способ получения сорбента для очистки твердых поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов

Формула изобретения

Способ получения сорбента для очистки твердых поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов, включающий измельчение природного алюмосиликата и его высушивание, отличающийся тем, что в качестве природного алюмосиликата берут опоку, измельчение ведут до размеров частиц от 0,001 до 2 мм, после чего классифицируют таким образом, чтобы 75% фракции составляли частицы с размером от 0,001 до 0,1 мм, а высушивание ведут до влажности не выше 4%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения сорбентов и может быть использовано для быстрого и полного удаления нефтяных загрязнений с твердой поверхности.

Такие сорбенты предпочтительны при очистке и удалении нефтесодержащих жидкостей, когда неэффективно применение тяжелого оборудования, или в сочетании с последним для доочистки поверхностей.

Предлагаемый сорбент может использоваться в качестве превентивных средств на потенциально опасных объектах (нефтебазах, автопредприятиях, предприятиях воздушного и морского транспорта, магистральных трубопроводах, в районе железнодорожных путей, на территории, прилегающей к нефтегазовым буровым установкам).

Известен способ получения сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов на основе гидролизного лигнина. Способ получения сорбента включает щелочную обработку гидролизного лигнина. В процессе щелочной обработки отделяют твердые частицы примесей, полученную суспензию подвергают размолу и фильтрации до влажности осадка не более 70%, полученный осадок подают на гранулирование, гранулы сушат до влажности не более 8%, подвергают измельчению до размера частиц не более 5 мм и получают целевой продукт с различным гранулометрическим составом - в виде нефракционированного порошка, гранул с размерами частиц 1-5 мм мелкодисперсного порошка с размерами частиц менее 1 мм [1].

К недостаткам данного способа можно отнести расход реагентов и отсутствие регламента по регенерации отработанного сорбента. Нет четкого обоснования, куда девать большие количества солей, образующихся в результате щелочной и кислотной обработки лигнина.

Известен также способ получения сорбента для очистки от нефти твердых и водных поверхностей. Для получения сорбента в качестве носителя используют фрезерный верховой торф малой степени разложения, предварительно подсушенный с 60% до 23-25% влажности и спрессованный под давлением 140-150 МПа в брикеты, который гидрофобизуется при термообработке. В качестве гидрофобных агентов при этом выступают водонерастворимые углеродосодержащие продукты, выделяющиеся вместе с водой из твердого органического вещества торфа при температуре 250-280°C без доступа воздуха. Процесс ведут до влажности продукта 2,5-10% [2].

К недостаткам данного способа получения сорбента можно отнести его ограниченные возможности, связанные с использованием в качестве носителя только одного из видов торфа - фрезерного верхового торфа малой степени разложения. Кроме того, термообработку торфа ведут при температуре 250-280°C без доступа воздуха, что требует соответствующей аппаратуры и расхода энергии.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сорбента для очистки от нефти и нефтепродуктов твердых поверхностей. Способ получения сорбента заключается в том, что торф с влажностью 35-40% термообрабатывают при температуре 800-1200°C до влажности 10-20%, затем его сепарируют и торф с размером фракций от 0,5 до 3,0 мм прессуют под давлением 16,0-18,0 МПа в брикеты до влажности 10-15%, при этом используют низинный торф и/или переходный и верховой [3].

Недостатком данного способа является то, что термообработку торфа проводят при температуре 800-1200°C, что требует использования трудоемкого технологического оформления активации сорбента и большого расхода энергии.

Целью заявляемого изобретения является создание способа получения недорогого, экологически чистого, простого в утилизации и регенерации сорбента для очистки твердых поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов.

Сырьем для получения предлагаемого сорбента служит природный альмосиликат (опока), имеющий следующий состав: SiO ₂ - 75-80%, Al₂O₃ - 22-18%, Fe ₂O₃ - 0,5-1%, H₂O - 0,2-0,5%, CaSO ₄ - 0,3-0,5%, CaCO₃ - 0,12-0,8%. Опока обладает высокой сорбционной емкостью по отношению к большой группе органических и неорганических соединений.

Сорбирующая способность опок для удаления с твердых поверхностей тяжелых углеводородов и различных органических соединений зависит от степени дисперсности частиц.

Экспериментально установлено, что размеры частиц должны находиться на уровне от 0,001 до 2 мм, хотя в смеси должно быть до 75% частиц с размером от 0,001 до 0,1 мм.

Получение фракций ниже 0,001 мм экономически нецелесообразно, они могут в материале присутствовать как включения, а применение фракций выше 2 мм нецелесообразно из-за их низкой поглотительной способности.

Влажность материала должна находиться на уровне не выше 4% и только в этом случае достигается максимальное поглощение органических соединений. Поэтому в качестве основного процесса должны быть не только дробление, но и одновременная сушка.

Следующий пример приведен для того, чтобы более полно проиллюстрировать изобретение.

Пример 1. Сырье из карьера - опоки - частицы с массой до нескольких килограммов размалывают на шаровой мельнице, рассеивают на ситах и выделяют частицы с размером от 0,001 до 2 мм. Подсушивают до влажности не выше 4% потоком воздуха с температурой 90-100°C.

