сорбент для сбора нефти и способ его получения. Сорбент для сбора нефти


сорбент для сбора нефти и нефтепродуктов, способ получения сорбента и способ сбора нефти и нефтепродуктов - патент РФ 2277437

Изобретение относится к области экологии. Предложен сорбент, полученный при щелочной обработке гидролизного лигнина с отделением твердых частиц примесей и нейтрализацией суспензии гидролизного лигнина, которую подвергают размолу, затем размолотую суспензию фильтруют до влажности осадка не более 70%, полученный осадок подают на гранулирование, после чего гранулы отправляют на сушку до влажности не более 8%, затем подвергают измельчению до размера частиц не более 5 мм и получают целевой продукт с различным гранулометрическим составом - в виде нефракционированного порошка, гранул с размерами частиц 1-5 мм, мелкодисперсного порошка с размерами частиц менее 1 мм, при этом целевой продукт характеризуется нефтепоглотительной вместимостью от 300 до 600% и временем поглощения загрязнителя с поверхности от 15 до 30 секунд. Способ сбора нефти и нефтепродуктов заключается в том, что на загрязненную поверхность наносят полученный сорбент в виде нефракционированного порошка и/или мелкодисперсного порошка, и/или гранул при удельном расходе сорбента на твердой поверхности около 80% от объема нефти или нефтепродуктов и на водной поверхности до 20%. Технический результат заключается в получении сорбента для очистки поверхности от нефти и нефтепродуктов, обладающего повышенной нефтепоглощающей способностью при небольшом времени контакта с загрязненной поверхностью. 3 н. п. ф-лы, 10 табл.

Изобретения относятся к химической промышленности, а именно к сорбентам на основе гидролизного лигнина, предназначенным для сбора нефти и нефтепродуктов с водной и твердой поверхностей.

Известен способ обработки гидролизного лигнина (RU 2094052, А 61 К 35/78, 27.10.1997). Сущность способа: гидролизный лигнин, освобожденный от крупных частей, подвергают тонкому помолу, заливают водным раствором щелочи. После водно-щелочной обработки лигнин промывают от образующихся лигногуминовых веществ, остатков щелочи, доводят до нейтральной реакции и сушат. Предварительно размолотый лигнин перед водно-щелочной обработкой промывают от остатков, минеральной кислоты, песка и пр. Полученный сорбент используют в медицине в качестве энтеросорбента.

Сорбенты на основе гидролизного лигнина могут быть использованы в качестве сорбентов для очистки поверхности от нефти и нефтепродуктов. Требования, предъявляемые к таким сорбентам, сводятся к высокой эффективности сбора нефти и нефтепродуктов при небольшом времени поглощения загрязнения с поверхности. При этом сам сорбент не вносит загрязнений и отвечает экологической безопасности.

Известен способ обработки гидролизного лигнина ((SU 1813051, C 02 G 1/00, 04.04.1991). Сущность изобретения заключается в том, что гидролизный лигнин суспендируют в воде, измельчают при помощи серии электрогидравлических ударов и разделяют на твердый и жидкий компонент, позволяющий освободить целевой продукт от примесей. К недостаткам способа можно отнести то, что процесс измельчения требует сложного оборудования.

Известен сорбент для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов (RU 2146318, Е 02 B 15/04, 13.12.1995). Сорбент содержит гидролизный лигнин 45-50% с влажностью 7-12% и 40-50% золы теплоэлектростанций, остальное вода. Нефтепоглощающая способность сорбента равна 3,9 г/г, время контакта 10 минут.

Известен способ сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности при аварийных разливах (RU 2033389, C 02 F 1/28, E 02 B 15/04, 15.07.1991). На нефтяное пятно наносят сорбент - гидролизный лигнин влажностью 8-15% при объемном расходе 15-35% от объема разлитой нефти и нефтепродуктов. После впитывания нефти полученный пласт извлекают механическими средствами. Способ позволяет при поглотительной способности лигнина 3,3 л/кг длительное время удерживаться с нефтью на поверхности воды. К недостаткам известных сорбентов и способа их использования можно отнести невысокую нефтепоглащающую способность за счет повышенной влажности лигнина.

Задача, на решение которой направлены изобретения, заключается в получении сорбента для очистки поверхности от нефти и нефтепродуктов, обладающего повышенной нефтепоглощающей способностью при небольшом времени контакта с загрязненной поверхностью.

Поставленная задача решена следующим образом. Сорбент для сбора нефти и нефтепродуктов, полученный в процессе щелочной обработки гидролизного лигнина в виде частиц размером не более 5 мм, характеризуется тем, что он выполнен в виде нефракционного порошка и/или гранул с размером частиц 1-5 мм, и/или мелкодисперсного порошка размером частиц менее 1 мм, имеющих нефтепоглотительную вместимость 300-600% при времени поглощения 15-30 секунд, при чем при получении сорбента в процессе щелочной обработки лигнина отделяют твердые частицы примесей, суспензию подвергают размолу и фильтрации с получением осадка с влажностью не более 70%, гранулированием осадка, сушкой гранул до влажности не более 8% и их измельчением с получением целевого продукта. Способ получения сорбента включает щелочную обработку гидролизного лигнина, сушку и отличается тем, что в процессе щелочной обработки гидролизного лигнина отделяют твердые частицы примесей, полученную суспензию подвергают размолу и фильтрации до влажности осадка не более 70%, полученный осадок подают на гранулирование, полученные гранулы сушат до влажности не более 8%, подвергают измельчению до размера частиц не более 5 мм и получают целевой продукт с различным гранулометрическим составом - в виде нефракционированного порошка, гранул с размерами частиц 1-5 мм, мелкодисперсного порошка с размерами частиц менее 1 мм, при этом целевой продукт характеризуется нефтепоглотительной вместимостью от 300-600% и временем поглощения 15-30 секунд. Способ сбора нефти и нефтепродуктов с загрязненной поверхности включает нанесение на нее сорбента и отличается тем, что на поверхность наносят полученный сорбент при его удельном расходе, равном 80% от объема нефти или нефтепродуктов, разлитых на твердой поверхности, или равным 20% от объема нефти и нефтепродуктов на водной поверхности.

Гидролизный лигнин является водонерастворимым веществом сложного состава, включающим конденсированные производные природного полимера лигнина, поли- и олигосахариды, органические кислоты, смолы, зольные элементы. Развитая внутренняя поверхность обуславливает проявление сорбционных свойств.

По гранулометрическому составу сорбент (СОРГ) выпускают в виде трех модификаций: нефракционированный порошок (СОРГ-Л), мелкодисперсный порошок с размерами частиц менее 1 мм (СОРГ-П), гранулы с размером частиц 1-5 мм (СОРГ-Г).

Способ получения сорбента содержит следующую последовательность операций.

- Гидролизный лигнин подают на вибросортировку, где происходит отсев крупной фракции размером свыше 10 мм. Просеянный лигнин шнеком подают в емкость для нейтрализации.

