СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 2000 года по МПК C09K3/32 C02F1/28 B01J20/26 

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано в нефтяной и других отраслях промышленности для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, а также для ликвидации аварий и экологических катастроф, возникающих при разливе нефти из танкеров, нефтепроводов и нефтехранилищ.

Известно использование специальных установок для сбора нефти (Пат. 2036158 РФ, МКИ 6 C 02 F 1/40, E 02 В 15/04, БИ, 1995, N 15).

Однако использование установок не дает необходимой степени очистки воды или экономически нецелесообразно.

Известен сорбент для очистки воды от нефти на основе покрытых полимером частиц инертного минерального или органического наполнителя (Пат. 2080298 РФ, МКИ 6 C 02 F 1/28, E 02 В 15/04, БИ, 1997, N 15).

Недостатками сорбента являются трудность сбора с поверхности воды, недостаточная степень поглощения.

Известен сорбент для сбора нефтепродуктов с поверхности воды на основе гидрофобизированного алюмосиликатного материала, в качестве материала используют зольные ксеносферы, которые гидрофобизированы битумом (Пат. 2069184 РФ МКИ 6 C 02 F 1/28, E 02 В 15/04, БИ, 1996, N 32).

Недостатками сорбента являются трудность сбора с поверхности воды и недостаточная степень поглощения.

Известен также способ сбора нефти с водной поверхности, включающий равномерное нанесение на нефтяное пятно сорбирующего средства-отхода переработки древесины, где в качестве сорбирующего средства используют гидролизный лигнин (Пат. 2033389 РФ, МКИ C 02 F 1/28, БИ, 1995, N 11).

Недостатками данного сорбента являются трудность сбора его с поверхности воды, недостаточная степень поглощения, а также его оседание на дно, что приводит к экологическому загрязнению донных слоев, кроме того, гидролизный лигнин сам является экологическим загрязнителем.

Известен также сорбент для очистки водной поверхности от нефтяных загрязнений на основе порошкообразных материалов или продуктов растительного происхождения, покрытых карбоксилатным латексом и солями полиамина (Пат. 524561 РФ, B 01 J 1/22, БИ, 1976, N 30).

Сорбент, содержащий карбоксилатный латекс, характеризуется недостаточной продолжительностью нахождения на водной поверхности и трудностью сбора с поверхности воды.

Известен сорбент на основе резиновой крошки (Вторичное использование полимерных материалов/ Под ред. Г. Любешкиной. - М.: Химия, 1995, журнал "Цветная металлургия", N 3, 1978 и заявка РФ N 95101554/25, МПК 6 B 01 J 20/22, C 02 F 1/28, БИ, 1997, N 1).

Резиновая крошка не обеспечивает необходимой степени очистки, а для поглощения вязких нефтепродуктов резиновой крошкой необходимо большое время - около 24 час.

Известен способ очистки сточных вод от сопровождающих примесей смешанным сорбентом, содержащим золу и резиновую крошку в соотношении от 1:4 до 4:1 (Авт. св. 986862, МКИ C 02 F 1/28, БИ, 1983, N 1).

Недостатком этого способа является необходимость пропускания загрязненной воды через колонну с указанным сорбентом, что нецелесообразно для очистки больших водных поверхностей. Применение этого сорбента непосредственно на поверхности воды характеризуется теми же недостатками, что и для указанных выше сорбентов.

Известен также способ удаления загрязнений воды путем нанесения гидрофобизированных неорганических волокон, осаждения масла на волокнах и его последующее удаление путем разделения волокон и масла (Пат. 2069640 РФ, МКИ 6 С 02 F 1/28, C 09 K 3/32, БИ, 1996, N 33).

Недостатками стекловолокнового сорбента являются его низкая сорбционная способность, возможность оседания на дно и опасность загрязнения водоема отделяющимися от сорбента стекловолокнами.

Наиболее близким является средство для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов, содержащее пласт из пористого сорбента в виде двухслойной пластины, состоящей из слоя пористого материала на основе композиции из резиновой крошки размером от 0,2 до 2,5 мм и порошкообразного полиэтилена при соотношении массовых частей: резиновая крошка - 100, полиэтилен 5-20, и полиэтиленовой пленки, соединенной с пористым материалом при нагреве. (Свидетельство на полезную модель N 6165 РФ, кл. МПК 6 B 32 B 25/00, БИ, 1998, N 3).

Недостатком этого средства является невысокая степень поглощения нефти и нефтепродуктов, а также двухслойная конструкция средства, что затрудняет его изготовление.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка средства очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов, которое бы обеспечивало повышенную сорбционную способность поглощения нефти и нефтепродуктов.

При осуществлении изобретения получают следующий технический результат:
- увеличивается степень поглощения;
- обеспечивается более быстрая сорбция нефтяного пятна и защита побережья;
- повышается удобство использования сорбирующего материала;
- в предлагаемом средстве отсутствует двухслойность, что облегчает его изготовление.

