Поверхностно-активный препарат для локализации углеводородных загрязнений

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к области охраны окружающей среды, и может быть использовано для стягивания и удерживания от растекания пятна углеводородов на водной поверхности. Поверхностно-активный препарат для локализации углеводородных загрязнений содержит оксиэтилированное катионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), представляющее собой смесь из оксиэтилированных четвертичных оснований азотсодержащих (NR)4 (CH2CH2O)nOH, где длина радикала R=C10-C14, средняя степень оксиэтилирования n=2-6, и оксиэтилированных спиртов R(CH2CH2O)nOH, где длина радикала R=C10-C12, средняя степень оксиэтилирования n=6-8. Также препарат содержит смесь органических растворителей, содержащую бутилгликоль, диэтиловый эфир и гептан в заданных количествах. Изобретение позволяет сократить время ликвидации углеводородных разливов, повысить эффективность удаления разливов углеводородов и упростить процесс ликвидации загрязнения. 1 табл.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для стягивания и удерживания от растекания пятна углеводородов на водной поверхности в широком температурном диапазоне и солености воды.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является состав для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений (см. а. с. SU 1214705, C09K 3/32, Е02В 15/04, 28.02.1986), содержащий оксиэтилированные жирные спирты С1020, жирные спирты С69. и техническое масло при следующем соотношении компонентов, %:

- оксиэтилированные жирные спирты С1020 - 50-60

- жирные спирты С69 - 20-25

- техническое масло - остальное.

Недостатком упомянутого выше состава для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений является то, что в целом состав обладает недостаточной эффективностью локализации пленочной нефти и нефтепродуктов, при этом основные компоненты состава дефицитны и обладают определенной токсичностью.

Задачей заявленного изобретения является создание поверхностно-активного препарата, позволяющего оперативно и эффективно устранить аварийные разливы углеводородных жидкостей на водной поверхности, приводящие к изменению физико-химических и биологических характеристик водной среды.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение оперативности действий, за счет сокращение времени по ликвидации углеводородных разливов, повышение эффективности удаления разливов углеводородов, уменьшение негативного воздействия на окружающую среду, упрощение процесса ликвидации загрязнения, в том числе в условиях Арктики и наличия ледовой обстановки.

Технический результат заявленного изобретения обеспечивается тем, что поверхностно-активный препарат для локализации углеводородных загрязнений содержит оксиэтилированное катионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), представляющее собой смесь из оксиэтилированных четвертичных оснований азотсодержащих (NR)4 (CH2CH2O)nOH, где длина радикала R=C10-C14, средняя степень оксиэтилирования n=2-6 и оксиэтилированных спиртов R(CH2CH2O)nOH, где длина радикала R=C10-C12, средняя степень оксиэтилирования n=6-8, а также содержит смесь органических растворителей, содержащую бутилгликоль, диэтиловый эфир и гептан, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

- оксиэтилированные четвертичные основания азотсодержащие - 9-11;

- оксиэтилированные спирты - 1,5-2,5;

- бутилгликоль - 9-11;

- диэтиловый эфир - 4,5-5,5;

- гептан - 70-76.

Оксиэтилированное катионное ПАВ представляет собой вязкое масло желтого цвета, хорошо растворяется в углеводородах.

Бутилгликоль является высококипящей, низколетучей жидкостью. Он хорошо растворяется в спиртах, гликолях, воде, диэтиловом эфире, хлороформе, ацетоне и в других растворителях, частично смешивается с водой. Химическая формула C6H14O2.

Диэтиловый эфир (синонимы: этиловый эфир, серный эфир, этоксиэтан, медицинский эфир) - бесцветная, подвижная, легкогорючая жидкость со своеобразным запахом, плотностью 0,714 г/см3. Смешивается во всех соотношениях с ацетоном, этанолом, метанолом, бензолом, толуолом, ксилолом, хлороформом, гексаном и многими другими органическими растворителями. Химическая формула: (С2Н5)2O.

Гептан - органическое соединение класса алканов. Гептан и его изомеры - бесцветные жидкости, хорошо растворимые в большинстве органических растворителей. Обладают всеми химическими свойствами алканов. Химическая формула С7Н16.

В ходе проведения серии экспериментов с различными концентрациями реагентов, входящих в состав поверхностно-активного препарата (ПАП), было установлено, что заявленное соотношение концентрации реагентов в ПАП обеспечивает необходимые и достаточные показатели ПАП для локализации углеводородных загрязнений. Экспериментально установлено, что ПАП предложенного состава обладает неограниченной растворимостью в углеводородах и высокой поверхностной активностью.

Преимуществом упомянутого ПАП является возможность использования его в качестве препарата - собирателя углеводородов при осуществлении операции ликвидации углеводородных загрязнений в сложных природно-климатических условиях Арктики, в том числе ледовых.

