炼油厂VOCs吸收-吸附耦合工艺研究

采用负载浸渍法,将活性金属铜引入活性炭孔道内部,并且对其进行N₂吸附-脱附及透射电镜表征。使用改性后的AC-2活性炭吸附剂吸附脱除苯模型化合物,当入口苯质量浓度为6.5 g/m³、体积空速为1 000 h^-1、吸附温度为20℃时,穿透时间为13 h,吸附量为132 g。经过8个吸附-再生周期,AC-2活性炭吸附剂仍可将固定床吸附器出口苯质量浓度控制在30mg/m³以下。使用改性后的AC-2活性炭吸附剂吸收-吸附脱除石脑油中的VOCs（挥发性有机物）,在进气口VOCs质量浓度为100～150 g/m³、体积空速为1 000 h^-1、吸附温度为20℃的条件下,其穿透时间为4.5 h。经过4个柴油吸收-吸附-再生周期,AC-2活性炭吸附剂仍维持较稳定的脱VOCs性能。热脱附模型相较于常温脱附模式,更加适用于活性炭吸附剂的脱附再生。     

活性炭吸附油气回收工艺的应用

重点阐述了中捷石化油气回收的重要性,并对中捷石化油气回收系统的调研及应用情况进行监测、总结。油气回收工艺由油气收集及平衡系统、油气回收系统两部分组成解析后的烃蒸气。收集系统采用中石化专利技术ZUO-QM型密封罩完成;油气回收系统中的吸附工艺经过对膜回收、活性炭吸附、冷凝＋吸附、吸收四种工艺的调研、考察和比选,决定采用美国乔丹活性炭专利技术,吸附解吸后的油气用日发汽油来完成。该油气回收工艺正式投用后,排放浓度为≤5 g/m^3（非甲烷烃）,达到预期效果。     

改性活性炭吸附脱除噻吩类硫化物

采用不同氧化剂对活性炭进行处理后再负载金属离子,以提高其对燃油中噻吩类硫化物的吸附性能。采用均匀设计对硝酸浓度、氧化温度、Cu~(2+)负载量、焙烧温度及焙烧时间等5个因素进行优化,采用直观分析和二次多项式逐步回归分析法进行数据处理,得到较优的活性炭故性工艺条件:硝酸浓度为15mol/L,氧化温度为100℃,Cu~(2+)负载量(以CuO质量分数计)为15%,焙烧温度为150℃,焙烧时间为4.5h。在此工艺条件下制备的活性炭吸附剂对二苯并噻吩的穿透硫容和饱和硫容分别达到9.3mg/g和14.7mg/g。油品中的竞争物质对活性炭吸附剂脱除苯并噻吩性能的影响强弱顺序为:芳烃>烯烃。     

油气冷凝和吸附集成回收工艺的研究

提出了油气冷凝和吸附集成回收工艺,并对其回收效果进行了模拟和实验研究。考虑到太阳能作为动力能源供给,开发了冷凝和吸附集成回收装置,利用Aspen Plus软件灵敏度分析工具,对4种不同浓度的汽油油气冷凝过程进行了模拟,并进行了实验验证。结果表明,冷凝段的冷凝温度可以设计在-25℃左右,此时回收率在50%以上;当冷凝温度为-25℃时,油气回收率的实验值与模拟值吻合。该集成工艺回收装置的油气回收率达到99%以上,出口油气质量浓度低于7.7 g/m³,可以达标。吸附剂动态吸附容量可达0.24 kg/kg,通过高真空解吸及微量氮气吹扫,饱和吸附剂可被完全解吸。该工艺的吸附热效应远低于纯吸附法,从而进一步提高了系统的安全性和经济效益。     