- В емкость для нейтрализации подают горячую воду и раствор едкого натра. Сюда же порционно подают отсортированный лигнин с размерами частиц не менее 10 мм. Загрузку лигнина проводят при включенной мешалке реактора. Тяжелые частицы в полученной суспензии осаждаются на дно и далее их удаляют в отвал.

- Нейтрализацию остаточной серной кислоты, содержащейся в лигнине, осуществляют до достижения рН=6-8, затем процесс прекращают.

- Производят размол суспензии лигнина за счет работы насоса измельчителя. Нейтральная суспензия из емкости подается на измельчитель и вновь возвращается в сборник.

- Размолотую суспензию лигнина из емкости подают насосом на фильтрующие центрифуги. Сгущают до влажности осадка на фильтре не более 70%. По окончании фильтрации осадок влажного прессованного сорбента снимают.

- Обезвоженный сорбент порционно подают в шнековый гранулятор. Гранулированные влажные гранулы отправляют на сушку.

- Влажные гранулы сушат до влажности не более 8% путем продувки воздухом, нагретым до температуры 110-120°С. По окончании сушки гранулы измельчают и фракционируют.

- Измельчение сухого сорбента осуществляют до размера частиц не более 5 мм. Размолотые гранулы и порошок подают на сортировку.

- Пылевидная фракция, отделяемая в процессе сортирования, используется в качестве модификации сорбента СОРГ-П, а гранулы - СОРГ-Г.

- Сорбент фасуют, взвешивают и отправляют на хранение.

Полученный сорбент характеризуется следующими физико-химическими характеристикам. СОРГ - аморфный рыхлый порошок или гранулы темно-коричневого цвета без посторонних примесей, нерастворимый в воде, разлагается при температуре свыше 140°С, не токсичен.

В процессе гидролиза и последующей щелочной активации сорбент приобретает пористую структуру и по сорбционным характеристикам является макропористым сорбентом со средним размером пор порядка 1,0 мкм и удельной поверхностью порядка 40 м 2/г. Эти особенности определяют хорошую сорбционную емкость сорбента по отношению к нефти и нефтепродуктам.

Нами были проведены испытания СОРГа различных модификаций по показателю нефтепоглотительная вместимость (способность) при комнатной температуре на различных модельных составах: дизельное топливо, масло трансмиссионное, керосин, мазут.

Полученные в ходе испытаний на водной поверхности результаты представлены в таблицах.

Определение сорбционных свойств различных модификаций сорбента

Таблица 1
 Сорбционная емкость различных модификаций сорбентов, %
Вид загрязнителя Толщина пленки, ммСОРГ-Л СОРГ-ПСОРГ-Г
Дизельное топливо 0,1122142 35
1161 259122
2214161 153
5222 202189
Трансмиссионное масло ТМ5-180,1 354413
1210 268138
2 224443 214
5379 422256
Таблица 2
 Сорбционная емкость различных модификаций сорбентов, %
Вид загрязнителя Толщина пленки, ммСОРГ-Л СОРГ-ПСОРГ-Г
ТАД-171 320310-460 150-180
3 290310-430170-260
5300 360-600180-220
Керосин1170 220-520170-180
3240220-260 140-240
5 250230-260160-250

Нефтепродукт - дизельное топливо

Таблица 3Модификация сорбента - СОРГ-Л
Толщина пленки, ммКол-во масла, см 3Кол-во израсх. Сорбента, г Сорбционная емкость, %
1 234 5
10,1 19,714 122
21 197106 161
32 394160 214
45 985386 222
Таблица 4Модификация сорбента - СОРГ-П
Толщина пленки, ммКол-во масла, см 3Кол-во израсх. сорбента, г Сорбционная емкость, %
1 234 5
10,1 19,712 142
21 19766 259
32 394212 161
45 985424 202
Таблица 5Модификация сорбента - СОРГ-Г
Толщина пленки, ммКол-во масла, см 3Кол-во израсх. сорбента, г Сорбционная емкость, %
1 234 5
10,1 19,748 35
21 197140 122
32 394224 153
45 985452 189

Нефтепродукт - масло трансмиссионное ТМ5-18

Таблица 6Модификация сорбента - СОРГ-Л
Толщина пленки, ммКол-во масла, см 3Кол-во израсх. Сорбента, г Сорбционная емкость, %
1 234 5
10,1 19,748 35
21 19784 210
32 394158 224
45 985234 379
Таблица 7Модификация сорбента - СОРГ-П
Толщина пленки, ммКол-во масла, см 3Кол-во израсх. сорбента, г Сорбционная емкость, %
1 234 5
10,1 19,740 44
21 19766 268
32 39480 443
45 985210 422
Таблица 8Модификация сорбента - СОРГ-Г
Толщина пленки, ммКол-во масла, см 3Кол-во израсх. Сорбента, г Сорбционная емкость, %
1 234 5
10,1 -- -
21 197128 138
32 394166 214
45 985346 256
Таблица 9Удельный расход сорбента СОРГ-П для полного поглощения пятна загрязнителя на твердой поверхности
Вид загрязнителя Удельный расход сорбента на твердой поверхности, масс.%
Керосин 126
ТАД-17 130
Таблица 10Нефтепоглотительная вместимость сорбента СОРГ-Л при сорбции масла трансмиссионного ТАД-17 и мазута
Вид загрязнителя Нефтепоглотительная вместимость, масс.%
ТАД-17254
Мазут521

Сорбент СОРГ может быть использован для очистки пресных и соленых водоемов, а также почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами. Сорбент наносят на загрязненную поверхность известными способами (например, вручную, с помощью залпового выброса и т.п.) и после окончания процесса сорбции отработанный сорбент с загрязнениями удаляют с поверхности. Нефтепоглотительная вместимость сорбента в зависимости от его модификации и вида загрязнения колеблется от 300 до 600%. Время поглощения с поверхности составляет 15-30 секунд (при температуре +20°С).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сорбент для сбора нефти и нефтепродуктов, полученный в процессе щелочной обработки гидролизного лигнина в виде частиц размером не более 5 мм, отличающийся тем, что сорбент выполнен в виде нефракционного порошка, и/или гранул с размером частиц 1-5 мм, и/или мелкодисперсного порошка размером частиц менее 1 мм, имеющих нефтепоглотительную вместимость 300-600% при времени поглощения 15-30 с, причем при получении сорбента в процессе щелочной обработки лигнина отделяют твердые частицы примесей, суспензию подвергают размолу и фильтрации с получением осадка с влажностью не более 70%, гранулированием осадка, сушкой гранул до влажности не более 8% и их измельчением с получением целевого продукта.

2. Способ получения сорбента, включающий щелочную обработку гидролизного лигнина, сушку, отличающийся тем, что в процессе щелочной обработки гидролизного лигнина отделяют твердые частицы примесей, полученную суспензию подвергают размолу и фильтрации до влажности осадка не более 70%, полученный осадок подают на гранулирование, полученные гранулы сушат до влажности не более 8%, подвергают измельчению до размера частиц не более 5 мм и получают целевой продукт с различным гранулометрическим составом в виде нефракционированного порошка, гранул с размерами частиц 1-5 мм, мелкодисперсного порошка с размерами частиц менее 1 мм, при этом целевой продукт характеризуется нефтепоглотительной вместимостью от 300-600% и временем поглощения 15-30 с.

