石油化工行业VOCs排放特征及治理中的关键科学问题

Volatile organic compounds (VOCs) is a kind of important toxic and harmful gaseous pollutants in petrochemical industry. The treatment of VOCs in petrochemical industry is restricted by many factors including the wide range source and complex of VOCs and the difficulties in control technology selection. This project plans firstly to understand the VOCs emission characteristics and establish their information database for the petrochemical industry through the VOCs emission detection, analysis and modeling, aiming to provide guidance for the selection and development of the corresponding VOCs control technology. Then, highly efficient adsorption separation and catalytic removal processes are designed based on the emission characteristics of VOCs. For the adsorption process, the efficient molecular sieve adsorbent with regular pore structure and rich surface functional group are designed. For the catalytic oxidation process, the efficient monolithic catalysts with the synergetic effect among micro-meso-macro scales are developed to build an efficient purification system. Finally, the overall solution for VOCs treatment in petrochemical industry is put forward and put into application considering the VOCs emission characteristics, technology, cost and environmental impact together.

挥发性有机化合物(VOCs)是石油化工行业排放的一类重要的有毒有害气态污染物。石化行业VOCs控制难点包括VOCs来源广泛、成分复杂和控制技术选择困难。本项目拟通过检测和建模分析，为石化行业所排放的VOCs废气建立相应的信息化数据库，认知其VOCs排放特征，为选择和开发相应的VOCs治理技术提供指导；基于石化行业VOCs排放特征，精准设计利于VOCs吸附分离、具有规整孔道结构和丰富表界面功能团的分子筛吸附剂，实现VOCs吸附分离的高效性；基于石化行业VOCs排放特征，设计类整体式催化剂的微介观尺度的活性组分和催化剂表界面结构，构筑多尺度协同作用的高效VOCs催化净化体系；最后在解决关键单项治理技术的前提下，从技术、成本、环境影响等方面综合考虑，提出石化行业VOCs污染控制的整体优化解决方案，并形成相应的技术装备和应用示范基地。

挥发性有机化合物(VOCs)是石油化工行业排放的一类重要的有毒有害气态污染物。石化行业VOCs控制难点包括VOCs来源广泛、成分复杂和控制技术选择困难。本项目的主要研究内容有：（1）通过检测和建模分析，为石化行业所排放的VOCs废气建立相应的信息化数据库，认知其VOCs排放特征，为选择和开发相应的VOCs治理技术提供指导。（2）基于石化行业VOCs排放特征，精准设计利于VOCs吸附分离、具有规整孔道结构和丰富表界面功能团的分子筛吸附剂，实现VOCs吸附分离的高效性。（3）基于石化行业VOCs排放特征，设计类整体式催化剂的微介观尺度的活性组分和催化剂表界面结构，构筑多尺度协同作用的高效VOCs催化净化体系。（4）在解决关键单项治理技术的前提下，从技术、成本、环境影响等方面综合考虑，提出石化行业VOCs污染控制的整体优化解决方案，并形成相应的技术装备和应用示范基地。通过几年时间的研究，已获得了油漆喷涂、防水卷材等九大行业的VOCs排放特征，对不同类别的石化企业生产特征和废气进行了分析，建立了数据库。利用硬模板剂法，合成了高硅铝比的ZSM-5分子筛，实现了宏量制备技术，实现了VOCs的高效吸附分离。设计了具有类整体式规整孔道以及核壳结构的催化剂，通过限域分散作用、对反应组分的限域富集性能以及优异的物质与热量传递性能，实现了温和条件下有机废气的高效催化氧化。在此基础上，已完成了2000立方的吸附中试装置和500立方的催化转化装置。