当前制约煤制天然气项目发展的原因之一为煤气化废水难以处理,现有的废水处理流程中酚氨回收工段出水二元酚含量过高,易导致下一步的生化系统崩溃。本论文对新疆某煤气化项目废水进行了水质分析,其总COD高达80000mg/L,含有各类型酚类,总酚高达16000mg/L,多元酚高达10000mg/L,现有萃取剂MIBK难以处理。针对该股废水,通过萃取剂筛选和混合萃取实验,发现醇类+酮类具有协萃效应,开发了高效脱二元酚协同萃取剂2-戊酮+正戊醇,在2-戊酮体积分数为80%效果最优,对对苯二酚的分配系数提高到22,是现工业上使用的MIBK分配系数的2倍。并研究pH、相比和萃取级数对实际废水萃取效果的影响,确定适宜的萃取条件为pH=7,相比1:4,萃取级数为3级,对新疆某煤气化项目废水三级错流萃取后总酚降到320mg/L,脱除率高达97%。在此基础上测定了2-戊酮+二元酚+水和正戊醇+2-戊酮+对苯二酚+水的液液平衡数据,使用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对实验数据进行关联,实验值和计算值的相对均方根误差(RMSD)均在2%以内,回归得到二元交互作用参数,经检验液-液平衡数据可靠有效。使用流程模拟软件研究了混合萃取的回收工艺,研究了在现有流程上将萃取剂MIBK更换为协同萃取剂对汽提塔和酚塔操作参数的影响,在保证操作要求的情况下优化了塔顶采出量和回流比等参数,对比使用MIBK做萃取剂,虽然协同萃取剂回收总能耗有所提高,但其对处理二元酚含量高的废水仍意义重大。