3. Способ сбора нефти и нефтепродуктов с загрязненной поверхности, включающий нанесение на нее сорбента, отличающийся тем, что на поверхность наносят сорбент, охарактеризованный в п.1, при его удельном расходе, равном 80% от объема нефти или нефтепродуктов, разлитых на твердой поверхности, или равным 20% от объема нефти и нефтепродуктов на водной поверхности.

www.freepatent.ru

сорбент для сбора нефти и способ его получения - патент РФ 2479348

Изобретение относится к сорбентам для очистки от нефти водных поверхностей. Сорбент для сбора нефти на поверхности воды содержит (мас.%): порошкообразный углерод - 2,6-3; гидрофобизатор - 3-3,4; полиамидное волокно - 14-24; резиновая крошка - остальное. Сорбент получают перемешиванием компонентов. На предварительно измельченное полиамидное волокно распылением наносят гидрофобизатор. В половину массы резиновой крошки при перемешивании вводят одну треть расчетного количества углерода, массу перемешивают 10-20 минут. Затем постепенно вводят измельченные волокна, после этого вводят оставшуюся половину резинового порошка. Массу перемешивают еще 20 минут и затем в течение 20 минут при перемешивании вносят остальную часть углеродного порошка. После введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 минут. Согласно изобретению получен новый сорбент, обладающий улучшенной способностью к хранению. Сорбент не слеживается более 2-х лет. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к сорбентам для очистки от нефти водных поверхностей, а именно к сорбентам для удаления разлитой нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов.

Разливы нефти периодически происходят во всем мире, и причины их различны. Для защиты окружающей среды необходимо ликвидировать без остатка нефтяные пятна, наносящие невосполнимый ущерб природе. Предпочтительнее всего для этого пользоваться сорбирующими материалами. Нефтяные сорбенты - высокоэффективные вещества, функцией которых является очистка воды и почвы от нефтепродуктов. За счет своей гигроскопичной микроструктуры, пористости и большой удельной поверхности сорбенты впитывают в себя нефть. При этом желательно, чтобы сами сорбенты могли использоваться многократно, были бы недороги и после использования могли быть утилизированы.

Известен [Пат. РФ 2091159, опубл. 27.09.1997] сорбент, содержащий хлопоксодержащие отходы прядильного производства и целлюлозосодержащие отходы сельского хозяйства растительного происхождения, имеющие пространственно-каркасную структуру. Для развития пористой структуры сорбента их предварительно просушивают и измельчают при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлопоксодержащий отход 40 - 70, целлюлозосодержащий отход 30-60, причем сорбент содержит хлопоксодержащие и целлюлозосодержащие отходы в виде трехслойного пакета, внешние слои которого содержат хлопоксодержащие отходы, а внутренние - целлюлозосодержащие отходы. В качестве целлюлозосодержащих отходов сорбент содержит соломенную или камышовую сечку и древесные опилки определенного размера в соотношении:

0,5-1,0 мм 60-80

1,0-2,0 мм 15-30

2,0-3,0 мм 5-10

Известен [Заявка Великобритании 20040026619, опубл. 04.12.2004 г.] способ извлечения загрязнений из жидкостей с помощью вулканизированной резины, полученной с заводов по переработке шин. Резину, которая может быть природной, синтетической или их смесью, предварительно гранулируют или истирают, получая гранулы или чешуйки. Вулканизированная резина может быть сформована в плитки или распылена на загрязненную водную поверхность. Повышенную плавучесть достигают введением безводного порошка, термообработкой или промывкой перед применением. Альтернативно, вулканизированная резина в процессе применения тонет, и обрабатываемые водные загрязнения тонут на дне. Типичный состав резиновых частиц следующий: природная или синтетическая резина 35%, сажа 30%, оксид цинка 5%, стеариновая кислота 3%, технические масла 10%, наполнители 10%, органические ускорители 2%, другие компоненты 5%. Этот состав стабилен при температуре от 50°С до 150°С из-за примененного при вулканизации углерода. Когда обработанная таким образом резина адсорбирует нефтяные разливы и плавает очень близко к поверхности воды, ее собирают каким-либо из известных способов и затем либо регенерируют, либо утилизируют.

Известен [Пат. РФ 2108147, опубл. 10.04.1998] поглотитель Сорбойл, который получают простым смешением всех компонентов в обычных условиях, при этом в качестве оборудования может быть использован, например, горизонтальный роторный смеситель для сыпучих материалов. При изготовлении поглотителя в смеситель загружают резиновый порошок, а затем, в процессе перемещения его по смесителю, подают необходимое количество измельченного волокна и порошкообразного углеродного материала. Компоненты равномерно распределяются по рабочему объему смесителя, образуя сыпучую массу, перемещаемую далее на выгрузку.

Резиновый порошок, полученный при переработке изношенных шин, обычно содержит до 5 мас.% измельченных волокон корда, поэтому при смешении добавляют волокна, полученные, например, из отходов коврового, кордного и текстильного производства. Выбор соотношений компонентов определяется их физическим состоянием.

При этом в смеситель загружают компоненты в следующем соотношении:

- порошкообразный углеродный материал из группы "технический углерод, кокс, графит" - 0,5-0,25;

- измельченное волокно из натурального, и/или синтетического, и/или искусственного материала (в частности, из отхода коврового, кордного и текстильного производства - 20-30;

- резиновый порошок (в частности, из отходов производства резиновых изделий или из изношенных резиновых изделий) - остальное.

Если в смеси имеется избыток указанного углеродного материала, то в процессе сорбции наблюдается расслоение поглотителя, в связи с чем поглощающая способность падает.

Недостатком этого состава является и то, что через некоторое время наблюдается его набухание в воде за счет адсорбции воды волоконной составляющей. При длительном хранении происходит разделение и расслоение состава на угольную и резиновую составляющие, и кроме того, через некоторое время наблюдается слеживаемость сорбента, что ведет к ухудшению его эксплуатационных свойств.

Задача, стоявшая перед разработчиками предлагаемого технического решения, состоит в разработке сорбента с хорошей сорбирующей способностью, способного длительное время находиться на поверхности воды, не слеживающегося и не расслаивающегося при хранении.

Сущность предлагаемого решения состоит в том, что разработан новый сорбент для сбора нефти на поверхности воды, включающий порошкообразный углерод, полиамидное волокно и резиновую крошку, имеющий следующий состав, мас.%:

порошкообразный углерод 2,6-3,0
гидрофобизатор 3,0-3,4
полиамидное волокно 14,0-24,0
резиновая крошка остальное.

