CN110856793A

CN110856793A - 微乳液、制备方法及利用微乳液吸收处理有机废气的方法

Info

Publication number: CN110856793A
Application number: CN201810960812.9A
Authority: CN
Inventors: 李常青; 刘发强; 牛进龙; 谷丽芬; 韦清华; 王语林; 梁宝锋; 杨岳; 巫树锋; 江岩; 李扬; 李晶蕊; 何琳; 张媛; 贾媛媛
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2020-03-03
Anticipated expiration: 2038-08-22
Also published as: CN110856793B

Abstract

本发明公开了属于环境保护技术领域，具体为一种微乳液及其制备方法，以及在超重力场下利用微乳液增溶吸收炼油污水场高浓度有机废气的方法。所述微乳液包括10～48.5％的非离子表面活性剂、0.001～0.01％的油性组分、50～88％的水、0.5～1.5％的鼠李糖脂、0.01～0.1％的环糊精和0.02～0.15％的盐。本发明的微乳液以及超重力吸收工艺适用于炼油污水场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。

Description

微乳液、制备方法及利用微乳液吸收处理有机废气的方法

技术领域

本发明属于有机废气处理技术领域，具体涉及一种微乳液及在超重力场下利用微乳液增溶吸收炼油污水场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政府、企业和社会公众的关注和重视。炼化企业污水场是各企业挥发性有机物(VOCs)排放的主要来源之一，污水场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，各企业执行的排放标准是国家于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，国家环保部发布了《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规定了特别排放限值(非甲烷总烃≤120mg/m³、苯≤4mg/m³、甲苯≤15mg/m³、二甲苯≤20mg/m³)。因此，针对炼化企业污水场产生的高浓度含烃废气，发展快速高效、经济适用的控制技术，成为一项重要的研究课题。

超重力技术是近二十年才发展起来的新型化工过程强化技术，在超重力场条件下(一般小于1000g)，可以极大地提高气液传质效率(可提高1～3个数量级)，同时可有效提高液泛气速，在大幅减少处理装置规模的同时提高装置的生产效率和能力，同时由于超重力装置具有操作简便、启动速度快、适应性强等特点和优势，已经在烟气脱硫除尘、水中脱氧、废气脱氨等方面取得了良好的应用效果。针对有机废气中烷烃、芳烃等难溶性气体气液传质效率低的难题，超重力技术具有良好的研究和应用前景。

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。

中国专利CN101259360A公开报道了一种含苯系物废气的净化方法，该专利利用表面活性剂和助表面活性剂形成的微乳液吸收治理含有苯系物的废气，使用的表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、氯代十六烷基吡啶、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、曲拉通114、曲拉通405、吐温80或吐温40的一种或几种。处理的废气组分单一，仅对含有甲苯和二甲苯的废气进行了吸收处理，没有对同时含有低碳烷烃和苯系物的多组分混合废气进行处理。同时，选择的表面活性剂的亲油基碳数较高，在结构上与低碳烷烃和苯系物的匹配性较差。

中国专利CN104307309A公开报道了一种ISO9001下机械厂房内装修有机废气的净化方法，该专利利用表面活性剂和助表面活性剂形成的微乳液吸收治理机械厂房内装修产生的有机废气，使用的表面活性剂包括三聚磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠，使用的助剂为微量的活性炭。没有说明处理废气的具体组成(只提及含有苯系物)和表面活性剂的具体类型，同时也没有给出处理效果的具体数据。

中国专利CN101844025A公开报道了有机废气微乳液吸收剂及制备方法和用途，该专利利用表面活性剂和助表面活性剂形成的微乳液吸收治理家具、喷涂、制鞋、印刷、电子和材料等行业产生的有机废气，使用的表面活性剂包括2-己基-癸基硫酸钠、2-己基-硫酸钾、琥珀酸单十八酰胺磺酸钠、蓖麻油磺酸钠、硬脂酸甲酯磺酸钠或壬酚醚-2-磺酸钠，使用的助表面活性剂为二乙醇胺、聚乙二醇和椰油酰胺单乙醇胺中的一种或几种。该专利处理的石化有机废气中主要组分为苯、甲苯、二甲苯和氯苯，没有说明对低碳烷烃和非甲烷总烃的处理效果。以上吸收剂均针对的是组分相对单一的有机废气，对于炼化污水场高浓度含烃废气中低碳烷烃与苯系物同时存在的复杂混合废气，尚未进行有效的处理。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是针对炼油污水场高浓度有机废气处理难度大的技术问题，提供一种微乳液及其制备方法，同时利用该微乳液有效处理污水场高浓度有机废气中低碳烷烃及苯系物。

