Способ очистки твердых поверхностей от нефтезагрязнений


 


Владельцы патента RU 2500490:

Харлов Александр Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к очистке от нефтезагрязнений и может быть использовано для очистки твердых поверхностей, включая грунт и объекты со сложной геометрией поверхности. Способ включает струйную отмывку твердых поверхностей в потоке моющей жидкости и последующее фазовое разделение загрязненной моющей жидкости. В качестве моющей жидкости используют 1-15%-ную водную дисперсию монодисперсных твердых частиц, представляющих собой полистирольные микросферы или минеральные частицы. Размер твердых частиц выбирают из интервала 0,2-6,0 мкм, а поверхность модифицируют кремнийорганическим поверхностно-активным веществом. Максимальное двумерное давление 2D пленок, сформированных из твердых частиц, составляет от 12 до 18 мН/м. Фазовое разделение загрязненной моющей жидкости осуществляют добавлением водного раствора электролита. Изобретение позволяет упростить технологию и повысить экологичность процесса. 3 пр.

 

Изобретение относится к очистке от нефтезагрязнений и может быть использовано для очистки любых твердых поверхностей, включая грунт и объекты со сложной геометрией поверхности.

Известны способы очистки твердых поверхностей, в частности грунта, от нефтезагрязнений методом пиролиза (RU 2319074 С2), в режиме механической флотации в неоднородном магнитном поле (RU 2232654 С1), методами биологической очистки (DE 4337192 A1, RU 2398640 С1) с использованием сорбентов (WO 9850178 А1). Однако ни один из перечисленных методов не позволяет достичь высокой степени очистки.

Известен также способ очистки грунта от нефтезагрязнений, включающий смешение грунта с водой, перемешивание смеси при нагревании и отделение нефтегазозагрязнений вместе с водяным паром с последующей обработкой грунта пероксидным соединением (WO 9904914 A3). Указанный способ также не позволяет достичь высокой степени очистки грунта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ чистки твердых поверхностей от нефтезагрязнений, включающий струйную отмывку твердых поверхностей в потоке моющей жидкости и последующее фазовое разделение загрязненной моющей жидкости (RU 2244685 С1 - прототип).

Согласно способу-прототипу процесс отмывки осуществляется в несколько этапов. На первом этапе грунт отмывается в бункере потоком горячей моющей жидкости. В качестве моющей жидкости используют 0,3-3,0% водный раствор моющего средства, образующего неустойчивую эмульсию с углеводородными загрязнениями, например, моющие средства, содержащие неионогенные поверхностно-активные вещества с добавками. На втором этапе осуществляется струйная отмывка на наклонном винтовом конвейере при перемещении грунта из бункера на вибросито посредством встроенной моющей установки. Третий этап струйной отмывки грунта осуществляется на вибросите с одновременным отделением грунта от загрязненного раствора. Загрязненная моющая жидкость регенерируется в динамическом режиме путем гравитационного отстоя при постоянном подогреве с помощью паровых регистров, установленных в отстойной емкости. Водный раствор из отстойной емкости откачивают во вспомогательный котлован, осадок выводится с помощью шнекового конвейера, накопившаяся нефть откачивается с помощью вакуумного насоса, направляется на дальнейшую переработку или используется в качестве топлива. В котловане остаточная концентрация моющего средства осаждается флокулянтом.

Использование в качестве моющей жидкости водного раствора моющего средства, образующего неустойчивую эмульсию, обеспечивает быстрое фазовое разделение с низкой остаточной концентрацией углеродных соединений в водной фазе. Однако это же свойство моющей жидкости требует высокой интенсивности перемешивания смеси на всех этапах отмывки с целью предотвращения преждевременного разрушения эмульсии. Недостатком способа-прототипа является также его многостадийность и наличие загрязняющих окружающую среду отходов в виде отработанного моющего средства, осажденного флокулянтом.

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в создании способа очистки твердых поверхностей от нефтезагрязнений, лишенного указанных недостатков.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в упрощении технологии и повышении экологичности процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе очистки твердых поверхностей от нефтезагрязнений, включающем струйную отмывку твердых поверхностей в потоке моющей жидкости и последующее фазовое разделение загрязненной моющей жидкости, в качестве моющей жидкости используют 1-15%-ю водную дисперсию монодисперсных твердых частиц, представляющих собой полистирольные микросферы или минеральные частицы и имеющих размер, выбираемый из интервала 0,2-6,0 мкм, поверхность, модифицированную кремнийорганическим поверхностно-активным веществом, и максимальное двумерное давление 2D пленок, сформированных из них, от 12 до 18 мН/м, причем фазовое разделение загрязненной моющей жидкости осуществляют добавлением водного раствора электролита.

