酚基釜殘深拔殘渣分析及其熱轉(zhuǎn)化制備CO2吸附材料

馬 媛，杜金澤，周 靜，隋 紅,3，何 林*，李鑫鋼,3

(1.天津大學(xué)化工學(xué)院，天津 300072； 2.精餾技術(shù)國家工程研究中心，天津 300072;3. 天津化學(xué)化工協(xié)同創(chuàng)新中心，天津 300072)

對于化工有機廢物的處理，目前主要以填埋和焚燒為主。填埋和焚燒處理方式雖然可以一定程度的減量污染物，但常帶來廢氣排放、廢水排放、廢渣排放或轉(zhuǎn)移等二次污染問題，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境[1-2]。大部分固廢是具有較高價值的資源的混合物，采用填埋或焚燒的方式對其處理不僅不能有效解決固廢問題，還會造成大量資源的浪費。精餾釜殘是一種典型的工業(yè)有機固體廢物，據(jù)不完全統(tǒng)計，在石化、煤化工、精細化工和醫(yī)藥化工等化工精餾操作過程中，由于物質(zhì)分離純化而產(chǎn)生的精餾釜殘，產(chǎn)生量超過100萬t/a(按平均0.1%釜殘率計算)[1,3]。精餾釜殘造成了原料的不完全使用，不僅使生產(chǎn)成本升高，同時又對環(huán)境造成了污染。所以對釜殘?zhí)幚砉に嚨难芯縿菰诒匦小?/p>

粗酚精制生產(chǎn)苯酚、鄰甲酚、間對甲酚，廣泛用于酚醛樹脂合成、化工醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域，帶來巨大的經(jīng)濟效益[4-5]。然而在粗酚精制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量酚基精餾釜殘(釜殘率達到0.5%)[4]，大量的酚類化合物及不明組分嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境。酚基釜殘受其來源影響，組成極其復(fù)雜，給分離轉(zhuǎn)化帶來較大的困難，以至于目前工業(yè)上對這些釜殘的處理以焚燒或填埋為主要處理方式。為實現(xiàn)酚基釜殘資源化和無害化利用，首先應(yīng)對酚基精餾釜殘進行物質(zhì)成分分析，才能進一步開發(fā)高效、清潔、低耗、經(jīng)濟的精餾釜殘資源化轉(zhuǎn)化技術(shù)與裝備。

本研究采用減壓深拔方式，將2種酚基釜殘輕重組分粗分離；采用恒定加熱功率測定酚基釜殘升溫曲線的方式，確定酚基釜殘減壓深拔最適宜操作溫度；運用多種分析檢測手段，分析拔出輕組分以及未拔出的殘渣和灰分；開發(fā)釜殘深拔殘渣熱轉(zhuǎn)化制備高性能化工吸附材料工藝，為我國大量存在的釜殘固廢的資源化與無害化利用的工程化提供基礎(chǔ)參考。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料與設(shè)備

實驗材料：本研究采用的酚基釜殘分別為中低溫焦油YN與中低溫焦油XJ中的酚基釜殘；無水乙醇，分析純，天津江天化工技術(shù)股份有限公司。

實驗設(shè)備：SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵(鞏義市予華儀器有限公司)；TG16G型低速離心機(湖南凱達科學(xué)儀器有限公司)；YRE-2000A型真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(天津市興科儀器有限公司)；BSA224S型電子天平[賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司]；SYU-10-300DT型超聲波清洗器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)；GZX-9076MBE電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限公司)； ZNCL-T型磁力電加熱套(杭州振和科學(xué)儀器有限公司)；Agilent 7 890 A/5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國安捷倫公司)；Xveo TQ-XS超高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國Waters公司)； vario macro cube元素分析儀(德國Elementar公司)； Supermini200型X射線熒光光譜儀(日本理學(xué)公司)；D/MAX-2500型X射線衍射儀(日本理學(xué)公司)；OTF-1200X-60型單溫區(qū)開啟式真空管式爐(合肥科晶材料技術(shù)有限公司)；ASAP 2020M全自動比表面積及孔徑分析儀(美國Micrometric公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 酚基釜殘深拔殘渣組分分離