本发明所述的微乳液，以微乳液的总质量为基准，包括：

非离子表面活性剂10～48.5％；

油性组分0.001～0.01％；

水50～88％；

鼠李糖脂0.5～1.5％；

环糊精0.01～0.1％；

盐0.02～0.15％。

更优选的配方为各组分质量占微乳液总质量的百分比如下：非离子表面活性剂为20～45％，水为53～80％，鼠李糖脂为0.8～1.2％，环糊精为0.05～0.08％，盐为0.06～0.12％，油性组分为0.005～0.009％。

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、有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯醚、双子非离子表面活性剂组成。以非离子表面活性剂的总质量为基准，脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚的总含量为30～50％(其中脂肪醇聚氧乙烯醚的含量为15～30％、烷基酚聚氧乙烯醚的含量为20～35％)，有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯醚的含量为20～40％，双子非离子表面活性剂的含量为10～30％。

根据微乳液增溶吸收有机气体的原理，有机气体分子进入微乳液胶束中，与表面活性剂的非极性亲油基通过分子间作用力而结合，从而达到溶解和稳定存在的目的。因此，选择表面活性剂的非极性亲油基结构与废气中有机气体分子结构相匹配，可以有效实现相似相溶。具体而言，脂肪醇聚氧乙烯醚的烷基链亲油基可以与废气中的低碳烷烃在分子结构上具有良好的匹配性，烷基酚聚氧乙烯醚的烷苯基亲油基可以与废气中的苯系物在分子结构上具有良好的匹配性，有机硅聚醚非离子表面活性剂和双子表面活性剂的亲油基兼有烷基和芳基，在结构上与废气中有机气体分子的匹配性更好，而且各种表面活性剂之间存在协同效应，使得在微乳液胶束形成和增溶吸收过程中，界面膜的结构更具有稳定性和弹性，更有利于胶束对有机气体分子的溶解吸收。

所述脂肪醇聚氧乙烯醚为碳数2～10的脂肪醇，优为选碳数6～8的脂肪醇；聚氧乙烯醚中氧乙烯聚合度(结构单元-OCH₂CH₂O-的数目)优选为5～30，更优选为7～15。

所述烷基酚聚氧乙烯醚为碳数2～12的烷基酚，优选为碳数8～9的烷基酚；聚氧乙烯醚中氧乙烯聚合度(结构单元-OCH₂CH₂O-的数目)优选5～35，更优选为10～17。

所述有机硅聚醚非离子表面活性剂为Si-C型，其结构简式如下式所示:

其中R为碳数2～10的烷基或芳基，优选碳数6～8的芳基；n为10～30，优选15～20；m为3～10，优选5～8；氧乙烯聚合度x为5～15，优选7～12；氧乙烯与氧丙烯聚合度之比x：y为35:65～80:20，优选45:55～75:25。

所述双子非离子表面活性剂其结构简式如下式所示:

其中端取代基R₁为碳数2～10的烷基或碳数8-18烷苯基，优选碳数14～15的烷苯基；中间连接基R₂为碳数2～6的烷基或芳基；氧乙烯聚合度x优选5～35，更优选为10～15。

所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精及其甲基取代基、乙基取代基、羟丙基取代基衍生物的一种或几种，优选β-环糊精及其甲基取代基、乙基取代基、羟丙基取代基衍生物的一种或几种，更优选β-环糊精及其羟丙基取代基衍生物的一种或两种；环糊精含量为微乳液总质量的0.01～0.1％，优选含量为0.05～0.008％。

