СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ТВЕРДЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ НЕФТИ И ЖИДКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 2010 года по МПК B01J20/16 B01J20/24 

Изобретение относится к способам получения сорбентов и может быть использовано для быстрого и полного удаления нефтяных загрязнений с твердой поверхности.

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. 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 нефракционированного порошка, гранул с размерами частиц 1-5 мм мелкодисперсного порошка с размерами частиц менее 1 мм [1].

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. 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°C без доступа воздуха. Процесс ведут до влажности продукта 2,5-10% [2].

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°C 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 заключается в том, что торф с влажностью 35-40% термообрабатывают при температуре 800-1200°C 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 [3].

Недостатком данного способа является то, что термообработку торфа проводят при температуре 800-1200°C, 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 от нефти и жидких нефтепродуктов.

Сырьем для получения предлагаемого сорбента служит природный альмосиликат (опока), имеющий следующий состав: SiO₂ - 75-80%, Al₂O₃ - 22-18%, Fe₂O₃ - 0,5-1%, H₂O - 0,2-0,5%, CaSO₄ - 0,3-0,5%, CaCO₃ - 0,12-0,8%. Опока обладает высокой сорбционной емкостью по отношению к большой группе органических и неорганических соединений.

Сорбирующая способность опок для удаления с твердых поверхностей 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 4% и только в этом случае достигается максимальное поглощение органических соединений. Поэтому в качестве основного процесса должны быть не только дробление, но и одновременная сушка.

Следующий пример приведен для того, чтобы более полно проиллюстрировать изобретение.

Пример 1. Сырье из карьера - опоки - частицы с массой до нескольких килограммов размалывают на шаровой 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 90-100°C.

Рекомендуемый в качестве сорбента фракционный состав размолотых опок представлен в табл.1.

Таблица 1 Фракционный состав предлагаемого сорбента - размолотых опок Диаметр частиц, мм 0,001…0,1 0,2…0,4 0,5…1,0 1,0…2,0 Содержание, % 75 20 3…4 1,0

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.2).

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.

Таблица 2 Эффективность удаления нефтепродуктов предложенным сорбентом с различных поверхностей Толщина слоя нефтепродукта, мм Расход сорбента, кг на 1 м² поверхности Содержание нефтепродукта на поверхности, кг/м² Степень очистки, % До очистки После очистки Бетонная поверхность 0,05 0,20 0,045 0,005 80 0,10 0,50 0,090 0,006 93 0,50 0,75 0,450 0,103 93 1,00 0,80 0,900 0,050 94 5,00 2,00 4,500 0,220 95 10,00 4,00 9,000 0,450 95 20,00 5,00 18,000 0,800 96 50,00 10,00 45,000 1,200 97 Асфальтовая поверхность 0,05 0,20 0,045 0,010 78 0,10 0,50 0,090 0,015 83 0,50 0,75 0,450 0,080 82 1,00 0,80 0,900 0,100 89 5,00 2,00 4,500 0,500 89 10,00 4,00 9,000 0,900 90 20,00 5,00 18,000 1,500 92 50,00 10,00 45,000 2,500 94 Металлическая поверхность (листовое железо, Ст3) 0,05 0,20 0,045 0,004 91 0,10 0,50 0,090 0,007 92 0,50 0,75 0,450 0,020 96 1,00 0,80 0,900 0,040 96 5,00 2,00 4,500 0,200 96 10,00 4,00 9,000 0,400 96 20,00 5,00 18,00 0,700 96 50,00 10,00 45,00 1,100 98 Грунтовая поверхность (глина:песок 7:3) 0,05 0,20 0,045 0,006 87 0,10 0,50 0,090 0,009 90 0,50 0,75 0,450 0,040 91 1,00 0,80 0,900 0,080 91 5,00 2,00 4,500 0,400 91 10,00 4,00 9,000 0,700 92 20,00 5,00 18,00 1,000 94 50,00 10,00 45,00 2,500 94 Песчаная поверхность (песок:глина 8:2) 0,05 0,20 0,045 - * 100 0,10 0,50 0,090 - * 100 0,50 0,75 0,450 - * 100 1,00 0,80 0,900 - * 100 5,00 2,00 4,500 0,2 96 10,00 4,00 9,000 0,4 96 20,00 5,00 18,00 0,8 96 50,00 10,00 45,00 2,0 96 * При удалении сорбента с нефтепродуктом снимается и тонкий слой песка, налипший на сорбент и нефтепродукт.

Данные, приведенные в табл.2, 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.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Успенский Г.Р., Сагалаев В.А., Мищук Д.С. / Сорбент для сбора нефти и нефтепродуктов, способ получения сорбента и способ сбора нефти и нефтепродуктов: Патент РФ №2277437, МПК B01J 20/24, B01J 20/30, C02F 1/28; заявл. 2004.10.22; опубл. 2006.06.10.

2. Острецов В.И./ Способ получения сорбента для очистки от нефти твердых и водных поверхностей: Патент РФ №2116128, 02.09.1997, B01J 20/24, C02F 1/28; заявл. 1997.09.02; опубл. 1998.07.27.

3. Хохлов А.Л. / Способ получения сорбента для очистки от нефти и нефтепродуктов твердых поверхностей: Патент РФ №2191066, 20.10.2002, B01J 20/30, B01J 20/20; заявл. 2001.04.20; опубл. 2002.10.20.

Изобретение относится к природным сорбентам. Предложен способ получения сорбента из опоки. Природную опоку измельчают, выделяют частицы с размером от 0,001 до 2 мм, подсушивают потоком воздуха с температурой 90-100°С до влажности 4%. Фракция размолотой опоки, рекомендуемой в качестве сорбента, должна содержать 75% частиц размером от 0,001 до 0,1 мм. Технический результат: повышение сорбционной емкости опоки по нефти и нефтепродуктам. 2 табл.

Способ получения сорбента для очистки твердых поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов, включающий измельчение природного алюмосиликата и его высушивание, отличающийся тем, что в качестве природного алюмосиликата берут опоку, измельчение ведут до размеров частиц от 0,001 до 2 мм, после чего классифицируют таким образом, чтобы 75% фракции составляли частицы с размером от 0,001 до 0,1 мм, а высушивание ведут до влажности не выше 4%.