Способ получения гидрофобизированного сорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов Российский патент 2022 года по МПК B01J20/30 C02F1/28 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к способам получения сорбентов для очистки сточных вод от нефтепродуктов и может быть использовано в нефтегазовом комплексе, химической технологии и других отраслях промышленности для предварительной очистки сточных вод, сильно загрязненных нефтью.

Известен способ получения сорбирующего материала для очистки водных объектов (Патент РФ на изобретение № 2618754 Способ получения сорбирующего материала для очистки водных объектов / Хантимерова Ю.М.; Опубл. 11.05.2017. Бюл. № 14), в котором в качестве минерального сырья используют шламовые и золошлаковые отходы ТЭЦ, при этом проводят предварительную термическую обработку обводненного шламового отхода ТЭЦ химводоочистки при температуре 180-200°C, последующее просеивание через сито с размером отверстий не более 0,1 мм, смешивание полученного шламового отхода с золошлаковыми отходами ТЭЦ ультразвуковым диспергатором с добавлением дистиллированной воды, после чего осуществляют термическую обработку полученной дисперсии при температуре 200°C с последующим формованием полученной порошкообразной смеси путем прессования. Полученный сорбирующий материал в виде прессованных таблеток помещают на поверхность водного объекта для удаления разливов масел или используют в качестве загрузочного материала в фильтрах.

Недостатком данного сорбирующего материала является наличие адсорбционно связанной влаги и химически связанной влаги в прессованных таблетках после одностадийного термолиза при температуре 200°С, приводящего к снижению сорбционной нефтеемкости сорбента.

Известен способ получения сорбента из золошлаковых отходов, накопленных на золоотвалах по схеме гидрозолоудаления, для предварительной очистки сточных вод от нефтепродуктов, сильно загрязненных нефтью (Патент РФ на изобретение № 2708604 / Бушумов С.А., Короткова Т.Г.; Опубл. 09.12.2019. Бюл. № 34), включающий измельчение золошлака до размера частиц 0,25-0,5 мм, термическую обработку и выдерживание в два этапа, на первом этапе измельченный золошлак нагревают до 110-120°С и выдерживают при заданной температуре 30-35 минут, а на втором этапе нагревают до 600-630°С и выдерживают при указанной температуре 40-45 минут.

Недостатком данного способа являются низкие экологические характеристики: низкая сорбционная емкость и плавучесть, что оказывает негативное воздействие на гидросферу вследствие оседания насыщенного нефтью сорбента на дно водного объекта.

Задачей изобретения является усовершенствование способа получения сорбента, позволяющее повысить его экологические характеристики, сорбционную емкость и плавучесть.

Техническим результатом изобретения является повышение экологических характеристик, сорбционной емкости и плавучести сорбента.

Технический результат достигается тем, что способ получения модифицированного сорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов включает измельчение сырья, его термическую обработку и выдерживание, охлаждение, в качестве сырья для получения сорбента использую золошлаковые отходы, накопленные на золоотвалах по схеме гидрозолоудаления, измельчение золошлака осуществляют до размера частиц 0,25-0,5 мм, а термическую обработку и выдерживание осуществляют в два этапа, на первом этапе нагревают до 110-120°С и выдерживают при заданной температуре 30-35 минут, а на втором этапе нагревают до 600-630°С и выдерживают при указанной температуре 40-45 минут с получением модифицированного золошлака, который гидрофобизируют путем внесения гидрофобизирующей кремнийсодержащей жидкости (ГКЖ) марки «Типром К» в соотношении ГКЖ:золошлак 1:5, гомогенизацию смеси осуществляют путем тщательного перемешивания до однородной вязкой массы, выдерживании при температуре 160°С до полного высушивания с последующим перетиранием в ступке для разбивания комков, образовавшихся в процессе смачивания золошлака ГКЖ.

Внесение ГКЖ марки «Типром К» в соотношении ГКЖ : золошлак 1:5 и гомогенизация смеси путем тщательного перемешивания до однородной вязкой массы позволяет достичь максимума сорбционной емкости 0,86 г/г по отношению к гексану по сравнению с прототипом, в котором сорбционная емкость по отношению к гексану составляет 0,56 г/г. Из нефтепродуктов выбран гексан, так как в этом случае сорбент обладает наименьшей нефтеемкостью.

Выдерживание образцов при температуре высушивания 160°С позволяет полностью удалить растворитель из ГКЖ. Перетирание в ступке способствует разбиванию комков, образовавшихся в процессе смачивания золошлака ГКЖ с целью повышения рабочей поверхности сорбента.

При выдерживании образцов ниже температуры 160°С до полного высушивания увеличивается время выдерживания, свыше температуры 160°С до полного высушивания наблюдалось слипание и укрупнение зерен сорбента, что в свою очередь приводило к снижению рабочей поверхности и ухудшению сорбционных свойств сорбента.

Пример 1. Золошлак модифицированный смачивают ГКЖ в соотношении 1:10, после чего осуществляют высушивание при температуре 140°С до полного высушивания. Затем образец охлаждают до температуры окружающей среды и перетирают в ступке до однородной массы. Сорбционная емкость составила 0,72 г/г по отношению к гексану.

