ФЛОКУЛЯНТ НА ОСНОВЕ ПОЛИАКРИЛАМИДА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД И СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДОВ Российский патент 2015 года по МПК C02F1/56 B01D21/01 C08L33/26 C08K5/53 

Изобретение относится к получению эффективных флокулянтов на основе полиакриламида, которые могут быть использованы для очистки природных вод и сточных вод нефтеперерабатывающих заводов.

Известен (SU, авторское свидетельство 1595850, опубл. 30.09.1990) флокулянт на основе полиакриламида, когда в качестве модифицирующего агента используют продукт реакции эпихлоргидрина и смеси солей высших жирных кислот С₁₆-С₂₀.

Однако данную смесь необходимо диспергировать в растворе привитого сополимера полиакриламида с карбоксиметилцеллюлозой, взаимодействие проходит при достаточно высокой температуре 60-80°С, и достигается относительно небольшая эффективность работы флокулянта.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2330814, опубл. 27.04.2006) флокулянт, содержащий полиакриламид, использованный в виде водного раствора с молекулярной массой 30 млн, при этом полимер набухал в воде при комнатной температуре в течение 1 суток, воду и модифицирующий агент - смесь пропиленгликоля и этилцеллозольва при их соотношении 1:2 при следующем соотношении компонентов, в вес. %:

полиакриламид 0,5-99,0 вышеуказанная смесь   пропиленгликоля и этилцеллозольва 0,15-0,3 вода остальное

Недостатком известного флокулянта следует признать недостаточную флоккулирующую способность относительно нефтяной фракции, присутствующей в воде, поскольку известный флокулянт предназначен в основном для обработки суспензии карбонатов в воде.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в разработке эффективного и коммерчески доступного флокулянта для отделения нефтепродуктов от воды.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в повышении флокулирующей способности состава на основе полиакриламида по отношению к отделению нефтепродуктов от воды.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать флокулянт разработанного состава, содержащий полиакриламид, использованный в виде водного раствора с молекулярной массой 30 млн, при этом полимер набухал в воде при комнатной температуре в течение 1 суток, модифицирующий агент пропиленгликоль и воду, причем полиакриламид использован при степени гидролиза - 70% и рабочем диапазоне pH 5-11 при следующем соотношении компонентов, в вес. %:

полиакриламид 0,5-0,7 пропиленгликоль 0,15-0,3 вода остальное

Флоккулянт разработанного состава готовили следующим образом: первоначально готовили водный раствор полиакриламида (молекулярная масса 30 млн, степень гидролиза - 70%, рабочий диапазон pH 5-11), который набухал в течение 1 суток при комнатной температуре. Затем при перемешивании в раствор полиакриламида вводили пропиленгликоль в требуемом количестве.

Известно («Химическая энциклопедия», любое издание, раздел «флокулянты»), что на кинетику и полноту флокуляции, а также структуру и свойства флокул влияют молекулярная масса, а также степень ионизации и конформация макромолекул флокулянта.

Было установлено, что флокулянт на основе полиакриламида молекулярной массой 30 млн, который набухал в воде в течение 1 суток при комнатной температуре, при степени гидролиза - 70% и рабочем диапазоне pH 5-11 практически не изменил своих свойств при обработке суспензии карбонатов в воде, но значительно увеличил флокулирующую способность применительно к удалению фракции нефтепродуктов в воде.

Вероятно, это произошло за счет изменения конфигурации макромолекул полиакриламида.

Проверку эффективности разработанного флокулянта провели при флокуляции сточных вод Яйского нефтеперерабатывающего завода, которые содержат 0,1 г/л нефтяной фракции.

К сточным водам добавляли композицию на основе полиакриламида с указанными характеристиками, включающую воду и модифицирующий агент - пропиленгликоль при следующем соотношении компонентов, вес. %:

полиакриламид 0,5 модифицирующий агент 0,15 вода остальное

Добавляли 2 мл 0,15%-ного раствора флокулянта и размешивали эмульсию сточных вод Яйского нефтеперерабатывающего завода шестикратным опрокидыванием цилиндров.

Определяли скорость образования нефтяной пленки и степень осветления сточных вод. Результаты представлены в таблице 1.

Как видно из приведенного примера, скорость образования нефтяной пленки флокулянтом разработанного состава в 2,5 раза больше, чем при использовании известного флокулянта. Степень осветления при этом увеличивается на 3%. Остаточное содержание твердой фазы в сливе снижается в 2,0 раза, что позволяет более качественно осветлять нефтяную эмульсию и получать очищенные сточные воды.

Технический результат достигается при использовании полиакриламида и пропиленгликоля в диапазонах концентраций, указанных в формуле изобретения. При выходе за указанные диапазоны флокулирующие способности относительно удаления нефтепродуктов из воды значительно уменьшаются.

Величина оптимальной концентрации модифицирующего агента зависит от физико-химических свойств полимера и растворителя (воды), а также от природы добавляемых веществ и определяется экспериментальным путем в каждом конкретном случае. Для каждой пары раствор полимера - добавка существует свой оптимум концентрации, ниже и выше которого степень сшивки уменьшается и снижается эффективность работы флокулянта. Данный факт объясняется степенью свернутости глобулы макромолекулы, а также стерическими затруднениями, когда модифицирующий агент не может сшить отдельные нити макромолекул полимера в блоки за счет водородных связей.

Изобретение может быть использовано для очистки природных вод и сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. Флокулянт на основе полиакриламида включает полиакриламид, использованный в виде водного раствора с молекулярной массой 30 млн, при степени гидролиза - 70% и рабочем диапазоне pH 5-11, при этом полимер набухал в воде при комнатной температуре в течение 1 суток, модифицирующий агент - пропиленгликоль и воду при следующем соотношении компонентов, в мас. %: полиакриламид 0,5-0,7; пропиленгликоль 0,15-0,3; вода - остальное. Для приготовления флокулянта в водный раствор полиакриламида с указанными характеристиками при комнатной температуре при перемешивании вводят пропиленгликоль при заявленном соотношении компонентов и используют для флокуляции загрязненных вод. Флокулянт обеспечивает повышение скорости и степени осветления очищаемых сточных вод за счет улучшенной флокулирующей способности состава реагента. 1 табл.

Флокулянт на основе полиакриламида для очистки природных вод и сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, включающий полиакриламид, использованный в виде водного раствора с молекулярной массой 30 млн, при этом полимер набухал в воде при комнатной температуре в течение 1 суток, модифицирующий агент - пропиленгликоль и воду, отличающийся тем, что полиакриламид использован при степени гидролиза - 70% и рабочем диапазоне pH 5-11 при следующем соотношении компонентов, в мас. %:
полиакриламид 0,5-0,7 пропиленгликоль 0,15-0,3 вода остальное