概 述

1.1 研究背景与意义

汽油由多种有机化合物构成，其主要成分是C₄-C₁₂脂肪烃和环烃，以其为代表的轻质油品在制造、存储、输送、销售和使用过程中也会因挥发问题而产生汽油蒸汽类VOCs。这些汽油蒸汽挥发到空气中不仅造成环境污染、危害人体健康^[1]，更容易形成火灾隐患，且造成巨大的资源浪费。据报道：2011年我国因油气挥发而造成的经济损失高达47.6亿元^[2]。因此，控制汽油蒸汽类VOCs的排放、减少挥发油气损耗关系到环保、节能、安全和健康等诸多问题，也是政府和工业企业亟待解决的难题之一。中国在GB 31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》中对VOCs的排放做出了严格的规定：有机废气收集处理装置的排放气中非甲烷总烃含量不得高于60mg/m³，该标准将于2017年7月1日起执行^[3]。

1.2 用于油气回收吸附剂的研究进展

1.2.1 活性炭

活性炭（AC）在气体净化领域具有广泛的应用。刘晓敏^[4]等研究了正丁烷在活性炭上的平衡吸附量，研究发现：在298K时，活性炭对正丁烷的动态吸附量可达0.45g/g_ads。邓先伦等^[5]研究了正丁烷在5种不同活性炭的吸附性能与孔结构之间的关系。研究发现：孔径分布在1.16-2.00nm范围内时，对正丁烷吸附有利。但其在使用过程中存在吸附放热严重、脱附困难等问题。Chiang等^[6]研究了改性处理后的活性炭，研究发现，经过臭氧氧化后的活性炭，其比表面积大小从（783#177;51）m²/g增加到了（851#177;25）m²/g；经过Mg(NO₃)₂和Ba(NO₃)₂处理后的活性炭，醋酸在其上的吸附量有所增加。高瑞英等^[7]研究了苯系物在活性炭上吸附的影响因素，研究发现：苯系物的性质、浓度和气流量均会对吸附过程产生一定的影响。当初始浓度越大，透过时间越长时，其透过曲线会越陡；在苯系物初始浓度相同情况下，二甲苯透过时间最短，苯透过时间最长。

1.2.2 疏水硅胶

疏水硅胶具有良好的疏水性，且对汽油蒸汽的脱附效果较好，在吸附法油气回收领域应用前景广阔^[8]。虽然疏水硅胶具有较好的再生性能，但其疏水工艺较为复杂，且吸附量较小，据文献报道^[9]：疏水硅胶对93#汽油蒸汽的平衡吸附量可达0.43g/g_ads，低于商业活性炭的0.65g/g_ads。郭兵兵等^[10]开发了一种用于油气回收的新型HBY-1吸附剂，解吸速率较快，且其吸附热较低，其回收性能优于活性炭，但油气在其上的平衡吸附量与活性炭相比较低。刘俊霞等^[8]研究了自制的疏水硅胶，并对其进行了吸附性能测试，研究发现：正庚烷和汽油在疏水硅胶上的吸附量大于活性炭，吸附稳定性比较好，且脱附效果完全。张红星等^[11]研究发现：与柱状活性炭相比，虽然SG在常温下吸附轻组分正丁烷时不易发生毛细凝聚现象，但其具有良好的油气脱附性能。

1.2.3 分子筛