所述的油性组分为C₂-C₁₀的烷烃和芳烃，优选C₆-C₈的烷烃和芳烃。

所述鼠李糖脂的含量优选为微乳液总质量的0.8～1.2％。

所述盐为氯化钠、硫酸钠、硝酸铵、碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠、柠檬酸钠的一种或几种，优选碳酸钠、硅酸钠、柠檬酸钠的一种或几种，更优选硅酸钠、柠檬酸钠的一种或两种；盐含量优选为微乳液总质量的0.06～0.12％。

所述的水为普通水质，如自来水、井水、蒸馏水，也可以是总矿化度不大于3000mg/L的地层水。

本发明还提供了所述的微乳液的制备方法，具体为在低速搅拌状态下(一般为100-200r/min)，将一定比例的非离子表面活性剂和水混合，然后依次加入环糊精、鼠李糖脂和盐，混合均匀，接着将油性组分缓慢滴加至上述混合液中，直至混合液突然由浑浊变为澄清透明，最后得到稳定透明的均相微乳液。

所述微乳液制备过程中温度为10～35℃，优选为15～25℃。

本发明还提供一种利用微乳液吸收处理有机废气的工艺，具体为：首先将有机废气通过风机从超重力装置的中下部引入，微乳液吸收剂从超重力装置的轴向上部液体进口进入，在离心力作用下，吸收液沿旋转填料床径向在填料表面分布，废气与吸收液在填料表面逆流接触进行气液传质，废气中的有机气体分子进入微乳液胶束中被溶解吸收，处理后的废气通过超重力装置轴向的气体通道由气体出口排出。

所述超重力装置中装填规整填料，材质为不锈钢丝网或不锈钢波纹板，优选不锈钢丝网规整填料；填料的比表面积为900～1400m²/m³，优选1000～1200m²/m³。

所述微乳液吸收工艺中液气比为5～30L/m³，优选8～15L/m³。

本发明所述的有机废气为污水场高浓度含烃恶臭气体，废气中非甲烷总烃浓度一般为300～2000mg/m³。

本发明所述的利用微乳液吸收处理有机废气的方法原理为：将收集后的高浓度有机废气通过风机进入超重力装置，微乳液则在高速旋转的填料床作用下分散为液膜、液丝或液滴，形成巨大的相间接触面积，同时相界面的更新速率非常快，从而可以极大提高气液传质效率(传质效率比常规重力条件下提高1～3个数量级)，废气中的苯系物以及其他挥发性有机物由气相进入微乳液的胶束中，达到增溶吸收的目的。微乳液可以循环使用，同时由计量泵对吸收液储液槽不断补充一定比例的新鲜微乳液，从而保持装置内微乳液具有稳定的吸附容量和吸收效果。

附图说明

图1为本发明所述的利用微乳液吸收处理有机废气的工艺流程图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

微乳液的配制：配制200kg的微乳液，具体配制过程如下：取自来水130.6kg加入配液槽中，在100r/min的搅拌速度下，缓慢逐步加入16.5kg正己醇聚氧乙烯醚表面活性剂、16.5kg辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂、26.4kg有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯表面活性剂(分子量约为5500g/mol)、6.6kg双子非离子表面活性剂(分子量约为1300g/mol)，再依次加入200gα-环糊精、3kg鼠李糖脂和200g碳酸钠，混合均匀后，然后缓慢滴加4g正丁烷与6g苯的混合物，最后形成稳定透明的均相微乳液，备用。

微乳液吸收工艺处理过程：在试验现场，超重力装置的废气进气量为200m³/h，吸收液循环量为3m³/h，液气比15L/m³，停留时间30s，温度25～30℃，所使用的填料为不锈钢波纹板，其比表面为900m²/m³。装置连续运行，对进口和出口气体按国标HJ 732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	576	115
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	9.5	3.6
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	26.2	10.5
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	37.4	14.9

对比例1

按照中国专利CN101259360A中实施例1的方法配制如下微乳液：表面活性剂与助表面活性剂的质量比为1：0.25，称取400g十二烷基苯磺酸钠和100g正丁醇混匀，加水配制成质量百分浓度为90％的微乳液；将微乳液体系移至反应器中，将温度控制在25～30℃，通入污水场含烃废气，对进口和出口气体按国标HJ 732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	602	434
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	10.2	6.5
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	28.3	18.6
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	39.6	25.4

