Способ очистки поверхности от углеводородных загрязнений

 

Способ относится к очистке поверхности от углеводородных загрязнений, таких как нефтепродукты, смазки, жиры и масла, и может быть использован, например, для мойки технологических емкостей и грунта. Поверхность от углеводородных загрязнений очищают по замкнутому циклу водным раствором моющего средства, способным эмульгировать углеводородные загрязнения, включающему отмывку поверхности, регенерацию моющего раствора путем фазового разделения эмульсии с последующим отделением органической фазы и возвращением водной фазы в цикл очистки. В качестве моющего раствора используют раствор, образующий неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями, содержащий полиэлектролит и моющие добавки. Фазовое разделение эмульсии обеспечивает объемное соотношение органических загрязнений и моющего раствора не менее чем 1:2. Способ является простым при его осуществлении. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам очистки поверхности от углеводородных соединений, таких как нефть, нефтепродукты, смазки, технические и бытовые жиры и масла и может быть использовано, например, для химико-механизированной мойки технологических и транспортирующих емкостей и грунта.

Известен способ очистки поверхности изделий от углеводородных загрязнений, в частности от масляно-жировых загрязнений [патент РФ N 2019318, B 08 B 3/08, публ. 1994 г.] с использованием двух жидкостей. Отмывку поверхности изделий по данному способу осуществляют моющим раствором и извлекают отмытые загрязнения из моющего раствора с помощью вспомогательной жидкости, которая не образует устойчивую эмульсию с моющим раствором и при этом способна селективно извлекать из него масляно-жировые загрязнения. После проведения очистки вспомогательную жидкость регенерируют, в частности, путем перегонки и возвращают ее в цикл очистки.

Рассматриваемый способ позволяет эффективно удалять масляно-жировые загрязнения с поверхности изделий, однако использование двух жидкостей для очистки усложняет технологический процесс.

Известны способы очистки поверхности от углеводородных загрязнений с применением только одной моющей жидкости.

Так, например, известен способ очистки поверхности от нефтепродуктов [а. с. СССР N 944685, B 08 B 3/08, публ. 1982 г.], который выбран авторами за прототип.

В данном способе очистку поверхности осуществляют водным раствором моющих средств на основе ПАВ и электролитов, который образует устойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями. Для проведения очистки поверхности по замкнутому циклу моющий раствор регенерируют путем фазового разделения эмульсии электрофлотацией, после чего удаляют органическую фазу, а водную фазу возвращают в цикл очистки.

В указанном способе обеспечивается требуемая степень очистки поверхности и возможность повторного использования моющего раствора, однако из-за образования устойчивой эмульсии для ее фазового разделения приходится применять операцию электрофлотации, что усложняет технологический процесс.

Задачей предлагаемого способа является упрощение технологического процесса при обеспечении возможности осуществления очистки поверхности по замкнутому циклу.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе очистки поверхности от углеводородных загрязнений по замкнутому циклу водным раствором моющего средства, способным эмульгировать углеводородные загрязнения, включающем отмывку поверхности, регенерацию моющего раствора путем фазового разделения эмульсии с последующим отделением органической фазы и возвращением водной фазы в цикл очистки, по изобретению используют раствор, образующий неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями, содержащий полиэлектролит и моющие добавки, фазовое разделение эмульсии осуществляют путем гравитационного отстоя, при этом в процессе очистки обеспечивают объемное соотношение органических загрязнений и моющего раствора не менее чем 1:2.

Кроме того, согласно способу фазовое разделение эмульсии осуществляют в разделительной емкости, а возвращаемую в цикл очистки водную фазу пропускают через промежуточную емкость, при этом отбор водной фазы осуществляют из нижней части разделительной емкости, а подачу ее в цикл очистки осуществляют из нижней части промежуточной емкости.

