СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ РАЗНОПЛОТНЫХ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ Советский патент 1995 года по МПК B01D15/00 E02B15/04 

Изобретение относится к области физических явлений, связанных с взаимодействием высокомолекулярных веществ с низкомолекулярными соединениями (растворителями), и может быть использовано, например, для эффективного удаления проливов нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Цель изобретения повышение эффективности разделения разноплотных несмешивающихся жидкостей.

Полимер подбирают с таким условием, чтобы он неограниченно набухал в отделяемой жидкости, т.е. реализация поставленной цели достигается за счет снижения расхода полимера на загущение отделяемого продукта (например, нефти от воды) путем подбора полимера с максимальной степенью набухания. Так, например, степень набухания бутадиенстирольного каучука в нефти имеет значение 100. При контакте ультрадисперсного полимерного материала с отделяемой жидкостью практически мгновенно образуется гелеобразная масса, которую легко удалить с загрязненной поверхности любыми механическими средствами.

В общем случае для обеспечения плавучести гелеобразного продукта необходимо в его состав включить не взаимодействующий (химически) с жидкостью наполнитель с плотностью, меньшей плотности жидкости.

Для исключения расслоения набухшего полимера и легкого наполнителя полимер наносят на поверхность легкого наполнителя. Микрочастицы полимера со средним размером 5˙10^-8-5˙10^-7 м из латекса осаждают на поверхность полых частиц наполнителя, что обеспечивает физическое сращивание полимера с наполнителем. Полученный таким образом порошкообразный композиционный материал помещают на поверхность отделяемой жидкости, где полимер набухает, поглощая полностью отделяемую жидкость, образуя при этом практически мгновенно сплошную гелеобразную массу, которую собирают и подают в емкость, где полимерный слой полностью растворяется в соответствии с природой такого полимера. Этот процесс может быть ускорен с помощью повышения температуры и перемешивания. Дисперсные частицы после их отслаивания удаляют и используют для повторного приготовления композиционного полимерного материала либо их используют по известным областям применения: наполнитель в строительных материалах, тепло- и гидроизолирующий композиционный материал и т.д.

Для разделения жидкостей может быть использован широкий ассортимент полимеров, например сополимеры этилена и пропилена, полибутилакрилат, сополимеры бутадиена и стирола и др.

Для легких разделяемых жидких продуктов возможно использование для загущения дисперсного порошкообразного полимера в чистом виде без наполнителя.

Наполнитель должен обеспечивать надежную плавучесть загущенной полимером нефти.

По этой причине в качестве наполнителя должны быть использованы полые сферические материалы, например стеклянные, или фенолформальдегидные, или полистирольные, или желатиновые, или полиэтиленовые капсулы, имеющие удельный вес меньше, чем плотность отделяемой жидкости.

Кроме того, с целью повышения эффективности разделения (уменьшения расхода композиционного материала, уменьшения себестоимости его) в качестве наполнителя преимущественно используют легкие дисперсные частицы материала с повышенной сорбционной способностью к отделяемой жидкости и с удельным весом меньшим, чем плотность отделяемой жидкости. Так, например, зольные микросферы, приготовляемые из отходов золы, образующиеся при работе тепловых электростанций, полые минеральные микросферы из отложений лавы и другие максимально доступные и дешевые материалы, способные дополнительно поглощать отделяемую жидкость.

Таким образом, при набухании порошкообразного композиционного материала в отделяемой жидкости формируется совокупность микрогелей, обволакивающих частиц наполнителя и образующих практически мгновенно резиноподобную массу, легко удаляемую с чистой поверхности воды.

П р и м е р 1. Проводят испытания по разделению пролитой нефти с поверхности морской воды в специальной ванне из оргстекла размером 2х2х0,5 м. Толщина пленки нефти составляет 3 мм.

Во всех примерах технологический процесс получения порошкообразного композиционного материала один и тот же.

