Адсорбент для очистки поверхности воды и почвы от нефти и нефтепродуктов

 

Изобретение относится к сорбентам для сбора нефти, масел, мазута, топлив, углеводородов с поверхности воды и почвы. Сорбент содержит в качестве целлюлозного носителя техническую вату, хлопчатобумажную ткань, а в качестве органических веществ, пропитывающих носитель - алифатические кислоты с длиной алкильной цепи C₁₀-C₂₃ или атактический полипропилен при следующем соотношении компонентов, мас.%: органическое вещество 0,1 - 7,0; носитель 93,0 - 99,9. Состав обеспечивает увеличение сорбционной активности адсорбента по отношению к нефти и нефтепродуктам до 25 - 34 г/г. 1 табл.

Изобретение относится к сорбентам и может быть использовано для сбора нефти, масел, мазута, топлив и углеводородов с целью очистки поверхности воды и земли.

Известен состав сорбента для очистки поверхности воды и почвы, содержащий целлюлозный материал, обработанный различными органическими веществами. Данные сорбента имеют емкость по углеводородам 4-20 г/г.

Цель изобретения увеличение сорбционной емкости адсорбента по отношению к нефти и нефтепродуктам.

Цель достигается тем, что состав адсорбента содержит в качестве целлюлозного носителя техническую вату, хлопчатобумажную ткань, а в качестве органических веществ алифатические кислоты с длиной алкильной цепи С₁₀-С₂₃ или атактический полипропилен (АПП) при следующем соотношении компонентов, мас.

Органическое вещество 0,1-7,0 Носитель 93,0-99,9 Положительный эффект состава адсорбента для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и земли достигается только при концентрациях: органических (адсорбирующих) веществ 0,1-7,0 мас. носителей (пористых материалов) 93,0-99,9 мас.

Для решения поставленной задачи использованы в качестве носителя техническая фата и х/б листовая ткань отход текстильной промышленности, а в качестве органических адсорбирующих веществ фракции алкилкарбоновых синтетических жирных кислот С₁₀-С₁₆, С₁₇-С₂₀, С₁₈-С₂₃ и АПП отход производства изотактического полипропилена. Характеристики сорбционной способности адсорбентов по нефти и нефтепродуктам определяют весовым методом. Доказательством достижения цели изобретения является увеличение адсорбционной емкости составов в интервале концентрации органических веществ 0,1-7,0 мас. при комнатной температуре. Зависимость сорбционных характеристик от состава и концентрации адсорбентов приведена в таблице и примерах. Составы адсорбентов для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов получают следующим образом.

П р и м е р 1. Из технической ваты или отходов текстильной промышленности (тряпья) готовят мат (носитель) в форме листа толщиной 2-5 мм, размером 50х100 мм и определяют его массу. Мат погружают в раствор пентана, содержащий 0,5-20 мас. алкилкарбоновых кислот С₁₀-С₂₃ или АПП и выдерживают в течение 20-60 мин при комнатной температуре. После этого мат вынимают из раствора, в подвешенном состоянии испаряют из него пентан до постоянного веса в струе воздуха при комнатной температуре. По разности веса определяют массу активного (адсорбирующего) вещества, содержащего в мате (носителе). В емкость диаметром 250-300 мм наливают 2 л воды, в воду медленно капают нефть или масло, или дизельное топливо, или углеводород, дожидаясь, пока каждая капля растечется по поверхности воды. После образования сплошного тонкого слоя жидкости на поверхности воды нефтяной (масляный) слой поглощают (собирают) всей поверхностью мата, волоча (катая) его по поверхности воды. После очистки поверхности воды на нее снова наносят нефть (масло) и процедуру поглощения нефтяного (масляного) слоя с поверхности воды или твердого тела повторяют до полного насыщения (постоянного веса) адсорбента. По разности весов определяют массу адсорбированной жидкости.

Все адсорбенты, приведенные в таблице, получены и испытаны на сорбционную способность к нефти (маслу) с поверхности воды и твердого тела по вышеприведенной методике.

Как видно из таблицы, предложенные адсорбенты на основе алкилкарбоновых кислот С₁₀-С₂₃ или АПП, нанесенных на асбест или техническую вату, или х/б ткань, превосходят адсорбенты по известному способу по способности сорбировать масло с поверхности воды на 10-15 мас.

Для предложенных адсорбентов сорбционная емкость по нефти составляет 17,5-37,9 г/г, а по маслу 23,5-35,6 г/г.

Технология приготовления адсорбентов проста и не предусматривает применение нагрева и вакуумной техники. Адсорбенты после регенерации можно использовать многократно. Нефть и нефтепродукты легко отжимаются из адсорбентов под действием центробежных сил или давления. Адсорбенты, пропитанные нефтью и нефтепродуктами, можно использовать в качестве топлива, например, на морских судах или в наземных тепловых установках. Алкилкарбоновые кислоты и полипропилен (полиолефин) по химической природе родственны нефти. Адгезионное взаимодействие активных веществ с твердым носителем выше поверхностного взаимодействия нефть-вода, поэтому предложенные адсорбенты характеризуются высокой избирательной сорбционной способностью к нефти (маслу) на поверхности воды. Адсорбенты не поглощают воду, активные вещества (алкилкарбоновые кислоты С₁₀-С₂₃ и полипропилен) не растворяются в воде.

П р и м е р 2. Мат из технической ваты 2 мм толщиной, размером 50х50 мм взвешивают, m 0,5217 г, погружают в 5%-ный раствор пентана, содержащего алкилкарбоновую кислоту с длиной цепи С₁₈-С₂₃ и выдерживают 20 мин, вынимают из раствора, в подвешенном состоянии испаряют пентан до постоянного веса мата, m 0,5477 г. Мат, содержащий 95 мас. ваты и 5% алкилкарбоновой кислоты с длиной цепи С₁₈-С₂₃, помещают в емкость, заполненную водой с нефтяной пленкой. Масса нефти, ушедшей на пленку, равна 20 г. Мат водят по поверхности пленки пинцетом до его полного насыщения нефтью. Затем мат взвешивают, m 19,28 г, и высчитывают количество поглощенной нефти. Непоглощенную нефть отделяют от воды и тоже взвешивают, m 1,23. Таким образом проводят серию опытов, рассчитывают емкость адсорбента и среднюю заносят в таблицу. Аналогичным образом получены все остальные результаты.

Полученные данные показывают высокую эффективность предложенного сорбента по отношению к нефтепродуктам при его 100%-ной гидрофобности.

Формула изобретения

АДСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ И ПОЧВЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ, состоящий из органического вещества и целлюлозного материала-носителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения сорбционной способности, он содержит в качестве носителя техническую вату или хлопчатобумажную ткань, а в качестве органических веществ алифатические карбоновые кислоты с длиной алкильной цепи C₁₀ C₂₃ или атактический полипропилен при следующем соотношении компонентов, мас.

Органическое вещество 0,1 7,0 Носитель 93,0 99,9

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2