Способ отверждения тритийсодержащего нефтяного масла

Заявленное изобретение относится к способу отверждения тритийсодержащих нефтяных масел, из которых невозможно выделить радиоактивные вещества методом фильтрования. Способ заключается в соединении масла с отвердителем, в качестве которого используют парафин. Приготавливают смесь тритийсодержащего масла и твердого парафина с содержанием масла не более 30% вес., нагревают смесь до температуры 65-70°C, выдерживают до перехода парафина в жидкое состояние и растворения в нем масла, охлаждают полученную смесь. Техническим результатом является исключение необходимости хранения жидких радиоактивных отходов на местах их образования и транспортировки их к месту переработки и/или захоронения, повышение радиационной безопасности производства, возможность получения смеси, которая является твердой, гидрофобной, стойкой к температурным колебаниям, не разрушается под воздействием радиационного излучения от содержащегося в ней трития, не склона к расслоению и маслоотделению в процессе хранения, а также исключение образования тритиевой воды. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Заявляемый способ относится к области охраны окружающей среды, в частности к процессам отверждения тритийсодержащих нефтяных масел, из которых невозможно выделить радиоактивные вещества методом фильтрования. Необходимость отверждения жидких радиоактивных отходов перед отправкой на захоронение установлена правилами «Радиационная безопасность при работе с тритием и его соединениями (СП РБ-РТС-04)», пункт 14.50. Способ может использоваться на атомных станциях, в исследовательских и научных лабораториях, ведущих работы с тритийсодержащими материалами, а также на предприятиях, занимающихся кондиционированием и хранением радиоактивных отходов. В настоящее время существует два основных подхода к утилизации тритийсодержащих нефтяных масел - это сжигание и отверждение с использованием связующих смесей. При сжигании загрязненного масла происходит образование тритиевой воды, уровень опасности которой на несколько порядков выше, чем у трития. Технология такого способа достаточно сложна и может быть реализована только в условиях специальных производств. При отверждении с использованием связующих смесей или материалов масло не растворяется в конечном блоке, а сорбируется пористыми компонентами, что при растрескивании блока не исключает выход масла в окружающую среду. Кроме того, процессы энергоемки, продолжительны по времени и в ряде случаев требуют наличия высокотехнологичного оборудования.

Известен способ отверждения отработанных радиоактивных масел в полимерную матрицу (патент RU №2443029, публ. 20.02.2012, МПК G21F 9/20). Согласно изобретению способ состоит в смешивании масла с поглотителем, в качестве которого используется оксид магния, высокодисперсный углерод, нанопористые угольные материалы. Затем в смесь масла с поглотителем вводится предварительно смешанные эпоксидная диановая смола и отвердитель аминного типа и производится смешивание до достижения однородной консистенции. Смесь затвердевает в течение нескольких часов. После окончания твердения компаунд дополнительно засыпают слоем поглотителя и заливают слоем полимерной композиции. Способ достаточно сложен в реализации, при долговременном хранении возможно растрескивание блоков и вытекание масла из поглотителя, с которым оно химически не связано, а находится в порах поглотителя.

Известен способ обработки жидких радиоактивных отходов (патент RU №2046410, публ. 20.10.1995, G21F 9/16), заключающийся в том, что жидкие радиоактивные отходы атомной промышленности смешивают с раствором жидкого натриевого стекла, формуют путем прессования, проводят термообработку при 90-150°C в течение 0,5-1,5 часов и капсулируют гидрофобизующей смесью канифоли, парафина и энергетического шлака.

Недостатками известного способа являются:

- проведение процесса при высоких температурах, близких к температуре кипения масел, что приводит к загрязнению окружающей среды;

- несмотря на высокую прочность и водоустойчивость отвержденного компаунда, в случае его растрескивания возможно вытекание масла.

Известен способ цементирования отработанных масел (патент RU №2437178, публ. 20.12.2011, МПК G21F 9/20), заключающийся в получении цементного компаунда путем смешивания маслосодержащих отходов с цементным материалом. Отработанное масло в количестве около 20% от массы конечного компаунда предварительно связывают материалом-поглотителем. В качестве материала-поглотителя используется зола-унос ТЭС либо оксид магния. Отдельно готовят цементное тесто затворением водой или низкосолевыми жидкими радиоактивными отходами при раствороцеметном отношении от 0,3 до 0,6 см3/г сухой смеси, содержащей портландцемент, сорбционную и пластифицирующую добавки, выдерживают тесто некоторое время. Затем вводят в него смесь масла с поглотителем. Изобретение позволяет получить компаунд, удовлетворяющий нормативным требованиям по прочности, но способ требует специального оборудования и в ходе его реализации возможно образование радиотоксичной тритиевой воды.

