Способ получения сорбента для сбора разлитой нефти

 

Использование: изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к способам получения сорбентов для сбора разлитой нефти. Задачей изобретения является получение сорбента с частицами диаметром более 0,5 мм, повышение их прочности, водостойкости и придание им магнитных свойств. Сущность: способ заключается в том, что после нанесения на предварительно вспененные полистирольные гранулы связующего их подвергают диспергированию с одновременной подачей смеси порошкообразных черной сажи и феррита стронция, взятых в соотношении 1:2, а количество подаваемой порошкообразной смеси составляет 20-60% от массы связующего. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к способам получения сорбентов для сбора разлитой нефти.

Известен способ получения сорбентов нефти в виде тонкодисперсных пластмассовых микросфер путем распылительной сушки композиций на основе термореактивных синтетических смол-мочевиноформальдегидных и фенолформальдегидных. Для регулирования сорбционных и некоторых других свойств мискросфер в композиции вводят модификаторы: кремнийорганическую жидкость (авт. св. СССР N 1088785, C 02 F 1/28), диэтиламин (авт. св. СССР N 1134233, C 02 F 1/28), ПАВ марки МЛ-80 (авт. св. СССР N 1341164, C 02 F 1/28).

Недостатком данного способа является невозможность регулирования размеров микросфер и придания им магнитных свойств, а также способ не обеспечивает достаточно высокой прочности и водостойкости микросфер.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является авт. св. СССР N 1058601, C 02 F 1/28, защищающее микросферический сорбент с магнитными свойствами, что позволяет собирать его вместе с адсорбированной нефтью с помощью известных магнитных устройств с поверхности воды и грунта (прототип). Получают сорбент способом распылительной сушки композиций, включающих мочевиноформальдегидную смолу, порофор (газообразователь) и магнетит ( в виде 45%-ной водной суспензии высокодисперсного магнетита). Подготовленную композицию подвергают распылительной сушке при температуре на входе в сушилку 275-280^oC, на выходе 1120-120^oC, производительность подачи композиции на распыливающий диск 1,5 2 л/мин, угловая скорость вращения диска 6000-8000 об/мин.

В процессе падения частицы распыленной композиции в потоке теплоносителя под действием тепла происходит испарение влаги и отверждение смолы на поверхности частицы. Одновременно идет разложение порофора с выделением азота, который раздувает частицу в полую микросферу. В пластмассовой оболочке такой микросферы будут равномерно распределены частицы магнетита, что придаст микросферам магнитные свойства.

Данный способ имеет следующие недостатки.

Способ для своего осуществления требует большего расхода теплоэнергии, поскольку осуществляется при высоком температурном режиме; не позволяет получать микросферы с размером более 0,5 мм; не позволяет получать микросферы с высокой механической прочностью и водостойкостью.

Задачей предлагаемого изобретения является получение сорбента с частицами более 0,5 мм, повышение их прочности, водостойкости и придание им магнитных свойств.

Поставленная задача достигается тем, что после нанесения на предварительно вспененные полистирольные гранулы связующего их подвергают диспергированию с одновременной подачей смеси порошкообразных черной сажи и феррита стронция, взятых в соотношении 1:2, а количество подаваемой порошкообразной смеси составляет 20-60% от массы связующего.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается тем, что для своего осуществления не требует повышенной температуры и распыления композиции. Предлагаемый способ позволяет регулировать размеры частиц сорбента в широких пределах (в зависимости от размеров вспененных полистирольных гранул), а также усиливать их прочностные и магнитные свойства (в зависимости от толщины слоя связующего и наполнения его магнитным порошком). Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими известными способами, применяемыми в данном виде техники, показало, что заявляемый способ отвечает также критерию "существенные отличия", поскольку в нем имеются новые технологические операции (диспергирование с одновременной подачей порошкообразных наполнителей) и обоснованное количество подаваемой порошкообразной смеси.

Предлагаемый способ получения сорбента для сбора разлитой нефти реализуется следующим образом.

На предварительно вспененные полистирольные гранулы размером от 3 до 15 мм наносят слой связующего путем смешивания гранул с навеской эпоксидной смолы с добавкой отвердителя. Для исключения слипания гранул, а также придания им гидрофобных и магнитных свойств гранулы подвергают диспергированию в специальном устройстве с одновременной подачей в него смеси порошкообразных черной сажи и феррита стронция (магнитный порошок), взятых в соотношении 1: 2. Количество смеси порошков, подаваемой в устройство, колеблется в пределах 20-60% от массы связующего. С целью усиления магнитных свойств, механической прочности и водостойкости частиц сорбента после отверждения первого слоя связующего операцию повторяют с новой порцией смолы и порошков сажи феррита стронция. Тем самым на гранулы наносят второй слой. Однако при этом следует учесть, что с увеличением количества слоев на гранулах, наряду с улучшением магнитных и прочностных свойств сорбента, повышается их плотность, что ухудшает подъемную силу частиц сорбента в жидкости.

В таблице представлены данные о физико-механических характеристиках сорбента, получаемого по заявляемому способу, и сорбента, полученного по способу-прототипу, причем заявляемый сорбент имел один слой связующего.

Как следует из данных таблицы, заявляемый сорбент, хотя и имеет более высокую плотность, чем известный, но зато значительно его превосходит по прочности и водостойкости. Магнитные свойства его также значительно выше.

Таким образом, заявляемый способ получения сорбента обладает следующими техническими преимуществами по сравнению с известными.

1. Для своего осуществления не требует повышенного температурного режима, распыливающих устройств и т.д.

2. Позволяет получить частицы сорбента сравнительно больших размеров (до 15 мм), что придает им большую подъемную силу в жидкости и облегчает регенерацию для повторного использования.

3. Позволяет получать сорбент с высокими прочностными и магнитными свойствами, который можно использовать для сбора нефти как с поверхности воды, так и с поверхности грунта, болот и др.

4. Позволяет усиливать при необходимости прочностные, адсорбционные и магнитные свойства частиц сорбента путем увеличения количества слоев связующего на гранулах или наполнением связующего тем или иным порошкообразным наполнителем.

Формула изобретения

Способ получения сорбента для сбора разлитой нефти, включающий смешение предварительно вспененных полистирольных гранул с отверждающимся связующим и веществом, обладающим магнитными свойствами, отличающийся тем, что в качестве вещества, обладающего магнитными свойствами, используют феррит стронция, смешение ведут в два этапа, вначале смешивают гранулы со связующим, затем их подвергают диспергированию с одновременной подачей смеси порошкообразных черной сажи и феррита стронция, взятых в отношении 1 2, при этом количество подаваемой порошкообразной смеси составляет 20 60% от массы связующего.

РИСУНКИ

Рисунок 1