СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 2012 года по МПК E02B15/04 C02F1/28 C09K3/32 B01J20/32 

Изобретение относится к удалению проливов нефти и нефтепродуктов с поверхности воды или почвы, а также к очистке поверхностей от загрязнений нефтепродуктами.

Известен способ очистки поверхностей от жидких углеводородов, включающий обработку поверхностей сорбентом в виде порошкообразного линейного полимера с неограниченной степенью набухания в нефтепродукте и последующую утилизацию отработанного продукта, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют пористые губчатые частицы полимера с концентрацией частиц, эквивалентный диаметр которых не более 0,05 мм, не превышающей 50%.

В частном случае использования способа в качестве сорбента используют пористые губчатые частицы линейного полимера, полученные коагуляцией раствора линейного полимера с добавлением пенообразующих агентов. В другом частном случае использования способа в качестве сорбента используют пористые губчатые гранулы линейного полимера, полученные распылением раствора линейного полимера в потоке горячего воздуха (см. Патент РФ №2228401, кл. Е02В 15/04, C02F 1/28 от 04.11.2002).

Недостатком данного способа является то, что готовый сорбент имеет очень низкую насыпную плотность и имеет большие объемы, что отрицательно сказывается на транспортировке.

Наиболее близким к изобретению, взятым заявителем в качестве прототипа является способ очистки поверхностей от нефти и нефтепродуктов, включающий обработку поверхностей дисперсным полимеросодержащим композиционным материалом с последующей регенерацией или утилизацией отработанного продукта, в котором в качестве полимера используют латекс натурального каучука или бутадиен-стирольного каучука, нанесенный на инертный минеральный или органический наполнитель.

В частных случаях использования способа регенерацию ведут путем смешивания отработанного продукта с избытком исходной нефти или нефтепродукта; утилизацию отработанного продукта ведут путем смешивания с песчано-гравийной смесью и используют в качестве несущего основания автомобильных дорог; утилизацию ведут путем смешивания отработанного продукта с дорожным битумом и используют смесь в качестве асфальтобетона; утилизацию ведут путем смешивания отработанного продукта с кровельным битумом и используют для устройства мягкой кровли зданий; утилизацию ведут путем использования отработанного продукта в производстве керамзита; отработанный продукт используют в качестве топлива (см. Патент РФ №2080298, кл. C02F 1/28, Е02В 15/04 от 18.08.1994).

Недостатком данного способа является недостаточно высокая емкость сорбента, что снижает эффективность способа. Это обусловлено тем, что не все внутренние поверхности (в частности, поверхности пор) сорбента покрываются полимером. Это приводит к тому, что степень насыщения сорбента несколько снижается и происходит связывание и загущение меньшего количества нефти и нефтепродуктов на единицу веса сорбента.

Недостатком данного способа является также то, что готовый сорбент имеет очень низкую насыпную плотность и имеет большие объемы, что затрудняет транспортировку готового сорбента к месту разлива нефти и нефтепродуктов.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности способа за счет повышения качества сорбента. Это приводит к повышению качества очистки поверхностей.

Следующей технической задачей изобретения является снижение расходов на транспортировку, обусловленное тем, что получение сорбента осуществляют в установке непосредственно на месте разлива нефти и нефтепродуктов. В результате исключается необходимость транспортировки больших объемов уже готового сорбента к месту разлива нефти и нефтепродуктов.

Для решения поставленной задачи в известном способе очистки поверхностей от нефти и нефтепродуктов, включающем обработку поверхностей дисперсным полимеросодержащим композиционным материалом с последующей регенерацией или утилизацией отработанного продукта, в котором в качестве полимера используют линейный полимер с неограниченной степенью набухания в нефтепродукте, нанесенный на инертный наполнитель, согласно изобретению в качестве линейного полимера с неограниченной степенью набухания используют латекс натурального каучука или бутадиен-стирольного каучука, а в качестве инертного наполнителя используют материал с высокой удельной поверхностью - вермикулит или окисленный графит, получаемый вспениванием исходного компонента непосредственно перед нанесением на него полимера, а обработку наполнителя полимером осуществляют при пониженном давлении в диапазоне от 0,9 ат до 1·10^-4 ат.

В частных случаях использования способ осуществляют следующим образом.

Согласно изобретению получение сорбента осуществляют в установке непосредственно на месте разлива нефти и нефтепродуктов.

Наполнитель с высокой удельной поверхностью - вермикулит или окисленный графит, перед нанесением на него линейного полимера вспенивают (вспучивают), например, в потоке горячего воздуха, в зоне сверхвысокочастотного излучения или экструдированием, а обработку наполнителя полимером осуществляют при пониженном давлении в диапазоне от 0,9 ат до 1*10^-4 ат с целью повышения эффективности способа. В результате внутренние поверхности пор вспененного наполнителя в указанном диапазоне давлений покрываются полимером, что приводит к увеличению степени насыщения сорбента. Происходит связывание и загущение большего количества нефти и нефтепродуктов на единицу веса сорбента, что повышает эффективность способа. Степень покрытия внутренних поверхностей полимером регулируется давлением обработки.

При нанесении линейного полимера на наполнитель при давлении выше 0,5 ат не происходит достаточного заполнения внутренних поверхностей пор вспененного наполнителя, что отрицательно сказывается на степени насыщения сорбента нефтью и нефтепродуктами и на очистке поверхностей.