Основой предлагаемого способа является получение устойчивой эмульсии нефтепродукта при механической (струйной) обработке грунта, объектов со сложной геометрией поверхности водной дисперсией твердых частиц. По результатам проведенных экспериментов были построены диаграммы устойчивости эмульсий в зависимости от содержания твердой фазы, на основании которых установлено, что содержание твердых частиц в водной дисперсии должно составлять от 1 до 15%. Используемые в предлагаемом способе твердые частицы имеют оптимальное сочетание гидрофильных и гидрофобных свойств, которые исследовались методом Лэнгмюра (см., например, Блинов Л.М. Лэнгмюровские пленки. Ж. Успехи физических наук, 1988, т.155, вып.3, с.443-480). Как было найдено экспериментально, указанное оптимальное сочетание гидрофильных и гидрофобных свойств твердых частиц достигается при значении максимального двумерного давления 2D пленок, сформированных из них, от 12 до 18 мН/м, что является результатом использования частиц определенного вышеуказанного размера с узким гранулометрическим составом (монодисперсные частицы), а также модификацией поверхности частиц кремнийорганическими поверхностно-активными веществами. Монодисперсность частиц обеспечивает минимальное количество дефектов в защитной пленке, сформированной из них на поверхности капель нефти.

В качестве кремнийорганических поверхностно-активных веществ для модификации поверхности твердых частиц могут быть использованы, например, такие промышленно выпускаемые поверхностно-активные вещества, как α,ω-бис[гидрокси-9-этоксипропил] полидиметилсилоксан, смесь полиоксиалкиленорганосилоксанового блоксополимера с α,ω-бис[10-карбоксидецил] полидиметилсилоксаном и др.

Модификация поверхности минеральных частиц может быть осуществлена, например, методом нанесения из раствора или по любой другой известной методике. В качестве исходных частиц можно использовать частицы оксидов алюминия или кремния, монтмориллонита, цеолита и др. Методом разделения дисперсных частиц на ситах выделяют фракцию с соответствующим размером (в геометрических параметрах анизометричных частиц ширина-высота-толщина, по крайней мере, два из указанных параметров имеют значения в соответствующем диапазоне).

Полистирольные микросферы заданного размера получают методом затравочной полимеризации. Для частиц этой группы необходимые свойства поверхности достигаются введением поверхностно-активных веществ на стадии синтеза по известным методикам (см., например, Грицкова И.А., Копылов В.М., Симакова Г.А., Гусев С.А., Маркузе И.Ю., Левшенко Е.Н. Полимеризация стирола в присутствии поверхностно-активных кремнийорганических веществ различной природы. Ж. Высокомолекулярные соединения, 2010, т.52, №9, с.1689-1695). Количество поверхностно-активного вещества, и в случае минеральных частиц, и в случае полистирольных микросфер, определяется заданным вышеуказанным значением максимального двумерного давления 2D пленок, сформированных из них. Полистирольные микросферы могут быть дополнительно модифицированы на стадии синтеза добавкой сомономера, например, метилметакриловой кислоты, что позволяет получить дополнительный технический результат, заключающийся в возможности приготовления моющей жидкости на основе морской воды без ее предварительной подготовки. При использовании всех других частиц моющая жидкость готовится только на основе пресной воды местных источников также без ее предварительной подготовки.

Фазовое разделение загрязненной моющей жидкости осуществляют добавлением раствора электролита, в качестве которого можно использовать, например, хлорид натрия в виде водного раствора 3-5%-ой концентрации, хлорид кальция в виде водного раствора 0,1-2,0%-й концентрации и др. доступные электролиты. Количество добавляемого электролита зависит от объема резервуара, однако в любом случае для успешного фазового разделения загрязненной моющей жидкости не требуется добавление электролита в количестве, превышающем 5 мас.%.

Согласно предлагаемому способу степень удаления нефтезагрязнений без нагрева моющей жидкости составляет около 98%. При увеличении температуры моющей жидкости и давления ее струи степень очистки может быть повышена, по крайней мере, на 1%.

Осуществление предлагаемого способа очистки твердых поверхностей от нефтезагрязнений состоит в следующем.

