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北京石油化工学院化学工程学院代表性横向课题

一、课题背景与意义

(1)随着我国经济的快速发展和能源需求的持续增长，石油化工行业在国民经济中的地位日益重要。北京石油化工学院化学工程学院作为我国石油化工领域的重要人才培养基地，一直致力于石油化工相关技术的研究与创新。近年来，我国石油化工行业在环保、节能、安全等方面面临着巨大的挑战，因此，开展具有前瞻性和实用性的横向课题研究显得尤为重要。据统计，我国石油化工行业每年排放的废气、废水、废渣等污染物总量巨大，严重影响了生态环境和人民生活质量。

(2)本课题以石油化工过程中常见的有机污染物为研究对象，旨在开发高效、低成本的有机污染物处理技术。通过深入分析石油化工生产过程中产生的有机污染物种类、性质及来源，结合现代化学工程原理，探索新型有机污染物处理方法。以某大型炼油厂为例，该厂每年排放的有机污染物中，苯系物、醇类、醚类等有机污染物占比高达80%以上，对环境造成严重污染。本课题的研究成果将有助于降低该类污染物的排放量，改善炼油厂周边环境质量。

(3)本课题的研究内容涉及有机污染物处理工艺的优化、新型催化剂的开发、反应机理的研究等多个方面。通过实验室小试、中试及工业化应用，验证所开发技术的可行性和实用性。目前，国内外已有多种有机污染物处理技术，如吸附法、生物降解法、催化氧化法等，但存在处理效率低、成本高、催化剂稳定性差等问题。本课题将针对这些问题，结合化学工程原理，开发新型有机污染物处理技术，以期在降低处理成本、提高处理效率、延长催化剂使用寿命等方面取得突破。

二、研究内容与方法

(1)本课题的研究内容主要包括以下几个方面：首先，对石油化工过程中产生的有机污染物进行详细分类和分析，包括苯系物、醇类、醚类等，通过实验室样品分析，确定各污染物的浓度和结构。以某炼油厂为例，通过对该厂排放的有机污染物进行检测，发现苯系物含量最高，达到150mg/L，其次是醇类和醚类，分别达到100mg/L和80mg/L。其次，针对不同类型的有机污染物，研究并开发相应的处理工艺，如吸附法、生物降解法、催化氧化法等。通过对比实验，确定最佳处理工艺，以提高处理效率。例如，采用活性炭吸附法对苯系物进行处理，吸附率可达95%以上。

(2)在研究方法上，本课题将采用以下几种技术手段：首先，利用高效液相色谱法（HPLC）对有机污染物进行定量分析，确保检测数据的准确性。以某炼油厂为例，采用HPLC对苯系物进行检测，检测限达到0.1mg/L，满足实验室分析要求。其次，运用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）对有机污染物的结构进行鉴定，为后续处理工艺的研究提供依据。例如，通过GC-MS对醇类和醚类进行结构鉴定，发现其主要成分为正丁醇和甲基乙基醚。此外，采用动力学分析法研究有机污染物处理工艺的反应速率和动力学参数，为工艺优化提供理论依据。以催化氧化法为例，通过动力学分析，确定最佳反应条件，使处理效率提高20%。

(3)本课题还将结合实际工程案例，对所开发的技术进行中试和工业化应用。以某炼油厂为例，针对该厂排放的有机污染物，开展中试实验，验证所开发技术的可行性和实用性。实验结果表明，采用本课题所开发的技术，有机污染物处理效率达到90%以上，同时，处理成本仅为传统方法的50%。此外，本课题还将对所开发的技术进行推广应用，预计在未来5年内，将技术应用于10家以上石油化工企业，减少有机污染物排放量约50%，为我国石油化工行业的可持续发展提供技术支持。

三、研究进展与成果

(1)自课题启动以来，研究团队已取得了多项重要进展。首先，成功开发了基于活性炭吸附的有机污染物处理工艺，通过优化吸附剂的选择和吸附条件，实现了对苯系物的高效去除。实验室测试表明，该工艺对苯系物的吸附率可达95%以上，吸附容量达到500mg/g。其次，研究了生物降解法在处理石油化工有机污染物中的应用，通过筛选和培养高效的微生物菌株，开发出了一种新型生物降解工艺。中试结果表明，该工艺在处理醇类和醚类污染物时，降解率可达90%以上。

(2)在催化剂开发方面，研究团队成功合成了一种新型催化剂，该催化剂在催化氧化有机污染物方面表现出优异的性能。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等分析手段，证实了催化剂的微观结构和形貌。在催化氧化实验中，该催化剂对苯系物的转化率达到了85%，且催化剂的稳定性经过50次循环使用后，活性保持不变。此外，研究团队还针对催化剂的再生和回收进行了深入研究，开发了有效的催化剂再生方法，进一步降低了处理成本。

(3)研究成果已成功应用于某炼油厂的有机污染物处理工程中，实现了工业化应用。实际运行数据显示，采用本课题开发的处理技术后，炼油厂排放的有机污染物总量降低了30%，其中苯系物的排放量降低了40%。同时，处理系统的运行成