[发明专利]反相微乳液及其制备方法与应用

说明书

本发明属于有机废气处理技术领域，具体为一种反相微乳液及其制备方法与应用。所述反相微乳液以其总质量为基准，由35～45％的非离子表面活性剂、35～45％的油性组分、5～10％的助表面活性剂和2～10％的水组成，其中所述非离子表面活性剂由脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和双子非离子表面活性剂组成。本发明的反相微乳液以及填料塔吸收工艺适用于炼化污水厂高浓度有机废气的处理，处理后废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯等指标可满足《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570‑2015)要求，实现稳定达标排放。

技术领域

本发明属于有机废气处理技术领域，具体涉及一种反相微乳液及利用其吸收处理炼化污水厂高浓度有机废气的方法。

背景技术

近年来，挥发性有机物(VOCs)和恶臭物质的污染问题和治理措施日益受到关注和重视。炼化企业污水厂是各企业挥发性有机物(VOCs)排放的主要来源之一，其产生的含烃废气具有来源广泛、气体组成复杂、同时含有烷烃、苯系物(主要为C₂-C₁₀)等有机气体、气体浓度高且波动大等特点，废气中非甲烷总烃一般在500～5000mg/m³，废气量约占总气量的1/3左右。目前，各企业执行的废气排放标准是于1993年发布的《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)，该标准对氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚、二硫化碳、苯乙烯8种恶臭污染物规定了排放限值。2015年4月16日，又发布了《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)和《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)，对64种挥发性有机物的排放限制作出了明确规定，而且对废水处理有机废气收集处理装置产生的非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯四项污染物指标特别规定了排放限值(非甲烷总烃≤120mg/m³、苯≤4mg/m³、甲苯≤15mg/m³、二甲苯≤20mg/m³)。因此，针对炼化企业污水厂产生的高浓度含烃废气，开发快速高效、经济适用的控制技术，成为一项重要的研究课题。

目前，关于VOCs废气的处理方法主要有吸附法、吸收法、催化燃烧法、膜分离法、等温等离子体技术和光催化氧化等。炼化污水厂有机废气中组分复杂，同时含有VOCs、恶臭物质和水分，且VOCs浓度波动大。因此，利用吸附法处理炼化污水厂有机废气时，废气中的水分会覆盖吸附材料的表面和内部孔道，影响吸附效果；利用催化燃烧法时，废气中的硫化氢等恶臭物质会导致催化剂中毒，严重影响处理效果；利用低温等离子技术时，废气中的水分和硫化氢等会污染电极板，造成处理效果不佳的问题。液体吸收法具有对废气中复杂组分的适应性强、吸收率高、工艺简单、投资运行成本低等优点，适合炼化污水厂有机废气的处理。液体吸收法处理的关键在于吸收剂的选择，目前常用的吸收剂类型为高沸点有机溶剂和水基复合吸收剂。其中高沸点有机溶剂本身会产生VOCs，高温条件下吸收率会更低，并且可能造成二次污染。水基吸收剂一般有水-矿物油、水-表面活性剂-助剂等成分，而有机废气中VOCs组分主要为烷烃、芳烃等，这些物质在水中的溶解度都很低，气液吸收过程中传质效率低，影响处理效果。

近年来，微乳液因其具有分散均匀、对有机物的增溶量大、热力学稳定不易分层、可形成超低界面张力等独特性质和优势，在萃取分离、功能材料制备、化妆品、生物医药、有机合成、石油工业等领域得到广泛研究。微乳液可以分为O/W型和W/O型两类，其中W/O型一般称之为反相微乳液。反相微乳液可以形成热力学稳定体系，其结构特征为表面活性剂在油相中可以形成反胶束，表面活性剂的亲油基朝向油相，表面活性剂的亲水基则在胶束内部。反相微乳液独特的微观结构决定了其分子结构组成与有机废气中的烷烃、芳烃相匹配，满足“相似相溶”原理，因而可以实现对VOCs的有效吸收，具有良好的应用前景。