Кроме того, разработан способ получения этого сорбента, включающий перемешивание компонентов, отличающийся тем, что на предварительно измельченное полиамидное волокно при перемешивании наносят распылением гидрофобизатор, затем в половину массы резиновой крошки при перемешивании постепенно вводят одну треть расчетного количества углерода, массу перемешивают 10-20 минут, и постепенно, в течение 10 минут, вводят измельченные волокна, затем вводят оставшуюся половину резинового порошка, после этого массу перемешивают еще 20 минут, затем в течение 20 минут при перемешивании вносят остальную часть углеродного порошка, и после введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 минут. В результате получают готовый продукт.

В качестве углеродного порошка может быть использован, например, углерод технический К-354; углерод, соответствующий ГОСТ 7885-86; углерод технический марки № 220, соответствующий ТУ 38 41558, а также другие коммерчески доступные марки, без ограничения.

В качестве гидрофобизатора могут быть использованы коммерческие марки этого продукта, например гидрофобизатор по ГОСТ 13032-77, или другой подобный продукт, без ограничения.

В качестве сырья для резиновой крошки используют отходы шинного производства, отработанные шины и другое вторичное резиновое сырье, которое предварительно подвергают помолу любым известным способом до получения крошки размером от 2 до 10 мм. В качестве волокон применяют измельченное кордовое волокно.

Отличие предлагаемого решения от прототипа состоит в том, что предлагаемый состав при указанном новом соотношении компонентов содержит гидрофобизатор, который наносят на измельченное полиамидное волокно. Подготовленное таким образом волокно сразу же перемешивают с остальными компонентами, при этом происходит налипание на них углерода и мелких частиц резины. В результате образуется новый состав сорбента, в котором компоненты находятся в определенном соотношении. Кроме того, разработан новый способ приготовления сорбента, включающий определенную последовательность введения установленных количеств исходных составляющих и определенное время их перемешивания. Этот способ позволяет получить сорбент с улучшенными свойствами.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Готовят 100 кг сорбента состава, мас.%:

порошкообразный углерод 2,6
гидрофобизатор (ПМС-5)3,4
полиамидное волокно 14,0
резиновая крошка остальное.

Сорбент готовят, вводя в измельчитель сначала резиновый материал в виде крупных кусков неправильной формы, который перемалывают, вводя в него 2 порции по 40 кг с интервалом в 10 минут, и получают резиновую крошку размером около 4-6 мм.

Параллельно готовят полиамидный компонент, для чего распыляют 3,4 кг гидрофобизатора - полиметилсилоксановую жидкость ПМС-5, над поверхностью 14 кг полиамидного волокна при перемешивании. Затем в 40 кг резиновой крошки при перемешивании постепенно вводят 0,8 кг порошкообразного углерода, массу перемешивают 10 минут, и постепенно, в течение 10 минут, вводят измельченные полиамидные волокна, на которые только что нанесен гидрофобизатор, и оставшуюся половину резинового порошка. После их введения массу перемешивают еще 20 минут, затем в течение 20 минут при перемешивании вносят 1,6 кг углеродного порошка, и перемешивание продолжают 10 минут. По завершении перемешивания в бункер выгружают готовый продукт.

Пример 2

Готовят сорбент состава, масс.%:

порошкообразный углерод (ТУ 38 41558) 3,0
гидрофобизатор (ПМС-100р)3,0
полиамидное волокно 24,0
резиновая крошка остальное.

Готовят сорбент в количестве 100 кг. Для этого в измельчитель вводят резиновый материал в виде крупных кусков неправильной формы, который перемалывают, вводя его порциями с интервалом в 10 минут, и получают резиновую крошку размером около 4-6 мм.

Распыляют указанный гидрофобизатор над поверхностью 24 кг измельченного полиамидного волокна, которое перемещают по шнековому смесителю. Резиновый материал в количестве 33 кг от планируемого (требующегося по заданию) количества перемалывают в течение 20 минут.

В полученную крошку постепенно вводят 1 кг порошка углерода, перемешивают 20 минут и постепенно, в течение 10 минут, вводят 24 кг измельченных гидрофобизированных волокон, на которые только что нанесен гидрофобизатор, и затем - остальную часть резиновой крошки. Массу перемешивают еще 20 минут, внося остальную часть углеродного порошка. После введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 минут.

Готовый продукт выгружают в бункер.

Для подтверждения возможности применения различных гидрофобизаторов приведены дополнительные примеры получения сорбента и его составы, см. Таблицу. Способы нанесения разных типов гидрофобизаторов не отличаются.

В некоторых отдельных случаях может подбираться только вид их распыления (в разогретом виде или в виде раствора), если этого требует вязкость применяемого гидрофобизатора), однако это не является предметом данного изобретения. Выбор гидрофобизатора определяется его доступностью, удобством применения в данной технологии и экологическими свойствами.

Новый сорбент обладает улучшенной способностью к хранению, поскольку при хранении в течение 2-х лет не наблюдалось его расслаивания на компоненты

Сравнительные испытания сорбента, приготовленного по прототипу, показали, что плавучесть известного сорбента составляла до 40 дней, а расслаивание наблюдалось через 11 месяцев хранения.

При введении гидрофобизатора, но при простом перемешивании компонентов (то есть не по заявляемому способу получения), расслаивание сорбента наблюдалось через 12 месяцев хранения.

Сорбент, полученный согласно предлагаемому изобретению, сохраняет плавучесть не менее 80 дней, не слеживается за 24 месяца хранения и более.

Таким образом, решена задача, стоявшая перед авторами изобретения: разработаны новый состав и способ его получения, позволивший улучшить однородность и антислеживаемость сорбента, благодаря чему предотвращается расслоение состава на компоненты при хранении.

Предлагаемый способ получения позволяет получать материал сорбента строго определенного однородного состава. Улучшение эксплуатационных свойств проявляется также в увеличении срока неслеживаемости товарного продукта до 2-х лет и более. Сорбент после 2-х лет хранения (в экспериментальных условиях) показал поглотительную способность нефть/сорбент не менее 8 см3 /1 см3.

Испытания в рабочих условиях в акватории Мурманского порта показали, что сорбент поглощает нефть в массовом соотношении нефть/сорбент, равную 8 см3 /1 см3, время достижения равновесного состава - 10-15 минут. При этом сохраняется плавучесть поглотившего сорбента в течение 80-90 суток. Это позволяет собирать его в течение длительного времени, проводя неоднократно промежуточную регенерацию. Отработанный сорбент может быть использован в качестве компонента асфальтовых покрытий или как топливо для промышленных предприятий.

Таким образом, в результате создания предлагаемого изобретения решается задача, стоявшая перед авторами изобретения.

