КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОТМЫВА НЕФТЕШЛАМОВ Российский патент 2011 года по МПК C11D1/02 C11D1/66 C11D3/06 C09K8/584 

Изобретение относится к защите окружающей среды (улучшение экологических условий внешней среды) и может быть использовано для очистки нефтешлама, нефтезагрязненного грунта и почвы в местах добычи и переработки нефти, при аварийных ситуациях на нефтепроводах.

Известен состав, предлагаемый для очистки нефтешламов и нефтезагрязненных почв и грунтов (патент РФ №2305121), согласно которому нефтяной шлам отмывается композицией, содержащей 85% алкилового эфира жирной кислоты, поверхностно-активное вещество и кислоту. Отмыв нефтезагрязненной почвы проводится в специальном бункере при температуре от 100 до 200°F или 37-93°С. Соотношение моющей композиции с почвой 0,1:1.

Недостатком предлагаемой моющей композиции является сложность состава, значительные денежные затраты для приобретения дорогостоящих компонентов и специального оборудования для отмыва нефтешламов.

Известен состав технического моющего средства (патент РФ №2169175) для обработки, очистки и обезжиривания металлических поверхностей от органических загрязнений с одновременным обеспечением их антикоррозионной защиты. Указанное моющее средство содержит 4-20 мас.% смеси неионо- и ионогенного ПАВ, 2-12 мас.% полиэлектролита, 0,01-0,02 мас.% соли бензойной кислоты и остальное - активная составляющая.

Недостатком предлагаемого технического моющего средства является сложный и дорогостоящий состав компонентов.

Известны несколько вариантов технических моющих средств "ВЕГА-ЧМ" (ТУ 2499-009-50973417-00), используемых для утилизации аварийных разливов нефти, отмыва металлических емкостей и нефтешламов. Композиции содержат в своем составе смесь поверхностно-активных веществ, неорганических солей и ингибитора коррозии. Используется в виде водных растворов с рабочей концентрацией 2-4 мас.%, не содержит щелочей, имеет 4 класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76.

Для отмыва используется специальная установка, что является дорогостоящим и технически сложным процессом.

Известен состав моющей композиции для извлечения нефти из пласта в двух вариантах (А.с. №1648105 (13) С(51) 6 Е21В 43/22), включающий:

1. Неионогенное ПАВ - оксиэтилированный алкилфенол ОП-10, или превоцел NG-12, или неонол АФ_9-12 0,5-25 мас.%;

Соль аммония 15-33 мас.%;

Тиомочевина 0,05-0,5 мас.%;

Аммиачная вода остальное.

2. Неионогенное ПАВ - оксиэтилированный алкилфенол ОП-10, или превоцел NG-12, или неонол АФ_9-12 0,5-25 мас.%

Анионактивное ПАВ 0,25-17 мас.%

Соль аммония 15-33 мас.%

Тиомочевина 0,05-0,5 мас.%

Аммиачная вода - остальное.

Недостатком является применение аммиачной воды, как растворителя составляющих компонентов, которая характеризуется высоким содержанием аммиака, что опасно для обслуживающего персонала.

Из существующего уровня техники известна композиция для отмыва нефтешламов, включающая поверхностно-активное вещество ПАВ и воду (патент РФ №2244685 - наиболее близкий аналог).

Задачей настоящего изобретения является разработка композиции для отмыва нефтешламов с высокими моющими свойствами, упрощение технологического процесса очистки нефтезагрязненных грунтов, почвы и нефтешламов.

Технический результат достигается тем, что композиция для отмыва нефтешламов, включающая поверхностно-активное вещество ПАВ и воду, содержит в качестве ПАВ синтанол или волгонат и дополнительно - буру, триполифосфат, карбамид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанное ПАВ 2,5-4,0 бура 2,5-4,0 карбамид 2,5-4,0 триполифосфат 2,5-4,0 вода остальное

Состав композиции разработан на основе ПАВ с высокими моющими свойствами и биоразлагаемостью в почве и воде до 95%. Специально подобранное соотношение компонентов моющей композиции является оптимальным в результате синергического эффекта их взаимодействия. В состав композиции входят: техническая вода, поверхностно-активное вещество (синтанол или волгонат), бура, карбамид и триполифосфат натрия. Концентрация компонентов подобрана с учетом эффективного отмыва углеводородных загрязнений и высоких деэмульгирующих качеств.