將酚基釜殘置于減壓釜內(nèi)，采用循環(huán)水真空泵將釜內(nèi)氣壓降至15 kPa(粗酚的工業(yè)分離壓力一般為10～20 kPa)，釜殘蒸汽采用冰水冷凝。記錄釜內(nèi)液體溫度和深拔釜殘氣體溫度隨時間變化的溫度上升曲線，以確定合適的深拔溫度。待釜內(nèi)釜殘液體升溫到指定溫度，收集釜殘蒸汽冷凝輕組分和釜內(nèi)剩余重組分，進行成分分析。

1.2.2 深拔殘渣熱轉(zhuǎn)化

1.2.2.1 深拔殘渣熱解分析

將少量2種酚基釜殘殘渣分別用研缽粉碎成細小顆粒，平鋪在干凈的剛玉方舟中，將方舟置于管式爐內(nèi)石英管的中間位置，密封好管式爐。加熱開始前設(shè)置氮氣流量為100 mL/min，通入30 min氮氣以排出空氣，然后打開加熱開關(guān)，調(diào)整氮氣流量為20 mL/min，從室溫以10 ℃/min升溫至800 ℃，保持60 min，冷卻至室溫后取出，收集各類產(chǎn)物，并分析其成分。

1.2.2.2 深拔殘渣N摻雜制備吸附材料

取一定量深拔后釜殘殘渣，加入無水乙醇溶解，稱取一定量的三聚氰胺倒入酚基釜殘乙醇/水溶液中，其中m(三聚氰胺)∶m(酚基深拔殘渣)為0∶1、1∶1、1∶2、1∶5和1∶10。然后將混合液體置于80 ℃恒溫水浴鍋中攪拌蒸干，蒸干后的固體殘渣平鋪在方舟內(nèi)，置于管式爐內(nèi)石英管的中間位置，密封好管式爐。加熱開始前設(shè)置氮氣流量為100 mL/min，通入30 min氮氣以排出空氣，然后打開加熱開關(guān)，調(diào)整氮氣流量為20 mL/min，從室溫以5 ℃/min升溫至800 ℃，保持120 min，冷卻至室溫后取出，得到多孔炭材料。分別標(biāo)記為：ACN-0、ACN-1、ACN-2、ACN-5和ACN-10。

1.2.3 分析方法

氣質(zhì)聯(lián)用分析(GC-MS)：樣品用甲醇稀釋5倍后進氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)進行分析。GC條件：HP-5MS石英毛細管柱(30 mm×0.25 mm×0.25 μm)；柱溫80～260 ℃，程序升溫5 ℃/min；柱流量1.0 mL/min；進樣口溫度250 ℃；柱前壓100 kPa；進樣量0.40 μL；分流比10∶1；載氣高純氦氣。MS條件：電離方式EI；電子能量70 eV；傳輸線溫度250 ℃；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍35～500；采用Wiley7n.1標(biāo)準(zhǔn)譜庫計算機檢索定性。

化學(xué)元素分析：元素分析儀可對碳、氫、氮、硫等非金屬元素的含量進行定量分析，該儀器采用動態(tài)燃燒法，利用吹掃捕集技術(shù)，被測樣品的不同組分燃燒后氣體通過一根程序解吸柱(TPD)分離，再使用熱導(dǎo)檢測器檢測燃燒產(chǎn)生的氣體。

X射線熒光光譜分析(XRF)：X射線熒光光譜儀采用50 kV、200 W Pd陽極X射線管，3晶體自動交換器，F(xiàn)-PC和SC探測器，檢測元素含量范圍為ppm-100%，分析元素范圍從氟到鈾(9F-92U)，12位標(biāo)準(zhǔn)自動進樣器。

X射線衍射分析(XRD)：X射線衍射儀采用采用Cu_Kα輻射，管電流30 mA，管電壓40 kV，2θ掃描速率5 (°)/min，掃描范圍2°～90°。

比表面積及孔徑分析(BET)：氮氣在樣品上的吸脫附測試由全自動比表面積及孔徑分析儀(ASAP 2020M)完成，在測試前對樣品進行脫氣處理，脫氣壓力10 kPa(絕對壓力)，脫氣溫度473 K，脫氣時間12 h。脫氣處理后N2吸脫附測試溫度為77 K，相對壓力(p/p0)范圍0～0.995，比表面積和孔徑分布情況分別利用BET模型和DFT模型計算獲得。