实施例2

微乳液的配制：配制200kg的微乳液，具体配制过程如下：取自来水120kg加入配液槽中，在120r/min的搅拌速度下，缓慢逐步加入11.5kg正辛醇聚氧乙烯醚表面活性剂、19.2kg壬基酚聚氧乙烯醚表面活性剂、38.4kg有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯表面活性剂(分子量约为6000g/mol)、7.7kg双子非离子表面活性剂(分子量约为1500g/mol)，再依次加入160gβ-环糊精、2.4kg鼠李糖脂和240g硅酸钠，混合均匀后，然后缓慢滴加6g苯与6g甲苯的混合物，最后形成稳定透明的均相微乳液，备用。

微乳液吸收工艺处理过程：在试验现场，超重力装置的废气进气量为200m³/h，吸收液循环量为2m³/h，液气比10L/m³，停留时间20s，温度25～30℃，所使用的填料为不锈钢丝网，其比表面为1000m²/m³。装置连续运行，对进口和出口气体按国标HJ 732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	685	105
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	9.2	3.2
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	31.1	11.2
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	44.6	15.6

对比例2

按照中国专利CN101259360A中实施例3的方法配制如下微乳液：表面活性剂与助表面活性剂的质量比为1：0.1，称取450g吐温-40和45g正丁醇混匀，加水配制成质量百分浓度为50％的微乳液；将微乳液体系移至反应器中，将温度控制在25～30℃，通入污水场含烃废气，对进口和出口气体按国标HJ732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	710	465
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	9.5	6.2
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	30.3	19.4
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	42.5	26.7

实施例3

微乳液的配制：配制200kg的微乳液，具体配制过程如下：取自来水106kg加入配液槽中，在140r/min的搅拌速度下，缓慢逐步加入22.5kg正庚醇聚氧乙烯醚表面活性剂、13.5kg壬基酚聚氧乙烯醚表面活性剂、36kg有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯表面活性剂(分子量约为7200g/mol)、18kg双子非离子表面活性剂(分子量约为1600g/mol)，再依次加入200g羟丙基β-环糊精、2kg鼠李糖脂和200g柠檬酸钠，混合均匀后，然后缓慢滴加8g苯与8g二甲苯的混合物，最后形成稳定透明的均相微乳液，备用。

微乳液吸收工艺处理过程：在试验现场，超重力装置的废气进气量为200m³/h，吸收液循环量为1.6m³/h，液气比8L/m³，停留时间15s，温度20～25℃，所使用的填料为不锈钢丝网，其比表面为1000m²/m³。装置连续运行，对进口和出口气体按国标HJ 732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	714	100
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	10.0	2.8
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	36.4	10.2
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	46.2	13.4

对比例3

按照中国专利CN104307309A中实施例2的方法配制如下微乳液：表面活性剂与助表面活性剂的质量比为1：15称取混匀，加水配制成质量百分浓度为95％的微乳液；将配制好的微乳液移至反应器中，然后加入三聚磷酸钠，三聚磷酸钠与微乳液的质量比为1：10；然后加入十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠与微乳液的质量比为1：20；最后加入活性炭，活性炭与微乳液的质量比为1：250。在反应器内通入污水场含烃废气，将温度控制在15～25℃，对进口和出口气体按国标HJ 732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	785	510
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	10.5	6.4
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	39.7	25.8
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	48.3	30.2

实施例4

微乳液的配制：配制200kg的微乳液，具体配制过程如下：取自来水116kg加入配液槽中，在130r/min的搅拌速度下，缓慢逐步加入8.12kg正辛醇聚氧乙烯醚表面活性剂、16.3kg壬基酚聚氧乙烯醚表面活性剂、32.5kg有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯表面活性剂(分子量约为6800g/mol)、24.4kg双子非离子表面活性剂(分子量约为1650g/mol)，再依次加入100γ-环糊精、3kg鼠李糖脂和120g柠檬酸钠，混合均匀后，然后缓慢滴加6g苯与10g二甲苯的混合物，最后形成稳定透明的均相微乳液，备用。