芳烃储罐及装船作业排气治理技术应用

对比分析了现有石化VOCs（挥发性有机物）废气治理方面的几种技术,介绍了低温重芳烃吸收-吸附-催化氧化工艺在某石化企业芳烃储罐及装船排气治理技术工业应用情况。废气治理装置的操作条件：低温重芳烃吸收液气比40～60 L/m³,吸收温度5～15℃,吸收塔和吸附罐操作压力0.18 MPa,吸附时间30 min,吸附罐解吸压力-0.095 MPa,废气进入催化氧化反应器的总烃的质量浓度为3 000～6 000 mg/m³,催化氧化反应温度350～410℃,反应器体积空速5 000～20 000 h^-1。治理装置的净化气中非甲烷总烃的质量浓度均小于10 mg/m³,苯、甲苯、二甲苯浓度小于仪器最低检出限。净化气污染物排放浓度满足环保排放标准和企业相关排放指标要求。     

硝酸改性对活性炭吸附脱硫性能的影响

采用硝酸对活性炭进行改性,考察了改性时间、温度及硝酸浓度对活性炭吸附性能的影响。结果表明,随着温度升高和处理时间延长,改性活性炭的吸附性能总体呈先升后降的趋势;随着硝酸浓度增加,改性活性炭的吸附性能提高。硝酸改性活性炭的最佳条件为：温度80℃,硝酸质量分数65％,处理时间1h。制得的改性活性炭对石油醚中二苯并噻吩的硫吸附容量为6．90mr,／g,比改性前提高了14．1％。     

改性微孔-介孔多级孔碳材料的制备及其甲苯吸附性能

为寻求高效有机废气吸附剂,选取石油化工行业特征污染物甲苯为研究对象,以MCM 41分子筛作为模板,制备大比表面积微孔 介孔多级孔碳材料。采用硝酸改性,分别考察了硝酸浓度、改性时间、改性温度对改性材料甲苯吸附性能的影响,并采用正交实验确定最佳改性条件。结果表明,合成微孔 介孔多级孔碳材料比表面积高达110408 m2/g,平均孔容为052 cm3/g,对模拟甲苯有机废气饱和吸附量可达0107 g/g;硝酸改性后,微孔 介孔多级孔碳材料甲苯吸附性能显著提高。最优的制备条件为硝酸质量分数20%、改性时间10 h、改性温度60℃。在此条件下制备的硝酸改性微孔 介孔多级孔碳材料的甲苯饱和吸附量可达0687 g/g。     

活性炭纤维在酮苯脱蜡装置上的应用

综述了活性炭纤维的产品性能,采用甲苯及甲乙酮的活性炭纤维吸附回收装置处理含甲苯与甲乙酮的废气。由于采用了优越的吸附材料和先进的工艺设计,使吸收率达95%以上,它具有活性炭纤维用量少、装置占地面积小、全自动运行、吸附解吸速度快和减少污染等一系列优点,收到了很好的环保效益和经济效益。     

流化催化裂化汽油吸附法深度脱硫工艺的研究

以臭氧氧化活性炭为吸附剂,对流化催化裂化(FCC)汽油进行吸附脱硫研究,探索了最佳吸附条件和最佳再生条件。实验结果表明,在活性炭颗粒大小为80～100目、吸附温度为80℃、原料液态空速为1.70h-1的最佳吸附条件下,可使初始硫含量为796μg/g的FCC汽油的初始流出液的硫含量降到18μg/g,初始脱硫率达97.7%;在脱附剂为乙醇、再生温度为60℃、脱附剂液态空速为1.70h-1的最佳再生条件下再生活性炭,循环使用3次时仍可使初始流出液的硫含量降到45μg/g,初始脱硫率达94.3%。     

