Способ получения магнитного гидрофобного нефтесорбента на основе глауконита Российский патент 2022 года по МПК B01J20/30 B01J20/16 B01J20/06 B01J20/22 B01J20/28 

Изобретение относится к области получения сорбентов на основе природного материала для очистки морских, пресных и технологических вод от многокомпонентных загрязнений: нефти и нефтепродуктов, органических веществ и других загрязнений.

Известен способ очистки загрязненных вод поверхностных водоемов от нефтепродуктов и тяжелых металлов путем внесения сорбента, флокулянта, коагулянта и минерального замутнителя [Патент РФ №2143403, опубликовано: 20.09.2005, заявка: 2004113850/03, 05.05.2004, МПК⁷ Е02В 15/04, C02F 1/28]. В качестве сорбента и минерального замутнителя используют смесь гидролизованных дисперсных алюмосиликатов, в качестве флокулянта - алюмосиликаты в коллоидном состоянии, в качестве коагулянта - композицию гидроксидов различных металлов (алюминий, железо, титан, кальций и магний).

Сущность способа заключается в том, чтобы внесенными реагентами сорбировать нефтепродукты и тяжелые металлы, находящиеся в водоеме, и их осадить. Однако нефтепродукты и тяжелые металлы, извлеченные из воды, переходят в донные отложения и там накапливаются. Гидроксиды тяжелых металлов тоже будут накапливаться в донных отложениях, ухудшая экологическую ситуацию водоема.

Недостатком способа является невысокий эффект очистки водного объекта, включающего воду и донные отложения.

Наиболее близкий к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения углеродсодержащих сорбентов на основе слоистых алюмосиликатов для очистки вод от многокомпонентных загрязнений [Патент РФ №2337751, опубликовано: 10.11.2008, заявка: 2006128652/15, 07.08.2006, МПК⁷ B01J 20/30, B01J 20/16]. В качестве сорбента используют вермикулит.

Сущность способа заключается в том, что вермикулит обжигают и обрабатывают углеводородами нефтяного происхождения в струе раскаленных газов путем одновременной подачи реагентов в зону обжига.

Недостатком способа является сложность нанесения гидрофобного слоя на поверхность сорбента, требующая специального оборудования и многостадийность получения.

Технической задачей изобретения является создание магнитного сорбента препятствующему растеканию нефти и нефтепродуктов на водной поверхности и возможность сбора отработанного сорбента при помощи магнитного поля.

Для решения поставленной задачи предложен способ получения магнитного гидрофобного сорбента на основе глауконита для сбора нефтепродуктов с водной поверхности, характеризующийся использованием природного слоистого алюмосиликата - глауконита и включающий его обжиг, отличающийся тем, что придания гидрофобных свойств добавляли кристаллическую стеариновую кислоту, а для сбора отработанного сорбента при помощи магнитного поля использовали Fe₂O₃.

Технический результат заключается в том, что отработанный сорбент может длительно находиться на поверхности воды. Добавление стеариновой кислоты препятствует растеканию и способствует агрегации нефти и нефтепродуктов, за счет гидрофобных свойств и сродства к органическим соединениям. Внесение Fe₂O₃ обеспечивает сбор сорбента не только механическим способом, но и при помощи магнитного поля.

Способ осуществляют следующим образом: исходный глауконит просеивают через набор стандартных нормированных сит, отбирают фракцию с размером частиц 0,045-0,1 мм и добавляют 5 мас. % Fe₂O₃, перемешивают. Полученную смесь подвергают термической активации в электропечи ЭКПС-10 с микропроцессорным терморегулятором в течение 2 часов при температуре 400°С. Затем смесь охлаждают до температуры 100°С и добавляют 5 мас. % кристаллической стеариновой кислоты и перемешивают в смесителе в течение 5 мин. При этом кристаллическая стеариновая кислота плавится и при перемешивании равномерно покрывает смесь глауконита и Fe₂O₃, придавая гидрофобные свойства полученному порошкообразному сорбенту.

Предлагаемый сорбент применили для сбора нефти II и синтетического масла Castrol 5w-40 с поверхности морской (ρ=1,025 г/см³) и пресной (ρ=0,998 г/см³) воды.

Способ получения магнитного гидрофобного сорбента на основе глауконита для сбора нефтепродуктов с водной поверхности поясняли следующими примерами.

Пример 1. Исследования по применению гидрофобного сорбента с магнитными свойствами для сбора нефти II, распределенной на поверхности морской воды в виде слоя (пленки).

