页岩油含酚废水萃取过程
页岩油是油页岩内的有机质受热分解产生的，同时在油页岩热解过程中也产生大量的高浓度含酚废水，这制约着油页岩热解工业化的推广。酚类物质是工业废水中常见的高毒性、难降解有机污染物，同时又是有机化工的基本原料，具有很高的经济价值。多年来，国内外研究者对含酚废水的治理和回收做了大量工作，然而针对页岩油含酚废水处理方法的研究极少。本文采用溶剂萃取技术，运用实验和模拟相结合的方法，针对页岩油含酚废水的处理进行初步研究。
对页岩油含酚废水进行水质分析，以苯酚模拟废水代替页岩油含酚废水，通过相平衡实验对比不同溶剂的萃取脱酚性能，选择适宜的溶剂进行模拟研究。木文应用AspenPlus软件，物性方法为NRTL方程，建立萃取模型，细致研究溶剂的萃取脱酚性能。由于物性参数对模拟非常重要，以详细的相平衡实验数据来矫正NRTL模型参数，以提高准确度。
实验对比后选择甲基叔戊基醚(TAME)作为脱酚溶剂，研究结果表明TAME的脱酚能力较强，对苯酚的分配系数在40-60之间，pH值在2~10时萃取率达95%以上，在酸碱性体系中均适用。本文还考察了错流、逆流萃取工艺及萃取塔的萃取流程，并对萃取塔萃取流程中的相比、温度、塔板数、塔板效率等因素进行灵敏度分析。在相比为2,温度为25℃，塔板数为4，塔板效率假定为0.8的条件下，以苯酚模拟废水进料进行模拟，塔出口水中酚浓度为0.0886 mg/L,脱酚效率高达99.8%。可见TAME的脱酚性能优异，可以作为含酚废水萃取工艺的萃取剂。
随着工业迅猛发展、人们生活水平提高和人口的不断增长，能源短缺逐渐成为世界性的问题。自石油危机开始，全球的能源市场发生了根本的结构性改变，迫使主要的能源进口国积极开发节能技术，寻找可替代的能源，随之新能源发展受到世界各国的普遍重视，核能、风能、太阳能等各种新能源逐渐开始工业化普及。油页岩，又称油母页岩，是一种可热解产生页岩油的岩石。油页岩在世界各地储量丰富，且开采利用的很少，而页岩油又可作为石油的替代品，这使得油页岩成为地球上石油和煤以外又一重要的一次能源。油页岩热解生成页岩油及其工业化也成为各国科研工作者的研究热点。
在油页岩热解生成页岩油的过程中产生了大量高浓度含酚废水无法排放，这使得处理页岩油含酚废水成为开发利用油页岩不可缺少的关键技术骤，然而迄今为止针对页岩油含酚废水处理工艺的研究极少，大大制约着页岩油工业的发展。页岩油含酚废水浓度高、组成复杂、组分变化大，如不经处理直接排放会对人体和环境等带来严重危害，国家严格限制含酚废水的排放，并制定了排放标准为小于0.5 mg/L。同时酚类化合物又是有机化工的基本原料，若将其回收利用，将具有很高的经济价值。显然对页岩油含酚废水处理的研究是一个具有很大应用价值和深远意义的课题。
国内外科研工作者曾对含酚废水的处理和回收进行了较深入的研究。治理工业含酚废水，一方面应使其含酚量大幅度下降，减少对环境的污染，另一方面则应尽量回收废水中有价值的酚类物质，使其变废为宝。寻找处理含酚废水、回收酚的有效方法是减少环境污染，变废为宝，降低生产成本直接经济的课题。由于不同工业废水在水质上有很大差别，因此处理方法和具体操作也会有所不同。目前处理含酚废水主要有化学法、物理法、物理化学法、生化法等多种方法，除了常规方法外还应用了光技术、声技术等方法来处理含酚废水。但由于传统的处理方法投资少、成本低，经济性很好，在工业应用上更为普遍，如溶剂萃取法、吸附法、生化处理法等。其中溶剂萃取法是目前较成熟的处理工艺，有技术成熟、周期短、经济性好、可适用于不同规模等优点。
本文应用溶剂萃取技术针对页岩油含酚废水的处理进行初步研究。溶剂萃取法包括两个关键工艺，富集萃取操作和回收反萃操作。利用酚类物质在有机溶剂和水中的溶解度不同，实现酚在两相中的转移，使酚在溶剂相富集增浓，从而降低废水酚浓度的目的，然后再进行酚和有机溶剂的分离，使酚类物质可以得到再利用。与此同时，由于有机溶剂与水总会有一定程度的互溶，如果溶剂在水中溶解度大，容易导致萃取后废水的二次污染。因此选择一种经济又高效的酚类处理、回收并可再生的萃取剂，是含酚废水溶剂萃取技术的实施关键。本文通过实验对比分析，选择一种较好的有机物一甲基叔戊基醚-作为萃取脱酚溶剂，并以实验为基础，采用Aspen Plus软件模拟的手段，研究对甲基叔戊基醚的脱酚性能，并对不同的萃取工艺流程进行模拟和灵敏度分析，研究用甲基叔戊基醚萃取脱酚的可行性，以探寻萃取工艺和操作条件，以达到预期的分离效果。
声明：
1、本文系本网编辑转载，并不代表本网站赞同其观点及对其真实性进行负责、考证。
2、如本文涉及其作品内容、版权和其它问题，请在30日内与本网联系，我们将在第一时间进行相应处理！