CO2吸附測試：CO2吸附測試在全自動比表面積及孔徑分析儀(ASAP 2020M)上完成，在測試前對樣品進行脫氣處理，脫氣壓力10 kPa(絕對壓力)，脫氣溫度473 K，脫氣時間12 h。脫氣處理后CO2吸附測試溫度為298 K，壓力范圍從0～0.1 MPa。吸附氣透過樣品，使吸附質(zhì)和吸附劑充分接觸，吸附量盡可能達到飽和。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 釜殘深拔升溫曲線分析

為確定深拔最適宜操作溫度，恒定加熱功率(加熱溫度恒定350 ℃)條件下的，2種釜殘減壓深拔時升溫曲線，如圖1所示。

中低溫焦油XJ酚基釜殘在加熱溫度恒定時，在釜內(nèi)270 ℃出現(xiàn)溫度驟然上升情況，并伴隨白煙產(chǎn)生，可能是因為在270 ℃后出現(xiàn)釜內(nèi)重組分出現(xiàn)熱裂解，因此中低溫焦油XJ酚基釜殘釜內(nèi)溫度應(yīng)控制為270 ℃。而對于中低溫焦油YN在釜內(nèi)200～300 ℃有平緩的溫度提升，當(dāng)釜內(nèi)溫度上升到310 ℃附近初見溫度波動，可能的原因是此溫度階段可能同時存在重質(zhì)釜殘裂解和輕組分餾出的現(xiàn)象，因此中低溫焦油YN酚基釜殘釜內(nèi)溫度應(yīng)控制為300 ℃。

2.2 釜殘深拔輕組分成分分析

為分析酚基輕組分物質(zhì)組成和占比，對2種酚基釜殘進行減壓深拔，在2種酚基釜殘釜內(nèi)溫度分別升溫至270和300 ℃后采用GC-MS對深拔輕組分檢測，其具體組分見表1和表2。中低溫焦油XJ酚基釜殘在0～270 ℃范圍內(nèi)深拔出的組分物種共有119種化合物，混合酚占全部組分的83.90%，而多元酸、芳香烴和氮硫化合物等雜質(zhì)總占比為16.10%。其中以苯二酚為主，甲基苯酚、二甲基苯酚占比較少。

表1 中低溫焦油XJ酚基釜殘深拔輕組分成分分析Table 1 Light components of medium and low temperature coal tar XJ remaining in the kettle after vacuum distillation

表2 中低溫焦油YN酚基釜殘深拔輕組分成分分析Table 2 Heavy components of medium and low temperature coal tar YN remaining in the kettle after vacuum distillation

中低溫焦油YN酚基釜殘，在0～300 ℃范圍內(nèi)深拔輕組分物種共有140種，混合酚占全部組分的72.6%，其中有相當(dāng)數(shù)量的多元酸、芳香烴和氮硫化合物等雜質(zhì)占27.4%。酚類化合物主要以甲酚、二甲酚和苯二酚為主，但酚類化合物總占比較少，總物種數(shù)較多，不利于精餾分離。2種釜殘均需要后續(xù)工藝除去雜酸或苯系烴類N和S化合物。

2.3 釜殘深拔殘渣成分分析

2.3.1 釜殘深拔殘渣C、H、N、S元素分析

對中低溫焦油XJ酚基釜殘和中低溫焦油YN酚基釜殘進行減壓深拔后，其釜內(nèi)殘余重組分殘渣收率分別為72.3%和43.2%，分別對2種深拔殘渣組分進行元素分析。表3為2種酚基釜殘減壓深拔后殘渣重質(zhì)組分C、H、N和S元素分析。

由表3可知，中低溫焦油YN釜殘重質(zhì)組分中C含量和N含量均較高，而中低溫焦油XJ釜殘重質(zhì)組分中S元素含量較高，C和H元素相對較少。因此，中低溫焦油YN釜殘更適合用于制備表面含有N元素的CO2特異性吸附材料。

表3 2種酚基釜殘深拔殘渣元素分析結(jié)果Table 3 Elemental analysis results of two remaining residues after vacuum distillation

2.3.2 深拔殘渣有機組分LC-MS分析

表4為中低溫焦油XJ酚基釜殘和中低溫焦油YN酚基釜殘深拔后殘渣中有機組分的液質(zhì)聯(lián)用分析。

表4 2種酚基釜殘深拔殘渣重質(zhì)可溶組分LC-MS分析結(jié)果Table 4 LC-MS analysis results of two heavy residual soluble components after vacuum distillation

