C5石油树脂生产中废气处理技术的研发与应用

C5石油树脂生产过程中，由于原料（如裂解C5馏分中的异戊二烯、间戊二烯等）的不完全反应、挥发及副反应，会产生含烃类、硫化物、非甲烷总烃（NMHC）等污染物的废气，若直接排放不仅污染环境，还存在安全隐患。近年来，针对这类废气的处理技术在研发与应用中不断优化，形成了以回收利用为核心、净化处理为保障的技术体系。

一、基于资源回收的预处理技术

C5石油树脂废气中含有大量可利用的轻质烃类，预处理阶段通过回收有价值组分，既能减少污染物排放量，又能实现资源循环，是当前的主流研发方向。

冷凝回收技术：利用废气中不同组分沸点的差异，通过多级冷凝（如-30℃至-70℃梯度降温）将高沸点烃类（如C5-C8馏分）液化回收，该技术适用于浓度较高（通常VOCs浓度＞5000mg/m³）的废气，回收的烃类可重新作为生产原料，降低原料消耗。近年研发的高效换热器（如板式冷凝器、螺旋板冷凝器）进一步提升了传热效率，使回收率可达85%以上，且能耗较传统列管式冷凝器降低15%-20%。

吸附-解吸回收技术：采用活性炭、分子筛或活性炭纤维等吸附剂对低浓度废气（VOCs浓度1000-5000mg/m³）进行吸附，饱和后通过热空气、蒸汽或氮气解吸，将富集的烃类气体冷凝回收。新型复合吸附剂（如负载金属氧化物的活性炭）的研发，提高了对硫化物的耐受性，解决了传统吸附剂易中毒的问题，延长了使用寿命，例如，某企业采用分子筛吸附 - 氮气解吸工艺，废气中NMHC去除率达92%，回收的烃类年经济效益超百万元。

二、深度净化处理技术

对于预处理后仍未达标的低浓度废气（VOCs 浓度＜1000mg/m³），需通过深度净化技术去除残留污染物，常见技术包括催化燃烧、生物处理及等离子体技术等。

催化燃烧技术：在催化剂（如Pt、Pd负载型催化剂，或非贵金属催化剂如MnO₂-CeO₂）作用下，使废气中的烃类在200-400℃下氧化为CO₂和H₂O，净化效率可达95%以上。近年研发的蜂窝状整体催化剂，提高了气固接触效率，降低了压降，且抗冲击性更强，适用于间歇式生产的波动工况。此外，将催化燃烧与余热回收（如通过换热器加热冷空气作为解吸热源）结合，可实现能量自给，降低运行成本。

生物处理技术：利用微生物（如细菌、真菌）的代谢作用降解废气中的有机污染物，适用于中低浓度、易生物降解的烃类废气。通过优化生物滤池的填料（如采用陶粒与活性炭复合填料）、控制湿度（50%-60%）和pH（7-8），可提高微生物活性，使处理效率稳定在80%-90%。该技术成本低、无二次污染，但对高浓度或难降解组分（如多环芳烃）处理效果有限，常作为辅助工艺与其他技术联用。

低温等离子体技术：通过高压放电产生高能电子，裂解废气中的污染物分子，使其转化为无害物质。近年研发的协同技术（如等离子体与催化联用），利用等离子体产生的活性物种（如・OH、O₃）激活催化剂，提高了对低浓度VOCs的降解效率，同时减少了副产物（如NOₓ）的生成。该技术反应速度快，适用于复杂组分废气，但能耗较高，目前更适合作为应急处理或辅助净化手段。

三、组合工艺的应用与优化

单一技术难以满足复杂废气的处理需求，组合工艺成为实际应用的主流选择，例如：“冷凝回收+催化燃烧”组合：高浓度废气先经冷凝回收大部分烃类，剩余低浓度废气进入催化燃烧装置彻底净化，兼顾资源回收与达标排放。某C5石油树脂生产企业采用该工艺后，NMHC排放浓度从初始的8000mg/m³降至50mg/m³以下，年回收原料约300吨，运行成本降低30%。

“吸附浓缩+生物处理”组合：针对间歇排放、浓度波动大的废气，先通过吸附剂浓缩污染物，再由生物处理系统降解，避免了生物系统因负荷波动导致的效率下降。

四、技术发展趋势

未来，C5石油树脂废气处理技术将向高效化、低碳化、智能化方向发展：一方面，研发高选择性吸附材料、高效低耗催化剂（如光催化材料），提升污染物去除效率与资源回收纯度；另一方面，通过工艺集成（如将废气热能用于解吸或燃烧系统）降低能耗，并结合在线监测与自动调控系统，实现废气处理的智能化运行，适应不同生产工况的动态变化。同时，针对废气中硫化物等特征污染物，开发专用脱除技术（如络合吸收-氧化法），进一步提升废气净化的全面性。

本文来源：河南向荣石油化工有限公司 http://www.upresinchem.com/