Состав: наполнитель полые стеклянные капсулы с дисперсностью 5˙10^-4 м с плотностью 100 кг/м³; латекс линейного полимера бутадиенстирольный каучук (БС). Размер латексных частиц 5˙10^-8 м. Соотношение наполнитель-полимер составляет 1: 1. Максимальная степень набухания каучука БС в нефти составила 100.

После обработки пленки нефти порошкообразным полимерным материалом практически мгновенно образовалась резиноподобная масса, легко удаляемая с водной поверхности механическими средствами. Поверхность воды после удаления загущенной нефти чистая.

П р и м е р 2. Проводят испытания по разделению пролитого керосина с поверхности питьевой воды на установке по примеру 1. Толщина пленки 2 мм. Состав: наполнитель силикатные полые капсулы дисперсностью 4˙10^-4 м с плотностью 200 кг/м³, полимер синтетический каучук этиленпропиленовый тройной (СКЭПТ) в латексе. Соотношение наполнитель-полимер 2:1. Максимальная степень набухания каучука СКЭПТ в керосине 200. Анализ воды после трехсуточного контакта полимера с водой при перемешивании показал, что вода соответствует показателям ГОСТа на питьевую воду.

П р и м е р 3. Проводят испытания по разделению пролитого газового конденсата с поверхности воды на установке по примеру 1. Толщина пленки 3 мм.

Состав: наполнитель зольные полые капсулы дисперсностью 8˙10^-4 м с плотностью 500 мг/м³, полимер дваэтилгексилакрилат (2-ЭГА) в латексе. Размер латексных частиц 5˙10^-8 м. Максимальная степень набухания 2-ЭГА в газовом конденсате 140. Степень набухания зольных капсул 12.

П р и м е р 4. Проводят испытания по разделению пролитого бензина с водой поверхности на установке по примеру 1. Толщина пленки 1 мм. Состав: наполнитель полые стеклянные капсулы с дисперсностью 5˙10^-4 м, с плотностью 150 кг/м³, полимер бутилакрилатный каучук (БАК), размер латексных частиц 5˙10^-8 м. Максимальная степень набухания каучука БАК в бензине 200.

П р и м е р 5. Проводят испытания по разделению пролитого дизельного топлива с водной поверхности на установке по примеру 1. Толщина пленки 3 мм. Состав: наполнитель полые стеклянные капсулы с дисперсностью 5˙10^-4 с плотностью 250 кг/м³, полимер синтетический каучук этиленпропиленовый тройной (СКЭПТ). Максимальная степень набухания каучука СКЭПТ в дизельном топливе 170.

Предлагаемый способ в отличие от существующих позволяет снизить расход полимерного материала за счет высокой сорбционной способности, снизить трудозатраты, время обработки разливов вредных веществ, уменьшить экологический ущерб.

Использование: удаление нефти и нефтепродуктов с поверхности почвы и воды. Сущность изобретения: нанесение на поверхность более легкой жидкости материала - наполнителя, предварительно обработанного полимерами или сополимерами с неограниченной степенью набухания в отделяемой жидкости. Удаление образующейся гелеобразной массы, отстаивание и отделение материала - наполнителя. В качестве материала - наполнителя используют дисперсные частицы с повышенной сорбционной способностью к отделяемой жидкости и с удельным весом меньшим, чем плотность отделяемой жидкости. 1 з.п.ф-лы.

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ РАЗНОПЛОТНЫХ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ, включающий нанесение на поверхность более легкой жидкости материала-наполнителя, предварительно обработанного полимерами, с последующим отделением образующейся гелеобразной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, в качестве полимера используют линейный полимер с неограниченной степенью набухания в отделяемой жидкости, причем отделение производят по достижении максимальной величины степени набухания полимера, а после отделения гелеобразной массы ее отстаивают, удаляют выделившиеся дисперсные частицы материала-наполнителя и повторно используют. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала-наполнителя используют дисперсные частицы с повышенной сорбционной способностью к отделяемой жидкости и с удельным весом меньшим, чем плотность отделяемой жидкости.