Использование в предлагаемом способе водного раствора моющего средства, способного эмульгировать углеводородные загрязнения без образования устойчивой эмульсии с отмытыми загрязнениями, позволяет осуществить фазовое разделение эмульсии путем ее гравитационного отстоя, что значительно упрощает технологический процесс.

Использование в способе водного раствора моющего средства, содержащего наряду с другими компонентами полиэлектролит, обеспечивает высокую эмульгирующую способность раствора, быстрое фазовое разделение эмульсии с низкой остаточной концентрацией углеводородных соединений в водной фазе.

Однако, поскольку полиэлектролиты склонны к образованию полимер-коллоидных комплексов, для исключения гелеобразования при применении указанных моющих растворов критичным является объемное соотношение органической и водной фаз в эмульсии, полученной в процессе очистки поверхности.

В ходе экспериментального опробования указанных моющих растворов установлено, что при использовании их для очистки поверхности от различных видов углеводородных соединений необходимо выдерживать объемное соотношение органической и водной фаз в эмульсии не менее чем 1:2. Это соотношение выдерживают путем предварительной оценки объема отмываемых загрязнений и обеспечения объемного соотношения органических загрязнений и моющего раствора не менее чем 1:2.

В качестве моющих средств, содержащих полиэлектролиты, может быть использовано, например, техническое средство "УБОН" [патент РФ N 2101337, C 11 D 1/46, публ. 1998 г.], в состав которого наряду с другими компонентами входит полиэлектролит (натриевая соль полимеракриловой кислоты, модифицированная эфирными группами).

Также может быть использовано опробованное авторами в опытно-промышленных условиях моющее средство "БОК", в состав которого входят: неионогенное ПАВ в количестве 0,2 - 14 мас.%, полиэлектролит в количестве 2,5 - 5,5 мас.%, активная добавка - остальное.

В качестве полиэлектролитов в указанном средстве используют полимеры акриловой кислоты, или ее натриевые соли с молекулярной массой 50000 - 120000, или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ). В качестве активной добавки в средстве используют карбонат натрия или карбонат натрия в сочетании с карбамидом и/или метасиликатом натрия.

Для исключения попадания органических загрязнений в моющий раствор целесообразным является осуществлять фазовое разделение эмульсии в разделительной емкости, а водную фазу, возвращаемую в цикл очистки, пропускать через промежуточную емкость. Отбор водной фазы осуществляют из нижней части разделительной емкости, а подачу ее в цикл очистки осуществляют из нижней части промежуточной емкости. При этом в цикл очистки поступает практически "чистый" моющий раствор, что способствует увеличению кратности его использования.

Таким образом, совокупность перечисленных факторов обеспечивает упрощение технологического процесса при возможности многократного использования моющего раствора в замкнутом цикле очистки.

Способ осуществляют следующим образом.

Для очистки поверхности от углеводородных загрязнений используют водный раствор моющего средства, содержащего полиэлектролит и моющие добавки, при этом концентрацию моющего раствора задают от 2 до 6 мас.% в зависимости от вида загрязнений и конкретного состава моющего средства.

Перед началом процесса очистки поверхности оценивают объем загрязнений, подлежащих удалению с поверхности.

Обрабатывают загрязненную поверхность моющим раствором в количестве, обеспечивающем объемное соотношение загрязнений и раствора не менее чем 1:2. Раствор с эмульгированными в нем загрязнениями отводят в разделительную емкость, при необходимости предварительно пропуская его через фильтр-сборник шлама. В разделительной емкости происходит разделение эмульсии под действием сил гравитации на органическую и водную фазы, при этом объемное соотношение указанных фаз соответствует объемному соотношению органических загрязнений и моющего раствора.

