茚、2-甲基氧茚、萘,占总量的75.18%。其中以二氢化茚含量最高为33.99%。通过对酚油减压精馏馏分的GC-MS分析,发现某些化合物在特定馏分中富集,达成了初步分离的目的,为酚油的进一步深加工做铺垫。 关键字:酚油;成分分析;分离;GC-MS;减压精馏 Study of Phenol oil composition analysis and separation Abstract: In this thesis, phenol oil from Xinjiang Fukang Yongxin coalification Co., LTD., is comprehensive analyzed and separated by decompressing distillation. Each fraction is quantitatively analyzed by GC-MS. The results show that there are 33 compounds in the phenol oil and the 9 main components occupied 75.18% are ethyl benzene, p-Xylene, 1-ethyl-2-methyl Benzene, O-trimethyl benzene, benzofuran, indane, indene, 2-methyl benzofuran, and naphthalene, which indane dominates as high as 33.99%. Based on results of phenol oil decompress distillation and GC-MS analysis of their fraction, it is found that certain compounds enriched in certain fractions, and the preliminary separation achieved. This work provides useful information for further processing of phenol oil. Key words: Phenol oil; component analysis; separation; GC-MS; decompress distillation 1 引言 1.1 研究背景 我国是一个能源生产大国和消费大国,但人均能源资源拥有量远远低于世界平均水平,面对目前化石能源(特别是石油)消耗带来的严重战略危机,调整能源结构己迫在眉睫。丰富的煤炭资源是人们比较青睐的替代石油能源的来源。我国煤炭资源丰富,近年来煤化工产业发展迅速,特别是新疆地区大量焦化厂建立,生产焦炭及煤焦油。煤焦油中重要成分是芳烃及杂环类有机化合物[1]。这些化合物是重要的化工原料,特别是酚类化合物在很多方面都有着广泛的用途,有十分诱人的回收价值。 煤焦油是由煤在隔绝空气加强热干馏条件下制得,为煤干馏过程中所得到的一种液体产物高温干馏(即焦化)得到的焦油称为高温干馏煤焦油(简称高温煤焦油),低温干馏(见煤低温干馏)得到的焦油称为低温干馏煤焦油(简称低温煤焦油)[2]。两者的组成和性质不同,其加工运用方法各异。高温煤焦油黑色粘稠液体,相对密度大于1.0,含大量沥青其他成分是芳烃及杂环有机化合物[3]。包含的化合物已被鉴定的达400余种。工业上将煤焦油集中加工,有助于分离提取含量很少的化合物[4]。加工过程一方面按沸点范围蒸馏分割为各种馏分,轻油:>170℃的馏分,产率为0.04%-0.80%;酚油:170℃-210℃的馏分,产率为1.00%-2.50%;萘油:210℃-300℃的馏分,产率为10%-13%;洗油:230℃-300℃的馏分,产率为4.5-6.5%;蒽油:280℃-310℃的馏分,产率为21%-30%; 沥青:为焦油蒸馏残余物,产率为54%-56%。高温煤焦油中重要成分见表1-1[5]。 