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Low-concentration and multi-component NMHCs capture from oil field exhaust using porous ZIF-8/iso-hexadecane slurry

Green Chemical Engineering 2024年第2期5卷 245-256页

作者： Kun Li Han Tang Jin Cai Chun Deng Bei Liu Yunlei Peng Changyu Sun Guangjin Chen State Key Laboratory of Heavy Oil Processing China University of PetroleumBeijing102249China

Non-methane hydrocarbons(NMHCs)are a common type of volatile organic compounds(VOCs)pollutant in the petrochemical industry and have attracted widespread attention because of their adverse health effects and environmental impacts.In this paper,we report a new porous slurry formed with zeolitic imidazolate framework-8(ZIF-8)and iso-hexadecane to capture the low-concentration and multi-component NMHCs(mainly ethane(C_(2)H_(6)),propane(C_(3)H_(8)),and n-butane(n-C_(4)H_(10)))from the oil field exhaust.The sorption capacity of C_(2)H_(6)in the slurry is significantly higher than that of nitrogen(N_(2))and methane(CH_(4)).Moreover,the slurry demonstrated a clear advantage for C_(2)H_(6)over N_(2)and CH_(4)in competitive adsorption through the pressure-drop curves.In the NMHCs capture experiments,the C_(3)H_(8)and n-C_(4)H_(10)concentrations after purification can be reduced to below 100 ppm,while the C_(2)H_(6)concentration can reach approximately 180 ppm.More encouragingly,in the breakthrough tests,the slurry exhibits a perfect kinetic separation selectivity for multi-component NMHCs.Furthermore,to avoid structural collapse of ZIF-8 material during long-term use in acidic and wet environments,a certain amount of 2-methylimidazole was retained in the slurry as a protective agent in the material synthesis process.In this way,the ZIF-8 materials in the slurry can retain the stable characteristic structure in an aqueous and acidic environment and keep the capture capacity for NMHCs without degradation.We believe the porous ZIF-8/iso-hexadecane slurry is a promising capture agent for low-concentration and multi-component NMHCs with strong purification capacity and stability.

关键词： VOCs capture NMHCs capture MOFs ZIF-8 porous slurry

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