СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА Российский патент 1998 года по МПК B01J20/26 B01J20/30 

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности, к сорбентам для сбора разлитой нефти с поверхности пресных и морских водоемов.

Известен способ для получения сорбента для сбора нефти с поверхности воды, из состава, содержащего мочевиноформальдегидную смолу, порофор и модификатор, в качестве которого используют смесь анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ, подверженных распылительной сушке [1].

Недостаток способа - высокая себестоимость. Этот недостаток обусловлен дороговизной исходного сырья, большими энергозатратами, сложностью оборудования, используемого для получения сорбента и его сравнительно малой нефтеемкостью.

Наиболее близким к заявляемому является принятый за прототип способ получения вспененного мочевиноформальдегидного материала, используемого в качестве сорбента для удаления нефти с поверхности воды [2].

Недостатком данного способа является высокая себестоимость получаемого продукта. Данный недостаток обусловлен трудоемкостью технологического процесса, которая заключается в необходимости длительной выдержки свежеполученной пены с последующим хранением в герметичной упаковке для сохранения требуемой влажности и ее дополнительной обработки после измельчения раствором диаммония фосфата. Кроме того, использование полученного таким образом сорбента неэффективно из-за большого удельного расхода сорбента, обусловленного невысокой сорбционной емкостью.

Целью изобретения является снижение себестоимости получения сорбента с высокой нефтеемкостью.

Для решения этой задачи в известном способе получения сорбента на основе карбамидных смол, согласно изобретению первоначально получают жидкую карбомидоформальдегидную пену кратностью 20 - 30, затем выдерживают ее до полной полимеризации в течение 3 -5 мин, после чего измельчают в крошку фракцией до 2-20 мм, которую высушивают в сушилке с кипящим слоем при температуре 30-40^oC до достижения насыпной плотности 1,5 - 3 кг/м³.

Между отличительными признаками и достигнутым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Предложенная технология получения сорбента позволяет снизить его себестоимость за счет простоты и мобильности самого метода, обеспечивающего производство сорбента, как в стационарных условиях, так и на месте ликвидации нефтяных загрязнений в водоеме, обеспечивая подвоз составляющих компонентов, что намного дешевле, чем подвозить к месту экологического бедствия непосредственно сорбент. Кроме того, полученный сорбент за счет первоначально заданной кратности (20-30) жидкой пены, доведенный впоследствии до определенной насыпной плотности (1,5 - 3 кг/м³), обладает высокой нефтеемкостью (до 80- 120 гн/гс), что в дальнейшем резко повышает эффективность работ по очистке водоемов от нефтяных загрязнений при значительном снижении себестоимости. Предварительное измельчение пены в крошку сразу же после полной ее полимеризации с последующей сушкой в камере с кипящим слоем, в отличие от прототипа, где пену режут на куски, позволит ощутимо ускорить процесс получения готового сорбента, снизить трудозатраты и тем самым снизить себестоимость получаемого продукта. Именно процесс сушки в кипящем слое позволяет превратить карбомидоформальдегидную пену в сорбент с высокими сорбционными свойствами на нефть, так как только в процессе сушки в объеме материала возникает капиллярно-пористая структура с высокоразвитой удельной межфазной поверхностью. Определенная фракция крошки от 2 до 20 мм обеспечивает в дальнейшем высокую скорость сорбции и сбор тонких слоев (h_н>>0,1мм) нефтяных загрязнений. Сушка в кипящем слое значительно сокращает время сушки сорбента, что дает возможность снизить затраты энергии на данную операцию и одновременно ускорить процесс очистки загрязненных нефтью водоемов, выходя на поточный метод выполнения данных работ.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "Новизна".

По мнению заявителя, сущность изобретения не следует главным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется указанное влияние на достигаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "Изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве сорбента для очистки загрязненных нефтью водоемов с получением технического результата, заключающегося в повышении нефтеемкости получаемого предложенным способом сорбента при одновременном снижении себестоимости его получения, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "Промышленная применимость".

Сущность способа поясняется примером конкретного выполнения.

В пеногенерирующей установке, находящейся на плавучей платформе, получали на основе карбамидной смолы с ПАВ и добавлением отвердителя в виде раствора ортофосфорной кислоты жидкую пену, которую подавали на движущийся транспортер и укладывали в специальные ящики толщиной слоя не более 25 см. Начальное отверждение свежеполученной пены происходило через 3 мин. После полной полимеризации пены, последнюю измельчали с помощью специальных устройств в крошку фракцией до 10 мм. Измельченную крошку подавали в камеру объемом 5 м³, которая находилась в конце транспортера. Во внутрь этой камеры снизу с помощью воздуходувки, через тепловой генератор подавали теплый воздух температурой З5^oC и сорбент подвергали сушке в кипящем слое до получения насыпной плотности 2 кг/м³, затем сорбент выгружали из камеры и наносили непосредственно на загрязненную нефтью водную поверхность с помощью специальных устройств.

Применение предложенного способа получения сорбента значительно снижает его себестоимость и одновременно позволяет получать сорбент с высокой нефтеемкостью непосредственно на загрязненном нефтью водоеме.

Использование: для способов получения сорбентов, предназначенных для сбора разлитой нефти с поверхности пресных и морских водоемов. Сущность: сначала получают жидкую карбамидоформальдегидную пену кратностью 15-30, затем выдерживают ее до полной полимеризации, после чего измельчают в крошку фракцией до 2-20 мм, которую высушивают в кипящем слое при 30-40^oС до достижения насыпной плотности 1,5 - 3 кг/м³.

Способ получения сорбента на основе карбамидных смол, отличающийся тем, что сначала получают жидкую карбамидоформальдегидную пену кратностью 20 - 30, затем выдерживают ее до полной полимеризации в течение 3 - 5 мин, после чего измельчают в крошку фракцией до 2 - 20 мм, которую высушивают в сушилке с кипящим слоем при 30 - 40^oС до достижения насыпной плотности 1,5 - 3 кг/м³.