Способ сорбции нефти или нефтепродуктов с поверхности воды

 

Использование: в области охраны окружающей среды, в частности при очистке жидких и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов. Сущность изобретения: способ включает напыление на нефтяную пленку сорбента на основе поливинилхлорида. В качестве сорбента используют полиэтилен, или полипропилен, или их сополимеры, при мольном соотношении между указанными компонентами в паре от 0,1:1 до 1:0,1, или полистирол, при этом каждый из компонентов берут с полидисперсностью частиц от 5 до 200 мкм.

Изобретение относится к способам сорбционной очистки жидких и твердых поверхностей от нефти, нефтепродуктов и к способам сбора нефти с поверхностей воды, почвы.

Известны способы поверхностной очистки воды, заключающиеся в высыпании на нефтяное пятно легких материалов на основе древесных стружек, древесной муки, пеньки, торфа, глины, золы синтетических волокон, шинной крошки [1] Недостатками известных способов являются низкая избирательность сорбентов по отношению к углеводородным жидкостям, недостаточная гидрофобность сорбционных материалов. В связи с этим адсорбенты в известных способах после насыщения нефтью тонут в воде, выделяют в воду токсичные вещества, не поглощают с поверхности воды тонкие (радужные) пленки нефтяных углеводородов.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявленному изобретению является способ очистки поверхности воды от нефти, включающий напыление на нефтяное пятно поливинилхлорида в хлорированной форме [2] Недостатком способа (прототипа) является гидрофильность адсорбента, недостаточное сродство к нефтяным углеводородам, высокая степень полидисперсности. К значительным недостаткам анализируемого способа относится тот факт, что поливинилхлорид в хлорированной форме из-за высокой молекулярной массы хлора (35,5) и его гидрофильности (поглощения воды) тонет в воде и при деструкции выделяет агрессивное вещество HCl.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение избирательности, сродства сорбента к нефти, нефтепродуктам и увеличение эффективности сорбции их с поверхностей воды и почвы.

Технический результат достигается тем, что способ сорбции нефти, нефтепродуктов с поверхностей воды и почвы включает напыление на нефтяную (углеводородную) пленку (слой) порошка полистирола, полипропилена, полиэтилена, их сополимеров в любом молекулярном соотношении, с полидисперсностью 5-200 мкм с последующим сбором нефтепродуктов.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного применением в технологии сбора нефти, нефтепродуктов с поверхностей нового сорбента на основе полистирола, полипропилена, полиэтилена и их сополимеров. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных способов сорбционной очистки поверхности воды от нефти показал, что сорбция нефтяных углеводородов с поверхностей с помощью полистирола, полипропилена, полиэтилена и их сополимеров в любом молекулярном соотношении с полидисперсностью 5-200 мкм обеспечивает высокие технологические параметры способа, именно: увеличение эффективности сорбции нефти, особенно тонкой (радужной) пленки, а также экологическую безопасность использования сорбентов. Таким образом, технология по данному способу за счет применения нового эффективного сорбента приобретает более совершенные и новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Примеры реализации способа.

Пример 1. На поверхность пресной воды наливают 20 мл нефти (или бензина, дизельного топлива) толщиной слоя 1 мм, на нефтяную (углеводородную) пленку напылением наносят 3 г порошка атактического полипропилена с размером частиц 5-120 мкм, через 15-20 мин сорбент превращается в набухшую сплошную пластину, которую снимают с поверхности воды механически. Нефть из сорбента отжимают центрифугированием. Процесс сорбции нефти (углеводородов) с использованием регенерированного сорбента на основе полипропилена повторяют 17 раз. Общая емкость сорбента составляет 62 г нефти (углеводородов) на 1 г полимера.

