全 文 ：燃 料 与 化 工
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2+-3 4556
7.$3 81 9.3 4
煤焦油是炼焦化工的大宗产品，在提供多环芳
烃方面具有不可替代的作用。:;;; 年以后，我国
煤焦油生产能力和产量逐年增长，预计到 4556
年，煤焦油市场需求量为 865 万 <，生产能力将达
到 0043 6 万 <，因此 = 对煤焦油的精细加工将极大
地提高其附加值。吲哚在煤焦油中占 53 :> ?
53 :1>，我们利用煤焦油中的吲哚制取芦竹碱，探
索出了煤焦油深加工的新途径。
芦竹碱又称 8@ 二甲氨基甲基吲哚，是重要的
生物碱及医药、化工中间体。芦竹碱是生产色氨酸
的原料，世界色氨酸需求量约为 :5 万 < A +，照此
计算约需芦竹碱 :6 万 < A +。另外，芦竹碱可生产
抗肿瘤药物及治疗心脑血管疾病的药物，市场需求
潜力巨大。
! 试验部分
! ! 仪器与试剂
试验仪器主要有 B+<#-/40CD 液相色谱仪、
BEF@:G 熔点仪、!H A IE085 核磁共振仪、’#J$#<<
K+*L+-M 质谱仪。试剂与原料主要有吲哚、盐酸、
二甲胺、分析纯甲醛。
! # 芦竹碱的合成
在三口瓶中加入 88>的二甲胺溶液 :6($，滴
加浓盐酸 45($，在 5 ? :5N下加入 :5(O 甲醛、
::P 吲哚、53 8P 相转移催化剂，46N下反应 1’，
然后加入 45>的氢氧化钠溶液搅拌至碱性，析出
白色芦竹碱固体后，过滤、水洗、干燥，得到产品
:03 DP，纯度 ;03 6>，相对于吲哚的收率为 C6>。
# 结果与讨论
# ! 相转移催化剂的使用
为降低产品成本，我们将酸性介质冰醋酸改为
盐酸，带来的问题是固体吲哚很难与盐酸水溶液混
溶，使反应难以进行。因此我们筛选了四种相转移
催化剂，催化剂加入量为吲哚的 8>。催化剂的加
入使固液两相在界面上得到充分接触，使反应可以
顺利进行，省去了价格昂贵的冰醋酸，降低了芦竹
碱成本。试验结果见表 :。综合考虑产品纯度、收
率、外观及催化剂价格，我们选择了 Q0催化剂作
为实验的相转移催化剂。
# # 正交实验
通过多次实验，发现反应体系的 KR值、加料
温度、反应温度及反应时间等条件和产品的纯度、
收率有密切关系。以吲哚、二甲胺、甲醛等摩尔比
利用煤焦油中的吲哚制取芦竹碱
屈 彬 赵德丰 S大连理工大学= 大连 ::15:4 T
表 ! 不同相转移催化剂对芦竹碱纯度和收率的影响
催化剂 纯度 A > 质量 A P 收率 A > 外观 价格 A万元·< U :
Q: ;:V0: :0V6 DDV6 微粉 5VC
Q4 C;V1: :1 C8VC0 淡黄 :V4
Q8 ;8V0: :6 C:V;8 白色 4V;
Q0 ;4V1: :1 C1V10 类白微粉 :V4
表 # 因素水平表
水平
G
KR值
W
加料温度 A N
&
反应温度 A N
X
反应时间 A ’
: 0V6 :5 45 6
4 6V6 :6 46 1
8 1V6 45 85 D
表 $ 正交实验结果 %&
序号 G W & X 纯度 A > 质量 A P 收率 A >
: : : : : ;4V; :0VD D;VC1
4 : 4 4 4 CDV: :0V6 D8VC1
8 : 8 8 8 D;V8 :4V8 6DV50
0 4 : 4 8 ;4V1 :0V5 D6VC:
6 4 4 8 : ;6V: :8V6 D6V5C
1 4 8 : 4 CCV6 :1V5 C4VC:
D 8 : 8 4 ;4VD :0VC C5V48
C 8 4 : 8 ;:V6 :6V5 C5V41
; 8 8 4 : C5V1 :6V1 D8V68
H:Y 4:5VD1 486V; 404V;8 44CV0D !1DCV0C
H4Y 488VD5 44;V45 448V45 481V;5
H8Y 480V54 4:8V8C 4:4V86 4:8V::