微波-浸渍联合改性活性炭对CS_2吸附性能的研究

以活性炭为原料,采用微波正交实验考察了微波辐射功率、辐射时间、活性炭处理量三因素微波改性活性炭对吸附CS2性能的影响;用过渡金属溶液和氨水分别浸渍微波改性后的活性炭,考察了微波-浸渍联合改性活性炭对吸附CS2的影响。实验结果表明,微波改性的最优实验条件为微波辐射功率400 W、辐射时间3 min、活性炭处理量5 g;在此条件下,微波改性后的活性炭(AC1)吸附CS2的静、动态吸附量分别为0.564,0.542 g/g;用浓度为0.005 mol/L的Fe(NO3)3溶液、0.020 mol/L的Cu(NO3)2溶液、质量分数30%的氨水分别浸渍AC1后,3种联合改性活性炭对CS2静、动态吸附量较原活性炭均有所提高,其中氨水-微波联合改性的活性炭对CS2吸附性能最好,对CS2的静、动态吸附量分别为0.587,0.572 g/g。BET,SEM,FTIR表征结果显示,活性炭改性后碱性基团的数量增多,微孔的数量增大。     

硅酸锆负载壳聚糖吸附废水中铅离子的工艺研究

以颗粒状硅酸锆(ZrSiO4)作为载体,通过浸渍的方法将壳聚糖负载其上,制得壳聚糖-ZrSiO4吸附剂。用该吸附剂处理废水中的铅离子(Pb2+),考察了体系pH值、温度、时间等工艺条件对吸附和脱附效果的影响。结果表明,在Pb2+溶液初始质量浓度为5.0 mg/L,pH值为6.0,吸附剂用量为24.0 g/L,吸附温度为30℃,吸附时间为1 h的优化条件下,该吸附剂对溶液中Pb2+的最大吸附率为86.4%,相应其最大吸附容量为180.1μg/g;用去离子水洗涤壳聚糖-ZrSiO4饱和吸附剂,调节脱附体系pH值为2.0,在10℃震荡10 min,该吸附剂对Pb2+的脱附率可达93.5%。     

含油污泥吸附剂的研制及其吸附特性研究

以吉化剩余污泥和辽河浮渣两种典型含油污泥为原料制备污泥吸附剂。吉化剩余污泥制备吸附剂(JA)的方法是以ZnCl2溶液为活化剂,浓度0.5 mol/L,热解温度550 ℃,热解停留时间2 h;辽河浮渣制备吸附剂（LA）方法为直接热解,热解温度650 ℃,热解停留时间2 h。结果表明：制备的两种吸附剂微观表面粗糙,呈不规则的多孔结构,并以中孔为主;JA和LA两种吸附剂的碘吸附值分别达到451.22 mg/g和376.48 mg/g,且对采油污水中COD和石油类的去除率强于木质活性炭,处理后的采油污水COD、石油类含量均达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的二级标准。     

用于吸附甲苯的微介孔碳材料的制备及改性

在吸附甲苯过程中,吸附剂的选择是关键。在本论文中,合成了微介孔碳材料并进行了表征。在合成过程中,MCM-41为模板,蔗糖和糠醇分别做为碳源。分别考察了在不同甲苯初始浓度、温度和床层高度下,制备的碳材料的吸附性能。为了进一步提高碳材料吸附性能,利用硝酸对碳材料进行改性,并研究了改性碳材料的吸附性能。所制备的碳材料是典型的IV型等温线,孔径分布集中在微孔和介孔。与MCM-41相比,制备的碳材料具有高的吸附能力。改性以后,碳材料的比表面积和含氧官能团都增大,使得碳材料吸附量从改性前的185.3 mg/g增大到514.7mg/g。碳材料的表面积和表面化学特性决定了其吸附性能。     

粘胶基活性炭纤维吸附甲苯废气后的水蒸气活化再生

采用自制的动态吸附、脱附装置,考察了粘胶基活性炭纤维吸附甲苯废气饱和后水蒸气活化再生时脱附温度、吸附气流速、甲苯质量浓度、吸附剂填充高度和循环使用次数对脱附效果的影响。结果表明,脱附温度、吸附气流速对脱附效果影响较大,最佳脱附温度为423~438 K,最佳吸附气流速为0.3~0.4 m/s;甲苯质量浓度、吸附剂填充高度和循环使用次数对脱附效果没有明显的影响。     

