Способ получения сорбента для очистки твердых поверхностей и воды от нефти и жидких нефтепродуктов
Изобретение относится к получению сорбента для очистки твердых поверхностей и воды от нефти и жидких нефтепродуктов. В качестве исходного сырья берут Каменноярскую опоку Астраханской области, содержащую (%) SiO2 - 86.2; Al2O3 - 4.15; Fe2O3 - 1.56; TiO2 - 0.2; K2O - 1.2; CaO - 1; Na2O до 0.5; MgO до 1. Опоку просушивают при температуре 100°С, дробят, просеивают и отделяют фракции различного размера. Фракция размолотой опоки, рекомендуемой в качестве сорбента, должна содержать 75% частиц размером от 0,001 до 0,1 мм с остаточной влажностью на уровне 2-5%. Изобретение расширяет спектр сорбентов, полученных из природной опоки. 3 табл., 3 пр.
Изобретение относится к природным сорбентам. Предложен способ получения сорбента из опоки. Измельчают Каменноярскую опоку Астраханской области, содержащую (%) SiO2 - 86.2; Al2O3 – 4,15; Fe2O3 - 1.56; TiO2 - 0.2; K2O - 1.2; СаО - 1; Na2O до 0.5; MgO до 1, просушивают при температуре 100°С, дробят, просеивают и отделяют фракции различного размера. Фракция размолотой опоки, рекомендуемой в качестве сорбента, должна содержать 75% частиц размером от 0,001 до 0,1 мм остаточной влажностью на уровне 2-5%. Изобретение позволяет получить экологически чистый сорбент.
Технический результат - расширение спектра сорбентов, полученных из опоки, с высокой сорбционной емкостью по нефти и нефтепродуктам.
Изобретение относится к способам получения сорбентов и может быть использовано для быстрого и полного удаления нефтяных загрязнений с твердой поверхности и воды.
Такие сорбенты предпочтительны при очистке и удалении нефтесодержащих жидкостей, когда неэффективно применение тяжелого оборудования, или в сочетании с последним для доочистки поверхностей.
Предлагаемый сорбент может использоваться в качестве превентивных средств на потенциально опасных объектах (нефтебазах, автопредприятиях, предприятиях воздушного и морского транспорта, магистральных трубопроводах, в районе железнодорожных путей, на территории, прилегающей к нефтегазовым буровым установкам).
Известен способ получения сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов на основе гидролизного лигнина (патент РФ №2277437). Способ получения сорбента включает щелочную обработку гидролизного лигнина. В процессе щелочной обработки отделяют твердые частицы примесей, полученную суспензию подвергают размолу и фильтрации до влажности осадка не более 70%, полученный осадок подают на гранулирование, 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 не фракционированного порошка, гранул с размерами частиц 1-5 мм мелкодисперсного порошка с размерами частиц менее 1 мм.
К недостаткам данного способа можно отнести расход реагентов и отсутствие регламента по регенерации отработанного сорбента. Нет четкого обоснования, куда девать большие количества солей, образующихся в результате щелочной и кислотной обработки лигнина.
Известен также способ получения сорбента для очистки от нефти твердых и водных поверхностей (патент РФ №2116128). Для получения сорбента в качестве носителя используют фрезерный верховой торф малой степени разложения, предварительно подсушенный с 60% до 23-25% влажности и спрессованный под давлением 140-150 МПа в брикеты, который гидрофобизуется при термообработке. В качестве гидрофобных агентов при этом выступают водонерастворимые углеродосодержащие продукты, выделяющиеся вместе с водой из твердого органического вещества торфа при температуре 250-280°С без доступа воздуха. Процесс ведут до влажности продукта 2,5-10%.
К недостаткам данного способа получения сорбента можно отнести его ограниченные возможности, связанные с использованием в качестве носителя только одного из видов торфа - фрезерного верхового торфа малой степени разложения. Кроме того, термообработку торфа ведут при температуре 250-280°С без доступа воздуха, что требует соответствующей аппаратуры и расхода энергии.
Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сорбента для очистки от нефти и нефтепродуктов твердых поверхностей. Способ получения сорбента (патент РФ №2191066) заключается в том, что торф с влажностью 35-40% термообрабатывают при температуре 800-1200°С до влажности 10-20%, затем его сепарируют и торф с размером фракций от 0,5 до 3,0 мм прессуют под давлением 16,0-18,0 МПа в брикеты до влажности 10-15%, при этом используют низинный торф и/или переходный и верховой.
Недостатком данного способа является то, что термообработку торфа проводят при температуре 800-1200°С, что требует использования трудоемкого технологического оформления активации сорбента и большого расхода энергии.
Целью заявляемого изобретения является создание способа получения недорогого, экологически чистого, простого в утилизации и регенерации сорбента для очистки твердых поверхностей и воды от нефти и жидких нефтепродуктов.
Сырьем для получения предлагаемого сорбента служит природный алюмосиликат (опока), имеющий следующий состав: (%) SiO2 - 86.2; Al2O3 - 4.15; Fe2O3 - 1.56; TiO2 - 0.2; K2O - 1.2; СаО - 1; Na2O до 0.5; MgO до 1. Опока обладает высокой сорбционной емкостью по отношению к большой группе органических и неорганических соединений.
Сорбирующая способность опок для удаления с твердых поверхностей и воды тяжелых углеводородов и различных органических соединений зависит от степени дисперсности частиц.
Экспериментально установлено, что размеры частиц должны находиться на уровне от 0,001 до 2 мм, хотя в смеси должно быть до 75% частиц с размером от 0,001 до 0,1 мм.