Указанный технический результат достигается тем, что средство для очистки воды от нефти и нефтепродуктов изготавливается в виде пластины на основе композиции резиновой крошки, связующего - рекуперата латексной смеси на основе натурального каучука, структурирующих агентов в виде дисперсии серы с тиурамом, при соотношениях ингредиентов, мас. ч.:
Резиновая крошка - 100
Указанное связующее - 40-60
Сера - 6,5-8
Тиурам - 1,1-1,6
Проведенный заявителем анализ техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого изобретения, результаты которого показывают, что заявляемое изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Применение указанных компонентов в средстве для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов обеспечивает получение пластины с оптимальным сочетанием пористости, сорбционных свойств резиновой крошки и связующего. Пористая структура композиции обеспечивает капиллярный эффект "всасывания" нефти. Резиновая крошка набухает в нефти и обеспечивает удержание нефти в пластине.

В качестве связующего использовался рекуперат латексной смеси, представляющий собой отработанную латексную смесь на основе натурального каучука, используемую для изготовления презервативов. Рекуперат получается после неоднократного макания в латексную смесь металлических форм с коагулянтом. В результате этого в латексной смеси уменьшается содержание каучука и увеличивается поверхностно-активных веществ (ПАВ), диспергаторов солей и белков. Рекуперат накапливается в большом количестве на заводах и не находит применения. Использование в качестве связующего рекуперата в отличие от полиэтилена (связующего в известном решении) обеспечивает большее количество поглощенной нефти за счет большей степени набухания матрицы и обеспечивает более быструю скорость сорбции. Повышенное содержание в рекуперате ПАВ, диспергаторов, солей и других низкомолекулярных соединений приводит при термообработке к повышению пористости получаемого нефтепоглощающего материала и, как следствие, к повышенному поглощению нефти. Так как рекуперат представляет собой низковязкую водную дисперсию, то смешение его с резиновой крошкой обеспечивает хорошее диспергирование, а само перемешивание не вызывает затруднений.

Введение структурирующих агентов дополнительно к структурирующим агентам в смеси необходимо для повышения степени вулканизации связующего, так как при недостаточной вулканизации связующее слишком сильно набухает, и пластина разрушается и распадается на мелкие куски.

Введение серы и тиурама в указанных дозировках обеспечивает необходимую степень вулканизации рекуперата латексной смеси и его совулканизацию с резиновой крошкой.

Совулканизация крошки с рекуператом латексной смеси облегчается предварительным смешением крошки с дисперсией серы и тиурама (смотри пример реализации).

Заявляемые пределы компонентов обусловлены следующим:
нижний предел количества связующего на основе рекуперата латексной смеси и структурирующих агентов (серы и тиурама) обусловлены их минимальным количеством, необходимым для связывания резиновой крошки в пластину. Максимальное их содержание лимитируется сорбционной способностью образца.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Изготавливают композицию на основе резиновой крошки и связующего на основе рекуперата латексной смеси на основе натурального каучука (ГОСТ 2082-91).

Подготовка компонентов к смешению следующая.

Резиновую крошку просеивают для исключения частиц более 2,5 мм и менее 0,5 мм. Серу и тиурам предварительно совместно диспергируют в шаровой мельнице до получения однородной смеси.

Затем в лопастную мешалку загружают резиновую крошку, дисперсию серы и тиурама, перемешивают в течение 5 мин. Целью этого этапа является распределение смеси серы и тиурама по поверхности крошки. После этого загружают рекуперат латексной смеси и перемешивают еще 5 мин.

Полученную смесь помещают в формы, обеспечивающие получение пластин толщиной 15 мм. Формы со смесью помещают в термостат и термостатируют при 160^oC в течение 30 мин (15).

Изготавливают композиции при содержании связующего 30, 40, 50, 60, 70 мас. ч. на 100 мас. ч. резиновой крошки.

Полученные образцы размером 30x30x15 мм, помещают на слой нефти, налитой на поверхность воды в сосуде. Толщина нефти составляет 5 мм. Определяют степень поглощения нефти в течение 3 суток.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из приведенных примеров видно, что применение предлагаемого средства эффективно при соблюдении условий, указанных заявителем. Эффективность применения заявляемого средства определяется надежностью извлечения набухших в нефти пластин без разрушения, возможностью локализации нефтяного пятна и обеспечения защиты кромки берега, удобством использования.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов предназначен для использования при ликвидации экологического загрязнения при разливах нефти и нефтепродуктов в водоемах, прудах-накопителях и т.п.;
- для заявляемого изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- способ, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано в нефтяной и других отраслях промышленности для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, а также для ликвидации аварий и экологических катастроф, возникающих при разливе нефти из танкеров, нефтепроводов и нефтехранилищ. Сущностью изобретения является создание средства для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов в виде пластины на основе композиции из резиновой крошки и связующего - рекуперата латексной смеси на основе натурального каучука. Композиция дополнительно содержит структурирующие агенты в виде дисперсии серы с тиурамом при следующем содержании компонентов, мас.ч.: резиновая крошка 100, указанное связующее 40 - 60, сера 6,5 - 8, тиурам 1,1 - 1,6. Способ обеспечивает увеличение степени поглощения предложенного средства, обеспечение более быстрой сорбции нефтяного пятна и защиту побережья, повышение удобства использования сорбирующего материала. 1 табл.

Средство для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов в виде пластины на основе композиции из резиновой крошки и связующего, отличающееся тем, что в качестве связующего используют рекуперат латексной смеси и композиция дополнительно содержит структурирующие агенты в виде дисперсии серы с тиурамом при следующем соотношении компонентов мас.ч.:
Резиновая крошка - 100
Указанное связующее - 40 - 60
Сера - 6,5 - 8,0
Тиурам - 1,1 - 1,6