Готовят водную дисперсию твердых частиц с содержанием твердой фазы 1-15%, выбираемым в зависимости от степени загрязнения очищаемого объекта. Полученную дисперсию под давлением 1,5-6атм в виде струи, полученной, например, с использованием минимойки, направляют на загрязненный объект. Если объект представляет собой твердое тело со сложной геометрией поверхности, то при ударе струи о его поверхность происходит диспергирование загрязняющей пленки. Твердые частицы обуславливают возможность эмульгирования углеводородной пленки при температуре от 10 до 70°C и благодаря оптимальному сочетанию гидрофильных и гидрофобных свойств обеспечивают высокую устойчивость полученной эмульсии. Для объектов, имеющих дисперсную форму (грунт), при столкновении со струей водной дисперсии твердых частиц происходит не только эмульгирование пленки, загрязняющей частицы грунта, но и его перемешивание. Глубина перемешивания грунта зависит от его плотности и давления струи, при этом происходит эмульгирование загрязняющей пленки во всем перемешиваемом объеме. Полученная эмульсия подставляет собой легкоподвижную фазу, которая может быть перемещена в емкость, куда добавляют водный раствор электролита. Добавление электролита вызывает разрушение эмульсии, при этом нефтепродукты с твердыми частицами всплывают. Образовавшийся углеводородный слой отделяют и направляют на переработку.

Пример 1. Навеска 100,00 г грунта была загрязнена 10,00 г нефти. В качестве моющей жидкости использована 5%-ная водная дисперсия полистирольных микросфер, 90% которых имеют размер 0,20±0,05 мкм. Микросферы имеют модифицированную поверхность и максимальное двумерное давление 2D пленок 16±1 мН/м. Очистку грунта осуществляют по вышеописанной схеме при расходе моющей жидкости 200мл и давлении струи 1,5 атм. При использовании моющей жидкости без подогрева удалено 9,82 г (98,2%) нефти.

Пример 2.

Очистка грунта от загрязнения нефтью осуществлялась пной водной дисперсии частиц монтмориллонита (натриевый), фракции 2 мкм (выделена на металлотканиевых ситах - ГОСТ 6613-86) с модифицированной поверхностью, имеющих максимальное двумерное давление 2D пленок 15±1 мН/м. При использовании моющей жидкости без подогрева удалено 9,80 г (98,0%) нефти.

Пример 3.

Очистка грунта от загрязнения нефтью осуществлялась по примеру 1, но при использовании в качестве моющей жидкости воды. При использовании моющей жидкости (воды) без подогрева удалено 0,60 г (6%) нефти.

Способ очистки твердых поверхностей от нефтезагрязнений, включающий струйную отмывку твердых поверхностей в потоке моющей жидкости и последующее фазовое разделение загрязненной моющей жидкости, отличающийся тем, что в качестве моющей жидкости используют 1-15%-ную водную дисперсию монодисперсных твердых частиц, представляющих собой полистирольные микросферы или минеральные частицы, имеющие размер, выбираемый из интервала 0,2-6,0 мкм, поверхность, модифицированную кремнийорганическим поверхностно-активным веществом, и максимальное двумерное давление 2D пленок, сформированных из них, от 12 до 18 мН/м, причем фазовое разделение загрязненной моющей жидкости осуществляют добавлением водного раствора электролита.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу очистки технологической аппаратуры, в частности мембранных фильтров, и может быть использовано в пищевой промышленности и на установках очистки сточных вод.
Изобретение относится к области добычи и обработки ископаемых смол, в частности янтаря, и может быть использовано в процессе промышленной очистки янтаря. .

Изобретение относится к области технической химии, в частности к способам демеркуризации поверхностей, загрязненных металлической ртутью при ее проливе при температурах от 0 до -30°С.

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к разработке установки для очистки металлических корпусов малогабаритных ракетных двигателей от смесевого твердого топлива на основе синтетических каучуков, перхлората аммония и алюминиевого порошка.
Изобретение относится к способу очистки технологического оборудования, в частности фильтров, таких как мембранные фильтры, которые используются при производстве жидких продуктов питания, таких как молоко или молочные продукты, фруктовые соки, пиво, безалкогольные напитки (например, лимонады), сидр, вино, херес, портвейн, напитки, полученные перегонкой и т.п.
Изобретение относится к способам очистки ректификационного оборудования получения стирола и может быть использовано, в том числе, в совместном производстве окиси пропилена и стирола.

Изобретение относится к области очистки и касается устройства и способа для непрерывной мойки емкостей, изготовленных из пластика, а также для удаления загрязнителей и этикеток с их поверхности.