Разлив углеводородного загрязнения локализуется и стягивается ПАП с последующей очисткой поверхности воды или почвы от нефти, нефтепродуктов или газового конденсата с помощью нефтесобирающих средств или поджогом пятна различными методами и дальнейшим самопроизвольным горением углеводородов.

Заявленный состав ПАП применяется как препарат - собиратель углеводородов в комплексе мероприятий на стадии подготовки к сбору или сжиганию нефти, нефтепродуктов и газового конденсата в ходе ликвидации разливов углеводородов на водной поверхности и на береговой линии, в том числе в ледовых условиях и позволяет локализировать углеводородное загрязнение и увеличить толщину пленки разлива углеводородов.

Заявленное изобретение поясняется таблицей.

В таблице показаны характеристики препарата по стягиванию пятна углеводородного загрязнения и времени его удерживания.

Заявленный состав ПАП готовят следующим образом.

Навеску ПАВ растворяют в гептане при постоянном перемешивании на магнитной мешалке при температуре 20±5°С, в полученный раствор добавляют бутилгликоль и диэтиловый эфир согласно рецептуре. Полученную смесь еще раз перемешивают в течение 10 мин на магнитной мешалке. В результате получается раствор желтого цвета с характерным органическим запахом.

Для проведения модельных и приемочных испытаний была выполнена наработка опытной партии препарата и присвоено наименование поверхностно-активный препарат (ПАП) «СОБИРАТЕЛЬ».

Эффективность поверхностно-активного препарата определяли способность препарата стягивать пятно углеводородов и время удерживания пятна от растекания.

Способность препарата стягивать пятно углеводородов и время удерживания пятна от растекания определяют следующим образом.

Модельные испытания способности препарата стягивать и удерживать от растекания пленки углеводородов на начальном этапе проводили в лабораторных условиях с пресной и соленой водой (имитирующей морскую) (содержание соли 35%) при температуре воды +4°С и +20°С. В заранее подготовленную емкость наливали воду питьевую или соленую с температурой 20°С или 4°С.

На поверхность воды вносили углеводороды (нефть или нефтепродукты (дизельное топливо, газовый конденсат)) и в момент распространения пятна углеводородов по поверхности осуществлялось внесение препарата по периметру пятна в различных концентрациях. На поверхность воды вносили углеводороды в количестве 2 мл. В момент распространения пятна нефти по поверхности емкости осуществляли внесение ПАП в количестве 0,5 мл стеклянной палочкой по периметру пятна. После разлива нефти по поверхности воды измерили исходную площадь пятна. Далее после применения препарата и прекращения стягивания пятна измерили конечную площадь пятна. Определили время сокращения пятна до предельных неизменяемых размеров под воздействием препарата.

Основными показателями, которые определялись экспериментально, были площадь пятна углеводородов до и после воздействия препаратом, время сокращения пятна до предельных неизменяемых размеров под воздействием препарата, время удерживания пятна от растекания.

Время удерживания пятна от растекания определяют с помощью секундомера при визуальном осмотре площади углеводородного пятна с момента воздействия препарата и сокращения пятна до предельных неизменяемых размеров и до момента начала растекания углеводородного пятна.

Способность препарата стягивать пятно углеводородов рассчитывают в % сокращения площади пятна. Измерение размера пятна возможно осуществить различными измерительными приборами (линейка, метр и др.). Расчет площади осуществляют исходя из общеизвестных геометрических формул.

Установлено, что сокращение площади пятна углеводородов в среднем составляет 95%, время удерживания пятна от растекания - 3,5 часа. Модельные испытания показали, что в холодной воде коалесценция нефти протекает с меньшей скоростью, но эффективнее, чем при комнатной температуре.

В результате использования данного препарата будет достигаться экологический эффект, который обусловлен тем, что в случае разлива на водной поверхности углеводородов они будут оперативно удаляться путем локализации поверхностно-активным препаратом. Также использование препарата позволяет упростить процедуру сбора и ликвидации УВ, что влечет сокращение сроков, а также сокращение используемых материально-технических ресурсов.

Поверхностно-активный препарат для локализации углеводородных загрязнений, содержащий оксиэтилированное катионное поверхностно-активное вещество, представляющее собой смесь из оксиэтилированных четвертичных оснований азотсодержащих (NR)4 (CH2CH2O)nOH, где длина радикала R=C10-C14, средняя степень оксиэтилирования n=2-6, и оксиэтилированных спиртов R(CH2CH2O)nOH, где длина радикала R=C10-C12, средняя степень оксиэтилирования n=6-8, а также содержит смесь органических растворителей, содержащую бутилгликоль, диэтиловый эфир и гептан, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

оксиэтилированные четвертичные
основания азотсодержащие 9-11
оксиэтилированные спирты 1,5-2,5
бутилгликоль 9-11
диэтиловый эфир 4,5-5,5
гептан 70-76.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод. Предложен композиционный магнитосорбент для удаления нефти, нефтепродуктов и масел с поверхности воды, представляющий собой пористую матрицу на основе шелухи целлюлозосодержащих отходов растениеводства с размерами пор 0,5-1,3 мм, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит пыль газоочистки стальную незагрязненную с размером частиц 5-10 мкм, распределенную в шелухе как на внешней поверхности матрицы, так и в ее порах, при этом тонкоизмельченная шелуха подсолнечника составляет 35-50 мас.%, пыль газоочистки стальная незагрязненная - 25-40 мас.% и связующее парафин - 10-40 мас.%.