表1-1 高温煤焦油中重要组成 化合物名称 在焦油中的 质量分数/% 化合物名称 在焦油中的 质量分数/% 碳氢化合物 2-甲基吡啶 0.02 苯 0.12-0.15 喹啉 0.18-0.30 甲苯 0.18-0.25 异喹啉 0.1 二甲苯 0.08-0.12 2-甲基喹啉 0.1 茚 0.25-0.3 菲啶 0.1 苯的高沸点同系物 0.8-0.9 7,8-苯并喹啉 0.2 四氢化茚 0.2-0.3 2,3-苯并喹啉 0.2 萘 8-12 吲哚 0.1-0.2 1-甲基萘 0.8-1.2 咔唑 0.9-2.0 2-甲基萘 1.0-1.8 吖啶 0.1-0.6 联苯 0.2-0.4 含氧化合物 二甲基萘 1.0-1.2 苯酚 0.2-0.5 苊 1.2-2.5 邻甲酚 0.2 芴 1.0-2.0 间甲酚 0.4 蒽 0.5-1.8 对甲酚 0.2 菲 4-6 二甲酚 0.3-0.5 甲基菲 0.9-1.1 高级酚 0.75-0.95 荧蒽 1.8-2.5 苯并呋喃 0.04 芘 1.2-2.0 二苯并呋喃 0.5-1.3 苯并芴 1.0-1.1 含硫化合物 含氮化合物 硫茚 0.3-0.4 吡啶 0.03 硫芴 0.4 1.2 研究意义 煤焦油酸性组分重要存在于酚油中。目前对酚油的加工一方面将酚油用NaOH稀溶液解决,是酚类变成钠盐而溶于水[6]。油水分离后,除去中性油杂质,再用硫酸进行酸解,粗酚析出。酚类化合物根据沸点不同可分为高级酚和低档酚[7]。 高级酚重要涉及三甲基酚、乙基酚、丙基酚、α-萘酚、β-萘酚等[8]。高级酚在煤焦油中的含量低,提取和分离困难,目前还没有十分有效的方法。低档酚涉及苯酚、甲酚、二甲酚等,其组成在高温煤焦油和低温煤焦油中尚有所不同,且随焦化温度的变化而不同。在高温煤焦油中各种酚的含量见表1-2[9]。 表1-2 高温煤焦油中酚类组成 组分 (重量/%) 焦化温度(℃) 800 900 1025 1100 苯酚 1.35 0.66 0.56 0.36 邻甲苯酚 0.84 0.19 0.24 0.31 间、对甲酚 2.02 1.48 0.54 0.82 间、对二甲酚 0.92 0.93 0.29 0.35 邻二甲酚 0.16 0.11 0.18 0.20 高温煤焦油重要是由芳香烃所组成的复杂混合物,煤焦油中酚类占到10%~30%[10],酚类化合物是重要的化工原料,在合成纤维,工程塑料、农药、医药、炸药、增塑剂、防腐剂、香料及染料中间体等方面有着广泛的用途,有着诱人的回收运用的前景[11]。酚油中具有20%-30%的酚类化合物,酚类化合物加甲醛精致可得到酚醛树脂。酚类物质的用途见表1-3[12]。 表1-3 酚类化合物的用途 酚油中酚类化合物 产品及用途 苯酚 双酚A,酚醛树脂,己内酰胺 间甲酚 杀虫剂,除草剂,彩色胶片,增塑剂 对甲酚 制造防老剂264和橡胶防老剂 邻甲酚 合成染料,香料,树脂,农药,抗氧剂 2,6-二甲酚 生产2,6-二甲苯胺和聚苯醚(PPO) 2,3,6-三甲酚 合成2,3,5-三甲基醌(维E) 邻异丙基酚 叶蝉散中间体 2,6-二异丙基酚 叶蝉散中间体,麻醉剂双异酚 邻仲丁基酚 杀虫剂中间体,新型阻聚剂 邻苯二酚 合成黄连素,残杀威,烯酰吗啉 甲基对苯二酚 特种材料中间体 呋喃酚 杀虫剂中间体 间苯二酚 除草剂环己烯酮类中间体 异丙酚 麻醉剂 百里酚 防腐剂,漱口水中的配料 1.3 研究内容 本次实验重要结合新疆阜康市永鑫煤化有限公司生产实际,和实验室的研究情况,本论文采用对酚油进行减压精馏,并对不同馏分采用GC-MS的定量方法分析酚油的组成[13,14]。根据GC-MS的定量方法分析结合文献给定出来的数十余种化合物进行比较。通过对酚油的常压及减压精馏,分析不同馏分段的组成,并与酚油中重要成分对比,实现酚油的分离。 2 实验部分 2.1 重要试剂与仪器设备 2.1.1 实验原料与试剂 表2-1药品名称及相关信息 试剂名称 纯度等级 生产厂家 酚油 - 阜康永鑫煤化有限公司 甲苯 分析纯 天津永晟精细化工有限公司 2.1.2 实验仪器 表2-2 实验仪器 仪器名称 型号 生产厂家 恒温加热磁力搅拌器 CL-2 郑州长城工贸有限公司 磁子 / 郑州长城工贸有限公司 分析天平 AL204 上海菁海仪器有限公司 电热鼓风干燥箱 101-2AB 上海-恒科学仪器有限公司 循环水真空泵 SHB-Ⅲ 郑州长城工贸有限公司 气相色谱-质谱联用仪 Agilent7890/5975C 美国 Agilent 公司 刺型分馏柱 19 上海天波仪器厂 平底烧瓶 150ml 上海天波仪器厂 直形冷凝管 19 上海天波仪器厂 三叉燕尾管 19*3 上海天波仪器厂 圆底烧瓶 50ml(3个) 上海天波仪器厂 2.2 实验内容 2.2.1 酚油样品的制备 用100ul~1000ul的移液枪分别移取酚油样品250ul、2500ul于25.00ml的容量瓶中,以甲苯为溶剂,将酚油稀释100倍和10倍,对稀释液做GC-MS分析,分析酚油中重要成分。 