способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов

Формула изобретения

Способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов, включающий обработку загрязненной поверхности мелкокодисперсным блоксополимером стирола и переводом загрязнений в отвержденное состояние, отличающийся тем, что в качестве блоксополимера используют дивинилстирольный термоэластопласт при массовом соотношении дивинилстирольный термоэластопласт:нефть (нефтепродукт), составляющем 1:3-7.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и может быть использовано при очистке водоемов от разлитых нефтепродуктов.

Попадание нефти и нефтепродуктов в водную среду сопровождается распространением их на расстояния, отстоящие на десятки и сотни километров от мест аварии. Это приводит к нарушениям в экологическом балансе территорий и делает невозможным нормальное функционирование биологических систем и технических средств.

В настоящее время широкое распространение находит сербиционный способ локализации и сбора нефти с поверхности воды и грунта, заключающийся в обработке загрязненной поверхности различными сорбентами. (В.Ж.Ареж, О.М.Гридин. Эффективные сорбенты для ликвидации нефтяных сорбентов. Журнал «Экология и промышленность России», 1977, февраль, с.32-37; А.Г.Гумеров, И.С.Бронштейн, Л.П.Худякова, В.Н.Рятухина. Использование сорбентов при ликвидации последствий аварийных разливов нефти. Журнал «Башкирский экологический вестник», 1998, № 1, с.20-25; Ф.А.Каменщиков, Е.И.Богомольный. Нефтяные сорбенты - Москва - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005, 286 с).

Сорбенты, поглощая нефть и нефтепродукты, переводят их из жидкого состояния в пастообразную массу, что облегчает процесс удаления углеводородов с поверхности воды механическими способами.

Недостатками известного способа является то, что получаемая пастообразная система «сорбент-нефть» не обладает достаточной прочностью, что затрудняет процесс механического сбора.

Известен способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов путем обработки загрязненной поверхности двухкомпонентным средством Rigidoil (полимер и отвердитель) с образованием полимерной сетки, «сшивающей» макромолекулы нефти в химическую матрицу, в результате чего на поверхности нефти через определенное время образуется резиноподобный ковер, который может быть легко удален с поверхности воды (Jetzt kann man Wasser die Ölhaub abziehen «Brennstoffspiegel», 1987, № 9-10, 20, 20 (нем.)).

Недостатком предагаемого способа является необходимость тщательного перемешивания обоих компонентов друг с другом и с нефтью и большой расход компонентов (на 630 кг нефтепродуктов требуется 275 кг полимера и 35 кг вещества, вызывающего реакцию образования резиноподобного ковра).

Наиболее близким к заявленному способу является способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов путем нанесения на нефть и нефтепродукты, разлитые на поверхности воды, порошка полимера, для чего используют мелкодисперсный блоксополимер стирола, в частности блоксополимер стирола с этиленом и (или) бутиленом. При этом нефть и нефтепродукты впитываются (поглощаются) полимером и образующуюся массу, плавающую на поверхности воды, собирают и удаляют (патент US 4941978).

Недостаток данного способа - образование порошкообразной массы с неклейкой поверхностью, неспособность к образованию сплошной массы в форме резиноподобного ковра, что затрудняет сбор нефти с поверхности воды.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки воды от нефтезагрязнений.

Это достигается тем, что в способе очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов путем обработки загрязненной поверхности мелкодисперсным блоксополимером стирола в качестве блоксополимера стирола используют дивинил - стирольный сополимер (дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ).

Контакт дивинилстирольного термоэластопласта с нефтезагрязнениями приводит к их отверждению и превращению загрязнений в прочный, резиноподобный ковер, который легко снимается с поверхности воды, например, путем свертывания его в рулон.

Предлагаемый термоэластопласт является блоксополимером стирола и дивинила и получается сополимеризацией бутадиена со стиролом в растворе в присутствии литиевого катализатора и выпускается согласно техническим условиям ТУ 38.103267-80 «Термоэластопласты бутадиен-стирольные». Традиционно указанные бутадиен-стирольные (дивинилстирольные) термоэластопласты используются в промышленности резинотехнических изделий для изготовления клеев, ленточного герметика, для модификации пластмасс, а также для изготовления защитных покрытий.

Указанный термоэластопласт выпускается в виде мелкодисперсного порошкообразного продукта, не слеживающегося при хранении, с насыпной плотностью 0,32 г/см ³. Термоэластопласт легче воды и обладает высокой гидрофобностью, что позволяет ему находиться на поверхности воды без частичного опускания на дно в течение 7-10 суток.