Пример 2. На поверхности пресной воды разливают 12 мл нефти (или бензина, дизельного топлива) толщиной пленки 0,5 мм, на пленку напылением наносят 6,4 г порошка полиэтилена с размером частиц 25-150 мкм, через 35-40 мин сорбент превращается в набухшую сплошную пластину, которую снимают с поверхности воды механически. Нефть из сорбента отжимают центрифугированием. Процесс сорбции нефти (углеводородов) с использованием регенерированного сорбента на основе полиэтилена повторяют 23 раза. Общая емкость сорбента составляет 32,5 г нефтепродуктов на 1 г полимера.

Процесс сорбции нефти (топлив) с применением полистирола с дисперсностью 5-200 мкм проводят по методике, описанной в примере 1. Общая емкость сорбента на основе полистирола составляет 47,6 г нефтепродуктов на 1 г полимера.

Пример 3. На поверхности воды из 3 мл дизельного топлива образуют тонкую (0,1) радужную пленку, на пленку напылением наносят 3,2 г порошка сополимера пропилена и этилена в мольном соотношении 1:1 с размером частиц 5-100 мкм. Через 20-25 мин радужная пленка исчезает с поверхности воды. Порошок сорбента сорбируют с поверхности воды с помощью полиэтиленовой или полипропиленовой пленки, к которой порошок сополимера хорошо прилипает за счет электростатических свойств.

Пример 4. На поверхность воды наливают 2 мл нефти так, чтобы образовалась радужная (мономолекулярная) пленка. На пленку нефти напыляют 5 г порошка сополимера пропилена и этилена в мольном соотношении 0,1:1 соответственно с размером частиц 15-110мкм. Через 25-30 мин радужная пленка поглощается сорбентом до полной прозрачности воды.

Пример 5. На поверхности воды разливают 3,5 мл нефти так, чтобы образовалась радужная (мономолекулярная) пленка. На пленку нефти напыляют 5,7 г порошка сополимера пропилена и этилена в мольном соотношении 1:0,1 соответственно с размером частиц 10-120 мкм. Через 25-30 мин радужная пленка поглощается сорбентом до полной прозрачности воды.

Пример 6. На поверхность воды наливают 28 мл нефти (нефтепродуктов) толщиной слоя 1-2 мм. На нефтяную (углеводородную) пленку напылением наносят 7 г порошка полистирола с размером частиц 5-200 мкм. Через 45-50 мин насыщенный углеводородами сорбент превращается в набухшую и слипшуюся массу, которую собирают (снимают) с поверхности воды механическим способом. Нефть (нефтепродукты) отжимают из сорбента центрифугированием. Процесс сорбции нефти (нефтепродуктов) с использованием восстановленного сорбента повторяют 15 раз. Общая емкость сорбента на основе полистирола составляет 47,6 г нефти (нефтепродуктов) на 1 г полимера.

Пример 7. На поверхность воды наливают 20 мл нефти (дизельного топлива) толщиной слоя 1-2 мм. На нефтяную (углеводородную) пленку напылением наносят 5,1 г порошка изотактического полипропилена с размером частиц 25-150 мкм. Через 35-40 мин набухший сорбент убирают с поверхности воды механическим способом. Нефть (дизельное топливо) отжимают из сорбента центрифугированием. Процесс сорбции нефти (дизельного топлива) с использованием регенерированного сорбента повторяют 27 раз. Общая емкость сорбента на основе изотактического полипропилена составляет 32,4 г нефти (дизельного топлива) на 1 г полимера.

В аналогичных условиях испытания поливинилхлорид не сорбирует тонкую нефтяную (углеводородную) пленку на поверхности воды.

Таким образом, предлагаемый способ сорбции нефти, нефтепродуктов с поверхности воды и почвы эффективнее известного (прототипа) по избирательности поглощения углеводородов.

Формула изобретения

Способ сорбции нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, включающий нанесение на поверхность воды частиц сорбента, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют полиэтилен, или полипропилен, или их сополимеры в любом молекулярном соотношении, или полистирол, при этом каждый из компонентов берут с полидисперсностью частиц 5 200 мкм.