微乳液吸收工艺处理过程：在试验现场，超重力装置的废气进气量为200m³/h，吸收液循环量为1.6m³/h，液气比8L/m³，停留时间15s，温度15～25℃，所使用的填料为不锈钢丝网，其比表面为1200m²/m³。装置连续运行，对进口和出口气体按国标HJ 732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	790	95
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	10.8	2.5
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	41.5	9.6
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	51.3	11.7

对比例4

按照中国专利CN101844025A中实施例2工艺4的方法配制如下微乳液(按质量百分比)：琥珀酸单十八酰胺磺酸钠0.8％、聚乙二醇1％、二乙醇胺0.5％、氯化钠0.5％，其余为水。在吸收塔内通入污水场含烃废气，温度20～25℃，对进口和出口气体按国标HJ 732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	815	486
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	11.6	7.2
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	42.8	26.9
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	53.4	32.6

实施例5

微乳液的配制：配制200kg的微乳液，具体配制过程如下：取自来水130kg加入配液槽中，在150r/min的搅拌速度下，缓慢逐步加入9.46kg异辛醇聚氧乙烯醚表面活性剂、10.8kg辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂、27kg有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯表面活性剂(分子量约为7500g/mol)、20.3kg双子非离子表面活性剂(分子量约为1860g/mol)，再依次加入160羟丙基β-环糊精、1.6kg鼠李糖脂和160g柠檬酸钠，混合均匀后，然后缓慢滴加12g苯与8g甲苯的混合物，最后形成稳定透明的均相微乳液，备用。

微乳液吸收工艺处理过程：在试验现场，超重力装置的废气进气量为200m³/h，吸收液循环量为2.0m³/h，液气比10L/m³，停留时间10s，温度20～25℃，所使用的填料为不锈钢丝网，其比表面为1200m²/m³。装置连续运行，对进口和出口气体按国标HJ 732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	902	90
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	11.5	2.3
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	44.6	8.9
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	53.6	10.4

对比例5

按照中国专利CN101844025A中实施例2工艺6的方法配制如下微乳液(按质量百分比)：硬脂酸甲酯磺酸钠1％、二乙醇胺0.5％、氯化钾0.5％，其余为水。在吸收塔内通入污水场含烃废气，温度20～25℃，对进口和出口气体按国标HJ 732-2014进行取样，利用气相色谱法对废气中非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯的进行分析，处理效果如下表所示：

分析指标	进口	出口
			非甲烷总烃/(mg/m<sup>3</sup>)	896	546
苯/(mg/m<sup>3</sup>)	10.9	6.8
			甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	42.3	26.2
二甲苯/(mg/m<sup>3</sup>)	52.8	33.2

从以上实施例和对比例可以看出，针对污水场含烃废气的吸收处理，本发明的实施效果(即在超重力条件下利用所配制微乳液的吸收效果)均大幅好于其他发明的实施效果(即在常规重力条件下利用所配制微乳液的吸收效果)。现从以下两方面进行原因分析：

1.吸收工艺

炼化污水场含烃废气中挥发性有机物主要为低碳烷烃和苯系物，各组分的物性均为难溶于水。因此，废气中挥发性有机物在气液界面的接触传质为制约步骤之一。对于吸收法处理来说，其他发明专利所采用的处理工艺均在常规重力条件下的吸收塔内进行，传质效率较低；而本发明则是在超重力条件下进行，微乳液吸收剂在高速旋转的填料表面可以形成微小的液滴、液丝或者液膜，极大增加了传质接触面积，同时大幅提高传质接触面的更新频率。相比于常规重力条件，常规重力条件下的气液传质效率可提高1～3个数量级，从而取得了良好的传质和吸收效果。

另外，污水场含烃废气中各组分的浓度波动范围一般为十几～几十个mg/m³，而各对比专利处理的废气中组分相对单一且浓度波动范围一般为几百～几千mg/m³，利用对比专利的实施方式处理污水场含烃废气，各组分的传质推动力很小，传质效果差；而在超重力条件下，低浓度组分的推动力通过大幅提高传质效率得到了很好解决，吸收效果好。