При нанесении линейного полимера на наполнитель при давлении ниже 1·10^-4 ат требуются значительные затраты энергии, что делает способ очистки невыгодным.

Получение сорбента в установке непосредственно на месте разлива нефти и нефтепродуктов исключает необходимость транспортировки уже готового сорбента с очень большим объемом к месту разлива нефти и нефтепродуктов. В результате обеспечивается снижение расходов на транспортировку сорбента.

Осуществление способа показано на следующих примерах конкретного исполнения.

На месте разлива нефти и нефтепродуктов помещают установку для получения сорбента. При этом сырье занимает мало места, а именно две небольшие емкости, в одной из которых находится линейный полимер с неограниченной степенью набухания в нефтепродукте, например, латекс натурального каучука или бутадиен - стирольного каучука, в другой - исходный компонент для получения наполнителя, например, вермикулит или окисленный графит.

Согласно способу, например, вермикулит подвергают термической или сверхвысокочастотной обработке до значительного увеличения им удельной поверхности. Затем поверхность вспененного (вспученного) вермикулита обрабатывают жидким полимером, в частности латексом. В частном случае использования способа это делают при пониженном давлении в диапазоне от 0,9 ат до 1·10^-4 ат. После чего сорбент в потоке воздуха при повышенной температуре высыхает и помещается на место разлива нефти и нефтепродуктов.

Примеры к заявке

Обработка наполнителя полимером проводится при давлениях от 0.9 до 10^-4 ат, что обеспечивает проникновение полимера в поры сорбента и, соответственно, наиболее полное покрывание всей свободной поверхности. Выбор режимов обработки зависит от вида наполнителя (его типа пористости и рентгеновской плотности), а также от обрабатываемого объекта (поверхность почвы, пресноводный водоем, морская поверхность)

Пример 1. Удаление загрязнений с поверхности пресного водоема.

Установка размещается на сухопутном либо речном транспортном средстве. Нанесение полимера проводится при давлениях от 0,1-0,9 ат (для вермикулита) до 0,1 - 0,01 ат (для пенографита), что обеспечивает максимальную плавучесть продукта. Сорбент сплошным слоем распыляется установкой на загрязненную поверхность по мере получения. При контакте сорбента с отделяемой жидкостью в виде нефти и нефтепродуктов достаточно быстро образуется гелеобразная масса, которую можно легко удалить по истечении заданного времени с помощью простых механических средств.

Пример 2. Удаление загрязнений с поверхности почвы.

Установка размещается на сухопутном транспортном средстве. Нанесение полимера проводится при давлениях 10^-3-10^-4 ат, в этом случае обеспечивается максимальная сорбционная способность. Сорбент распыляется установкой на загрязненную поверхность по мере получения. По истечении заданного времени сорбент удаляется механически.

Пример 3. Удаление загрязнений с поверхности моря.

Установка размещается на морском транспортном средстве. Нанесение полимера проводится при давлениях 10^-2-10^-3 ат, в этом случае обеспечивается высокая сорбционная способность при приемлемой плавучести. Сорбент распыляется установкой на загрязненную поверхность по мере получения. По истечении заданного времени сорбент удаляется механически.

Таким образом, заявляемое изобретение может быть эффективно использовано для качественной очистки воды и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами. Кроме того, изобретение обеспечивает снижение расходов на транспортировку. Отработанный продукт после очистки помещается в резервуар с сырой нефтью, где полимерный слой полностью растворяется в соответствии с природой такого полимера, а загущенная нефть возвращается в исходное состояние.

Изобретение может быть использовано при удалении проливов нефти и нефтепродуктов с поверхности воды или почвы. Для осуществления способа проводят обработку поверхности дисперсным полимеросодержащим композиционным материалом с последующей регенерацией или утилизацией отработанного продукта. В качестве полимера используют линейный полимер с неограниченной степенью набухания в нефтепродукте - латекс натурального каучука или бутадиенстирольного каучука, нанесенный на инертный наполнитель. В качестве инертного наполнителя используют материал с высокой удельной поверхностью - вермикулит или окисленный графит, получаемый вспениванием исходного компонента непосредственно перед нанесением на него полимера. Обработку наполнителя полимером осуществляют при пониженном давлении в диапазоне от 0,9 ат до 1·10^-4 ат. Получение сорбента осуществляют в установке непосредственно на месте разлива нефти и нефтепродуктов. Изобретение обеспечивает повышение эффективности способа очистки поверхностей за счет повышения сорбционной емкости сорбента, а также снижение расходов на транспортировку сорбента. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Способ очистки поверхностей от нефти и нефтепродуктов, включающий обработку поверхностей дисперсным полимеросодержащим композиционным материалом с последующей регенерацией или утилизацией отработанного продукта, в котором в качестве полимера используют линейный полимер с неограниченной степенью набухания в нефтепродукте, нанесенный на инертный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве линейного полимера с неограниченной степенью набухания используют латекс натурального каучука или бутадиенстирольного каучука, а в качестве инертного наполнителя используют материал с высокой удельной поверхностью - вермикулит или окисленный графит, получаемый вспениванием исходного компонента непосредственно перед нанесением на него полимера, а обработку наполнителя полимером осуществляют при пониженном давлении в диапазоне от 0,9 ат до 1·10^-4 ат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение сорбента осуществляют в установке непосредственно на месте разлива нефти и нефтепродуктов.