СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ СБОРА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ С ВОДНЫХ И ТВЕРДЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 2013 года по МПК B01J20/16 B01J20/26 B01J20/28 B01J20/30 

Изобретение относится к очистке воды с помощью сорбента, предназначенного для сбора нефти и нефтепродуктов с водных и твердых поверхностей.

Известен сорбент для удаления плавающей нефти (а.с. СССР №1726385), включающий алюмосиликатные полые микросферы, выделенные из золы-уноса тепловых электростанций, работающих на каменном угле, при этом при использовании образующаяся пастообразная масса регенерируется методом центрифугирования с подогревом. Однако микросферы обладают невысокой адсорбционной способностью (445 мг/г), вследствие чего предопределен значительный расход адсорбента.

Известен сорбент для очистки воды от нефти и нефтепродуктов (Патент РФ №2090258), включающий алюмосиликатные полые микросферы, выделенные из золы угольных тепловых электростанций, обработанные нефтью с последующим ее выжиганием при свободном доступе воздуха до прекращения горения. В результате сгорания сорбированной нефти на поверхности микросфер возникает пленка неполного сгорания (сажа, нефтяной кокс), увеличивающая сорбционную способность микросфер в 1,8-4,4 раза по отношению к вышеприведенному сорбенту.

Недостатком способа является огневой метод обработки микросфер, предопределяющий расход дорогостоящей нефти, использование техники и технологии защиты окружающей среды от дымовых газов и обеспечение пожаробезопасности обслуживающего персонала.

Задачей изобретения является разработка эффективного сорбента из отходов угольных тепловых электростанций, обработанных недорогостоящими материалами, обеспечивающих экологическую безопасность окружающей среды и пожаробезопасность обслуживающего персонала.

Задача решается тем, что в качестве сорбента использованы алюмосиликатные полые микросферы, полученные переработкой золошлаковых отходов отечественных угольных теплоэлектростанций, оснащенных прудами - отстойниками, при этом на поверхность алюмосиликатных полых микросфер напыляют тощую алкидную смолу HS 11-70С, модифицированную дегидратированным (безводным) касторовым маслом в соотношении 85% к 15% соответственно, для придания сорбенту улучшенных гидрофобных свойств к воде и адгезии к нефти и нефтепродуктам, а также для отверждения покрытий полых микросфер.

Далее выдерживают сорбент при свободном доступе воздуха в интервале 15-20 градусов по Цельсию до момента получения твердой пленки.

Известно, что большинство прудов-отстойников покрыто толстым (0,1-0,2 метра в глубину) слоем алюмосиликатных полых микросфер, пронизанных корневой системой покрывающей растительности. Оставшиеся немногочисленные «окна» открытой поверхности пруда-отстойника со слоем плавающих алюмосиликатных полых микросфер не решают вопроса использования их в промышленных масштабах.

Проблема решается путем глубокой переработки растительного покрова прудов - отстойников по следующей технологии: разделение травяного полотна растительного покрова (островов) на отдельные блоки; отделение травяного блока с алюмосиликатными полыми микросферами от растительного покрова с помощью лебедок или с помощью гидромониторов;

- ограждение плавающих микросфер боннами и подтягивание их к береговым заборным устройствам с последующей перекачкой шламовыми насосами в полипропиленовые контейнеры с доставкой в цех, где осуществляется последующая переработка:

- сушка микросфер в потоке горячего воздуха, очистка их от балласта (мелкого растительного мусора, листьев) и последующее охлаждение;

- предварительное разделение микросфер по удельному весу в пневмоциклонах с целью удаления тяжелых магнитных включений и очистки от примесей углерода;

- разделение микросфер по фракциям на калиброванных виброситах с выделением микросфер класса 100-500 мкм.

Предлагаемая технология глубокой переработки растительного покрова в совокупности с микросферами позволяет получить товарную продукцию с физико-химическими и технологическими показателями (см. таблицу).

№ Наименование АСПМ 1 Внешний вид Порошок серого цвета 2 Насыпная плотность, не более кг/м³ 430,0-460 3 Массовая доля воды, %, не более 0,5 4 Массовая доля диоксида кремния, % 60-65 5 Массовая доля оксида алюминия, % 20-25 6 Массовая доля оксида железа, % до 3,5

Процесс приготовления сорбента осуществляют следующим образом.

Согласно технологической карте сухие алюмосиликатные полые микросферы диаметром 100-500 мкм направляют в закрытый аппарат, на щетки двух противоположно вращающихся горизонтально установленных барабана, которые взрыхляют и взвешивают микросферы над барабанами. Одновременно в «облако» микросфер подают в распыленном состоянии модифицированную алкидную смолу, в результате чего происходит ее напыление на поверхность микросфер и перемещение вдоль аппарата в направлении разгрузочного патрубка. При перемещении микросфер в аппарате происходит предварительное отверждение смолы и выгрузка микросфер из аппарата на транспортирующее устройство, на котором в условиях свободного доступа воздуха комнатной температуры происходит окончательное отверждение модифицированной алкидной смолы на поверхности алюмосиликатных полых микросфер до получения твердой пленки. Далее продукт направляется на расфасовку.

Отметим, что предлагаемый сорбент представляет собой порошкообразный экологически чистый материал серого цвета, насыпной вес которого не превышает 500 кг/м³, при этом сорбционная способность находится в пределах на 1 кг сорбента 1,5-2 кг нефтепродукта.

Для ликвидации разливов нефти или нефтепродуктов с водных поверхностей, нефтяное пятно огораживается заградительными бонами, после чего на него ручным или механическим путем распыляется сорбент. Легкий плавучий сорбент вступает во взаимодействие с нефтью и коагулирует ее, создавая небольшие плавающие «острова», которые могут находится на плаву длительное время, практически не нанося вредного воздействия флоре и фауне.

Сбор сорбента с нефтью с поверхности воды осуществляется любым из известных способов (ковшами, насосами и т.д.). Регенерацию нефти осуществляют либо перегретым паром, либо центрифугированием или химическим путем.

Для ликвидации разливов нефти с твердых поверхностей сорбент ручным либо механизированным путем рассеивается на нефтяное пятно. Через 5-10 минут (в зависимости от температуры окружающей среды и времени года) происходит процесс связывания нефти в непачкающиеся гранулы. Далее осуществляют утилизацию полученного продукта ручным или механизированным способом.

Уникальные свойства сорбента были продемонстрированы в ходе ликвидации аварии на Саяно-Шушенской ГЭС.

Изобретение относится к получению сорбентов для очистки воды и твердой поверхности. На поверхность полых алюмосиликатных микросфер напыляют модифицированную алкидную смолу. После напыления сорбент выдерживают на воздухе до получения твердой пленки. Техническим результатом являются разработка недорогого эффективного сорбента из отходов угольных тепловых электростанций и экологическая и пожарная безопасность процесса получения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов с водных и твердых поверхностей, включающий обработку алюмосиликатных полых микросфер, отличающийся тем, что на поверхность алюмосиликатных полых микросфер напыляют модифицированную алкидную смолу, после чего выдерживают их при свободном доступе воздуха до момента получения твердой пленки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют алюмосиликатные полые микросферы диаметром 100-500 мкм, а температуру воздуха выдерживают в интервале 15-20°C.