ТАБЛИЦА
Пример Состав Свойства**
Порошкообразный углерод, мас.% Гидрофобизатор П-мид вол-но*, мас.% Резин. крошка, мас.% 1С, мес. 2С, дней
ТипМас.%
1 23 45 67 8
1 2,6 технический марки К-354ПМС-5 3,4 14,0 до 10026 95
2 3,0 ТУ 38-41558 ПМС-100 3,024,0 2690
3 2,8ПМС-400 3,0 20,025 сорбент для сбора нефти и способ его получения, патент № 2479348
42,6 Бутилолеат (ВО) 3,320,2 2485
5 3,0Бутил стеарат 3,0 18,024 сорбент для сбора нефти и способ его получения, патент № 2479348
62,6 Стеарат кальция 3,424,0 2482
7 2,8Стеарат натрия 3,2 20,024 82
8 3,0 Мылонафт***3,4 24,0 2485
9 3,0Жирные кислоты C12-24 3,020,0 2480
* - полиамидное волокно.
** - 1С - слеживаемость не наблюдается, месяцев; 2С - плавучесть, дней.
*** - техническая смесь натриевых солей нафтеновых кислот, получаемая как отход при щелочной очистке керосиновых, газойлевых и соляровых дистиллятов нефти. М. - мазеобразный продукт от соломенно-желтого до темно-коричневого цвета с неприятным запахом.

Все перечисленные в таблице сорбенты не расслаивались в течение срока испытания (см. столбец 7 Таблицы).

Сорбирующая способность составляла от 6 до 8 г/см3 и более.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сорбент для сбора нефти на поверхности воды, включающий порошкообразный углерод, полиамидное волокно и резиновую крошку, имеющий следующий состав, мас.%:

порошкообразный углерод 2,6-3
гидрофобизатор 3-3,4
полиамидное волокно 14-24;
резиновая крошкаостальное

2. Способ получения сорбента по п.1, включающий перемешивание компонентов, отличающийся тем, что на предварительно измельченное полиамидное волокно при перемешивании наносят распылением гидрофобизатор, затем в половину массы резиновой крошки при перемешивании постепенно вводят одну треть расчетного количества углерода, массу перемешивают 10-20 мин, и постепенно в течение 10 мин вводят измельченные волокна, затем вводят оставшуюся половину резинового порошка, после этого массу перемешивают еще 20 мин, затем в течение 20 мин при перемешивании вносят остальную часть углеродного порошка и после введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 мин.

www.freepatent.ru

Адсорбенты для сбора нефти

Адсорбенты для сбора нефти

В последнее время значительно расширяется область использования технических решений и материалов для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Для решения задач практического природопользования, возникающих в результате аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, необходимо руководствоваться критериями, позволяющими оценить эффективность принятия решений. Общими критериями, на наш взгляд, (они же приводятся в материалах открытой публикации РФ) могут служить эффективность применения сорбционных материалов и биосферная совместимость проведения природоохранных мероприятий. В комплексном критерии эффективности использования сорбционных материалов необходимо учитывать их сорбционные характеристики, стоимость, транспортные издержки, сложность нанесения на загрязненные поверхности с учетом характерных особенностей рельефа загрязненных участков, особенности применения в различных климатических условиях, технические решения утилизации нефтенасыщенных материалов. В критерии биосферной совместимости проведения природоохранных меро­приятий должны рассматриваться  подходы, использование которых при производстве, транспортировке, применению и утилизации НПМ не приведет к повторному загрязнению природных объектов.

Большинство используемых в настоящее время сорбционных материалов для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов получают на основе синтетических и природных органических полимеров.

Типичными представителями НПМ, полученными на основе синтетических полимеров и изделий из них, являются сорбенты на основе полипропиленовых волокон, пенографита, пенопластов (пенополиуретаны), изделия из поливинилхлорида (ПВХ)), фенолальдегидных смол, резиновой крошки и др. По имеющимся литературным данным для изделий из синтетических полимеров приводятся величины нефтеемкости, находящиеся в пределах до 40–50 г/г. В основном такие высокие значения  величин сорбционной емкости этих материалов обусловлены весьма низкими значениями насыпной плотности (< 0,1 т/м3). Ясно, чем легче сорбент, то при прочих равных условиях даже незначительная величина поглощенной им нефти при отношении к малой навеске даст существенное значение нефтеемкости. Сравнение расчетных величин объемной сорбционной емкости показывает, что такие легкие сорбенты как пенографит и пенополиуретан, обладают значениями этого показателя в пределах 0,5 г/см3, а торфяной сорбент «Экоторф» (совместная разработка ИПИПРЭ НАНБ и Белниитоппроект ГПО Белтопгаз) – 0,8 г/см3. То есть, они сравнимыми со значениями показателей сорбционной емкости для НПМ, обладающих сравнительно низкими значениями по массовому показателю.     Из-за низкой насыпной плотности использование этих сорбентов даже при сравнительно низких скоростях воздушных потоков представляется затруднительным. По этой же причине эксплуатация этих изделий становится малоэффективной при пониженных температурах, вследствие повышения вязкости нефтепродуктов. Существенно возрастают транспортные проблемы с доставкой больших объемов легких сорбентов к месту аварии. Декларируемые как положительные моменты эксплуатации этих материалов и изделий из них в качестве многократно используемых сорбирующих материалов, на наш взгляд, также имеют несколько отрицательных моментов. Во-первых, существенно  возрастают трудности с хранением замазученных материалов с точки зрения пожарной опасности и экологии, а, во-вторых, использование загрязненных нефтью сорбирующих материалов может приводить к повторному загрязнению очищаемых объектов.  Учитывая, что использование синтетических полимерных сорбентов возможно, как правило, лишь в виде различного рода  изделий (салфетки, маты, блоки и т.п.), то этот аспект делает их техническую невозможность при применении на почвах и других природных объектах, имеющих сложную конфигурацию поверхности, городских территорий, а также при очистке загрязненного технологического оборудования. По мнению специалистов, основными недостатками этих материалов являются их высокая стоимость и существенные проблемы, возникающие при утилизации синтетических нефтенасыщенных сорбентов. Известно, что в ряде регионов РФ директивными решениями органов хозяйствования - использование сорбционных материалов для ликвидации аварийных разливов нефти не допускается без специальных технических решений для их утилизации. Материалы, полученные на основе фенолальдегидных смол, пенополиуретана, ПВХ и др. не могут быть утилизированы ни путем сжигании, ни захоронением в почве. По данным Института химии древесины АН Латвии (1982 г.), концентрация синильной кислоты в продуктах горения пенополиуретана при повышении температуры горения от 700 до 1000°С возрастает в 50 раз. В связи с чем рекомендуется избегать совместного применения пенополиуретана с легко возгораемыми материалами, выделяющими большое количество тепла при горении (в частности нефтепродуктами).