Гравитационный отстой эмульсии может быть осуществлен в стационарном режиме или в динамическом режиме. В последнем случае разделение фаз в потоке обеспечивают выбором высоты столба жидкости в разделительной емкости и скоростью движения потока в ней. Органическая фаза (отмытые загрязнения) занимает верхнюю часть разделительной емкости, откуда она сливается в специальный сборник. Из нижней части разделительной емкости отбирают водную фазу (регенерированный моющий раствор) и подают ее в промежуточную емкость. Поскольку в верхней части промежуточной емкости могут скапливаться остаточные органические загрязнения, регенерированный моющий раствор отбирают из нижней части промежуточной емкости, после чего направляют его либо для повторной обработки загрязненной поверхности, либо для очистки другой загрязненной поверхности.

Цикл очистки повторяют аналогичным образом.

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

Очищали внутреннюю поверхность цистерны, загрязненную мазутом.

Для очистки использовали 4% водный раствор моющего средства БОК следующего состава, мас.%: Неонол АФ9-12 - 3,8 Полиакрилат натрия с м.м. 50000 - 120000 - 2,7 Кальцинированная сода (карбонат натрия) по ГОСТ 5100-85 - 93,5 По предварительной оценке объем мазутных загрязнений в цистерне составил около 1 м³.

На очистку подавали 4 м³ моющего раствора, что соответствовало объемному соотношению органических загрязнений и моющего раствора 1:4.

Температура моющего раствора поддерживалась в пределах от 22 до 30^oC.

Осуществляли 1 цикл очистки, длительность которого составила 12 мин.

Регенерированный моющий раствор вновь направляли в цикл очистки для обработки следующей цистерны.

Исследования отобранного из разделительной емкости нефтепродукта (мазута) показали, что последний соответствует установленным требованиям и может быть использован по прямому назначению без дополнительной обработки.

Остаточная концентрация мазута в моющем растворе после использования его в 10 циклах очистки не превышала 1 мг/л.

Пример 2.

Очищали грунт, загрязненный сырой нефтью, взятый из пруда-отстойника.

Для очистки использовали 4% водный раствор моющего средства БОК следующего состава, мас.%: Синтанол АЛМ-10 - 3,9 Na-КМЦ со степенью полимеризации 400 - 1,5
Кальцинированная сода по ГОСТ 5100-85 - 94,6
По предварительной оценке объем нефтяных загрязнений в 1 м грунта составлял около 0,4 м³.

В емкость для отлива с помощью насоса загружали 8 м грунта, содержащего около 3,2 м³ нефтяных загрязнений.

На очистку подавали 9,6 м³ моющего раствора, что соответствовало объемному соотношению углеводородных загрязнений и моющего раствора 1:3.

Температура моющего раствора поддерживалась в пределах от 22 до 60^oC.

Осуществляли 2 цикла очистки, длительность каждого цикла составила 16 мин.

По окончанию очистки процесс останавливали, выгружали шлам из емкости для отстоя. Содержание нефти в отмытом грунте не превышало 1%.

Регенерированный моющий раствор снова направляли на очистку следующей порции грунта.

Отмытая нефть соответствовала установленным требованиям и могла быть использована по назначению.

Остаточная концентрация углеводородных соединений в моющем растворе после использования его в 10 циклах очистки не превысила 1 мг/л.

Формула изобретения

1. Способ очистки поверхности от углеводородных загрязнений по замкнутому циклу водным раствором моющего средства, способным эмульгировать углеводородные загрязнения, включающий отмывку поверхности, регенерацию моющего раствора путем фазового разделения эмульсии с последующим отделением органической фазы и возвращением водной фазы в цикл очистки, отличающийся тем, что в качестве моющего раствора используют раствор, образующий неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями, содержащий полиэлектролит и моющие добавки, фазовое разделение эмульсии осуществляют путем гравитационного отстоя, при этом в процессе очистки обеспечивают объемное соотношение органических загрязнений и моющего раствора не менее чем 1:2.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фазовое разделение эмульсии осуществляют в разделительной емкости, а возвращаемую в цикл очистки водную фазу пропускают через промежуточную емкость, при этом отбор водной фазы осуществляют из нижней части разделительной емкости, а подачу ее в цикл очистки осуществляют из нижней части промежуточной емкости.