СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ НЕФТИ И ЖИДКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 2012 года по МПК C02F1/28 B01J20/30 B01J20/26 E02B15/04 

Предлагаемое изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к сорбентам нефтепродуктов и других гидрофобных жидкостей, и может быть использовано для очистки акватории или твердой поверхности от нефтепродуктов.

Известен способ очистки водной поверхности от нефти и жидких нефтепродуктов [SU №1787184, Е02В 15/04, 1990], включающий обработку водной поверхности сорбентом, сбор насыщенного нефтью сорбента с последующей транспортировкой его к отжимному механизму и возврат очищенного сорбента к месту очистки водной поверхности. Обработку ведут полиуретановым эластичным пенопластом, измельченным до частиц в виде объемных многоугольников, шаровых сегментов и секторов толщиной 2-3 мм и диаметром вписанной окружности 5-10 мм. Измельченный пенопласт наносят на загрязненную водную поверхность, в том числе и с помощью летательных аппаратов (вертолетов, самолетов).

Недостатком данного сорбента является высокая кажущаяся плотность полиуретанового эластичного пенопласта 40 кг/м³ и низкая удерживающая способность из-за большого размера пор 0,4-3,2 мм в этом материале. Кроме того, сбор насыщенного сорбента, рассыпанного по водной поверхности, является весьма трудоемким процессом.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ очистки поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов [RU №2241803, E02В 15/04, C02F 1/28, B01J 20/00, 2004], принятый за прототип. Способ включает обработку загрязненной поверхности сорбентом, в качестве которого применяют полиуретановый полужесткий мелкопористый пенопласт, сбор насыщенного нефтью сорбента с последующей транспортировкой его к отжимному механизму и возврат очищенного сорбента к месту очистки водной поверхности. Сорбент, имеющий кажущуюся плотность 8-12 кг/м³ и размеры пор 0,3-1,2 мм, предварительно нарезан на пластины любых размеров или в виде крошки и предварительно упакован в сетчатые мешки.

Недостатком этого способа являются низкие значения сорбционной емкости и скорости поглощения нефтепродуктов сорбентом.

Задачей предлагаемого изобретения является использование способа очистки поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов посредством сорбента с повышенной сорбционной емкостью и увеличенной скоростью поглощения собираемых нефтепродуктов.

Поставленная задача достигается тем, что способ очистки поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов включает обработку загрязненной поверхности сорбентом, в качестве которого применяют полиуретановый полужесткий мелкопористый пенопласт с кажущейся плотностью 8-12 кг/м³ и размерами пор 0,3-1,2 мм, предварительно нарезанный на пластины любых размеров или в виде крошки и упакованный в сетчатые мешки, сбор насыщенного нефтью сорбента с последующей транспортировкой его к отжимному механизму и возврат очищенного сорбента к месту очистки водной поверхности, причем перед упаковкой в мешки сорбент обрабатывают газообразной смесью из фтора от 1 до 20 об.% и инертного разбавителя при температуре от 10 до 60°С в течение от 1 до 30 минут, а в качестве инертного разбавителя используют азот, аргон, гелий, воздух кислород и/или их смеси.

Предлагаемое изобретение реализуется следующим образом.

Сорбент в виде пластин или крошки из полужесткого полиуретанового мелкопористого пенопласта с плотностью 8-12 кг/м³ и размерами пор 0,3-1,2 мм, полученного при свободном вспепивании, помещают в специальную камеру и подвергают фторированию при 1-20%-ной концентрации фтора, например, в гелии, в течение 1-30 минут, после чего его извлекают из камеры. Эксперименты показали, что использование для фторирования смеси фтора и гелия с концентрацией фтора меньше 1% приводит к необходимости увеличения времени фторирования, а при концентрациях выше 20 об.% фтора сорбционные характеристики по нефтепродуктам не изменяются, но при этом увеличивается водопоглощение сорбента. Уменьшение температуры фторирования ниже 10°С приводит к снижению скорости процесса фторирования и, соответственно, увеличивает время процесса. Увеличение температуры фторирования более 60°С увеличивает издержки производства без улучшения качества сорбента. Увеличение времени фторирования также не влияет на качество профторированного сорбента. Эксперименты по фторированию газовыми смесями с различными разбавителями давали одинаковый результат по качеству нового сорбента.

