天一萃取絡合萃取技術處理含酚廢水
????本論文以解化集團煤氣化車間產生的含酚廢水為處理對象，該廢水含酚量在4000mg/L~5000mg/L之間，屬于高濃度、難降解含酚廢水。然而酚類化合物是有機化工生產的基本原料，具有很高的經濟價值，因此處理該類含酚廢水，一方面應使其含酚量大幅度下降，減少對環境的污染，另一方面則應盡量回收廢水中的酚類物質，使其變廢為寶。
對于酚濃度高于1000mg/L的工業廢水，溶劑萃取法不失為一種經濟高效的治理與回收技術。而基于可逆絡合反應的有機物萃取分離技術對于極性有機物的分離具有高效性和高選擇性。苯酚屬于Ixwis酸性物質，對苯酚溶液的絡合萃取不僅能提供很高的萃取脫酚效率，而且絡合萃取劑在水中的溶解度往往比通常的萃取劑小的多，使工藝過程中溶劑損失大大減少。因此，本論文擬定采用絡合萃取技術處理煤氣化含酚廢水，通過生產工藝與處理工藝的結合、處理技術與處理裝置的結合以及處理與回收的結合，使經濟效益與社會效益同步上升。
1.1絡合萃取處理技術優勢
????從萃取機理分析，液一液萃取過程可以分為簡單分子萃取、中性溶劑化絡合萃取、酸性絡合萃取、離子對締合萃取和協同萃取五個類型。如果按照萃取過程中萃取劑和待分離物質之間是否發生化學反應來分類，萃取分離可以分為物理萃取和化學萃取兩大類。
????許多液·液萃取體系，其過程伴有化學反應，即存在溶質與萃取劑之間的化學作用，這類傳質過程一般稱為化學萃取。基于可逆絡合反應的萃取分離方法(簡稱絡合萃取法)對于極性有機物稀溶液的分離具有高效性和高選擇性。在這類工藝過程中，稀溶液中待分離溶質與含有絡合劑的萃取溶劑相接觸，絡合劑與待分離溶質反應形成絡合物，并使其轉移至萃取相內，第二步則是進行逆向反應使溶質得以回收，萃取劑循環使用。絡合萃取技術與其他分離方法相比，具有明顯的優勢:
????1)絡合萃取法具有高效性。由于分離過程的推動力是待分離溶質和絡合劑的化學鍵能，即使極性有機物的濃度很低，化學萃取的分配系數也很大，回收率很高。
????2)絡合萃取法具有高選擇性。絡合萃取過程中的化學反應是在絡合劑的特殊官能團和被萃取物質相應的官能團之間發生的，因而絡合萃取的選擇性很高。
????3)絡合萃取法實現反萃取和溶劑再生過程相對比較簡單。絡合萃取中的萃合物是可逆絡合反應的產物。正確選擇絡合反應中的反應鍵能，靈活使用萃取過程的“擺動效應”，可以十分順利的完成反萃取和溶劑再生過程，回收有價值物質，使萃取劑循環使用。
????4)絡合萃取法的二次污染小、操作成本低。通常物理溶劑對極性有機物的高分配系數是以它在水中的大溶解損失為代價的。而絡合萃取溶劑在水中的溶解度一般比物理萃取劑小得多，萃取劑流失少，二次污染小，且萃取過程多數在常溫下操作，可連續作業，便于實現自動化操作和控制。
絡合萃取法也有它的不足之處。例如萃取過程需要正確選擇合適的絡合劑、助溶劑和稀釋劑，萃取體系相對比較復雜;絡合萃取劑的萃取能力受溶劑中絡合劑濃度的限制。用于生物制品分離時，需要考慮絡合劑和稀釋劑的生物相容性等等。
2基本概念
溶劑萃取又稱液一液萃取，它是依據待分離溶質在兩個基本上互不相溶的液相(料液相和萃取相)間分配的差異來實現傳質分離。換句話說，實現液一液萃取過程，進行接觸的兩種液體必須是互不相溶的，或者存在足夠的兩相區域，待分離溶質從料液相轉入萃取相實現傳質分離。
2.1分配常數和分配系數
????1891年Nernst提出了有名的分配定律，闡明液一液分配平衡關系。Nernst定律的基本內容是:當某一溶質溶解在兩個互不相溶的溶劑中，若溶質在兩相中的分子狀態相同，在給定溫度下，當兩相接觸達到平衡后，溶質在兩相中的平衡濃度的比值為一常數，且不隨溶質濃度的變化而變化。這一平衡關系可表示為:
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??式中，A為Nernst分配常數;}A}cWo }A}co}分別表示被萃取組分A在料液相和萃取相中達到平衡時的濃度。實際上，被萃取組分在兩相中的存在狀態相同及處于低濃度狀態的前提條件對于大多數萃取體系和萃取過程而言，往往是不成立的。因此，在實際萃取過程中，被萃取組分在兩相平衡時的濃度比值不可能保持常數，為此，人們引入分配系數(又稱分配比)來表征被萃取組分在兩相的平衡分配關系。體系的分配系數(distribution ratio)可以定義為:在一定條件下，當萃取體系達到平衡時，被萃取物質在萃取相的((o)中的濃度與料液相(w)中的總濃度之比，用D表示:
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????從分配系數的定義可知，D值越大，即被萃取物質在萃取相中的濃度越大，萃取劑的萃取能力越強。極端情況下???D=0表示完全不被萃取，D}}表示完全被萃取。這兩種情況在實際萃取過程是不可能發生的。
????對于可逆絡合萃取過程，由于被萃取物質在料液相和萃取相中的形態不一致，其分配系數不能簡單用式(C 3.2 )來直接計算，必須考慮萃取平衡方程式。相間的絡合反應可以用簡單的反應萃取平衡方程式加以描述:
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2.2萃取率
????萃取率表示萃取過程中被萃取物質由料液相轉入萃取相的量占被萃取物質在原始料液相中的總量的百分比，它代表萃取分離的完全程度。萃取率p(%)的計算公式為:
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????對于兩個互不相溶液相的一次接觸萃取平衡過程，若料液相體積為L m3，萃取相體積為V m3，則分配系數和萃取率之間的關系可用式((3.7 )表示:
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2.3相比
????對于間歇萃取過程，萃取相體積(V)和料液相體積(L)之間的比值稱為相比(phaseratio )，用R表示:
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分配系數D越大，萃取率就越高。D值的大小是由被萃取物質本身性質及萃取劑等多種因素決定的。相比越大，即萃取劑的相對用量越多，萃取率也就越高，因此，為了提高萃取率p，尋找合適的萃取劑以及確定最佳工藝操作條件是十分重要的。
2.4萃取相平衡
????從本質上說，萃取過程是一個由多種組分構成的兩相平衡過程，研究這一過程的相平衡，為萃取工藝和設備的設計提供必要的基礎數據，是十分重要的。被萃取組分的兩相平衡關系可以用一般直角坐標(McCabeThele圖)表示。直角坐標中的橫坐標表示被萃取組分i在料液相中的平衡濃度xi，縱坐標表示被萃取組分在萃取相中的平衡濃度Ya，濃度單位可以是質量分數或摩爾分數。
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首先是在一定溫度下通過實驗測定一系列萃取平衡時的兩相溶質濃度，根據其中一組數據，可以確定直角坐標中相應的縱坐標和橫坐標的數值，直角坐標平面上的相應點就表示一個平衡點，把一系列處于平衡狀態的兩相濃度值標