Большинства этих недостатков лишены сорбционные материалы, полученные на основе полимерных материалов природного происхождения (мхи, торф, сапропели, отходы хлопкового и льняного производства и др.), а также продуктов их переработки. В мировой практике использования сорбционных технологий ликвидации последствий аварийных разливов нефти именно им отдается предпочтение. Широко известны НПМ «Peatsorb» и «Sphag Sorb» (Канада), «Ripotin» (Финляндия), «Turbo-Jet» (Франция), «Лессорб», «Сибсорбент», «Сорбойл» (Россия), «Экограннефтеторф» (Беларусь) (Табл. 2), полученные на основе торфа. Нефтепоглощающая способность этих материалов находится в пределах  10-12 г/г. Не составляет проблем нанесения этих материалов на поверхности любого профиля, а также при ликвидации аварийных разливов нефти на почве, в том числе путем введения их в пахотный горизонт (синтетические полимерные материалы для этих целей использоваться не могут). Учитывая, что основой этих НПМ является торф (природный биоразлагаемый полимер), торфяные НПМ легко подвергаются утилизации путем сжигания, либо захоронения в почве. Подобного рода технологии утилизации используются, в том числе за рубежом. С учетом малых величин насыпного веса для сбора одинакового количества нефти, вспененные полимерные материалы занимают объем в четыре раза больше, чем природные органические НПМ, что создает определенные трудности при хранении и транспортировке этих материалов. Низкие значения плотности приводят к определенным трудностям нанесения легких вспененных полимеров на нефтезагрязненные объекты в ветреную погоду и при низких температурах. В расчете на сбор одинаковых количеств нефтепродуктов ввиду  невысокой стоимости использование природных органических НПМ в 4–5 выгоднее применения  синтетических полимеров.

Несомненным лидером в области создания нефтепоглощающих материалов является Япония. По данным анализа патентной и научно-технической литературы, на ее  долю приходится около 30 % предложенных материалов и композиций. Далее идут США и страны СНГ (по 15 %). На долю Финляндии и Канады приходится  по 8 %, Германии – 4 %. Отдельные предложения имеются у Франции, Австрии и Швейцарии.

При выборе исходного сырья для создания нефтепоглощающих материалов японские специалисты отдают предпочтение полимерам растительного происхождения. Например, ими предложен сорбент на основе рисовой шелухи с емкостью по сырой нефти 3 т/т. При комплексном подходе с учетом требований высокой эффективности, невысокой стоимости и экологичности при создании нефтепоглощающих материалов  специалисты Финляндии, Канады, США и России отдают приоритет природному материалу торфу. Финской фирмой «Vapo» на основе торфа создан и применяется материал «Ripotin», обладающий нефтеемкостью до 8 г/г (ориентировочная стоимость 3000 US $). Канадская фирма «Klon Inc.» на основе канадского торфяного мха предлагает экологически чистый сорбент «Peatsorb», который позволяет эффективно удалять последствия разливов сырой нефти, нефтепродуктов и более 50-ти наименований углеводородсодержащих веществ (стоимость сорбента доходит до 8000 US $). В Швейцарии разработан материал для поглощения масел, нефти, масляных красок, растворителей и т.п. с поверхности воды или почвы, состоящий из коры, торфа, растительных волокон или их смеси. Российское ООО «Компания «Ренари» предлагает экологически безопасный сорбент на основе продуктов термической переработки отходов сельского хозяйства для сбора и удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды с сорбционной емкостью по нефти от 3 до 10 г/г и стоимостью за одну тонну сорбента 2750 US $. Российским ТОО «Лессорб» разработана серия препаратов с аналогичной торговой маркой на основе сфагновых мхов. Предлагаемые препараты обладают нефтеемкостью в пределах 4,5–7,0 г/г и стоимостью 2500–5000 US $ за тонну. Известен белорусский сорбент «Пенопурм» на основе пенополиуретана с декларируемой нефтеемкостью 35–50 г/г. Стоимость 1 т сорбента составляет примерно 20000 US $. Об особенностях применения и утилизации сорбентов на основе пенополиуретана отмечалось выше.

Совместные исследования, проведенные ООО «Экогранторф» и Институтом природопользования НАН Беларуси, позволили показать, что перспективность использования торфа и композиций на его основе в качестве сорбентов нефти и продуктов ее переработки позволяет создать высокоэффективный  сорбционный препарат, по своим эксплуатационным характеристикам, не уступающий зарубежным аналогам. В табл. 1 приведены данные, характеризующие свойства применяемых в настоящее время различных сорбционных материалов. Как следует из представленных данных, применяемые материалы характеризуются весьма широким разбросом показателей по величинам нефтеемкости, насыпной плотности, стоимости и рядом других. Однако, основными подходами к применению тех или иных материалов всегда будут высокие эксплуатационные показатели и биосферная совместимость. Весьма значимым является показатель стоимости сорбента для сбора одной тонны нефтепродукта. Как следует из представленных данных, по этому показателю торфяной белорусский сорбент «Экограннефтеторф» выглядит весьма достойно. 

Экограннефтеторф

Фракционный состав, мм

0,2 – 5,0

Вид материала

фрезерная крошка 

Влага, %, не более

20

Насыпная плотность, г/см3, не более

0,16

Водопоглощение, %, не более

260

Сорционная емкость по нефти, г/г, не менее

4

Скорость сорбции, сек

35

Плавучесть, %

100

 

Таблица 1

Сорбционные материалы для ликвидации аварийных разливов нефти: основные характеристики и свойства   

               

Характеристика

/

Наименование сорбента

Основа сорбента

Внешний вид

Плот-

ность,

см3/г

Нефтеем-

кость,

г/г

Нефтеем-кость,

г/см3

Водо-

погло-щение,

г/г

Токсич-ность

Способ утили-зации

Упаковка

Страна произво-дитель

Цена,

у.е./т

Стоимость сорбента для сбора 1 т нефте-продукта,

у.е./т

Vermiculit fine

слоистый алюмосиликат

гранулы

0,13

2,8

0,35

0,23

безвреден

захороне-ние

США

6500

2350

Пенографит

вспененный графит

порошок

0,002

45-55

0,4-0,5

10

безвреден

сжигание,

отжим

Россия

Униполимер модицированный

смола карбомидо-формальде-гидная

гранулы

0,024

30-50

4.6

Частично

токсичен

при сжигании выделяются токсичные продукты

Россия

1120

360

Пенопурм

пенополиу-ретан

салфетки,

маты

0.008

35-50

0,4-0,5

безвреден

при сжигании выделяются токсичные продукты

упако-ванные конструк-ционные изделия

Беларусь

20000

Ecosol

пенополиу-ретан

салфетки,

маты

6

безвреден

при сжигании выделяются токсичные продукты

упако-ванные конструк-ционные изделия

Нидерлан-ды

 

НПМ-Р

ватин

ткань, рулон

0,1 (г/см2)

14

0,52

безвреден

отжим

ткань, рулон

Россия

15000

Пауэросорб

нетканое полотно

рулон

12

0,06

безвреден

отжим

рулон

Франция

Питсорб

торф

крошка

0,16

4

0,64

1,64

безвреден

сжигание,

захоро-

нение

мешок

Канада

7000

1750

Турбоджет

торф

крошка

0,11

3,6

0,4

2,03

безвреден

сжигание

мешок

Франция

5800

1610

Сибсорбент

торф, сапропель

крошка

0,17

2-4

0,5

безвреден

сжигание,

захороне

ние

мешок

Россия

2500

БТК-1

торф

крошка

0,11

11

0,66

5,21

безвреден

сжигание

мешок

Россия

7000

640

Сорбойл

торф

крошка

0,2-0,3

8

1,6-2,4

безвреден

сжигание

мешок

Россия

2800

350

Лессорб

мох

крошка

0,091

9-11

3,6

безвреден

сжигание

мешок

Россия

1900

Эколан

продукт пиролиза древесины

крошка

0,25

8

0,05

безвреден

сжигание,

захороне-ние в почве

мешок

Россия

1600

Сорбенты растительного происхожде-ния

лузга гречихи, риса

крошка

0,15

4,5

0,68

безвреден

сжигание

мешок

Россия

2000-10000

От 445

Экограннефтеторф

торф

крошка

0,13-0,16

3-5

0,8

1,2б

безвреден

сжигание,

захороне-ние в почве

мешок

Беларусь

1000

180

grantorf.by

СОРБЕНТ ДЛЯ СБОРА НЕФТИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к сорбентам для очистки от нефти водных поверхностей, а именно к сорбентам для удаления разлитой нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов.

