刘艺阳

北京化工大学化学工程学院

摘要(Abstract)：

煤焦油是煤炭热解与气化过程中产生的重要液体副产物，其中酚类化合物含量高、应用价值突出，是精细化工、医药、材料等领域的关键原料。传统煤焦油脱酚以碱洗法、有机溶剂萃取法为主，普遍存在酸碱消耗大、设备腐蚀严重、含酚废水排放量大、溶剂回收率低、选择性差等问题，难以满足煤化工绿色低碳与高值化利用的发展要求。离子液体作为结构可设计、热稳定性好、挥发性极低、溶解与选择性可调的绿色溶剂，在酚类选择性分离领域展现出显著优势。本文以煤焦油中酚类化合物为分离对象，系统开展离子液体萃取分离工艺优化研究，通过单因素实验考察萃取温度、离子液体用量、体系 pH 等关键参数对萃取效率的影响，采用响应面法建立多因素耦合作用下的工艺优化模型，确定最优操作条件；同时探究离子液体阳离子烷基链长度、阴离子类型与萃取性能之间的构效关系，揭示氢键作用、π-π 作用、静电作用对酚类选择性分配的调控机制。研究结果表明，优选离子液体在温和条件下对煤焦油中酚类化合物的单次萃取率可达 95% 以上，循环使用 5 次后萃取率仍保持在 90% 以上，显著优于传统碱洗与有机溶剂萃取工艺。本文构建的离子液体萃取分离工艺具有高效、绿色、可循环、易工业化放大等特点，可为煤焦油高附加值利用与煤化工清洁生产提供理论依据与技术支撑。

关键词(KeyWords)：

煤焦油；酚类化合物；离子液体；萃取分离；工艺优化；构效关系；传质机理；循环利用

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