活性炭吸附回收油气的研究

以活性炭为吸附剂吸附分离油气与氮气的混合气,采用氮吸附法表征活性炭的孔结构,分析活性炭孔隙结构、油气的进口浓度和吸附床层尺寸对吸附性能的影响,探讨真空度和脱附时间对脱附性能的影响。结果表明,活性炭对油气的吸附能力取决于其孔径为1～2nm孔的发达程度;虽然增大进口油气浓度可提高穿透吸附量,但是要以缩短穿透时间和较高的床层温升为代价;较大的床层尺寸可在提高穿透吸附量的同时保证较长的穿透时间和较低的床层温升;降低真空度、延长脱附时间有利于油气的脱附,但是在满足较高脱附率的同时要兼顾到操作费用的降低。     

超高比表面积活性炭储氢性能研究

以石油焦为原料、KOH为活化剂制得超高比表面积活性炭吸附剂并用于H2吸附储存,采用BET和SEM对其结构进行了表征。结果表明,该吸附剂具有发达的微孔结构且其比表面积高达2693 m2/g,其孔结构以狭缝状孔结构为主。该吸附剂具有高的H2吸附储存能力,在吸附压力为9.0 MPa、吸附温度为273K时,H2脱附量可达12.21 mmol.g-1。     

变压器油固定床脱水工艺的开发

针对变压器油真空滤油工艺的诸多不足,探索将常温常压固定床吸附技术用于变压器油脱水的可行性,并考察了改性树脂、5A分子筛、活性炭、硅胶等吸附材料的性能。结果表明：在考察的吸附材料中,改性树脂脱水剂的性能最优,无水氯化钙次之,硅胶和5A分子筛的性能最差;当原料变压器油水质量分数为33 μg/g时,在质量空速30 h^-1条件下进行固定床吸附脱水后,变压器油初期水质量分数达10 μg/g以下;以固定床出口变压器油水质量分数大于20 μg/g为脱水剂失活标准,新鲜改性树脂脱水剂的吸附容量为96.03 mg/g;吸水改性树脂可多次再生循环利用,再生后改性树脂脱水剂的吸附容量轻微下降。     

负载镍、层析硅胶对模拟柴油吸附脱氮的研究

以层析硅胶为载体,用等体积浸渍法制备金属镍负载量分别为1.4%,2.6%,3.8%,5.0%,6.2%的脱氮吸附剂;在实验室间歇式吸附装置上,考察在氮化物浓度为1 000 μg/g、吸附温度为120 ℃、油剂质量比60:1条件下,吸附剂的金属负载量对喹啉模拟柴油及吲哚模拟柴油的吸附脱氮效果,结果表明：当金属负载量为5.0％时,喹啉的平衡吸附量最大,当金属负载量为2.6％时,吲哚的平衡吸附量最大;喹啉和吲哚在吸附剂上的吸附明显具有多分子层吸附的基本特征。考察不同吸附温度下吸附剂对喹啉和吲哚的吸附效果,结果表明：吸附温度为100 ℃和120 ℃时,吸附剂对喹啉模拟柴油的吸附效果较好,140 ℃时,吸附剂对吲哚模拟柴油的吸附效果较好。     

NaY/β复合分子筛改性及对模拟柴油中氮化物的吸附性能

利用二次交换二次焙烧方法对NaY/β分子筛进行改性,制备CeY/β和BaY/β复合分子筛。采用XRD、ICP-MS表征方法对改性前后的分子筛结构进行分析;采用氮含量600 μg/g的模拟柴油,考察改性前后分子筛的吸附脱氮效果,并优化吸附脱氮条件。结果表明：改性前后分子筛的特征峰基本一致,说明改性没有改变分子筛的主体晶型;改性后分子筛的脱氮率明显增加,CeY/β分子筛的脱氮效果最佳;CeY/β分子筛的适宜吸附条件为：剂油质量比1:20,反应温度40 ℃,吸附时间3.0 h;BaY/β分子筛的适宜吸附条件为：剂油比质量1:40,反应温度40 ℃,吸附时间4.0 h。