Изобретение относится к области очистки поверхности водоемов от нефтепродуктов. Предложено устройство для очистки водоемов от нефтепродуктов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды при технической эксплуатации магистральных нефтепроводов и может быть использовано для локализации разлива нефти на открытых реках. Заявленное стационарное боновое заграждение (СБЗ) содержит по меньшей мере две линии заграждения, установленных в акватории реки друг за другом и под углом к направлению течения реки для сбора нефти с поверхности и верхних слоев воды.

Заявленное изобретение относится к охране окружающей среды. Изобретение касается композиции для очистки поверхности воды от пленок нефти и нефтепродуктов, которая содержит, мас.%: бентонит 81,93-83,65; полисорбат-80 14,25-15,75; ксантан 1,05-1,16; диоксид кремния 1,05-1,16.
Изобретение относится к области создания новых материалов, а именно к материалам нефтехимического синтеза, и может быть использовано для создания инновационного высокотехнологичного продукта – высокоэффективных экологически безопасных сорбентов для нефти и нефтепродуктов. Биоразлагающийся высокоэффективный нефтесорбент содержит производный эфир целлюлозы – гидроксипропилметилцеллюлозу.

Изобретение относится к области сбора и очистки водной поверхности и может быть использовано для ликвидации разливов нефти/нефтепродуктов на водных акваториях, в частности с поверхности проточных водоемов и малых рек. Комплексное устройство для ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов с поверхности малых рек включает ограждения, выносное заборное устройство, выполненное в виде водопропускного устройства, и разборный переходной мостик.

Изобретение относится к инженерным способам защиты окружающей среды и может быть использовано для рекультивации грунтов на заболоченной территории в зоне влияния нефтегазового комплекса. Способ водопонижения нефтезагрязненных грунтов, характеризуется тем, что на поверхности грунта бурят центральный колодец, от которого в радиальном направлении выкапывают траншеи и укладывают в них под уровень грунтовых вод перфорированные трубы, при этом грунтовые воды самостоятельно стекают в центральный колодец, расслаиваются на поверхностный слой нефтепродуктов и воду.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к способу транспортировки на поверхность обводненной нефтяной смеси при ликвидации подводных разливов нефти. Техническим результатом изобретения является транспортировка обводненной нефтяной смеси, образующейся в результате аварийного разлива нефти под водой с больших глубин.

Группа изобретений относится к области охраны окружающей среды при технической эксплуатации магистральных нефтепроводов и может быть использована при локализации и ликвидации аварийных разливов нефти в природных водоемах со скоростью течения свыше 1,5 м/с. Насадка пожарного лафетного ствола включает потокоформирующую насадку, гайку, вставку обтекаемой формы, закрепленную на продольных стабилизирующих ребрах в насадке, обтекатель и стабилизирующие пластины выполнены с лезвийными кромками на концах выхода струи потока жидкости, обтекатель и стабилизирующие пластины на входе струи выполнены с обтекаемыми формами.

Изобретение относится к устройствам для сбора нефти и нефтепродуктов, плавающих на поверхности воды. Устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов при низких температурах окружающей среды содержит корпус 1, заполняемый водой при погружении и оборудованный теплоизоляцией 11 с защитой от механических повреждений с внешней стороны, во внутренней части которого находятся соединенные с парогенератором через паропроводы 6, 7, 8 радиатор 3 и инжекторы 4, 5, трубу для откачки воды 10, оснащенную фильтром 9 и соединенную с водяным насосом, клапан 13 со штоком 16 для перемещения клапаном 13, соединенным с поворотным устройством 14.

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод. Предложен композиционный магнитосорбент для удаления нефти, нефтепродуктов и масел с поверхности воды, представляющий собой пористую матрицу на основе шелухи целлюлозосодержащих отходов растениеводства с размерами пор 0,5-1,3 мм, характеризующийся тем, что он дополнительно содержит пыль газоочистки стальную незагрязненную с размером частиц 5-10 мкм, распределенную в шелухе как на внешней поверхности матрицы, так и в ее порах, при этом тонкоизмельченная шелуха подсолнечника составляет 35-50 мас.%, пыль газоочистки стальная незагрязненная - 25-40 мас.% и связующее парафин - 10-40 мас.%.
Наверх