Сорбент для сбора нефтепродуктов с поверхности воды и способ сбора нефтепродуктов

 

Изобретение относится к очистке воды от нефти и нефтепродуктов. Для осуществления очистки предложено использовать сорбент, представляющий собой зольные ксеносферы, покрытые битумом при массовом соотношении компонентов 1 : 0,001 - 0,25. Сорбент распределяют по поверхности загрязненной нефтепродуктами воды, выдерживают 10 - 20 мин, затем собирают и обрабатывают раствором аммиака, отделяют нижний слой нефтепродуктов, а всплывшие ксеносферы используют для получения новой порции сорбента. 2 с. п. ф-лы.

Изобретение относится к очистке воды от нефти и нефтепродуктов.

Быстрое и полное удаление нефтяных и масляных загрязнений с поверхности воды становится острой проблемой в связи с учащающимися катастрофами морских и речных судов и нарушением экологии окружающей нас среды, что делает актуальным поиск новых недорогих сорбентов для сбора нефтепродуктов.

Известны сорбенты (1), представляющие собой гидрофобизированные парами мазута, дегтя, битума или технических масел пористые материалы (шлак, вспученный перлют, кирпичная крошка, керамзит, каолин, вермикулит). Также материалы дают высокую степень очистки воды от нефтепродуктов. Регенерацию сорбента проводят пропусканием газообразного теплоносителя при 180 350^oC за 30 мин.

Известен сорбент (2), представляющий собой материал типа стеклянной ваты, полученный особым образом из жидкого стекла и пропитанный силиконовым маслом, содержащим -SiOH-группы для увеличения средства силиконового масла к стеклу. Недостатком данного сорбента является его дороговизна.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является сорбент, представляющий собой полые стеклянные микросферы с кажущейся плотностью от 50 до 200 г/л, гидрофобизированные 2 20 вес. метилхлорсилана, диметилдихлорсилана, минеральными кислотами или смесью этих продуктов для полной нейтрализации щелочных групп стекла (3). Такой сорбент является достаточно дорогим, так как полые сферы получают термическим выдуванием под давлением из коммерческого жидкого стекла с определенным отношением и определенной плотностью и последующей обработкой дорогими продуктами (силанами).

Задачей изобретения является создание нового дешевого и емкого сорбента для сбора нефтяных продуктов с поверхности воды.

Поставленная задача решается тем, что используется сорбент, представляющий собой зольные полые ксеносферы (4), обработанные водной эмульсией дорожного битума, при весовом соотношении компонентов: ксеносферы / битум 1 / 0,001 0,25.

Ксеносферы составная часть зольных уносов от сжигания углей состоят из непористого силикатного стекла, диаметр их изменения от 50 до 300 мкм, толщина стенок составляет около 0,1 их радиуса, средняя плотность 550 750 кг/м³, насыпная плотность их составляет 250 450 кг/м³.

Предложенный сорбент отличается от известного тем, что вместо стеклянных микросфер с отверстиями он содержит отход после промышленного сжигания углей зольные ксеносферы, представляющие собой полые шарики, покрытые битумом.

Сорбент получают следующим образом: влажные ксеносферы, полученные по способу (5), имеющие плотность 250 450 кг/м³, обрабатывают водной эмульсией дорожного битума в реакторе с рамным перемешиванием при соотношении ксеносферы: вода: битум 1 (1 5) (0,001 0,25) в течение 30 мин при температуре 40 96^oC и высушивают до постоянного веса при температуре 105 120^oC. Ксеносферы получают из золы-уноса, образующейся в результате сжигания пылевидного угля в промышленных топочных устройствах с жидким шлакоудалением, путем смещения ее с жидкой средой (0,001 0,5% водным раствором ПАВ из класса оксиэтилированного алкилфенола) и интенсивного перемешивания полученной смеси в турбулентном режиме и затем разделения в вихревом потоке. По мере поступательного движения ламинарного потока легкая фракция ксеносферы всплывают и отделяются.

Известен способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды. Он заключается в пропускании воды с примесью мазута через сорбент, представляющий собой аэросилогель, гидрофобизированный газифицированным флотским мазутом, битумом или техническими маслами и последующим пропусканием газообразного теплоносителя при температуре 180^oC ч течение 80 мин. Вытекание мазута из сорбента длится 40 мин. Мазутоемкость сорбента снижается на 4% Недостатком способа является сложное аппаратурное оформление, большая энергоемкость сорбента (6).

Задачей изобретения является разработка способа полного сбора нефтепродуктов с поверхности загрязненной воды.