H:Y A 8 D5V46 DCV18 C5V;C D1V:1
H4Y A 8 DDV;5 D1V05 D0V05 DCV;D
H8Y A 8 DCV5: D:V:8 D5VDC D:V50
E DVD1 DV6 1V6C 6V:4
收稿日期：4550 U 5D U :4
DOI:10.16044/j.cnki.rlyhg.2005.02.022
!燃 料 与 化 工#$%& ’ ()%*+,-& ./0,%11%1
2334 年 5 月
第 56 卷 第 2 期
投料，设计四因素三水平正交试验，以优化实验条
件，实验情况见表 2和表 5。
从实验结果可知，78值对产品的收率影响最
大，其次的影响因素分别为加料温度、反应温度、
反应时间。
最终确定的最优化参数为：反应体系 78值为
49 4 : 69 ;，加料温度 4 : <3= ，反应温度 23 :
24=，反应时间 6)。
! # 稳定性实验
实验参数同上，改变各原料量，实验结果如表
!所示，产品纯度和收率仍很稳定，平均收率达到
;4>以上。
# 结论
利用煤焦油中的吲哚，采用相转移催化法进行
芦竹碱的合成，极大地降低了芦竹碱成本，提高了
焦油产品的附加值。反应条件温和，易于操作，产
品质量稳定，适合工业生产。
表 $ 稳定性实验结果
序号 吲哚 ? *0& 二甲胺 ? *0& 甲醛 ? *0& 纯度 ? > 质量 ? @ 收率 ? >
< 3A< 3A< 3A< B5A< <4A; ;!A4!
2 3A2 3A2 3A2 B2A6 5
! 3A! 3A! 3A! B2A 6!A5 ;A焦化厂的循环水一般都经过处理，但在工业运
行过程中，由于水中含有一些有机营养物，在水
温、78适宜，日照充足时，各种微生物在循环过
程中能迅速繁殖起来。这些微生物及其排泄物会在
管道和设备表面形成生物粘泥，不但影响设备的冷
却效果，而且生物粘泥会牢固地附着在设备表面
上，形成氧的浓差电池，使铁被溶解，引起严重的
垢下腐蚀。本厂新低温循环水系统由于杀菌处理不
理想，在设备和管道表面形成了大量的生物粘泥，
也造成了较重的腐蚀。在充分调研的基础上，对系
统进行了不停车清洗，取得了理想的效果。
% 存在问题
邯钢焦化厂新低温循环水系统已运行 !年，主
要功能是为二回收车间的初冷器和终冷横管冷却器
等设备提供 <6 : <;=的制冷循环水。生产中发现
设备换热效果变差，循环水量不足，影响了正常生
产。对设备开箱检查发现，横管冷却器的冷却水路
粘泥厚度达 ; : <4**，并有许多大小不一的锈
瘤，管道局部堵塞，清开沉积物，管壁有大量的蚀
坑，垢下腐蚀的特征明显。对沉积物取样分析，结
果如下 C质量分数 D：水分 !9 !;>，443=灼烧减重
559 B3>，酸不溶物 ;9 54>，#%2E5 !;9 <3>，(-E
<9 <3>，F@E 39 B5>。从化验结果可以看出，沉
积物中主要成分是有机物和腐蚀产物。有机物含量
高说明微生物大量繁殖产生了较多的粘垢。
! 清洗方案
为减少清洗对生产的影响，降低处理成本，我
们决定对系统进行不停车清洗。
C < D 浸润、杀菌剥离。按系统循环水量
< !33*5 ? )投加由氧化型杀菌剂和季胺盐类粘泥剥
离剂等配合的杀菌剥离剂及浸润渗透剂、缓蚀剂。
目的是对系统的生物粘泥及其他机械杂质进行清
洗，同时对锈垢具有浸润渗透作用。为防止水中悬
浮物含量升高而产生二次沉淀和堵塞设备，还要适
量投加分散剂。
C 2 D 络和清洗。投加络和清洗剂和高效缓蚀
剂。络和清洗剂的主要成分是柠檬酸类物质，并在
其溶液中添加了对碱金属有很好溶解性的磺酸类物
质，也添加了提高柠檬酸溶解氧化铁、碳酸钙、水垢
能力的无机物，具有较强的螯合作用，释放出的 8 G
可与金属氧化物作用而将锈垢溶于水中。络和清洗
时，系统 78控制在 5 : !为宜。为减少清洗过程产
收稿日期：233! H 3 H <2
焦化厂循环水系统生物粘泥的不停车清洗
郭金华 李丽芳 宋琳娜
C邯郸钢铁有限责任公司焦化厂，邯郸 3463<4 D