2.3 实验方法 2.3.1 酚油的常压精馏 称取一定量的酚油样品加入磁子,采用恒温加热磁力搅拌器,刺型分馏柱外侧进行保温,直形冷凝管采用水冷,每隔一分钟读取温度,收集不同温度段的馏分,计算各馏分段的收集率,并采用GC-MS技术成分分析。 2.3.2 酚油的减压精馏 称取酚油样品,采用恒温加热磁力搅拌器,循环水真空泵进行减压精馏,收集不同温度段的馏分收集不同温度段的馏分,计算各馏分段的收集率,并采用GC-MS技术成分分析。对比酚油常压精馏和减压精馏的效果。从而拟定较好的实验方法 。 M` W%=—————×100% M 式中:W—收集率: M`—收集的各馏分质量,g M—称取得酚油总质量,g 富集率的定义:在精馏过程中,馏分段中某一成分在本馏分段中的质量分数占该成分在总量中质量分数的比例。 W` 富集率=—————×100% W总 式中:W`—馏分段中某一成分在本馏分段中的质量分数 W—该成分在总量中的质量分数 2.4 GC-MS参数 2.4.1 GC参数 色谱柱:DB-5(30m×0.25μm×25mm) 隔垫吹扫流量:3ml/min 进样口温度280℃ 载气:氦气 总流量:104ml/min 进样量:0.2μl 分流比100:1。 表2-3 色谱柱升温程序 升温速率(℃/min) 温度(℃) 保存时间(min) - 50 5 4 110 5 4 170 0 2.4.2 MS参数  采集模式: 全扫描 溶剂延迟5min EMV 模式 : 增益因子 离子源温度:230℃ 四级杆温度;150℃ 扫描质量范围/aum :50.00~550.00 3 结果与讨论 3.1 酚油GC-MS成分分析 图3-1 酚油稀释10倍进样量为1ul色谱图 图3-2 酚油稀释10倍进样量0.2ul色谱图 从图3-1和图3-2比较可以看出,进样量0.2ul比进样量1ul峰型更好,谱图更加清楚,有助于对酚油的成分分析。所以在后续酚油减压精馏馏分的GC-MS成分分析中进样量采用0.2ul。 表 3-1 酚油稀释10倍成分分析 R T 名称 含量/% R T 名称 含量/% 5.8464 乙苯 3.88 12.6860 二氢化茚 33.99 6.1424 对二甲苯 5.57 12.9970 茚 7.02 6.9978 邻二甲苯 1.70 13.5636 2-甲基苯酚 0.49 8.2310 甲基已基苯 0.29 13.6525 1-乙基-3,5-二甲基苯 1.01 8.3087 2,4-二甲基吡啶 1.04 14.0191 3-甲基苯甲腈 0.86 9.7086 1-乙基-2-甲基苯 3.55 14.4080 3-甲基苯胺 1.18 9.9863 邻三甲苯 2.57 14.6968 1-甲基二氢茚 1.70 10.3529 苯胺 0.49 15.1634 7-甲基氧茚 1.47 10.6196 苯甲腈 2.25 15.3634 2-甲基氧茚 5.74 10.8862 2,4,6-三甲基吡啶 0.47 16.7188 2,3-二氢-4-甲基茚 1.82 10.9862 间三甲苯 3.12 17.1299 2,3-二氢-5-甲基茚 3.77 11.0862 氧茚 4.63 18.3519 萘 8.05 图 3-3 酚油稀释100倍色谱图 表3-2 酚油稀释100倍成分分析 RT 名称 含量/% RT 名称 含量/% 5.8758 乙苯 4.03 13.9303 茚 7.41 6.1535 对二甲苯 6.14 14.7746 1-乙基-3,5-二甲基苯 1.27 7.0534 邻二甲苯 1.90 16.0523 1-甲基二氢茚 1.75 10.0641 1-乙基-2-甲基苯 3.68 16.63 7-甲基氧茚 1.56 10.3752 邻三甲苯 2.81 16.8855 2-甲基氧茚 5.95 11.1306 苯甲腈 2.39 18.5853 2,3-二氢-4-甲基茚 1.78 11.5417 间三甲苯 4.38 19.0963 1-甲基丙烯基苯 3.13 11.6528 氧茚 5.02 20.6294 萘 8.94 13.5304 二氢化茚 37.87 采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),分析酚油中成分,当酚油稀释10倍时,共鉴定出酚油中33种成分,根据表3-1中数据可以得出酚油中重要成分有乙苯、对二甲苯、1-乙基-2-甲基苯、邻三甲苯、氧茚、二氢化茚、茚、2-甲基氧茚、萘,占酚油总量的75.18%。