Поставленная задача решается тем, что на поверхность загрязненной нефтепродуктами воды рассыпают сорбент, представляющий собой зольные ксеносферы, покрытые битумом, при следующих мас. соотношениях ксеносферы битум 1 0,001 0,26, выдерживают несколько (примерно 10) минут, сорбент с уловленным нефтепродуктом собирают, смешивают с водным раствором аммиака с концентрацией 1 25 мас. при температуре 20 90^oC и соотношении Т Ж 1 2 1,5, нижний слой нефтепродуктов отделяют.

Предложенный способ отличается от известного сорбента и методом выделения нефтепродуктов из сорбента. Указанные отличительные свойства способа позволяют полностью собрать и выделить из сорбента уловленные нефтепродукты. Оставшиеся ксеносферы всплывают, их собирают и используют для получения сорбента многократно.

Предложенный способ является простым, дешевым из-за использования дешевых отходов производства и простоты регенерации.

Примеры конкретного выполнения.

Во всех примерах для получения сорбента использовали ксеносферы, выделенные из золы энергетического сжигания угля Кузнецкого, Донецкого бассейна, имеющие следующие характеристики: состав, мас. SiO₂ 60 - 63, Al₂O₃ 25 29, Fe₂O₃ 2,2, Na₂O + K₂O 2 3, CaO 1,78, MgO 0,3, кажущаяся плотность 0,58 г/см³, насыпная плотность 0,301 г/см³.

Пример 1. Получение сорбента.

К 100 г сухих ксеносфер добавляют 500 г водной эмульсии битума, содержащей 0,001 г дорожного битума БНД 60/30, перемешивают в течение 30 мин при температуре 96^oC и полученную смесь упаривают до полного удаления воды. Пропитанные битумом ксеносферы сушат при 110^oC. Полученный сорбент имеет следующий состав: ксеносферы битум 1 0,001 мас.

Сбор нефтепродуктов.

В резервуар емкостью 2 м³ с водой, на поверхности которой (1 м²) разлито 60 г нефтяного мазута, высыпают сорбент, полученный по примеру 1, выдерживают 10 мин и собирают его механически. Степень очистки поверхности воды составляет 99,9% 160 г продукта, полученного в результате сбора мазута с поверхности воды, содержащего, г ксеносферы 100, битум 0,1, мазут 59,9, помещают в реактор с мешалкой и с нижним стоком для нефтепродуктов, добавляют 240 мл 10% -ного раствора аммиака, перемешивают 10 мин при 90^oC и отстаивают в течение 30 мин. Осевший на дно слой мазута сливают в отдельную емкость, водный слой фильтруют и ксеносферы сушат. Получено 98 г ксеносфер, 58 г мазута (96%). Битум, содержащийся в сорбенте, остается в мазуте.

Пример 2. К 100 г сухих ксеносфер добавляют 100 г водной эмульсии битума дорожного, содержащей 25 г битума, перемешивают и выделяют сорбент так же, как и в примере 1. Состав сорбента ксеносферы битум 1 0,25. Как и в примере 1, полученный сорбент высыпают в резервуар с водой, на поверхности которой разлито 400 г нефти, через 20 мин сорбент с уловленной нефтью собирают. Степень очистки поверхности воды 99,9% 524,6 г продукта, полученного в результате сбора нефти с поверхности воды, содержащего, г: ксеносферы 100, битум 25, нефть 399,6, перемешивают, как в примере 1, со 1040 мл 25%-ного раствора аммиака при 20^oC. Все дальнейшие операции выполняют по примеру 1. Получают 420 г нефтепродукта, 98,2 г сухих ксеносфер.

Таким образом получен доступный дешевый сорбент, емкость которого составляет от 0,6 до 4 г нефтепродукта на 1 г сорбента.

Формула изобретения

1. Сорбент для сбора нефтепродуктов с поверхности воды на основе гидрофобизированного алюмосиликатного материала, отличающийся тем, что в качестве алюмосиликатного материала используют зольные ксеносферы, которые гидрофобизированы битумом при массовом соотношении компонентов 1 0,001 - 0,25.

2. Способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающий обработку загрязненной поверхности сорбента гидрофобизированным алюмосиликатным материалом с последующим отделением нефтепродуктов от сорбента, отличающийся тем, что в качестве алюмосиликатного материала используют зольные ксеносферы, которые гидрофобизированы битумом при массовом соотношении компонентов 2 0,001 0,25 и через 10 20 мин после обработки сорбент с уловленными нефтепродуктами извлекают, смешивают с водным раствором аммиака с концентрацией 1 25 мас. при температуре 20 90^oС и соотношении Т Ж 1 2 1,5, нижний слой нефтепродуктов отделяют, всплывшие ксеносферы используют повторно для получения сорбента.