Изобретение относится к области очистки - обезжириванию поверхностей и полостей изделий от минеральных масел, жиров и других загрязнений органической природы с помощью растворителей, а также к области подготовки изделий к высокочувствительным испытаниям на герметичность, и может найти применение в технологии изготовления жидкостных ракет с высокими требованиями к чистоте и степени герметичности в ракетостроении, авиастроении, приборостроении и других отраслях техники.

Изобретение относится к области эффективного удаления окалины, образующейся в процессе производства стального листа. .

Изобретение относится к способу очистки поверхности от углеводородных соединений. .

Микропузырьковая система очистки включает ванну с находящимся в ней химическим раствором, в который погружают изделие для его очистки; средство подачи для введения микропузырьков в химический раствор и подачи химического раствора, включающего микропузырьки, в ванну; маслоотделительное устройство, которое собирает пузырьки, поднявшиеся к поверхности химического раствора, находящегося в ванне, в результате очистки изделия, а также часть химического раствора, находящуюся вблизи поверхности химического раствора, чтобы отделить масло от раствора; средство формирования, предназначенное для формирования поверхностного потока раствора вблизи поверхности раствора, чтобы удалить пузырьки, поднявшиеся к поверхности раствора в промывочной ванне; и средство удаления, предназначенное для удаления диоксида углерода из воздуха, используемого для формирования микропузырьков с помощью средства подачи. Предложен также способ очистки с использованием микропузырьковой системы. 2 н. и 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к химическим средствам (смывкам), предназначенным для размягчения с целью последующего удаления локальных участков некондиционных толстослойных (1,0-4,0 мм) полимерных покрытий с поверхности металлических труб магистральных и промысловых нефте-, газопроводов и продуктопроводов с жидкими углеводородами, а также фасонных соединительных деталей, фитингов, запорной арматуры и монтажных узлов, труб и арматуры компрессорных и насосных станций, станций подземного хранения газа и нефтехранилищ в условиях заводского и трассового нанесения покрытий при строительстве, реконструкции и ремонте трубопроводных систем. Композиция содержит, мас.%: полярный апротонный сорастворитель - N,N-диметилформамид - 30,0-35,0, полимерный загуститель -поливинилхлоридную хлорированную смолу типа ПСХ-ЛС - 20,0-25,0, замедлитель испарения - парафиновое или вазелиновое масло - 0,3-1,0, разрыхлитель и поверхностно-активное вещество, в качестве которых используется дистиллированное талловое масло или жирные кислоты таллового масла, имеющие кислотное число 165-195 мгКОН/г, - 10,0-15,0, активный хлорорганический растворитель - метиленхлорид - остальное до 100,0. Технический результат - эффективность при удалении толстослойных покрытий с наклонных и вертикальных поверхностей, меньшая токсичность и отсутствие коррозионного воздействия на изделия из черного металла. 2 табл.
Изобретение относится к области очистки бетонных изделий от токсичных веществ и может быть использован, преимущественно, для снижения содержания карбамида в бетонных стенах и перекрытиях в жилых и производственных помещениях. Способ заключается в том, что используют водный раствор соли азотистой кислоты, который наносят на поверхность бетонного изделия, причем количество соли азотистой кислоты в водном растворе выбирают из расчета на один моль карбамида от одного до десяти молей соли азотистой кислоты, а содержание воды в растворе от 10 до 90%. Результатом является разработка принципиально нового и эффективного способа обработки бетонных изделий для очистки от карбамида, а также в расширении ассортимента средств для обработки бетонных изделий. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к проблеме удаления продуктов коррозии и солевых отложений в трубопроводах и теплообменной аппаратуре ЖКХ с использованием водооборотных систем и может быть использовано в нефтехимической, химической, металлургической промышленности, а также на предприятиях промышленной энергетики. Предлагаемые промывочные жидкости для систем отопления содержат или раствор 1-3 масс.% лимонной кислоты, 0.03-0.05 масс.% соляной кислоты и 0.05-0.5 масс.% хитозана, модифицированного изомасляной кислотой, содержащей метилпиразольную группу (метилпиразолилизобутират хитозана-ХМПИ), или 1-3 масс.% лимонной кислоты, 0.1-0.15 масс.% раствор серной кислоты и 0.05-0.5 масс.% хитозана, модифицированного изомасляной кислотой, содержащей метилпиразольную группу (метилпиразолилизобутират хитозана-ХМПИ), остальное вода. Технический результат - эффективная очистка трубопроводов, продление срока службы систем отопления и защита от коррозии стальных трубопроводов. 2 н.п. ф-лы.
Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано на предприятиях энергетического комплекса, предприятиях утилизации и производства высокомощных трансформаторов напряжения для очистки трансформаторов от совтола с целью их повторного использования. Способ очистки трансформаторного железа заключается в промывке раствором ксилола и толуола, индукционном нагреве в разреженной атмосфере, а также промывке после нагрева раствором ацетона и бензола при температуре растворителя в области точки кипения. Предварительную промывку проводят раствором, состоящим из толуола в количестве от 30 мас.% до 70 мас.% и ксилола в количестве от 30 мас.% до 70 мас.%. Индукционный нагрев происходит до температуры от 90°C до 150°C при разрежении в камере трансформатора 1 кгс/см2, причем нагрев осуществляют в течение периода времени от 30 мин до 120 мин. Дальнейшую промывку трансформаторного железа проводят раствором ацетона в количестве от 30 мас.% до 70 мас.% и бензола в количестве от 30 мас.% до 70 мас.% при температуре раствора от 30°C до 70°C. Обеспечивается укорочение времени очистки, уменьшение количества жидких отходов, а качество очистки обмоток трансформатора позволяет использовать обмотки в составе трансформатора повторно.