其中以二氢化茚含量最高为33.99%。当酚油稀释100倍时,共鉴定出酚油中有19种成分,根据表3-2中数据可以得出酚油中重要成分占酚油中总量的81.84%。虽然酚油中重要成分稀释100倍比稀释10倍含量高,但是稀释10倍中酚油成分比稀释100倍中酚油成分更完全,因素是由于稀释100倍比稀释10倍的浓度低,使含量减低的化合物在GC-MS色谱图中信号较弱,无法显示出来。从而使得稀释10倍的成分分析数据,对酚油的成分分析提供更好的依据。因此对酚油的成分分析选择稀释10倍的数据。中然后对酚油进行精馏,收集不同温度段的馏分,分析其中组成及其含量。 3.2酚油的常压精馏 表3-3 酚油常压精馏不同温度段的收集率 酚油常压精馏一次(63.8g) 酚油常压精馏二次(63.3g) M`/g W/% T/℃ M`/g W/% T/℃ 8.9529 14.03 108-142 7.3006 11.53 108-142 4.0081 6.28 144-146 6.7675 10.69 144-148 6.0588 9.5 144-86 3.4679 5.48 146-84 剩余量/g 43.9976 (68.96%) 损失量/g 0.7826 (1.23%) 剩余量/g 44.9083 (70.95%) 损失量/g 0.8600 (1.35%) 表3-3显示通过以上两组平行实验做比较可以的得出,由于酚油的沸点较高,导致温度升至一定温度是无法在上升,且剩余的酚油质量过多,没有达成实验预期的目的,所以将实验改为减压精馏。将常压精馏剩余的残油做减压精馏,比较各馏分段的收集率和精馏效果。 表3-4 减压不同馏分段收集率比较 酚油减压第一次(35.1409) 酚油减压第二次(35.8246) M/g W/% T/℃ M/g W/% T/℃ 16.2681 46.29 78-86 16.336 45.6 76-88 5.9805 17.02 88-90 6.1435 17.15 90-100 9.4510 26.47 92-110 10.0470 25.77 102-108 损失/g 0.9073 (2.58%) 残液/g 2.5345 (3.97%) 损失/g 0.5871 (1.64%) 残液/g 3.8853 (6.14%) 由表3-3可得对两次常压精馏剩余酚油做减压精馏,通过比较以上两组平行实验,可以看出酚油的减压精馏可以将酚油中切割成不同的馏分段,因此在后续的工作中直接采用减压精馏的方法对酚油中组分进行分离。 3.3酚油减压精馏 表3-5 酚油减压精馏各馏分段收集率 名称 编号 M/g W/% T/℃ 1号 10.2603 30.63 38-76 2号 14.7857 44.14 78-90 3号 5.0756 15.15 92-108 合计 29.3237 89.92 / 剩余残液/g 1.3349(3.99%) 损失/g 2.0435(6.10%) 从表3-5中可看出酚油减压精馏馏分段可分为三段,38℃~76℃(30.63%),78℃~90℃(44.14%),92℃~108℃(15.15%)和残液(3.99%)。表中还可看出损失率比较大,在6%左右,其重要因素是由于在减压精馏过程中有一部分馏分残留在刺型分馏柱和直形冷凝管内壁上,使得损失率较大。 3.4 酚油减压精馏各馏分段中成分与酚油中重要成分的比较 第一段馏分38℃-76℃的色谱图见图3-4,GC-MS定量分析结果见表3-6和3-7。从表3-6可以看出乙苯、对二甲苯、1-乙基-2-甲苯、邻三甲苯、氧茚在38℃-76℃这一馏分段富集,富集率都超过100%,而茚在这一馏分段中并没有出现。