由表4可知，釜殘未拔出的可溶重質(zhì)組分大部分為含N和O有機化合物，且C和H元素占比量大。2種釜殘中S元素因其含量較少而無法檢測出含硫化合物，這與表3中S元素含量稀少相一致。中低溫焦油XJ釜殘深拔殘渣中N元素占比較少，而可溶組分均以C、H和N化合物為主，且元素分析中顯示，S元素含量高于N元素含量，可能的原因是XJ釜殘中S元素均以硫酸鹽的形式存在于釜殘渣質(zhì)無機鹽中，未溶于溶劑。

2.3.3 深拔殘渣組分XRF分析

表5為2種酚基釜殘深拔殘渣組分的XRF分析結(jié)果。

由表5可知，中低溫焦油YN酚基釜殘深拔殘渣組分中Na和S元素含量較高，該元素主要來自酚油預(yù)處理過程加入的酸堿物質(zhì)。此外，殘渣中還發(fā)現(xiàn)Fe元素的存在。從原料來源途徑可以推測，這些Fe元素可能主要來自設(shè)備腐蝕及原料中原生態(tài)

表5 2種酚基釜殘重質(zhì)組分XRF分析結(jié)果Table 5 XRF analysis results of the two phenolic stillage residues after vacuum distillation

的鐵元素。中低溫焦油XJ酚基釜殘深拔殘渣所含無機組分基本一致，只是含量存在差異。此外，分析結(jié)果顯示其中的Fe元素含量較高，Na和S元素相對較少。上述結(jié)果說明中低溫焦油YN釜殘重質(zhì)組分無機鹽可能以Na2SO4主，而中低溫焦油XJ釜殘中可能以Fe2(SO4)3為主要無機鹽。

2.3.4 深拔殘渣灰分分析

圖2 不同釜殘燃燒灰分的XRD分析Fig.2 XRD analysis of ash after combustion about different phenolic stillage residues

中低溫焦油XJ酚基釜殘深拔殘渣和中低溫焦油YN酚基釜殘深拔殘渣的灰分XRF分析如表6所示。

表6中，中低溫焦油XJ酚基釜殘深拔殘渣灰分中Na、S和Fe元素含量最高而其他元素含量相對較少，其分析結(jié)果與灰分剩余含量結(jié)果相一致，其灰分中含有大量Fe2O3和Na2SO4。而中低溫焦油YN釜殘深拔殘渣灰分中含有相當(dāng)數(shù)量的Na、Al、Si、S、Fe、Ni和Cr元素，其灰分中仍有Fe2O3、Na2SO4和NaAl(SO4)2，該結(jié)果與XRD分析結(jié)果一致。

表6 2種酚基釜殘灰分XRF分析結(jié)果Table 6 XRF analysis results of ash after combustion about the two different phenolic stillage residues

2.4 深拔殘渣熱解及產(chǎn)物分析

深拔釜殘在高溫?zé)o氧下發(fā)生熱解反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為不凝氣體、油狀液體、固體殘渣。本實驗在高溫氮氣氛圍下對深拔后2種重質(zhì)殘渣熱解分析，分別對氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)3種狀態(tài)產(chǎn)物的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)及成分進行了分析。

2.4.1 熱解產(chǎn)物相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析

深拔釜殘經(jīng)過熱解轉(zhuǎn)化成不同物質(zhì)，由表7可知，中低溫焦油XJ酚基釜殘深拔殘渣熱解后固體焦炭含量要略高于中低溫焦油YN酚基釜殘深拔殘渣的熱解焦炭，結(jié)合灰分分析，可能的原因是中低溫焦油XJ酚基釜殘的無機成分含量較高，高溫下不易分解，這與灰分分析中XJ灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)占10%，與YN的灰分占比為1.90%相一致。2種深拔殘渣熱解后固體產(chǎn)物(焦炭)均占比最高，且呈現(xiàn)出疏松多孔的形態(tài)，均超過總產(chǎn)物質(zhì)量的1/3。

表7 2種酚基釜殘深拔殘渣熱解產(chǎn)物相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 7 Relative content of residue pyrolysis products after vacuum distillation of two phenolic stillage residues