Разливы нефти периодически происходят во всем мире, и причины их различны. Для защиты окружающей среды необходимо ликвидировать без остатка нефтяные пятна, наносящие невосполнимый ущерб природе. Предпочтительнее всего для этого пользоваться сорбирующими материалами. Нефтяные сорбенты - высокоэффективные вещества, функцией которых является очистка воды и почвы от нефтепродуктов. За счет своей гигроскопичной микроструктуры, пористости и большой удельной поверхности сорбенты впитывают в себя нефть. При этом желательно, чтобы сами сорбенты могли использоваться многократно, были бы недороги и после использования могли быть утилизированы.

Известен [Пат. РФ 2091159, опубл. 27.09.1997] сорбент, содержащий хлопоксодержащие отходы прядильного производства и целлюлозосодержащие отходы сельского хозяйства растительного происхождения, имеющие пространственно-каркасную структуру. Для развития пористой структуры сорбента их предварительно просушивают и измельчают при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлопоксодержащий отход 40 - 70, целлюлозосодержащий отход 30-60, причем сорбент содержит хлопоксодержащие и целлюлозосодержащие отходы в виде трехслойного пакета, внешние слои которого содержат хлопоксодержащие отходы, а внутренние - целлюлозосодержащие отходы. В качестве целлюлозосодержащих отходов сорбент содержит соломенную или камышовую сечку и древесные опилки определенного размера в соотношении:

0,5-1,0 мм 60-80

1,0-2,0 мм 15-30

2,0-3,0 мм 5-10

Известен [Заявка Великобритании 20040026619, опубл. 04.12.2004 г.] способ извлечения загрязнений из жидкостей с помощью вулканизированной резины, полученной с заводов по переработке шин. Резину, которая может быть природной, синтетической или их смесью, предварительно гранулируют или истирают, получая гранулы или чешуйки. Вулканизированная резина может быть сформована в плитки или распылена на загрязненную водную поверхность. Повышенную плавучесть достигают введением безводного порошка, термообработкой или промывкой перед применением. Альтернативно, вулканизированная резина в процессе применения тонет, и обрабатываемые водные загрязнения тонут на дне. Типичный состав резиновых частиц следующий: природная или синтетическая резина 35%, сажа 30%, оксид цинка 5%, стеариновая кислота 3%, технические масла 10%, наполнители 10%, органические ускорители 2%, другие компоненты 5%. Этот состав стабилен при температуре от 50°С до 150°С из-за примененного при вулканизации углерода. Когда обработанная таким образом резина адсорбирует нефтяные разливы и плавает очень близко к поверхности воды, ее собирают каким-либо из известных способов и затем либо регенерируют, либо утилизируют.

Известен [Пат. РФ 2108147, опубл. 10.04.1998] поглотитель Сорбойл, который получают простым смешением всех компонентов в обычных условиях, при этом в качестве оборудования может быть использован, например, горизонтальный роторный смеситель для сыпучих материалов. При изготовлении поглотителя в смеситель загружают резиновый порошок, а затем, в процессе перемещения его по смесителю, подают необходимое количество измельченного волокна и порошкообразного углеродного материала. Компоненты равномерно распределяются по рабочему объему смесителя, образуя сыпучую массу, перемещаемую далее на выгрузку.

Резиновый порошок, полученный при переработке изношенных шин, обычно содержит до 5 мас.% измельченных волокон корда, поэтому при смешении добавляют волокна, полученные, например, из отходов коврового, кордного и текстильного производства. Выбор соотношений компонентов определяется их физическим состоянием.

При этом в смеситель загружают компоненты в следующем соотношении:

- порошкообразный углеродный материал из группы "технический углерод, кокс, графит" - 0,5-0,25;

- измельченное волокно из натурального, и/или синтетического, и/или искусственного материала (в частности, из отхода коврового, кордного и текстильного производства - 20-30;

- резиновый порошок (в частности, из отходов производства резиновых изделий или из изношенных резиновых изделий) - остальное.

Если в смеси имеется избыток указанного углеродного материала, то в процессе сорбции наблюдается расслоение поглотителя, в связи с чем поглощающая способность падает.

Недостатком этого состава является и то, что через некоторое время наблюдается его набухание в воде за счет адсорбции воды волоконной составляющей. При длительном хранении происходит разделение и расслоение состава на угольную и резиновую составляющие, и кроме того, через некоторое время наблюдается слеживаемость сорбента, что ведет к ухудшению его эксплуатационных свойств.

Задача, стоявшая перед разработчиками предлагаемого технического решения, состоит в разработке сорбента с хорошей сорбирующей способностью, способного длительное время находиться на поверхности воды, не слеживающегося и не расслаивающегося при хранении.

Сущность предлагаемого решения состоит в том, что разработан новый сорбент для сбора нефти на поверхности воды, включающий порошкообразный углерод, полиамидное волокно и резиновую крошку, имеющий следующий состав, мас.%:

порошкообразный углерод 2,6-3,0
гидрофобизатор 3,0-3,4
полиамидное волокно 14,0-24,0
резиновая крошка остальное.

Кроме того, разработан способ получения этого сорбента, включающий перемешивание компонентов, отличающийся тем, что на предварительно измельченное полиамидное волокно при перемешивании наносят распылением гидрофобизатор, затем в половину массы резиновой крошки при перемешивании постепенно вводят одну треть расчетного количества углерода, массу перемешивают 10-20 минут, и постепенно, в течение 10 минут, вводят измельченные волокна, затем вводят оставшуюся половину резинового порошка, после этого массу перемешивают еще 20 минут, затем в течение 20 минут при перемешивании вносят остальную часть углеродного порошка, и после введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 минут. В результате получают готовый продукт.

В качестве углеродного порошка может быть использован, например, углерод технический К-354; углерод, соответствующий ГОСТ 7885-86; углерод технический марки №220, соответствующий ТУ 38 41558, а также другие коммерчески доступные марки, без ограничения.

В качестве гидрофобизатора могут быть использованы коммерческие марки этого продукта, например гидрофобизатор по ГОСТ 13032-77, или другой подобный продукт, без ограничения.

В качестве сырья для резиновой крошки используют отходы шинного производства, отработанные шины и другое вторичное резиновое сырье, которое предварительно подвергают помолу любым известным способом до получения крошки размером от 2 до 10 мм. В качестве волокон применяют измельченное кордовое волокно.