通过与表3-7对比发现,乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、2,4-二甲基吡啶、1-乙基2-甲基苯的采出率都超过了80%,对二甲苯、邻二甲苯、2,4-二甲基吡啶的采出率在90%以上。 图3-4 38℃-76℃馏分色谱图 表3-6 馏分在38℃-76℃中成分与酚油中重要成分的比较 酚油中重要成分 38℃-76℃馏分含量/% 富集率/% RT 名称 总含量/% 5.8758 乙苯 3.88 10.33 266.24% 6.1535 对二甲苯 5.57 17.02 305.57% 9.7197 1-乙基-2-甲基苯 3.55 9.66 272.11% 9.9975 邻三甲苯 2.57 5.81 226.07% 11.097 氧茚 4.63 5.47 118.14% 12.708 二氢化茚 33.99 27.30 80.32% 13.019 茚 7.20 / / 15.375 2-甲基氧茚 5.74 0.44 7.67% 18.363 萘 8.05 0.20 2.48% 共计 75.18 76.23 101.40% 表3-7 38℃~76℃馏分中重要成分 名称 含量/% W总/% W`/% 采出率/% 乙苯 10.33 3.88 3.16 81.44 对二甲苯 17.02 5.57 5.21 93.54 邻二甲苯 5.94 1.82 1.82 99.45 2,4二甲基吡啶 3.50 1.09 1.07 98.17 1-乙基-2-甲基苯 9.66 3.55 2.96 83.38 邻三甲苯 5.81 2.57 1.78 69.26 间三甲苯 5.58 3.12 1.71 54.81 氧茚 5.47 4.63 1.68 36.29 二氢化茚 27.30 33.99 8.36 24.60 合计 90.60 60.22 27.75 / 第二段馏分78℃-90℃的色谱图见图3-5,GC-MS定量分析结果见表3-8和3-9。从图3-5可以看出保存时间在10以前几乎没有物质出现。从表3-8可以看出邻三甲苯、氧茚、二氢化茚、茚在78℃-90℃这一馏分段富集,富集率都超过100%。与表3-9对比发现,苯甲腈、间三甲苯、二氢化茚、的采出率比较高。与上一馏分段相比较,乙苯、对二甲苯在76℃以前已所有采出。 图3-5 78℃-90℃馏分色谱图 表3-8 馏分在78℃-90℃中成分与酚油中重要成分的比较 酚油中重要成分 78℃-90℃馏分含量/% 富集率/% RT 名称 总含量/% 5.8758 乙苯 3.88 / / 6.1535 对二甲苯 5.57 / / 9.7197 1-乙基-2-甲基苯 3.55 2.41 67.88 9.9975 邻三甲苯 2.57 4.96 192.86 11.097 氧茚 4.63 5.98 129.25 12.708 二氢化茚 33.99 46.64 137.22 13.019 茚 7.2 10.26 142.48 15.375 2-甲基氧茚 5.74 5.11 89.02 18.363 萘 8.05 2.35 29.19 共计 75.18 77.71 103.36 表3-9 78℃~90℃馏分中重要成分 名称 含量/% W总/% W`/% 采出率/% 1-乙基-2-甲基苯 2.39 3.55 1.05 29.58 邻三甲苯 2.41 2.57 1.06 41.25 苯甲腈 3.25 2.25 1.43 63.56 间三甲苯 4.96 3.12 2.19 70.19 氧茚 5.98 4.63 2.64 57.02 二氢化茚 46.64 33.59 20.59 61.30 茚 10.26 7.2 4.53 62.92 2-甲基氧茚 5.1 5.74 2.25 39.2 萘 2.35 8.05 1.04 12.92 共计 83.33 70.70 36.78 第三段馏分92℃-108℃的色谱图见图3-6,GC-MS定量分析结果见表3-10和3-11。从图3-10中可以看出保存时间在10以前的化合物在这一馏分段中完全没有,说明在这之前的物质已92℃以前已所有分离。表3-10可以看出二氢化茚、茚、2-甲基氧茚、萘在92℃-108℃这一馏分段富集率都超过100%,其中2-甲基氧茚的富集率为337.11%,茚的富集率为331.11%。