一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法

本发明属于废气处理，具体地涉及一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法。

背景技术：

1、挥发性有机物(vocs)是指一类可挥发性的有机化合物，具有低沸点、高蒸气压和高挥发性的特点，常见于气田、油漆、家具制造和印刷等行业。vocs不仅对人体健康产生负面影响，还对环境造成了严重污染。当未经处理的vocs在空气中广泛存在时，会与大气中的氧气等物质反应生成＝光化学烟雾等污染物，严重破坏了大气环境，导致空气质量下降，影响人类和其他生物的呼吸健康。部分vocs可影响神经系统功能，长期接触可导致记忆力减退、头痛等不适症状，可能对人体大脑产生负面影响，导致行为异常和认知障碍。气田开采逸散气中vocs相较于其他的vocs的特点主要有种类繁多、来源广泛和产量大。气田开采逸散气中vocs包括各种烃类、卤代烃类、醇类、酮类、醛类、醚类、酸类和胺类等多种有机物。

2、现有技术中，中国专利公开号为cn106642165a的发明专利，公开了一种炼厂可挥发性有机物的处理方法，通过将vocs随主风通入催化裂化再生器中，在再生催化剂上焦炭的助燃下发生燃烧反应。但在实际应用中气田开采中逸散气的vocs种类繁多且产量大，采用燃烧法会浪费大量资源，且卤代烃类和胺类等vocs燃烧后产生新的有毒有害气体。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，通过气体收集、预处理、吸收-吸附处理和回收处理的步骤将挥发性有机物进行处理回收。

2、本发明要解决的技术问题：燃烧法会浪费大量资源，且易产生新的有毒有害气体。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，包括以下步骤：

5、s1、气体收集：通过管道系统将气田开采逸散气集中收集；

6、s2、预处理：将收集的逸散气通入干燥室，经干燥剂处理后，得到预处理气体；

7、s3、吸收-吸附处理：将预处理气体通入液相吸收室，使用吸收剂对预处理气体进行吸收处理，得到初净化气体，将初净化气体通入固相吸附室，使用改性吸附剂对初净化气体进行吸附处理，得到净化气体；

8、s4、回收处理：将干燥剂、净化气体、吸收剂和改性吸附剂通过洗涤、蒸馏和萃取的方法进行回收处理。

9、所述步骤s2中干燥剂包括硅胶干燥剂、蒙脱石干燥剂、分子筛干燥剂和活性矿物干燥剂的一种或多种。

10、所述步骤s3中吸收剂按质量分数计包括以下原料：5％-15％的饱和溴化钾溶液、20％-30％的1mo l/l亚硫酸钠溶液和50％-65％的水溶液。

11、所述步骤s3中改性吸附剂按重量份计包括以下原料：改性共聚物30份-50份、活性炭15份-20份、膨润土5份-10份和硅藻土5份-7份。

12、进一步地，改性共聚物包括以下步骤制得：

13、a1、将甲基苯乙烯加入0.5mo l/l丙酮溶液中，置入不锈钢聚四氟乙烯衬里反应釜中，滴加过氧化苯甲酰叔丁酯和四丁基锡，通入氮气至反应釜内充满氮气，再向溶液中通入异丙烯气体，控制温度在70℃-90℃，反应40min-80min，冷却至室温，过滤，弃去滤液，洗涤，干燥，制得甲基苯乙烯-异丙烯共聚物；

14、a2、将钼源超声分散在0.1mo l/l硫酸溶液中，加入甲基苯乙烯-异丙烯共聚物，搅拌均匀，滴加甲酸，控制温度在60℃-80℃，反应2h-4h至共聚物表面有结晶析出，冷却结晶，过滤，弃去滤液，洗涤，干燥，制得甲基苯乙烯-异丙烯共聚物负载三氧化钼，即改性共聚物。

