[0001] 本发明涉及有机废气处理技术领域，尤其涉及一种低粘度植物油吸收剂及其制备方法和应用。

[0002] 二氯乙烷是一种广泛使用的工业溶剂，主要用于蜡、橡胶和脂肪的生产、洗涤剂和脱脂剂的有机合成、以及药物及塑料制品等的生产过程，在全球范围内有很大的需求量。由于二氯乙烷具有高挥发性和高脂溶度，在生产和运输过程中容易挥发并造成污染，其对人体健康的影响越来越受到关注。二氯乙烷不仅会对人体的肾脏和呼吸系统造成严重损害，其代谢中间产物2‑氯乙醇更是能引起中枢神经系统损伤，导致脑水肿、脑瘫等疾病。在过去的几十年中，已经报道了多起工人急性和亚急性中毒事件。它已被确定为一种可能的人类致癌物，并被美国环境保护署(U.S.Environment Protection Agency,EPA)、欧盟委员会(European Commission,EC)和中国环保部等大多数国家和组织列为优先控制污染物，受到严格的监测和控制。因此，有效的二氯乙烷去除技术是目前环境领域的一个重要课题，受到了全世界的广泛关注。

[0003] 不同于甲苯、苯酚等常见的典型VOCs，二氯乙烷作为卤代烃的一种，由于卤素原子的存在，该物质在燃烧或催化燃烧后，会产生危害更大的二次污染物，诸如二噁英等，导致其处理方法严重受限。液体吸收法是利用VOCs在吸收剂中的高溶解性有效净化有机废气的方法，并不会彻底改变二氯乙烷的赋存状态，其作为一种相对柔和的处理方式，避免了二次污染，更适合处理二氯乙烷废气。而吸收剂的选择至关重要。植物油作为一种绿色环保的吸收剂，是从不同的蔬菜来源中提取的长链甘油三酯，具有良好的耐温性。少部分研究者已将其用于甲苯、焦油等VOCs废气的治理中，显示了较为满意的结果，但是对二氯乙烷的表现还未见报道。

[0004] 此外，植物油的高粘度问题少有被提及，其粘度是煤油、柴油的10倍以上(60mpas vs 5mpas)。作为一种液体吸收剂，粘度对废气处理效果及工艺装置的流畅运行影响甚大，不论在鼓泡式吸收装置还是在填料塔中，由于溶剂粘度会影响填料上的液体分布、接触器中的压降和VOCs扩散系数，因此使用高粘度吸收剂会提升气体处理过程中能耗，还可能对吸收性能和吸收装置的设计有相当的影响。

[0005] 中国发明专利CN201210456076.6报道了一种利用离子液体吸收剂吸收氯代烃的方法，但这种方法普遍存在价格昂贵的缺点，影响到实际的使用。

[0026] 本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

[0027] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

[0028] 实施例1：本发明实施例公开了一种低粘度植物油吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

[0029] 步骤一，移取体积百分比为10％～50％的有机溶剂于50％～90％体积百分比的植物油中；

[0030] 步骤二，将步骤一所得液体加热至25～40℃并在转子搅拌器中以200～500r/min的转速混合摇匀10～30min；

[0031] 步骤三，将步骤二所得液体冷却至室温后，加入1‰～1％的消泡剂，复配成混合液体；

[0032] 步骤四，将步骤三得到的混合液体以200rpm的转速混合摇匀10min，得到低粘度植物油吸收剂。

[0033] 上述步骤一中，植物油为菜籽油、大豆油、花生油中的一种。

[0034] 上述步骤一中，有机溶剂为己酸乙酯、己二酸二辛脂、正己醇中的一种。

[0035] 其中，有机溶剂的筛选遵循以下原则：1.沸点高于150℃，属于高沸点有机溶剂，挥发性低；2.具有良好的二氯乙烷吸收能力，气液分配系数：有机溶剂≤植物油；3.粘度：有机溶剂≤植物油；4.低毒性、可燃性或爆炸风险。

