甲基叔丁基醚萃取煤气化含酚废水体系液液相平衡和流程模拟研究

煤气化废水是在煤气化过程中，由于冷却、洗涤和净化等工艺中产生的。其水质组成十分复杂、多元酚含量高、水量大、生化处理困难。目前工业上通常采用萃取分离技术对其进行预处理，在回收废水中大部分酚类物质后，再进一步生化处理，实现最终排放。 本论文以某煤气化厂产生的煤气化废水为研究对象。针对煤气化废水的特点，在比较了二异丙醚、甲基异丁基酮和MTBE这几种萃取剂的萃取性能、溶剂回收能耗和经济性等因素后，最终选定MTBE作为萃取剂回收其中的酚类物质。并对萃取温度、pH值等影响萃取脱酚效果的因素进行了研究。从而确定了较好的萃取工艺条件为：萃取温度T=40-50℃，pH=7-8。在合适的萃取工艺条件下，本文做了煤气化废水三级错流萃取实验，确定了较为合适的油水相比为R=1:3-1:4。 为了给煤气化废水萃取脱酚流程模拟和设计提供基础数据，本文分别测定了三元物系MTBE-苯酚-水、MTBE-对苯二酚-水和四元物系MTBE-苯酚-对苯二酚-水的液液相平衡数据，并用活度系数模型NRTL和UNIQUAC对实验数据进行了关联，得到了这两个模型的二元交互参数。计算两个模型计算值和实验值之间的均方根偏差，结果表明，偏差较小，两个模型的预测精度高。 最后，本论文对建立的煤气化废水萃取脱酚工艺流程进行了模拟和计算，并对流程中各个单元的操作参数进行了设计和优化。由煤气化废水萃取脱酚全流程模拟的结果可知，处理量为150t/hr的煤气化废水，在常压、40℃和本论文确定的操作条件处理后，总酚浓度可由原来的12700mg/L，降低到300mg/L以下。全流程模拟中所确定的萃取脱酚单元、溶剂回收单元和溶剂气提单元的操作参数，为煤气化废水萃取脱酚流程的设计和工业化提供参考。