Отличие предлагаемого решения от прототипа состоит в том, что предлагаемый состав при указанном новом соотношении компонентов содержит гидрофобизатор, который наносят на измельченное полиамидное волокно. Подготовленное таким образом волокно сразу же перемешивают с остальными компонентами, при этом происходит налипание на них углерода и мелких частиц резины. В результате образуется новый состав сорбента, в котором компоненты находятся в определенном соотношении. Кроме того, разработан новый способ приготовления сорбента, включающий определенную последовательность введения установленных количеств исходных составляющих и определенное время их перемешивания. Этот способ позволяет получить сорбент с улучшенными свойствами.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Готовят 100 кг сорбента состава, мас.%:

порошкообразный углерод 2,6
гидрофобизатор (ПМС-5) 3,4
полиамидное волокно 14,0
резиновая крошка остальное.

Сорбент готовят, вводя в измельчитель сначала резиновый материал в виде крупных кусков неправильной формы, который перемалывают, вводя в него 2 порции по 40 кг с интервалом в 10 минут, и получают резиновую крошку размером около 4-6 мм.

Параллельно готовят полиамидный компонент, для чего распыляют 3,4 кг гидрофобизатора - полиметилсилоксановую жидкость ПМС-5, над поверхностью 14 кг полиамидного волокна при перемешивании. Затем в 40 кг резиновой крошки при перемешивании постепенно вводят 0,8 кг порошкообразного углерода, массу перемешивают 10 минут, и постепенно, в течение 10 минут, вводят измельченные полиамидные волокна, на которые только что нанесен гидрофобизатор, и оставшуюся половину резинового порошка. После их введения массу перемешивают еще 20 минут, затем в течение 20 минут при перемешивании вносят 1,6 кг углеродного порошка, и перемешивание продолжают 10 минут. По завершении перемешивания в бункер выгружают готовый продукт.

Пример 2

Готовят сорбент состава, масс.%:

порошкообразный углерод (ТУ 38 41558) 3,0
гидрофобизатор (ПМС-100р) 3,0
полиамидное волокно 24,0
резиновая крошка остальное.

Готовят сорбент в количестве 100 кг. Для этого в измельчитель вводят резиновый материал в виде крупных кусков неправильной формы, который перемалывают, вводя его порциями с интервалом в 10 минут, и получают резиновую крошку размером около 4-6 мм.

Распыляют указанный гидрофобизатор над поверхностью 24 кг измельченного полиамидного волокна, которое перемещают по шнековому смесителю. Резиновый материал в количестве 33 кг от планируемого (требующегося по заданию) количества перемалывают в течение 20 минут.

В полученную крошку постепенно вводят 1 кг порошка углерода, перемешивают 20 минут и постепенно, в течение 10 минут, вводят 24 кг измельченных гидрофобизированных волокон, на которые только что нанесен гидрофобизатор, и затем - остальную часть резиновой крошки. Массу перемешивают еще 20 минут, внося остальную часть углеродного порошка. После введения всех компонентов состав подвергают перемешиванию еще 10 минут.

Готовый продукт выгружают в бункер.

Для подтверждения возможности применения различных гидрофобизаторов приведены дополнительные примеры получения сорбента и его составы, см. Таблицу. Способы нанесения разных типов гидрофобизаторов не отличаются.

В некоторых отдельных случаях может подбираться только вид их распыления (в разогретом виде или в виде раствора), если этого требует вязкость применяемого гидрофобизатора), однако это не является предметом данного изобретения. Выбор гидрофобизатора определяется его доступностью, удобством применения в данной технологии и экологическими свойствами.

Новый сорбент обладает улучшенной способностью к хранению, поскольку при хранении в течение 2-х лет не наблюдалось его расслаивания на компоненты

Сравнительные испытания сорбента, приготовленного по прототипу, показали, что плавучесть известного сорбента составляла до 40 дней, а расслаивание наблюдалось через 11 месяцев хранения.

При введении гидрофобизатора, но при простом перемешивании компонентов (то есть не по заявляемому способу получения), расслаивание сорбента наблюдалось через 12 месяцев хранения.

Сорбент, полученный согласно предлагаемому изобретению, сохраняет плавучесть не менее 80 дней, не слеживается за 24 месяца хранения и более.

Таким образом, решена задача, стоявшая перед авторами изобретения: разработаны новый состав и способ его получения, позволивший улучшить однородность и антислеживаемость сорбента, благодаря чему предотвращается расслоение состава на компоненты при хранении.

Предлагаемый способ получения позволяет получать материал сорбента строго определенного однородного состава. Улучшение эксплуатационных свойств проявляется также в увеличении срока неслеживаемости товарного продукта до 2-х лет и более. Сорбент после 2-х лет хранения (в экспериментальных условиях) показал поглотительную способность нефть/сорбент не менее 8 см3/1 см3.

Испытания в рабочих условиях в акватории Мурманского порта показали, что сорбент поглощает нефть в массовом соотношении нефть/сорбент, равную 8 см3/1 см3, время достижения равновесного состава - 10-15 минут. При этом сохраняется плавучесть поглотившего сорбента в течение 80-90 суток. Это позволяет собирать его в течение длительного времени, проводя неоднократно промежуточную регенерацию. Отработанный сорбент может быть использован в качестве компонента асфальтовых покрытий или как топливо для промышленных предприятий.

Таким образом, в результате создания предлагаемого изобретения решается задача, стоявшая перед авторами изобретения.

ТАБЛИЦА
Пример Состав Свойства**
Порошкообразный углерод, мас.% Гидрофобизатор П-мид вол-но*, мас.% Резин. крошка, мас.% 1С, мес. 2С, дней
Тип Мас.%
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2,6 технический марки К-354 ПМС-5 3,4 14,0 до 100 26 95
2 3,0 ТУ 38-41558 ПМС-100 3,0 24,0 26 90
3 2,8 ПМС-400 3,0 20,0 25
4 2,6 Бутилолеат (ВО) 3,3 20,2 24 85
5 3,0 Бутил стеарат 3,0 18,0 24
6 2,6 Стеарат кальция 3,4 24,0 24 82
7 2,8 Стеарат натрия 3,2 20,0 24 82
8 3,0 Мылонафт*** 3,4 24,0 24 85
9 3,0 Жирные кислоты C12-24 3,0 20,0 24 80
* - полиамидное волокно.
** - 1С - слеживаемость не наблюдается, месяцев; 2С - плавучесть, дней.
*** - техническая смесь натриевых солей нафтеновых кислот, получаемая как отход при щелочной очистке керосиновых, газойлевых и соляровых дистиллятов нефти. М. - мазеобразный продукт от соломенно-желтого до темно-коричневого цвета с неприятным запахом.

Все перечисленные в таблице сорбенты не расслаивались в течение срока испытания (см. столбец 7 Таблицы).

Сорбирующая способность составляла от 6 до 8 г/см3 и более.

edrid.ru


Смотрите также