[0036] 上述步骤三中，消泡剂为有机硅消泡剂或聚硅氧烷类消泡剂。

[0037] 上述有机溶剂的粘度低于植物油的粘度，且有机溶剂的气液分配系数≤植物油的气液分配系数。

[0038] 其中，气液分配系数的测定及计算如下：采用25℃下静态法测定了有机溶剂、植物油以及吸收剂的液体/空气二氯乙烷气液分配系数，并作为二氯乙烷吸收能力的指标；具体为，准备两个20mL的顶空瓶中装有待测液体(5mL，10mL)，用聚四氟乙烯涂层硅橡胶隔膜封闭，并用盖子密封；使用10μL微注射器分别向瓶子注射二氯乙烷(4μL，8μL)，置于实验室25℃的恒温摇床中，以150rpm的转速搅拌48小时；在达到气液平衡后，从顶空瓶上部提取500μL的气体，用气相色谱法(Thermo Fisher Trace 1300GC‑ISQLT)进行分析，通过下式计算分配系数P，

[0039]

[0040] 式中，P(无单位)为分配系数，VL1和VL2分别为顶空瓶1和2的液体体积(mL)，VG1和VG2分别为顶空瓶1和2的气体体积(mL)，R为顶空瓶1气顶空间与顶空瓶2的气相色谱峰面积之比；通过上述计算得到，植物油机有机溶剂的分配系数如图4所示。

[0041] 其中，气相色谱法采用的色谱仪参数如下：30mx0.25mm，载气：35mL/min超纯氢，烘炉温度：80℃，喷射器温度：180℃，探测器温度：200℃。

[0042] 实施例2：本发明实施例公开了一种采用低粘度植物油吸收剂的制备方法制备得到的低粘度植物油吸收剂。

[0043] 实施例3：本发明实施例公开了一种低粘度植物油吸收剂在二氯乙烷废气处理中的应用，包括鼓泡式吸收装置和低粘度植物油吸收剂，将所述低粘度植物油吸收剂装入鼓泡式吸收装置后，通入二氯乙烷废气，废气经处理后得到净化；所述二氯乙烷废气的温度为3
10～40℃，进气流量0～50L/h，二氯乙烷浓度为0～165g/m。

[0044] 如图3所示，鼓泡式吸收装置包括缓冲瓶1、二氯乙烷气体制备器2、混合瓶4、吸收柱5、特氟龙采样袋6、气相色谱仪7；缓冲瓶1的出口端固定连通有流量计一8，二氯乙烷气体制备器2的出口端固定连通有流量计二9，流量计一8的出口端和流量计二9的出口端均与混合瓶4固定连通，混合瓶4的出口端固定连通有流量计三10，流量计三10的出口端固定连通有吸收柱5，废气经吸收柱5处理后排出，经特氟龙采样袋6采集样品后，送至气相色谱仪7测定处理效果；二氯乙烷气体制备器2的外侧套装有恒温加热套3。

[0045] 上述鼓泡式吸收装置使用过程如下：缓冲瓶1与二氯乙烷气体制备器2均与外部气泵连接，正确连接各组件后，在废气吸收柱5中加入适量的低粘度植物油吸收剂，在二氯乙烷气体制备器2中加入适量的液体二氯乙烷，然后开启气泵；由气泵产生的空气有两路，一路气体进入二氯乙烷气体制备器2，另一路气体进入缓冲瓶1以防止憋压导致后续装置气体压力失衡，两路气体在混合瓶4中混合均匀，进入装有一定体积低粘度植物油吸收剂的吸收柱5，并利用安装在吸收柱5玻璃底部的气体分散器将通入吸收液的含二氯乙烷废气有效分散，形成均匀的气泡。可通过调节3个气体流量计来控制废气中进气流量及浓度，应用恒温加热套3控制温度，吸收前后气体的浓度使用气相色谱仪7测定。

[0046] 实施例4：测试不同配比吸收剂的粘度变化情况；具体为：筛选符合有机溶剂筛选标准的己酸乙酯、己二酸二辛脂、正己醇作为有机溶剂，其中有机溶剂移取的体积百分比为10％，20％，30％，40％，50％，将上述有机溶剂分别移取到菜籽油、大豆油、花生油中，加热至40℃并在转子搅拌器中以200r/min的转速混合摇匀20min；待冷却至室温后，加入1％的有机硅消泡剂，复配成混合液体，混合液体以200rpm的转速混合摇匀10min，即得低粘度植物油吸收剂。

[0047] 利用粘度计测定各吸收剂粘度，结果如图1所示，图中，a为菜籽油，b为大豆油，c为花生油。根据图可知，三种植物油的粘度变化情况有相似的规律，添加己酸乙酯、己二酸二辛脂、正己醇均有利于粘度的降低，整体呈现先快后慢的趋势；其中，10％剂量就可大幅降低植物油粘度，以菜籽油为例，己酸乙酯有最好的效果，从65mps降低至35.4mps，当有机溶剂剂量提升至50％，吸收剂粘度降低至13.4mps，下降了5倍左右。