В состав композиции входит биоразлагаемый неионогенный (синтанол) или анион-активный (волгонат) ПАВ и фосфатно-боратная буферная система, поддерживающая щелочное значение рН (9-10). Для активации моющих свойств и поддержания буферной емкости в интервале рН 9-10, при разбавлении водой, в состав композиции введен карбамид (мочевина - (NH₂)₂CO). Водный раствор карбамида ослабляет водородные связи и гидрофобные взаимодействия, что является важным при использовании способа, который предусматривает два этапа: первый - однократный отмыв нефтешлама моющей композицией, второй - последующий двукратный отмыв водой. Карбамид представляет собой сухой порошок, нетоксичный, некоррозионный, взрыво- и пожаробезопасный, характеризуется высокой (95-98%) биоразлагаемостью. Хорошо растворяется в воде при +5°С. Все компоненты буферной системы композиции, также как и ПАВы, являются продуктами многотоннажного российского химического производства. Синтанол является неионогенным ПАВ и представляет смесь полиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных спиртов, растворяется без подогрева в соленой и пресной воде, характеризуется высокой (80-98%) биоразлагаемостью. Волгонат - анионактивное синтетическое ПАВ, состоящее из смеси изомерных натриевых солей алкилсульфоновых кислот, характеризуется высокой 85-98% биоразлагаемостью, растворяется без подогрева в соленой и пресной воде.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Отмыв пробы нефтешлама, отобранного на Советском месторождении, с исходным загрязнением 96 г/кг, проводят композицией в соотношении нефтешлам: композиция 1:1 при тщательном перемешивании и отстаивании в течение 10-12 часов для экстракции нефти и водорастворимых нефтяных компонентов. Состав композиции, мас.%: волгонат 2,5, бура 2,5, карбамид 2,5, триполифосфат (ТПФ) 2,5, техническая вода 90. После отстаивания жидкую фазу декантируют, твердую фазу два раза отмывают водопроводной водой в соотношении 1:1 при перемешивании. После отмыва получают визуально чистый грунт, который может быть использован для хозяйственных нужд. Содержание остаточного загрязнения в шламе после отмыва, определенное весовым методом, составляет 8,2 г/кг. Уровень загрязнения понизился на 91,5%.

Анализ загрязняющей нефти исходной пробы нефтешлама и после отмыва композицией проводили методом газо-жидкостной хроматографии (чертеж). На чертеже представлены изменения молекулярно-массового распределения н-алканов (насыщенных ациклических углеводородов) загрязняющей нефти до и после отмыва нефтешлама композицией.

Пример 2.

Для отмыва пробы нефтешлама, отобранного на Вахском месторождении, с исходным загрязнением 67 г/кг применяют композицию, где волгонат был заменен на неионогенный ПАВ - синтанол. Состав, мас.%: синтанол 3,0, бура 3,0, карбамид 3,0, триполифосфат (ТПФ) 3,0, техническая вода 88. Отмыв проводят по схеме, изложенной в примере 1. Содержание остаточного загрязнения после отмыва нефтешлама 7,6 г/кг. Уровень загрязнения понизился на 88,7%.

Пример 3.

Отмыв пробы нефтешлама, отобранного на Советском месторождении, с исходным загрязнением 101,2 г/кг проводят композицией следующего состава, мас.%: волгонат 3,5, бура 3,5, карбамид 3,5, триполифосфат (ТПФ) 3,5, техническая вода 86. Схема отмыва нефтешлама как в примере 1. После рекультивации нефтешлама остаточное загрязнение составляет 10 г/кг или 10%. Уровень загрязнения понизился на 90%.

Пример 4.

Пробы асфальто-смоло-парафиноотложения (АСПО), отобранные на Советском месторождении, с исходным загрязнением нефтепродуктами 251,4 г/кг, отмывают композицией следующего состава, мас.%: волгонат 4,0, бура 4,0, карбамид 4,0, триполифосфат (ТПФ) 4,0, техническая вода 84. Композицию можно приготовить в двух вариантах на основе взаимозаменяемых анионактивного волгоната или неионогенного ПАВ синтанола, сохраняя концентрацию этого компонента. Отмыв проводят по схеме, указанной в примере 1. После рекультивации содержание остаточных нефтепродуктов в пробах АСПО составляет 35,2 г/кг. Уровень загрязнения понизился на 86%.

Таким образом, разработан состав композиции с высокими моющими свойствами для отмыва нефтешлама. Предлагаемая композиция позволяет снизить уровень нефтезагрязнения на 86-91,5% при исходной концентрации загрязнения 251,4 - 96 г/кг. При этом не требуется специального оборудования.

Изобретение относится к защите окружающей среды и может быть использовано для очистки нефтешлама, нефтезагрязненного грунта и почвы в местах добычи и переработки нефти, при аварийных ситуациях на нефтепроводах. Технический результат - высокие моющие средства композиции, упрощение технологического процесса очистки нефтезагрязненных грунтов, почвы и нефтешламов. Композиция для отмыва нефтешламов включает, мас.%: поверхностно-активное вещество - синтанол или волгонат 2,5-4,0, буру 2,5-4,0, триполифосфат 2,5-4,0, карбамид 2,5-4,0, вода остальное. 1 ил.

Композиция для отмыва нефтешламов, включающая поверхностно-активное вещество ПАВ и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве ПАВ синтанол или волгонат и дополнительно буру, триполифосфат, карбамид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
указанное ПАВ 2,5-4,0 бура 2,5-4,0 карбамид 2,5-4,0 триполифосфат 2,5-4,0 вода остальное