Способ получения сорбента для очистки поверхности воды или грунта от нефти и нефтепродуктов

Способ получения сорбента для очистки поверхности воды или грунта от нефти и нефтепродуктов включает механическое измельчение частично обезвоженного осадка-скопа - отхода целлюлозно-бумажного производства и сушку влажных частиц скопа в фонтанной струе горячего воздуха при температуре 120-140°С, затем волокна аэрофонтанной сушки подвергают дополнительной термообработке при температуре 174-178°С в течение 60-100 минут. Сорбент - волокно АФС имеет следующие показатели: влажность, %, 1-3, зольность по каолину, %, 5-15, рН 6,5-7,0, содержание абиетиновой кислоты,%, 1-3, объемная масса, г/см³, 0,12-0,18, водопоглощение 2 ч,%, 0,5. Изобретение позволяет повысить гидрофобные свойства сорбента. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области экологии, а именно к усовершенствованному способу получения сорбента для очистки поверхности воды или грунта от нефти и нефтепродуктов.

Известно применение волокна аэрофонтанной сушки (АФС) - отхода целлюлозно-бумажного производства в качестве сорбента для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов. Сорбент получают путем механического измельчения частично обезвоженного осадка-скопа - отхода целлюлозно-бумажного производства и высушивания влажных частиц скопа в фонтанной струе горячего воздуха при температуре 120-140°С (см. патент РФ №2019626, МПК Е 02 В 15/04, B 01 J 20/24, бюл.№17, 1994 г.) Данный способ взят за прототип.

Недостатками способа-прототипа является низкая гидрофобность поверхности получаемого сорбента и загрязнение окружающей среды сорбентом из-за его недостаточной плавучести. При рассеивании волокна АФС на сплошную нефтяную пленку, находящуюся на водной поверхности, сорбент насыщается углеводородами и приобретает плавучесть благодаря их гидрофобным свойствам. На практике часто приходится собирать нефтяные загрязнения, не только имеющие вид сплошной нефтяной пленки, но и отдельных пятен, чередующихся с участками чистой водной поверхности. Сорбент-волокно АФС, нанесенное на чистую поверхность, тонет в течение 5-7 часов.

Задачей создания изобретения является модернизация известного способа получения сорбента с улучшенными гидрофобными свойствами.

Технический результат - обеспечить время пребывания сорбента на водной поверхности, достаточное для полного насыщения сорбента нефтью, исключить потери сорбента за счет его погружения на дно водоема, предотвратив тем самым и загрязнение продуктами разложения донных отложений из сорбента.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ получения сорбента для очистки поверхности воды или грунта от нефти и нефтепродуктов, включающий механическое измельчение частично обезвоженного осадка-скопа - отхода целлюлозно-бумажного производства и аэрофонтанную сушку при 120-140°С, и отличительных существенных признаков, таких как после аэрофонтанной сушки полученное волокно дополнительно термообрабатывают при температуре 174-178°С в течение 60-100 минут.

Это позволяет по сравнению с прототипом увеличить плавучесть сорбента в 10 раз, а его сорбционную емкость на 20%.

В пункте 2 формулы изобретения приведены показатели, характеризующие полученный сорбент, а именно термообработку ведут до получения сорбента, имеющего следующие характеристики:

Влажность, %	1-3
Зольность по каолину, %	5-15
рН	6,5-7,0
Содержание абиетиновой кислоты, %	1-3
Объемная масса, г/см3	0,12-0,18
Водопоглощение в течение 2 ч, %	0,5

Это характеризует сорбент как в качественном, так и количественном отношении как позволяющий получить вышеуказанный технический результат.

Ниже приведен пример, иллюстрирующий осуществление изобретения.

Пример.

Осуществляют механическое измельчение частично обезвоженного осадка-скопа - отхода целлюлозно-бумажного производства и сушку влажных частиц скопа в фонтанной струе горячего воздуха при температуре 130°С. За счет горячей обработки волокна и присутствия в его составе каолина и естественной смолы сухой жгутик волокна приобретает структурную стабильность и упругость.

Показатели волокна АФС по ТУ:

влажность, %, 4-7; зольность по каолину, %, 5-15; рН 6,5-7,0; содержание смолы, %, 1-2; объемная масса, г/см³, 0,25-0,3; водопоглощение в течение 2 ч, %, 180; фракционный состав: остаток па сетке №2, 5, %, 7,0

Затем волокна аэрофонтанной сушки вышеуказанного состава подвергают дополнительной термообработке при температуре 175°С в течение 90 минут.

Получают сорбент - волокно АФС светло-коричневого цвета, имеющее следующие характеристики

Влажность, %	1-3
Зольность по каолину, %	5-15
рН	6,5-7,0
Содержание абиетиновой кислоты, %	1-3
Объемная масса, г/см3	0,12-0,18
Водопоглощепие 2 ч, %	0,5

При дополнительной тепловой обработке (Т-175°С) волокна АФС абиетиновая кислота выходит из зон скопления, растекается но поверхности макро- и микропор, капилляров, придавая этой поверхности гидрофобные свойства. Оптимальное время термообработки определено опытным путем (см.таблицу 1).

Таблица 1
Время, мин	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Время нахождения на водной поверхности 100% сорбента, сут	<1	<1	2	2	5	5	10	15	50	50

Оптимальное время термообработки волокна АФС для получения сорбента с достаточной плавучестью (50 суток нахождения на водной поверхности 100% сорбента) 90 минут.

Модификация сорбента термообработкой улучшает и другой показатель продукта - сорбционную емкость, см. таблицу 2.

Таблица 2 Сравнительная характеристика сорбента по способу-прототипу и сорбента по предлагаемому способу
Наименование жидкости	Волокно АФС по прототипу	Волокно АФС модифицированное
Сорбционная емкость, г/г	Нефть	5,4	6,5
Дизельное топливо	5,1	6,3

Таким образом, предлагаемый способ получения сорбента - модифицированного волокна АФС способствует интенсификации использования отходов целлюлозно-бумажного производства, а также улучшению экологической обстановки. Возможно эффективное использование предлагаемого сорбента для очистки не только водной поверхности от нефти и нефтепродуктов, но и для очистки грунта при разливах нефти при авариях и др. техногенных обстоятельствах.

1. Способ получения сорбента для очистки поверхности воды или грунта от нефти и нефтепродуктов, включающий механическое измельчение частично обезвоженного осадка-скопа отхода целлюлозно-бумажного производства и аэрофонтанную сушку при 120-140°С, отличающийся тем, что после аэрофонтанной сушки полученное волокно дополнительно термообрабатывают при температуре 174-178°С в течение 60-100 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термообработку ведут до получения сорбента, имеющего следующие характеристики:

Влажность, %	1-3
Зольность по каолину, %	5-15
рН	6,5-7,0
Содержание абиетиновой кислоты, %	1-3
Объемная масса, г/см3	0,12-0,18
Водопоглощение, 2 ч., %	0,5