Рекомендуемый в качестве сорбента фракционный состав размолотых опок представлен в табл.1.

Таблица 1
Фракционный состав предлагаемого сорбента - размолотых опок
Диаметр частиц, мм	0,001 0,1	0,2 0,4	0,5 1,0	1,0 2,0
Содержание, %	75	20	3 4	1,0

Готовый сорбент представляет собой порошок светло-серого цвета без запаха и вкуса.

Предложенный способ позволяет получить дешевый, экологически чистый (без применения дополнительных химических реагентов) высокоэффективный сорбент.

Результаты испытаний способности опок к адсорбции легких углеводородов и к адгезии к тяжелым углеводородам следующие. Емкость данного сорбента по отношению к легким углеводородам составляет 15 г/кг, для соляра - 35 40 г/кг, нефти - 50 100 г/кг, мазутов - 100 250 г/кг; для углеводородов более густых - 0,5 1 кг/кг.

Результаты проведенных исследований по очистке от темных углеводородов различных твердых поверхностей (металлических, грунтовых, бетонных, асфальтовых) показали, что твердые поверхности легко и практически полностью очищаются от различных нефтепродуктов предложенным сорбентом (табл.2).

Для удаления нефтепродуктов сорбент равномерно рассыпают на загрязненной нефтепродуктами поверхности, растирают его вместе с нефтепродуктами и затем удаляют образовавшуюся массу скребком, совком или лопатой, а на больших поверхностях - с использованием мусороуборочных механизмов.

Таблица 2
Эффективность удаления нефтепродуктов предложенным сорбентом с различных поверхностей
Толщина слоя нефтепродукта, мм	Расход сорбента, кг на 1 м2 поверхности	Содержание нефтепродукта на поверхности, кг/м2	Степень очистки, %
До очистки	После очистки
Бетонная поверхность
0,05	0,20	0,045	0,005	80
0,10	0,50	0,090	0,006	93
0,50	0,75	0,450	0,103	93
1,00	0,80	0,900	0,050	94
5,00	2,00	4,500	0,220	95
10,00	4,00	9,000	0,450	95
20,00	5,00	18,000	0,800	96
50,00	10,00	45,000	1,200	97
Асфальтовая поверхность
0,05	0,20	0,045	0,010	78
0,10	0,50	0,090	0,015	83
0,50	0,75	0,450	0,080	82
1,00	0,80	0,900	0,100	89
5,00	2,00	4,500	0,500	89
10,00	4,00	9,000	0,900	90
20,00	5,00	18,000	1,500	92
50,00	10,00	45,000	2,500	94
Металлическая поверхность (листовое железо, Ст3)
0,05	0,20	0,045	0,004	91
0,10	0,50	0,090	0,007	92
0,50	0,75	0,450	0,020	96
1,00	0,80	0,900	0,040	96
5,00	2,00	4,500	0,200	96
10,00	4,00	9,000	0,400	96
20,00	5,00	18,00	0,700	96
50,00	10,00	45,00	1,100	98
Грунтовая поверхность (глина:песок 7:3)
0,05	0,20	0,045	0,006	87
0,10	0,50	0,090	0,009	90
0,50	0,75	0,450	0,040	91
1,00	0,80	0,900	0,080	91
5,00	2,00	4,500	0,400	91
10,00	4,00	9,000	0,700	92
20,00	5,00	18,00	1,000	94
50,00	10,00	45,00	2,500	94
Песчаная поверхность (песок:глина 8:2)
0,05	0,20	0,045	- *	100
0,10	0,50	0,090	- *	100
0,50	0,75	0,450	- *	100
1,00	0,80	0,900	- *	100
5,00	2,00	4,500	0,2	96
10,00	4,00	9,000	0,4	96
20,00	5,00	18,00	0,8	96
50,00	10,00	45,00	2,0	96
* При удалении сорбента с нефтепродуктом снимается и тонкий слой песка, налипший на сорбент и нефтепродукт.

Данные, приведенные в табл.2, свидетельствуют о том, что предлагается новый экологически чистый сорбент, который может быть использован для удаления нефтепродуктов с поверхностей бетона, асфальта, металлов, грунта (глина, песок). После использования сорбент может быть использован как материал при производстве асфальта, а также в сочетании с глинистыми материалами для производства керамзита.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Успенский Г.Р., Сагалаев В.А., Мищук Д.С. / Сорбент для сбора нефти и нефтепродуктов, способ получения сорбента и способ сбора нефти и нефтепродуктов: Патент РФ № 2277437, МПК B01J 20/24, B01J 20/30, C02F 1/28; заявл. 2004.10.22; опубл. 2006.06.10.

2. Острецов В.И./ Способ получения сорбента для очистки от нефти твердых и водных поверхностей: Патент РФ № 2116128, 02.09.1997, B01J 20/24, C02F 1/28; заявл. 1997.09.02; опубл. 1998.07.27.

3. Хохлов А.Л. / Способ получения сорбента для очистки от нефти и нефтепродуктов твердых поверхностей: Патент РФ № 2191066, 20.10.2002, B01J 20/30, B01J 20/20; заявл. 2001.04.20; опубл. 2002.10.20.