但是从表14中可得出,2-甲基氧茚在这一馏分段中的采出率仅为40.24%,茚的采出率为14.17%,没有完全富集。从表3-11中还可以看出,邻甲苯腈的采出率为90.91%,几乎所有采出。与前面两个馏分段相比,二氢化茚的含量下降,萘的含量由0.20%增长到1.66%。 图3-6 92℃-108℃馏分色谱图 表3-10 馏分在92℃-108℃中成分与酚油中重要成分的比较 酚油中重要成分 92℃-108℃馏分含量/% 富集率/% RT 名称 总含量/% 5.8758 乙苯 3.88 / / 6.1535 对二甲苯 5.57 / / 9.7197 1-乙基-2-甲基苯 3.55 / / 9.9975 邻三甲苯 2.57 / / 11.097 氧茚 4.63 2.34 50.54 12.708 二氢化茚 33.99 43.63 128.36 13.019 茚 7.2 23.84 331.11 15.375 2-甲基氧茚 5.74 19.35 337.11 18.363 萘 8.05 20.98 260.62 共计 75.18 110.14 146.50 表3-11 92℃-108℃馏分重要成分 名称 含量/% W总/% W`/% 采出率/% 苯甲腈 3.97 2.55 0.15 5.88 二氢化茚 14.62 33.59 1.87 5.57 茚 8.02 7.20 1.02 14.17 邻甲苯腈 3.80 0.33 0.30 90.91 1-甲基二氢茚 3.59 1.70 0.46 27.06 7-甲基氧茚 4.73 1.47 0.60 40.82 2-甲基氧茚 18.04 5.74 2.31 40.24 2,3-二氢-4-甲基茚 6.20 1.82 0.79 43.41 萘 20.98 8.05 1.66 20.62 合计 83.95 残液的色谱图见图3-7,GC-MS定量分析结果见表3-12和3-14。由图3-7和图3-2比较可知,保存时间在15min以前的物质在残液中没有电信号。结合表3-12可得出乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、2,4-二甲基吡啶、1-乙基-2-甲基苯、邻三甲苯、苯甲腈、间三甲苯、氧茚、二氢化茚、茚、2-甲基氧茚在残液中完全没有,说明这些物质已所有分离完毕。表3-12还可以看出萘的富集率最高达成229.07%,与表3-13比较得,萘的采出率为31.93%。2,6-二甲基苯酚和2,3,-二甲基苯酚在酚油中并不存在,而在残液中出现。因素是由于酚油自身显碱性,酚油成分中2-甲基苯甲腈和苯胺类物质在一定温度范围内和碱性条件下可转化为酚类物质。 图3-7残液色谱图 表3-12 酚油中重要成分与第三段馏提成分比较 酚油中重要成分 残液馏分含量/% 富集率/% RT 名称 总含量/% 5.8758 乙苯 3.88 / / 6.1535 对二甲苯 5.57 / / 9.7197 1-乙基-2-甲基苯 3.55 / / 9.9975 邻三甲苯 2.57 / / 11.097 氧茚 4.63 / / 12.708 二氢化茚 33.99 / / 13.019 茚 7.2 / / 15.375 2-甲基氧茚 5.74 / / 18.363 萘 8.05 18.44 229.07 共计 75.18 18.44 24.53 表3-13 残液中重要成分分析 名称 含量/% W总/% W`/% 采出率/% 2-甲基苯甲腈 4.12 0.86 0.16 18.6 对甲苯酚 4.51 0.49 0.18 36.73 2,6-二甲基苯酚 2.96 \ 0.12 \ 2,3-二氢-4-甲基茚 3.83 1.82 0.15 8.24 2,3-二甲基苯酚 15.63 \ 0.62 \ 萘 68.95 8.05 2.57 31.93 合计 100 通过GC-MS分析和各馏分组成与酚油中成分比较,可以得出在38℃-76℃馏分中可以富集乙苯、对二甲苯、1-乙基-2-甲基苯、邻三甲苯、氧茚,并且乙苯和对二甲苯可所有采出。在78℃-90℃馏分中重要富集二氢化茚、茚,1-乙基-2-甲基苯和邻三甲苯在90℃以前所有采出。在92℃-108℃馏分中邻甲苯腈所有采出。残液中只有六种物质,其重要成分是萘。 