2.4.2 熱解不凝氣組分分析

減壓深拔后的釜殘殘渣在熱解過程中，產(chǎn)生一些在常溫下不能被冷卻成液體的不凝氣體，利用氣相色譜將收集到的氣體物質(zhì)進行分析。圖3給出了2種釜殘熱解氣體中相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于1%的組分。

圖3 2種釜殘深拔殘渣熱解不凝氣組分Fig.3 The pyrolytic specific compounds of noncondensable gas from the two phenolic stillage residues after vacuum distillation

由圖3可知，2種釜殘熱解氣體產(chǎn)物中含量最高的均為甲烷，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為71%和63%，可以直接作為燃料使用。含量僅次于甲烷的氣體產(chǎn)物是乙烷，均占各自氣體產(chǎn)物總量的20%左右。剩余氣體產(chǎn)物含量較少，主要是C3和C4烷烴、烯烴，可作為燃料和化學(xué)品原料進一步分離加以利用。2種釜殘產(chǎn)生的焦炭剩余物，其中XJ酚基釜殘焦炭高于YN酚基釜殘焦炭剩余物，可能的原因是XJ無機組分中含有大量的Fe鹽，F(xiàn)e元素對重炭化合物有促進成炭作用，可能影響不凝氣的產(chǎn)生。

2.4.3 熱解液體產(chǎn)物組分分析

酚基釜殘深拔殘渣熱解所得液態(tài)產(chǎn)物種類復(fù)雜，產(chǎn)物種類達到上百種。表8和表9列出了2種熱解油相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的前20種組分的信息。

由表8和表9可以發(fā)現(xiàn)中低溫焦油XJ酚基釜殘深拔殘渣熱解液體產(chǎn)物中丙二醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，占熱解油總質(zhì)量的9.45%。除此之外，產(chǎn)物中還含有酚類化合物、有機酸、酮類化合物、芳香烴等。而中低溫焦油YN酚基釜殘深拔殘渣熱解液體產(chǎn)物中萘酚含量最高，占熱解油總質(zhì)量的6.66%，主要成分還包括酮類化合物、芳香烴、有機酸、含氮化合物等。

表8 中低溫焦油XJ酚基釜殘深拔殘渣熱解液體產(chǎn)物成分Table 8 The pyrolytic specific compounds of liquid from the medium and low temperature coal tar XJ phenolic stillage residue

表9 中低溫焦油YN酚基釜殘深拔殘渣熱解液體產(chǎn)物成分Table 9 The pyrolytic specific compounds of liquid from the medium and low temperature coal tar YN phenolic stillage residue

3 酚基釜殘深拔殘渣熱轉(zhuǎn)化制備活性炭

對酚基釜殘進行減壓深拔后，其釜內(nèi)殘余重組分大約占40%左右，可進一步熱解利用或摻入N、S等元素制備功能碳材料[6-11]。本研究提出了一種采用溶劑混合法N摻雜酚基釜殘深拔殘渣制備活性炭的方法，為排除含鐵無機鹽對重質(zhì)酚基釜殘制備活性炭的影響，以中低溫焦油YN深拔釜殘殘渣為例，深拔殘渣作為碳源，三聚氰胺作氮源，按比例溶于乙醇/水溶劑混合液混合后，經(jīng)干燥、熱解、碳化、真空干燥后，可制成N摻雜的多孔吸附炭材料ACN-x(x為三聚氰胺與深拔殘渣的質(zhì)量比)。

圖4為不同N摻雜比例的多孔材料的N2吸脫附曲線和孔徑分布圖。

圖4 多孔炭材料N2吸脫附等溫線及孔徑分布Fig.4 The BET characterization of the nitrogen adsorption-desorption isotherms and the pore diameter distribution for porous carbon materials

從圖4a)中可以看出，所有的樣品接近IV型等溫線特征，在低壓區(qū)p/p0=0～0.1區(qū)間內(nèi)等溫線呈現(xiàn)快速上升，這主要是樣品中具有微孔造成的。在相對壓力p/p0=0.5～1.0的范圍內(nèi)有明顯滯后回環(huán)，表明材料具有一定的介孔結(jié)構(gòu)。但是樣品出現(xiàn)回環(huán)的位置有所不同，這主要是介孔的形狀和孔徑不同所致。在高壓區(qū)p/p0=0.9～1.0區(qū)間內(nèi)等溫線快速上升，說明材料也含有大量的大孔結(jié)構(gòu)。圖4b)充分說明不同N含量的引入也導(dǎo)致了樣品具有不同的孔徑分布情況，所形成的孔徑并不是很均一，孔徑分布較寬。