15、所述步骤a1中甲基苯乙烯、丙酮、过氧化苯甲酰叔丁酯、四丁基锡和异丙烯的体积比为(25-35)：(50-60)：(3-5)：(2-4)：(35-40)。

16、所述步骤a2中钼源包括钼酸铵、钼酸钠和钼酸钾的一种或多种。

17、所述步骤a2中钼源和甲基苯乙烯-异丙烯共聚物的质量比为(20-25)：(10-12)，硫酸和甲酸的体积比为(4-6)：(1-2)。

18、本发明的有益效果：

19、1、本发明技术方案中，甲基苯乙烯-异丙烯共聚物通过交联共聚得到具有多孔的内部结构和独特的芳香表面结构，三氧化钼为正交晶系，含有变形八面体构成的层状结构，八面体通过与甲基苯乙烯-异丙烯共聚物成链的方式，形成具有较大的比表面积和多孔性结构，能通过物理吸附作用吸附vocs分子。此外，甲基苯乙烯-异丙烯共聚物负载三氧化钼，能特定的吸附vocs分子以氢键等的形式，形成化学键合，实现更强的吸附作用。同时，甲基苯乙烯-异丙烯共聚物负载三氧化钼的孔径和孔结构对特定分子或离子具有筛选作用，当需要吸附的分子尺寸与孔径匹配时，能更容易地进入孔洞并被吸附。

20、2、本发明技术方案中，三氧化钼可以调节电子云密度和能级，从而影响吸附分子的极性和相互作用力，通过控制电子效应实现对特定分子的选择吸附。甲基苯乙烯-异丙烯共聚物具有丰富的氢键和离子相互作用位点，这些位点能与特定分子形成较强的相互作用力，从而增强吸附效果。

21、3、本发明技术方案中，通过预处理、吸收-吸附处理和回收处理等多步骤协同作用，实现高效净化，有效去除气田开采逸散气中的挥发性有机物。且干燥剂、吸收剂和改性吸附剂等原料具有针对性强、处理效果好的优点。该处理方法具有较好的去除效果和处理能力，减少挥发性有机物的排放，保护环境。

技术特征：

1.一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，其特征在于，步骤s2中干燥剂包括硅胶干燥剂、蒙脱石干燥剂、分子筛干燥剂和活性矿物干燥剂的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，其特征在于，步骤s3中吸收剂按质量分数计包括以下原料：5％-15％的饱和溴化钾溶液、20％-30％的1mol/l亚硫酸钠溶液和50％-65％的水溶液。

4.根据权利要求1所述的一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，其特征在于，步骤s3中改性吸附剂按重量份计包括以下原料：改性共聚物30份-50份、活性炭15份-20份、膨润土5份-10份和硅藻土5份-7份。

5.根据权利要求4所述的一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，其特征在于，改性共聚物包括以下步骤制得：

6.根据权利要求5所述的一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，其特征在于，步骤a1中甲基苯乙烯、丙酮、过氧化苯甲酰叔丁酯、四丁基锡和异丙烯的体积比为(25-35)：(50-60)：(3-5)：(2-4)：(35-40)。

7.根据权利要求5所述的一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，其特征在于，步骤a2中钼源包括钼酸铵、钼酸钠和钼酸钾的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，其特征在于，步骤a2中钼源和甲基苯乙烯-异丙烯共聚物的质量比为(20-25)：(10-12)，硫酸和甲酸的体积比为(4-6)：(1-2)。

技术总结
本发明属于废气处理技术领域，具体地涉及一种处理气田开采逸散气中挥发性有机物的方法，包括以下步骤：S1、气体收集；S2、预处理；S3、吸收‑吸附处理：将预处理气体通入液相吸收室，使用吸收剂对预处理气体进行吸收处理，得到初净化气体，将初净化气体通入固相吸附室，使用改性吸附剂对初净化气体进行吸附处理，得到净化气体；S4、回收处理。其中改性吸附剂的主要成分为改性共聚物，改性共聚物是指甲基苯乙烯‑异丙烯共聚物负载三氧化钼。通过预处理、吸收‑吸附处理和回收处理等多步骤协同作用，实现高效净化，有效去除气田开采逸散气中的挥发性有机物的排放，保护环境。

技术研发人员：马岚婷,康晓浩
受保护的技术使用者：西安石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15