Пример 2. Золошлак модифицированный смачивают ГКЖ в соотношении 1:5, после чего осуществляют высушивание при температуре 160°С до полного высушивания. Затем образец охлаждают до температуры окружающей среды и перетирают в ступке до однородной массы. Сорбционная емкость составила 0,86 г/г по отношению к гексану.

Пример 3. Золошлак модифицированный смачивают ГКЖ в соотношении 1:3, после чего осуществляют высушивание при температуре 180°С до полного высушивания. Затем образец охлаждают до температуры окружающей среды и перетирают в ступке до однородной массы. Сорбционная емкость составила 0,81 г/г по отношению к гексану.

В Таблице 1 приведены значения сорбционной емкости сорбента (по отношению к гексану), полученного по заявляемому способу и по прототипу.

Таблица 1 Показатели Пример 1 Пример 2 Пример 3 Прототип Температура высушивания, °С 140 160 180 - Соотношение ГКЖ:золошлак 1:10 1:5 1:3 - Сорбционная емкость по отношению к гексану, г/г 0,72 0,86 0,81 0,56

На фиг. 1 приведен внешний вид модифицированного сорбента - прототипа, на фиг. 2 - внешний вид гидрофобизированного сорбента.

В Таблице 2 приведены физико-химические показатели полученного сорбента и прототипа: насыпная плотность (ГОСТ Р 51641-2000); зольность образца составила (ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.32-02); истираемость (ГОСТ Р 51641-2000). Сорбционная емкость модифицированного сорбента определена по отношению к н-гексану.

Таблица 2 Определяемые показатели Единица
измерения Результат анализа Прототип
Модифицированный золошлак Гидрофобизированный модифицированный золошлак Насыпная плотность г/см³ 0,666 0,621 Зольность % менее 1 2,9 Истираемость % 8,5 8,8 Сорбционная емкость по
отношению к н-гексану г/г 0,56 0,86

Полученный гидрофобизированный сорбент на основе золошлаковых отходов, накопленных на золоотвалах при гидрозолоудалении, с вышеуказанными физико-химическими свойствами имеет более высокую эффективность не менее 95 % для очистки жидких и твердых поверхностей от нефтепродуктов в сравнении с сорбентом, изготовленным по прототипу.

Таким образом, совокупность предлагаемых существенных признаков позволяет достичь желаемого результата - повышения экологических характеристик, сорбционной емкости и плавучести сорбента.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к способу получения сорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов, и может быть использовано в нефтегазовом комплексе, химической технологии и других отраслях промышленности для предварительной очистки сточных вод, сильно загрязненных нефтью. Представлен способ получения модифицированного сорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающий измельчение сырья, его термическую обработку и выдерживание, охлаждение, в качестве сырья для получения сорбента используют золошлаковые отходы, накопленные на золоотвалах по схеме гидрозолоудаления, измельчение золошлака осуществляют до размера частиц 0,25-0,5 мм, а термическую обработку и выдерживание осуществляют в два этапа, на первом этапе нагревают до 110-120°С и выдерживают при заданной температуре 30-35 мин, а на втором этапе нагревают до 600-630°С и выдерживают при указанной температуре 40-45 мин с получением модифицированного золошлака, характеризующийся тем, что модифицированный золошлак гидрофобизируют путем внесения гидрофобизирующей кремнийсодержащей жидкости (ГКЖ) марки «Типром К» в соотношении ГКЖ:золошлак 1:5, гомогенизацию смеси осуществляют путем тщательного перемешивания до однородной вязкой массы, выдерживания при температуре 160°С до полного высушивания с последующим перетиранием в ступке для разбивания комков, образовавшихся в процессе смачивания золошлака ГКЖ. Изобретение обеспечивает повышение экологических характеристик, сорбционной емкости и плавучести сорбента. 2 ил., 2 табл., 3 пр.

Способ получения модифицированного сорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающий измельчение сырья, его термическую обработку и выдерживание, охлаждение, в качестве сырья для получения сорбента используют золошлаковые отходы, накопленные на золоотвалах по схеме гидрозолоудаления, измельчение золошлака осуществляют до размера частиц 0,25-0,5 мм, а термическую обработку и выдерживание осуществляют в два этапа, на первом этапе нагревают до 110-120°С и выдерживают при заданной температуре 30-35 мин, а на втором этапе нагревают до 600-630°С и выдерживают при указанной температуре 40-45 мин с получением модифицированного золошлака, отличающийся тем, что модифицированный золошлак гидрофобизируют путем внесения гидрофобизирующей кремнийсодержащей жидкости (ГКЖ) марки «Типром К» в соотношении ГКЖ:золошлак 1:5, гомогенизацию смеси осуществляют путем тщательного перемешивания до однородной вязкой массы, выдерживания при температуре 160°С до полного высушивания с последующим перетиранием в ступке для разбивания комков, образовавшихся в процессе смачивания золошлака ГКЖ.