4 结论 1、采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),分析酚油中成分,共鉴定出乙苯、对二甲苯、1-乙基-2-甲基苯、邻三甲苯、氧茚、二氢化茚、茚、2-甲基氧茚、萘等33种成分,为全面了解酚油成分提供参考,也为开发运用酚油资源提供一定的理论依据。 2、对酚油进行精馏是应采用减压精馏,酚油减压精馏馏分段可分为三段,38℃~76℃(30.63%),78℃~90℃(44.14%),92℃~108℃(15.15%)和残液(3.99%)。 3、通过对酚油进行减压精馏,在不同馏分段可以将某几种化合物富集,起到初步分离的目的,重要体现在以下几方面: (1)在76℃以前可以将酚油中的乙苯和二甲苯提取出来。 (2)在90℃以前可以将邻三甲苯和1-乙基-2-甲苯提取出来。二氢化茚、茚、氧茚重要富集在78℃-90℃这一馏分段中。 (3)在90℃-108℃邻甲苯腈几乎所有采出。 (4)萘重要富集在残液中 4、通过对酚油中重要成分的分析和重要成分与酚油减压精馏中各馏分段的成分的比较可以得出,某些物质可以在特定的温度范围内富集,达成初步分离的目的,为酚油的进一步深加工做铺垫。 参考文献: [1] NOVOTNY M,STRAND J W,SMITHT S L, et al. Compositional studies of coal tar by capillary gas chromatography/mass spectrometry[J]. Fuel, 1981, 60: 213-220. [2]肖瑞华.煤焦油化工学[M].北京:冶金工业出版社,2023. [3]张军民,刘弓.低温煤焦油的综合运用[J].煤炭转化.2023,33(3): 92-96. [4]孙会青,中低温煤焦油脱水及酚类物提取的研究[D].北京:煤科总院煤化工分院,2023. [5]张军民,刘弓.低温煤焦油的综合运用[J].煤炭转化,2023,33(3): 92-96. [6]魏文德.有机化工原料大全(上卷北京:化学工业出版社,1999:267-270. [7]肖瑞华.煤焦油化工学[M].北京:冶金工业出版社,2023:8-10. [8]柏玉娟,孟庆侠.七台河煤焦油的萃取和分析[J].广东化?工,2023,39(1): 96. [9]胡发亭,张晓静,李培霖.煤焦油加工技术进展及工业化现状[J].转化运用,2023,17(5):31-35. [10]张飓,孙会青,白效言,王利斌?低温煤焦油的基本性质及综合运用[J].洁净煤技术,2023,15(6):57-60. [11]贾永忠,贾丽.煤焦油中酚的提取运用[J].当代化工,2023,37(2): 194-196. [12]赵亮富.煤焦油产品精制及下游产品开发的探析[J].太原科技,2023, 3: 25-26. [13] Song S.L., Li C.J., Ma X.D., et al. Chinese Journal of Analytical Chemistry (宋淑玲, 李重九, 马晓东, 等. 分析化学, 2023, 36 (12) : 1526. [14] 王明泰, 牟峻, 吴剑等. 2023, 25(11):110. 致 谢 本文是在王帅老师的悉心指导下完毕的。王帅老师为论文研究思绪的设计和文献的选择提供了有益的指导,同时引导我们如何思考问题、解决问题。使得论文在完毕阶段少走了很多弯路。同时,王帅老师严谨细致的治学态度也令我受益匪浅。在论文完毕之际,谨向王帅老师致以衷心的感谢! 感谢班主任胡轶老师两年来的在生活上的悉心照顾和学习工作中的支持与鼓励。同时感谢分析测试中心的杜老师、刘丛老师、白希老师,。特别是白希老师,当我们对实验仪器的操作有什么问题的时候,有了白老师的帮助让我们的实验可以正常解决。没有他们对分析仪器操作上的细心及耐心的讲解,使我从客观上了解分析仪器的工作原理,更能纯熟掌握仪器的操作要领。在以后的生活和工作上都有很大的作用。也感谢班主任胡轶老师对我们生活上无微不至的照顾,一直操劳着我们的毕业论文以及就业问题,令我们全班同学都倍感温馨。 最后,我还要非常感谢诸位同学,是他们无私地为我提出了很多富有启发性的建议,提供了很多宝贵的资料,和他们一起交流使我受益匪浅。
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