2.微乳液胶束结构-性能关系

微乳液吸收处理挥发性有机物的关键是有机气体分子进入液相后能够被微乳液胶束快速吸附并稳定存在，这就要求形成微乳液胶束的表面活性剂亲油基分子结构要与有机气体分子结构具有良好的匹配性，以实现最大程度的吸附溶解作用。本发明从相似相溶原理和微乳液胶束界面膜稳定理论出发，针对低碳烷烃和苯系物的分子结构和物性特点，设计和优化后的表面活性剂亲油基团分子结构能够与吸收目标物分子结构具有良好的匹配性，形成的微乳液胶束界面膜具有良好的稳定性和弹性；同时，微乳液吸收过程中，脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯醚、双子非离子表面活性、环糊精和鼠李糖脂等不同种类的表面活性剂之间还可以形成协同效应，进一步促进表面活性剂亲油基与废气中有机气体分子的相互匹配和分子间作用力，从而实现良好的吸收处理效果。而对比专利中选择的表面活性剂，其亲油基结构不能与低碳烷烃等有机气体分子形成良好的匹配性，不能实现有效的相似相溶作用，吸收效果较差。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种微乳液，其特征在于，以微乳液的总质量为基准，包括：非离子表面活性剂10～48.5％，油性组分0.001～0.01％，水50～88％，鼠李糖脂0.5～1.5％，环糊精0.01～0.1％，盐0.02～0.15％；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、有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯醚和双子非离子表面活性剂组成。

2.根据权利要求1所述的微乳液，其特征在于，以非离子表面活性剂的总质量为基准，脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚的总含量为30～50％，有机硅聚氧乙烯聚氧丙烯醚的含量为20～40％，双子非离子表面活性剂的含量为10～30％。

3.根据权利要求2所述的微乳液，其特征在于，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚的含量为15～30％、烷基酚聚氧乙烯醚的含量为20～35％。

4.根据权利要求1所述的微乳液，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为碳数2～10的脂肪醇，聚氧乙烯醚中氧乙烯聚合度为5～30。

5.根据权利要求1所述的微乳液，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚为碳数2～12的烷基酚，聚氧乙烯醚中氧乙烯聚合度为5～35。

6.根据权利要求1所述的微乳液，其特征在于，所述有机硅聚醚非离子表面活性剂为Si-C型，其结构式如下式所示：

其中R为碳数2～10的烷基或芳基；n为10～30；m为3～10；氧乙烯聚合度x为5～15；氧乙烯与氧丙烯聚合度之比x：y为35:65～80:20。

7.根据权利要求1所述的微乳液，其特征在于，所述双子非离子表面活性剂其结构式如下式所示:

其中端取代基R₁为碳数2～10的烷基或碳数8-18烷苯基；R₂为碳数2～6的烷基或芳基；氧乙烯聚合度x为5～35。

8.根据权利要求1所述的微乳液，其特征在于，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精及其甲基取代基、乙基取代基、羟丙基取代基衍生物的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的微乳液，其特征在于，所述的油性组分为C₂-C₁₀的烷烃和芳烃，所述盐为氯化钠、硫酸钠、硝酸铵、碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠、柠檬酸钠的一种或几种，优选碳酸钠、硅酸钠、柠檬酸钠的一种或几种。

10.一种权利要求1所述的微乳液的制备方法，其特征在于，具体为在低速搅拌状态下，将非离子表面活性剂和水混合，然后依次加入环糊精、鼠李糖脂和盐，混合均匀，接着将油性组分缓慢滴加至上述混合液中，直至混合液突然由浑浊变为澄清透明，最后得到稳定透明的均相微乳液。

11.一种利用权利要求1所述微乳液吸收处理有机废气的方法，其特征在于，具体为：首先将有机废气通过风机从超重力装置的中下部引入，微乳液吸收剂从超重力装置的轴向上部液体进口进入，处理后的废气通过超重力装置轴向的气体通道由气体出口排出。

12.根据权利要求11所述的利用微乳液吸收处理有机废气的方法，其特征在于，所述微乳液吸收处理工艺中液气比为5～30L/m³。