表10為不同三聚氰胺添加量的炭材料的比表面積與CO2吸附量(25 ℃, 0.1 MPa)。

表10 不同三聚氰胺添加量的炭材料的比表面積與CO2吸附量Table 10 Specific surface area and carbon dioxide adsorption of carbon materials with different melamine additions

由表10可知，未添加三聚氰胺的深拔釜殘制得的炭材料比表面積最大，為709.286 8 m2/g，在摻雜N元素的樣品中，隨著三聚氰胺與釜殘質(zhì)量比(Me/C，下同)由1∶1降低至1∶5，ACN材料的比表面積由375.498 8 m2/g升高到528.154 7 m2/g，添加三聚氰胺后比表面積明顯減小，這是由于三聚氰胺在熱降解過程中產(chǎn)生大量NH3和HCN氣體造孔的同時，與重質(zhì)有機碳發(fā)生交聯(lián)作用，堵塞部分孔道，造成了比表面積的減小[12-13]。三聚氰胺加入量繼續(xù)減小至Me/C為1∶10，比表面積也略微下降，說明少量三聚氰胺對炭材料的制備起到輕微的擴孔作用小于自身交聯(lián)作用。從CO2吸附結(jié)果可以看出，添加三聚氰胺的樣品由于其中雜原子N的存在而表現(xiàn)出良好的CO2吸附性能。隨著N的注入比例增加，CO2的最大吸附量可達到2.94 mmol/g (25 ℃)。這是由于N元素在材料中提供了Lewis堿性中心，而CO2分子呈現(xiàn)弱酸性，是強電子受體，炭材料進行氮摻雜所產(chǎn)生的極性孔表面可以增強對CO2的吸附勢[14-15]，因此引入N原子后提高了炭材料對CO2的化學(xué)吸附能力。繼續(xù)增加N的加入量，可以看出CO2吸附量略有下降，這是因為過量的雜原子導(dǎo)致比表面積下降，削弱了材料的物理吸附能力，CO2吸附是物理吸附與化學(xué)吸附共同作用的結(jié)果。采用N元素溶劑混合法摻雜酚基釜殘深拔殘渣熱轉(zhuǎn)化可成功制備具有CO2特異性吸附的活性炭。為酚基釜殘深拔殘渣多元化利用提供實驗依據(jù)。

4 結(jié)論

1)中低溫焦油XJ酚基釜殘和中低溫焦油YN酚基釜殘減壓深拔的釜內(nèi)最適宜操作溫度分別為270和300 ℃；深拔殘渣收率分別為72.30%和43.20%；S元素主要以硫酸鹽存在于釜殘中；中低溫焦油XJ和中低溫焦油YN重質(zhì)釜殘的灰分含量分別為10.09%和1.90%，中低溫焦油XJ釜殘灰分中含有大量而不可忽略的Fe2O3和Na2SO4等無機鹽。

2)2種酚基釜殘深拔殘渣熱轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生可燃不凝氣、熱解油和焦炭，分別占比約為25%、35%和40%。其中，熱解不凝氣主要以甲烷、乙烷、C3和C4烷烴、烯烴等氣體為主；熱解油主要含有酚類和芳香烴化合物；生成的焦炭具有多疏松多孔特性，可作為活性炭制備原料。

3)采用乙醇/水溶液N元素摻雜酚基釜殘深拔殘渣，無氧熱解的方式可制備CO2特異性吸附活性炭。其中當(dāng)三聚氰胺與釜殘殘渣比例為1∶5時，活性炭比表面積為528 m2/g，對CO2吸附量達到2.94 mmol/g，實現(xiàn)酚基釜殘熱解工藝制備活性炭的多元應(yīng)用。

4)通過對酚基釜殘深拔后的殘渣組分分析及熱轉(zhuǎn)化研究發(fā)現(xiàn)，對于深拔殘渣可通過熱裂解和碳化等熱轉(zhuǎn)化方式進行資源化利用；熱轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生的氣相產(chǎn)物可用作燃料，而液相產(chǎn)物可作為化學(xué)品原料，熱解殘渣可作為吸附劑制備的原材料，以此實現(xiàn)釜殘深拔殘渣的資源化與無害化利用的目的。