К исходному образцу глауконита (размер фракций > 0,045 мм - 0,1 смм >) добавляли Fe₂O₃ в количестве 5 мас. % по отношению к массе глауконита и нагревали до температуры 400°С (2 часа), затем охлаждали до 100°С и добавляли кристаллическую стеариновую кислоту в количестве 5 мас. % по отношению к массе глауконита.

Для определения способности сорбента собирать нефтепродукты с поверхности воды в емкость наливали морскую воду (ρ=1,025 г/см³) 50 см³, вносили такое количество нефти II, которое соответствует высоте слоя 0,5 мм и на ее поверхность равномерно наносили порошкообразный сорбент в количестве 1 г, время контакта 1 ч, при этом образуется суспензия. Сбор отработанного сорбента осуществляли при помощи магнитного поля или механическим путем. За счет магнитного взаимодействия, полученная суспензия, с выраженными магнитными свойствами, агрегирует в крупные глобулы, что способствует ее качественному сбору.

Степень извлечения нефти II полученным сорбентом с поверхности морской воды составила 93,0%.

Пример 2. Исследования по применению гидрофобного сорбента с магнитными свойствами для сбора нефти II, распределенной на поверхности пресной воды (ρ=0,998 г/см³) в виде слоя (пленки). Способ получения сорбента как в примере 1. Исследование по использованию сорбента для сбора нефти II с поверхности пресной воды как в примере 1. Степень извлечения нефти II полученным сорбентом с поверхности пресной воды составила 90,3%.

Пример 3. Исследования по применению гидрофобного сорбента с магнитными свойствами для сбора синтетического масла Castrol 5w-40, распределенного на поверхности морской воды (ρ=1,025 г/см³) в виде слоя (пленки). Способ получения сорбента как в примере 1. Исследование по использованию сорбента для сбора моторного масла с поверхности морской воды как в примере 1. Степень извлечения моторного масла полученным сорбентом с поверхности пресной воды составила 96,7%.

Пример 4. Исследования по применению гидрофобного сорбента с магнитными свойствами для сбора синтетического масла Castrol 5w-40, распределенного на поверхности пресной воды (ρ=0,998 г/см³) в виде слоя (пленки). Характеристика сорбента как в примере 1. Исследование по использованию сорбента для сбора моторного масла с поверхности пресной воды как в примере 1. Степень извлечения моторного масла полученным сорбентом с поверхности морской воды составила 93,4%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить сорбент для сбора нефтепродуктов на основе экологически чистого природного минерала - глауконита, обладающий гидрофобными и магнитными свойствами, что позволяет его использовать для очистки морской и пресной воды от нефти и нефтепродуктов, и осуществлять сбор при помощи магнитного поля и механическим путем.

Изобретение относится к способу получения магнитного гидрофобного сорбента на основе глауконита для сбора нефтепродуктов с водной поверхности, характеризующемуся тем, что исходный глауконит просеивают через набор стандартных нормированных сит, отбирают фракцию с размером частиц 0,045–0,1 мм и добавляют 5 мас. % Fe₂О₃, перемешивают, полученную смесь подвергают термической активации в электропечи ЭКПС-10 с микропроцессорным терморегулятором в течение 2 часов при температуре 400°С, затем смесь охлаждают до температуры 100°С и добавляют 5 мас. % кристаллической стеариновой кислоты и перемешивают в смесителе в течение 5 мин, кристаллическая стеариновая кислота плавится и при перемешивании равномерно покрывает смесь глауконита и Fe₂О₃, придавая гидрофобные свойства полученному порошкообразному сорбенту. 4 пр.

Способ получения магнитного гидрофобного сорбента на основе глауконита для сбора нефтепродуктов с водной поверхности, характеризующийся тем, что исходный глауконит просеивают через набор стандартных нормированных сит, отбирают фракцию с размером частиц 0,045-0,1 мм и добавляют 5 мас. % Fe₂О₃, перемешивают, полученную смесь подвергают термической активации в электропечи ЭКПС-10 с микропроцессорным терморегулятором в течение 2 ч при температуре 400°С, затем смесь охлаждают до температуры 100°С и добавляют 5 мас. % кристаллической стеариновой кислоты и перемешивают в смесителе в течение 5 мин, кристаллическая стеариновая кислота плавится и при перемешивании равномерно покрывает смесь глауконита и Fe₂О₃, придавая гидрофобные свойства полученному порошкообразному сорбенту.