[0048] 实施例5：测试不同配比吸收剂的二氯乙烷动态吸收能力；具体为，筛选符合有机溶剂筛选标准的己酸乙酯、己二酸二辛脂、正己醇作为有机溶剂，分别移取40％上述溶剂于菜籽油、大豆油、花生油中，加热至35℃并在转子搅拌器中以400r/min的转速混合摇匀10min；待冷却至室温后，加入1％的有机硅消泡剂，复配成混合液体，混合液体以200rpm的转速混合摇匀10min，即得低粘度植物油吸收剂。

[0049] 利用图3所示的鼓泡式吸收装置处理二氯乙烷废气，将低粘度植物油吸收剂装入3
鼓泡式吸收装置后，在流量为50L/h、浓度为165g/m的条件下通入二氯乙烷废气，其净化后的二氯乙烷排放浓度如图2所示，图中，a为菜籽油，b为大豆油，c为花生油。由图2可以看出，与植物油对比，制备后的吸收剂在前60min有更好的二氯乙烷处理效果，废气浓度显然更低。

[0050] 实施例6：测试不同配方吸收剂的二氯乙烷饱和吸收量；具体为，筛选符合有机溶剂筛选标准的己酸乙酯、己二酸二辛脂、正己醇作为有机溶剂，分别移取40％上述溶剂于菜籽油、大豆油、花生油中，加热至25℃并在转子搅拌器中以500r/min的转速混合摇匀15min；待冷却至室温后，加入0.5％的聚硅氧烷类消泡剂，复配成混合液体，混合液体以200rpm的转速混合摇匀10min，即得低粘度植物油吸收剂。

[0051] 根据图2中的曲线以及下式计算饱和吸收量(Qs，mg/g)，其中饱和吸收量为吸收液达到动态吸收平衡时的累积二氯乙烷总量，

[0052]

[0053] 式中，QS为吸收剂饱和吸收量，单位：mg/g；Qv为二氯乙烷进气量，单位：m3/min；t0为初始进气时间，单位：min；t1为结束进气时间，单位：min；Cin为二氯乙烷进口浓度，单位：3 3
mg/m；Cout为二氯乙烷排放浓度，单位：mg/m；m为低粘度吸收剂质量，单位：g。

[0054] 上述公式中，初始进气时间和结束进气时间根据图2曲线中横坐标的时间来确定；3
二氯乙烷进口浓度根据需要设置，由于二氯乙烷的最高浓度可以达到165g/m，因此，二氯
3
乙烷进口浓度范围为0～165g/m ，由此，即可进行高浓度二氯乙烷的处理，也可以进行低浓度二氯乙烷的处理。

[0055] 经过上述计算，得到不同配方吸收剂的二氯乙烷饱和吸收量结果如表1所示，由表1可以看出，菜籽油、大豆油、花生油为基质的吸收剂的饱和吸收量，分别在142.12～
164.06、129.97～160.89和111.59～147.82mg/g之间，高于同类型对甲苯研究(10～25mg/g)，说明制备的低粘度植物油吸收剂对二氯乙烷均有良好的吸收效果。而且乙酸乙酯加入后的吸收效果最好，主要体现在前60mins左右吸收效果明显，使饱和吸收量分别提升了大豆油(6.48mg/g)、菜籽油(27.85mg/g)、花生油(23.58mg/g)，以上数值通过吸收剂饱和吸收量计算得到。

[0056] 综上，本发明通过选取菜籽油，大豆油，花生油3种植物油作为吸收剂基底，添加不同比例的经筛选后的有机溶剂及消泡剂，制备出低粘度绿色环保的植物油吸收剂；将制备的植物油吸收剂通过装入鼓泡式吸收装置后，利用二氯甲烷在液体吸收剂中快速溶解的特性，实现了二氯甲烷废气的绿色净化处理；本发明制备的吸收剂不仅提升了对关注较少但危害严重的二氯乙烷废气吸收效率，还解决了植物油因粘度较高带来的工程应用缺陷，且所选材料绿色环保，成本低廉，有益于工程实践中的应用。

[0057] 表1不同配方吸收剂的二氯乙烷饱和吸收量(mg/g)

[0058]