Группа изобретений относится к технологии очистки поверхностей и к составу компонентов. Способ очистки твердых поверхностей от загрязнений заключается в нагнетании жидкости под давлением через сопло, при этом в качестве жидкости используют воду с физико-химически модифицированными свойствами, обеспечиваемыми путем добавления в нее высокомолекулярного линейного полимера, в качестве которого используют полиоксиэтилен с молекулярной массой 105-107. Согласно изобретению осуществляют дополнительную модификацию жидкости путем добавления в нее субмикронных частиц бентонитовой глины с концентрацией 0,6-1,0 мас.% и кальцинированной соды с концентрацией 0,5-1,0 мас.%. при этом используют полиоксиэтилен с концентрацией 0,001-0,005 мас.%. Моющий состав, предназначенный для использования в способе, на основе физико-химически модифицированной жидкости путем добавления в нее высокомолекулярного полимера, согласно изобретению содержит полиоксиэтилен с молекулярной массой 105-107, субмикронные частицы модифицированной бентонитовой глины и кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиоксиэтилен 0,001-0,005 Субмикронные частицы модифицированной бентонитовой глины 0,6-1,0 Кальцинированная сода 0,5-1,0 Вода Остальное Предлагаемый способ очистки обеспечивает качественную очистку твердых поверхностей от загрязнений без повреждения самой поверхности. Компоненты состава относятся к малоопасным и нетоксичным веществам. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способам очистки кинопленок, имеющих повреждения поверхности от загрязнений, неизбежно возникающих в процессе эксплуатации фильма, перед реставрацией - «залечиванием» мест повреждений. Очистку кинопленки от загрязнений осуществляют путем введения в промывной органический растворитель 0,2±0,05 масc.% фуллерена С60 или С70. Предлагаемый способ позволяет использовать органические растворители, не оказывающие вредного воздействия на окружающую среду и организм человека, а также производить очистку поверхности пленки от загрязнений без дополнительного энергетического воздействия и с сохранением качества пленки. 6 пр.

Изобретение относится к очистке сепараторов газоперекачивающих станций от загрязнений. Способ включает смешивание воды и очищающего агента, циркуляционную мойку сепаратора смесью с последующей струйной мойкой сепаратора под давлением и окончательной промывкой. Для циркуляционной мойки используют эмульсию на водной основе, содержащую 2-3% очищающего агента с соотношением компонентов (масс. %): натриевые соли аминометиленфосфоновых кислот - 5-15, ингибитор парафиновых отложений - 12-36, 2,6-ди-третбутил-4-метилфенол - 8-16, изопропиловый спирт - остальное. Струйную мойку и окончательную промывку при положительной температуре окружающего воздуха ведут водой, а при отрицательной - водным раствором изопропилового спирта с содержанием последнего 10-25%, а содержание изопропилового спирта в эмульсии увеличивают до 10-25%. Устройство включает аппарат высокого давления, сепаратор, установленный после расходной емкости для эмульсии и соединенный с ней через выходной насос и дренажный люк. Устройство также содержит емкость для водного раствора спирта, соединенную с сепаратором, и диспергатор, выход которого соединен с расходной емкостью для эмульсии, а вход - с емкостью для спирта и емкостью для воды. Технический результат: повышение качества очистки сепараторов. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Наверх