菲和芴是重要的化工中间体,主要存在于高温煤焦油的洗油、蒽油及蒽渣中。两者性质相似,由于现有工艺分离成本太高,从蒽渣中提取芴尚未得到工业化应用。9-芴甲醇作为芴的下游产品,有广阔的应用前景。采用反应—分离耦合技术将蒽渣中的芴转化为9-芴甲醇后与菲的性质差异进一步拉大,可借助常规方法实现二者的分离。通过本课题的实施对蒽渣等复杂工业有机固体废弃物的减量化、资源化具有重要意义。本论文主要针对后续菲与9-芴甲醇的分离精制,利用量子化学计算结合溶解度测定,筛选合适的溶剂用于9-芴甲醇和菲的分离。论文主要结果如下:(1)利用量子化学Materials Studio软件中的Dmol3模块模拟计算菲和9-芴甲醇与四种溶剂之间的溶剂化作用。结果显示,菲与各溶剂的作用力大小顺序为:环己烷>乙醇>甲醇>正庚烷。9-芴甲醇与溶剂的作用力强弱顺序为:乙醇>甲醇>环己烷>正庚烷。(2)使用固液平衡装置测定了9-芴甲醇和菲在四种溶剂中的溶解度。菲在各溶剂中的溶解度大小为:环己烷>乙醇>甲醇。9-芴甲醇的溶解度顺序为:乙醇>甲醇>环己烷>正庚烷。乙醇中9-芴甲醇对菲的溶解度选择性高于甲醇,而且随温度的升高而降低,所以适合在低温下分离。在环己烷中,选择性随着温度的升高先上升后下降,故而选择转折点315 K进行分离。(4)菲与9-芴甲醇的分离。菲和9-芴甲醇混合物(质量比4:1),以无水乙醇和无水甲醇为溶剂,液固比3:1,两次结晶得到菲纯度分别为97.19%和96.66%,收率为76.11%和74.57%。无水乙醇分离后的滤渣以环己烷为溶剂,一次结晶得到9-芴甲醇纯度99.79%,收率为70.05%。以正庚烷为溶剂,9-芴甲醇纯度97.09%,收率为68.91%。无水甲醇分离后的滤渣以环己烷为溶剂得到9-芴甲醇纯度98.32%,收率为65.46%。正庚烷为溶剂得到9-芴甲醇纯度97.56%,收率为73.66%。(4)季铵盐与9-芴甲醇的相互作用。结果显示,含氯季铵盐较含溴季铵盐更容易与9-芴甲醇作用形成氢键。在363K下,四乙基氯化铵和9-芴甲醇按照摩尔比1:1形成淡黄色透明的低共熔物。用四乙基氯化铵从二甲苯中萃取9-芴甲醇,萃取率为63.7%。