Исследования полимерных матриц сорбентов по прототипу и предлагаемому изобретению с помощью спектрального анализа показали, что во второй из них содержится химически связанный фтор, чем принципиально отличается от полимерной матрицы.

В таблице 1 приведены сравнительные характеристики сорбента, используемого по прототипу, и сорбента, обработанного газовой смесью по предлагаемому изобретению.

Таблица 1 Сравнительные характеристики сорбентов   Величина показателя для сорбентов Показатели   прототип предлагаемый 1 Кажущаяся плотность, кг/м³ 8-12 8-12 2 Сорбционная емкость (кг/кг) для:     - сырой нефти 35-45 70-90 - дизельного топлива 50 90 - бензина 60 90 - индустриального масла И-20А 20-25 50-70 3 Скорость поглощения в течение первых 30 мин, (кг/(кг·мин)) для:     - сырой нефти 1,0-1,1 2,0-2,8 - индустриального масла И-20А 0,6-0,8 2,3-2,8

Из таблицы видно, что предлагаемый полужесткий полиуретановый пенопласт, обработанный газовой смесью с фтором, обеспечивает повышенную сорбционную емкость и скорость поглощения собираемых нефтепродуктов по сравнению с прототипом.

Пластины или крошку из фторированного сорбента для удобства сбора насыщенного нефтепродуктом сорбента помещают в сетчатые мешки и в виде матов укладывают на поверхности, загрязненные нефтью или жидкими нефтепродуктами. Основная часть нефтепродукта, около 80-90%, поглощается сорбентом в течение первых 5-20 минут. Насыщенный нефтепродуктами сорбент транспортируют к отжимному механизму, отжимают, например, на вальцах и возвращают для повторного использования. Количество повторных отжиманий может быть до 10 и более раз.

Предлагаемый сорбент для сбора нефтепродуктов обладает высокими значениями сорбционной емкости и скорости поглощения, обеспечивая не только эффективную очистку водных и твердых поверхностей, но и сбор поглощенных нефтепродуктов. Сорбент может многократно использоваться, сохраняя высокую сорбционную емкость и увеличенную скорость поглощения собираемых нефтепродуктов. Сорбент, обработанный газовой смесью со фтором, при длительном хранении сохраняет все свои свойства.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Сорбент представляет собой продукт химического взаимодействия полимерной матрицы полужесткого полиуретанового мелкопористого пенопласта и газообразного молекулярного фтора. Очистку поверхностей, загрязненных нефтью и жидкими нефтепродуктами, проводят сорбентом в виде пластин или крошки, которые помещают в сетчатые мешки. Насыщенный нефтепродуктами сорбент транспортируют к отжимному механизму, отжимают и возвращают для повторного использования. Изобретение обеспечивает эффективную очистку водных и твердых поверхностей и сбор поглощенных нефтепродуктов, а также возможность неоднократного использования сорбента. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ очистки поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов, включающий обработку загрязненной поверхности сорбентом, в качестве которого применяют полиуретановый полужесткий мелкопористый пенопласт с кажущейся плотностью 8-12 кг/м³ и размерами пор 0,3-1,2 мм, предварительно нарезанный на пластины любых размеров, или в виде крошки и упакованный в сетчатые мешки, сбор насыщенного нефтью сорбента с последующей транспортировкой его к отжимному механизму и возврат очищенного сорбента к месту очистки водной поверхности, отличающийся тем, что перед упаковкой в мешки сорбент обрабатывают газообразной смесью из фтора от 1 до 20 об.% и инертного разбавителя при температуре от 10 до 60°С в течение от 1 до 30 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве инертного разбавителя используют азот, аргон, гелий, воздух кислород и/или их смеси.