一种由煤制取酚类产品的方法.pdf

本发明提供了一种由煤制取酚类产品的方法，包括在高温和高压下用水处理煤，得到包含酚类产品在内的反应产物。对所述反应产物进行冷却和酸碱洗涤后，得到酚类产品。

1.  一种由煤制取酚类产品的方法，包括在高温和高压下用水处理煤，得到包含酚类产品在内的反应产物。

2.  权利要求1的方法，还包括对所述反应产物进行分离以得到酚类产品。

3.  权利要求1的方法，其中所述煤选自无烟煤、烟煤、褐煤或它们的混合物。

4.  权利要求1或2的方法，其中所述褐煤是高挥发分褐煤。

5.  权利要求1的方法，其中所述高温为350-550℃。

6.  权利要求1的方法，其中所述高压为10-30MPa。

7.  权利要求1的方法，其中反应物的停留时间为0.1-10分钟。

8.  权利要求1的方法，其中所述高温为420-470℃。

9.  权利要求1的方法，其中所述高压为17-24MPa。

10.  权利要求2的方法，其中所述分离包括冷却和酸碱洗涤的步骤。

一种由煤制取酚类产品的方法
发明领域
本法明涉及由煤制取酚类产品的方法，特别涉及使煤与水在高温高压下反应制取酚类产品的方法。
发明背景
传统化工领域中，酚类产品如苯酚、甲酚、二甲酚及含有支链的酚类化工产品多是从高温煤焦油当中获得，大型化工企业多是以酚油、萘油、洗油混合馏分为原料，利用酸碱洗涤的方式将馏分中的酚类产品分离出来，粗酚再经过净化、分解、精制等工艺过程最终获得高纯度的酚类化学品，如苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚等产品。酚类产品是重要的化工原料，具有非常广泛的用途，酚醛树脂是苯酚最大的应用领域，历年消费苯酚均在40％以上；邻甲酚是生产除草剂、杀虫剂、鞣革剂、来苏尔消毒剂的基础原料；间甲酚可用于加工生产药物、消毒剂、塑料助剂和香料等。
然而，由于高温煤焦油是煤炭高温干馏获得，产率约占煤炭质量的3-4.5％，煤炭高温干馏获得煤焦油的量很少，高温煤焦油当中酚类产品的含量也很低，一般约占煤焦油总量的1-2.5％，且大多为低沸点酚，这给煤焦油的加工特别是高沸点酚类产品的提取带来了很大的困难。
本专利主要通过高温高压水与煤作用，利用水在该高压高压的亚临界或超临界条件下的特殊性质对煤炭进行萃取、氧化，加之煤炭在该条件下发生的热解、聚合等反应，最终提高煤焦油产率以及酚类产品在煤焦油当中的含量。
发明概述
本发明涉及一种由煤制取酚类产品的方法，包括在高温和高压下用水处理煤，得到包含酚类产品在内的反应产物。所述反应产物进行分离后得到酚类产品。

附图简述
图1是本发明的实施方案的流程图。
发明详述
在本发明的方法中，反应物是煤和水。其中煤可以选自无烟煤、烟煤、褐煤或它们的混合物，优选高挥发分褐煤。其中水可以选自任何水源。
可通过常规方法将煤破碎成一定粒度的煤粉，然后将煤粉4与水5一起通入反应器1中进行反应。对反应物煤和水的通入方式没有限制，煤和水可以分别通入，也可以先混合成水煤浆后再一起通入，也可以同时通入水煤浆和水，因此，在本发明的附图中，4也可以表示水煤浆。任选地，对水煤浆或水进行预热，以使得反应物一进入反应器就立即进行反应。
反应器中的反应温度为350-550℃，压力为10-30MPa，反应物在反应器内的停留时间0.1-10分钟；优选地，反应温度为420-470℃，压力为17-24MPa，本文所称的压力均为绝对压力。在这样的高温和高压条件下，水处于亚临界或超临界状态，这样的水具有一些特殊的性质，例如其渗透能力强，能够进入到煤粉的孔隙内，增大了煤粉和水之间的接触面积，且能溶解多数有机物，使得提取反应更容易发生且使得反应体系相界面消失，从而表现出极高的反应活性。
煤与水在上述反应条件下进行反应，得到了固相产物6和气液产物，其中固体产物在本领域中通常称为半焦，其从反应器底部排出，可用于进一步气化或发电。而包含酚类产品在内的气液产物则从反应器顶部离开，进入到冷却装置2中。在这里，气液通过常规的冷却分离而分开，得到的粗煤气9可用于进一步制备燃气，而酚类产物则留在液体产品即煤焦油中，该液体产品进入到酸碱洗涤系统3中进行洗涤，得到粗酚油7和剩余焦油8。
该酸碱洗涤步骤简述如下：
酚类化合物带有酚羟基，具有弱酸性，能同碱例如NaOH反应生成酚盐例如酚钠盐，因而可以用氢氧化钠溶液将酚从焦油馏分中萃取出来，再用酸溶液处理将酚盐变为酚类化合物，即可实现酚类化合物的分离。
本专利中的酸碱洗涤步骤即是利用该原理，采用常规成熟的工艺，以10～15％浓度的氢氧化钠水溶液洗涤，酚类化合物与碱起中和反应，生成的酚钠盐溶于碱液中，水相与油相分层，实现分离油水分离，油相即为剩余焦油8，其可以进一步进行加工以制取燃料油或从中提取其它有价值的产物。水相中的酚钠盐再与酸溶液例如硫酸进行脱酚反应，粗酚混合物析出，并与水相分层，得到粗酚油7，粗酚油再经过进一步提纯处理可得到高纯度的酚类化学品。工艺当中涉及的氢氧化钠和硫酸溶液可循环使用。
本文所称的酚类产品其实是多种酚的复杂的混合物，已知其中有苯酚、甲酚(包括邻甲酚、间甲酚、对甲酚)、萘酚、苯环上含有乙基、丙基、异丙基等取代基的酚，二元酚、三元酚等等。其具体组成因原料煤和处理条件的不同而变化很大，本专利申请中对其具体组成不做细致区分，而是概括性地将任何能在碱处理后变得可溶于水相的那部分含有酚羟基的化学品统称为酚类产品。
实施例
实施例中所使用的煤为内蒙古大雁褐煤，其煤质分析如表1所示。
表1煤的工业分析和元素分析

实施例1-8
将原料和水加入反应器中进行反应，各实施例的反应条件如表2和表3所示。反应得到的气液产物进入冷却装置进行气液分离，分离后的液体产物即为煤焦油，对该焦油进行酸碱洗涤，从中分离出酚类产品。
各实施例的结果也列于表2和表3中。
表2高温高压水与煤作用制取酚类产品实验结果(1～4)