Кроме того, при контакте с нефтью и нефтепродуктами он превращает их в прочный резиноподобный ковер.

Удаление такого ковра с поверхности воды не представляет каких-либо затруднений (загущенную нефть можно свернуть в рулон, находясь на берегу водоема).

Утилизация ковра осуществляется известными способами и не представляет каких-либо затруднений.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемое изобретение.

Пример 1. В химический сосуд с водой диаметром 6,6 см налили 10 мл нефти месторождений Башкортостана (плотность 0,89 г/см³). Нефть, растекаясь на поверхности воды, образует пленку толщиной 3 мм. На поверхность нефти равномерным слоем наносят порошкообразный дивинилстирольный термоэластопласт (ДСТ). Полученные результаты по гелеобразованию нефти приведены в таблице.

Результаты по обработке поверхностного слоя нефти на воде термоэластопластом ДСТ
№ п/п	Навеска ДСТ, г	Отношение ДСТ:нефть по массе	Результаты испытаний
1	0,75	1:12	Полного связывания нефти нет. Через 1 сутки образовался резиноподобный ковер, однако на поверхности воды при удалении ковра есть остаточная нефть.
2	1,00	1:9	Полного связывания нефти нет. Через 5 часов образовался легко удаляемый резиноподобный ковер, однако на поверхности воды есть незначительное количество нефти.
3	1,25	1:7	Через 4 часа образовался прочный резиноподобный ковер. Нефть на поверхности воды отсутствует.
4	1,50	1:6	Через 1,5 часа образовался прочный резиноподобный ковер. Нефть на поверхности воды отсутствует.
5	2,00	1:4,5	Через 40 минут образовался прочный резиноподобный ковер. Нефть на поверхности воды отсутствует.
6	3,00	1:3	Через 40 минут образовался прочный резиноподобный ковер. Нефть на поверхности воды отсутствует. На поверхности ковра присутствуют отдельные крупинки ДСТ, не связанные нефтью.

Из данных, представленных в таблице, следует, что образование прочного резинового ковра с полным удалением нефти с поверхности воды имеет место при массовом соотношении термоэластопласт:нефть 1:7. При большем соотношении полного удаления нефти не наблюдается. При соотношении термоэластопласт:нефть=1:3 часть термоэластопласта оказывается лишней и не участвует в процессе связывания нефти. Таким образом, оптимальное соотношение термоэлатопласт:нефть для полного удаления нефти с поверхности воды находится в пределах1:3-7.

Время полного удаления нефти с поверхности воды зависит от соотношения термоэлатопласт:нефть и составляет от 40 минут до 4 часов. Аналогичные результаты получены при толщине слоя нефти 5, 7 и 10 мм.

Пример 2. Аналогичные испытания проведены при соотношении термоэластопласт:нефть=1:6 при толщине слоя нефти 2, 1, 0,5 мм и меньше (радужная пленка нефти на поверхности). Выявлено, что при толщине слоя нефти 2 мм прочность резиноподобного ковра еще достаточна, однако при толщине 1 мм и меньше сплошной ковер не образуется, связанная нефть на поверхности плавает в виде сгустков. Термоэластопласт хорошо разрушает сплошность радужной пленки, нефть налипает на отдельные частицы ДСТ и при наличии легких колебаний поверхность воды полностью освобождается от нефти.

Таким образом, предлагаемый способ позволит очистить поверхность воды от нефти, а при толщине слоя нефти более 2 мм связывание нефти термоэластопластом приводит к образованию прочного резиноподобного ковра, что существенно облегчит процесс удаления нефти с поверхности воды.

Пример 3. Аналогичные испытания проведены при соотношении термоэластопласт:нефтепродукты=1:6 при толщине слоя нефтепродукта 3 мм на таких нефтепродуктах, как бензин и дизельное топливо. Образование гелеобразной пленки бензина наблюдалось уже через 30 минут, причем легкоудаляемая пленка образуется даже при толщине слоя на поверхности 1 и 0,5 мм. Аналогичные результаты получены с дизельным топливом.

Термоэластопласт связывает нефть и нефтепродукты, разлитые не только на поверхности воды, но и на других непористых поверхностях, например на бетоне.

Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом повысить эффективность очистки воды за счет образования прочного резинового ковра при контакте ДСТ с нефтью (нефтепродуктами) и в итоге за счет более полного и более легкого сбора «загущенной» нефти.