Получение фракций ниже 0,001 мм экономически нецелесообразно, они могут в материале присутствовать как включения, а применение фракций выше 2 мм нецелесообразно из-за их низкой поглотительной способности.
Влажность материала должна находиться на уровне не выше 2-5% и только в этом случае достигается максимальное поглощение органических соединений. Поэтому в качестве основного процесса должны быть не только дробление, но и предварительная сушка.
Нормативная документация, используемая при проведении испытаний:
ТУ 2164-001-74347883-2006 «Сорбенты природные. Технические условия»;
ПНД Ф 16.1:2:2.2:2.3:3.64-10 Методика измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почв, грунтов, донных отложений, илов, осадков сточных вод, отходов производства и потребления гравиметрическим методом;
ОДМ «Методика испытаний противогололедных материалов».
Следующие примеры приведены для того, чтобы более полно проиллюстрировать изобретение.
Пример 1. Сырье из карьера - опоки - частицы с массой до нескольких килограммов размалывают на молотковой мельнице, рассеивают на ситах и выделяют частицы с размером от 0,001 до 2 мм. Подсушивают до влажности не выше 4% потоком воздуха с температурой 100°С.
Рекомендуемый в качестве сорбента фракционный состав размолотых опок представлен в табл.2.
Готовый сорбент представляет собой порошок светло-серого цвета без запаха и вкуса.
Предложенный способ позволяет получить дешевый, экологически чистый (без применения дополнительных химических реагентов) высокоэффективный сорбент.
Результаты испытаний способности опок к адсорбции легких углеводородов и к адгезии к тяжелым углеводородам следующие. Емкость данного сорбента по отношению к легким углеводородам составляет 15 г/кг, для соляра – 35-40 г/кг, нефти – 50-100 г/кг, мазутов – 100-250 г/кг; для углеводородов более густых - 0,5-1 кг/кг.
Результаты проведенных исследований по очистке от темных углеводородов различных твердых поверхностей (металлических, грунтовых, бетонных, асфальтовых) показали, что твердые поверхности легко и практически полностью очищаются от различных нефтепродуктов предложенным сорбентом (табл. 3).
Для удаления нефтепродуктов сорбент равномерно рассыпают на загрязненной нефтепродуктами поверхности, растирают его вместе с нефтепродуктами и затем удаляют образовавшуюся массу скребком, совком или лопатой, а на больших поверхностях - с использованием мусороуборочных механизмов.
Данные, приведенные в табл. 3, свидетельствуют о том, что предлагается новый экологически чистый сорбент, который может быть использован для удаления нефтепродуктов с поверхностей бетона, асфальта, металлов, грунта (глина, песок). После использования сорбент может быть использован как материал при производстве асфальта, а также в сочетании с глинистыми материалами для производства керамзита.
Пример 2. Удаление тяжелых углеводородов с поверхности воды. На поверхности воды площадью 0,5 м2 слоем в 0,01 мм вносили соляр, мазут (слоем 0,3 мм) или смесь гудрона и мазута (слоем до 1 мм). Засыпали поверхность «очистителем», масса которого составляла 0,3 кг. Подавали «очиститель» с обычного домашнего мусороуборочного совка, быстро и равномерно сбрасывая с него «очиститель» на поверхность воды ровным слоем (на это уходило 3-4 с). «Очиститель» поглощал нефтепродукты, при этом в случае тяжелых углеводородов смесь этих углеводородов и очистителя оставалась на поверхности в течение длительного периода (время наблюдения - 10 суток). Формировался пласт, легко удаляемый с поверхности воды скребком, лопаточкой или совком. В процессе отбора пласта он разрушается, частично выпадал на дно в виде кусочков. В случае создания некоторого волнения (включали пропеллерную мешалку внутри сосуда) «очиститель» формировал с тяжелыми углеводородами отдельные куски, которые лучше удалять с поверхности сеткой. На дно выпадали отдельные куски, теперь их было до 50% от всей массы образовавшегося пласта. Аналогичная картина наблюдалась и в случае быстрого перемешивания воды, в результате чего вся масса воды (до 10 дм3) содержала тяжелые углеводороды, но при этом на поверхности ее, после засыпки «очистителя» оставалось до 5-7% сформировавшихся кусочков. Со дна отдельные кусочки можно собирать с помощью совка или черпака.
Пример 3. Удаление с поверхности воды легких нефтепродуктов. Засыпали “очиститель”, как и в примере 2, на поверхность воды, содержащей слой в 0,1 мм смеси петролейного эфира, бензина АИ-76 и дизельного топлива (1:1:1). При этом сорбент оседал на дно сосуда, увлекая за собой и нефтепродукты. На поверхности площадью 0,5 м2, залитой 0,05 кг смеси нефтепродуктов, оставалось 0,01 кг этих нефтепродуктов. Их количество доходило до 0,005 кг, если поверхность взмучивать, устраивать непрерывное перемешивание воды (пропеллерная мешалка).
Способ получения сорбента для очистки твердых поверхностей и воды от нефти и жидких нефтепродуктов, включающий высушивание природного алюмосиликата и его измельчение, отличающийся тем, что в качестве природного алюмосиликата берут Каменноярскую опоку Астраханской области, содержащую (%): SiO2 – 86,2, Al2O3 – 4,15, Fe2O3 – 1,56, TiO2 – 0,2, K2O – 1,2, CaO – 1, Na2O до 0,5, MgO до 1, просушивают при температуре 100°C, дробят, просеивают и отделяют фракции различного размера, фракция размолотой опоки, рекомендуемой в качестве сорбента, должна содержать 75% частиц размером от 0,001 до 0,1 мм остаточной влажностью на уровне 2-5%.