Наиболее близким к заявляемому способу, выбранным в качестве прототипа, является способ цементирования жидких радиоактивных отходов, содержащих минеральные масла и/или органические жидкости (патент RU №2317605, G21F 9/16, публ. 20.02.2008.), заключающийся в смешивании масляных отходов и водных солевых растворов (из расчета 15 мас.% масла в конечном компаунде) и цементного материала (из расчета 10 мас.% от всего цементного материала), последующем интенсивном перемешивании с использованием заявленного устройства, образованием предварительной суспензии и подачей в нее остальной части цементного материала (из расчета 90 мас.% от всего цементного материала).

Недостатками данного способа являются:

- низкая степень наполнения маслом (10-15% от массы конечного компаунда);

- использование дорогостоящего высокотехнологичного оборудования;

- продолжительное время (28 суток) проведения процесса сушки полученного компаунда;

- масла препятствуют процессам гидратации минералов портландцемента, обволакивая зерна цемента гидрофобной пленкой, что приводит к замедлению процессов твердения, вызывает расслоение конечного компаунда и маслоотделение, что недопустимо при кондиционировании радиоактивных отходов;

- в процессе приготовления предварительной суспензии и сушки конечного компаунда, за счет протекания изотопного обмена, тритий из масла переходит в воду с образованием чрезвычайно токсичной тритиевой воды, которая выделяется в окружающую среду.

Задачей заявляемого изобретения является повышение безопасности проведения способа отверждения тритийсодержащего масла, сокращение времени, уменьшение затрат и упрощение технологии его реализации.

При использовании изобретения достигается следующий технический результат:

- заявленный способ позволяет исключить необходимость хранения жидких радиоактивных отходов на местах их образования и транспортировки их к месту переработки и/или захоронения, что повышает радиационную безопасность производства;

- в ходе реализации заявленного способа не используется вода как компонент отверждающего состава, следовательно, не образуется тритиевая вода, и отпадает необходимость в ее сборе и утилизации, что упрощает процесс и делает его более безопасным;

- получаемая смесь является твердой, гидрофобной, стойкой к температурным колебаниям при нормальных условиях хранения, не разрушающейся под воздействием радиационного излучения от содержащегося в ней трития, не склонной к расслоению и маслоотделению в процессе хранения;

- тритийсодержащие нефтяные масла полностью растворяются в расплавленном высокоочищенном парафине с высокой степенью наполнения маслом (до 30% от конечной массы);

- отверждение масел по заявленному способу может проводиться в любых лабораторных или производственных условиях без использования высокотехнологичного специализированного оборудования;

- при реализации заявленного способа время отверждения сокращается с нескольких суток до нескольких часов, что значительно уменьшает радиационные риски для персонала.

Для решения указанной задачи и достижения технического результата предлагается способ отверждения тритийсодержащего нефтяного масла, заключающийся в соединении масла с отвердителем, в котором, согласно изобретению, качестве отвердителя используют парафин и приготавливают смесь тритийсодержащего масла и твердого парафина с содержанием масла не более 30% вес., нагревают смесь до температуры 65-70°C, выдерживают до перехода парафина в жидкое состояние и растворения в нем масла, охлаждают полученную смесь.

При реализации способа наиболее эффективным является использование высокоочищенного парафина нефтяного твердого.

В предлагаемом способе тритийсодержащее масло, взятое в заявленных пропорциях, полностью растворяется в парафине с образованием гомогенной смеси, без последующего расслоения и маслоотделения в процессе хранения. Благодаря тому, что плотности исходных компонентов близки и они хорошо растворяются друг в друге при температуре 65-70°C, дополнительное перемешивание не требуется. Предлагаемый способ отличается от известных способов высокой степенью наполнения маслом - до 30% вес. от конечной массы. Предлагаемый способ технологичен, экономичен, так как не требует специального дорогостоящего оборудования, значительных трудо- и энергозатрат. Исходные компоненты гидрофобные и не накапливают в своем составе воду, также вода не используется для приготовления отверждающего состава и, соответственно, не образуется тритиевая вода, что положительно влияет на общую радиационную безопасность. При реализации предлагаемого способа время отверждения составляет несколько часов, что сокращает продолжительность контакта персонала с радиационными материалами.

Пример практического применения.

Для определения пределов растворимости масла в расплавленном парафине были подготовлены навески вакуумного масла ВМ-1С (ТУ 38.1011187-88) массой 6 г и парафина нефтяного твердого (ГОСТ 23683-89) массой 9 г. Подготовленные навески были помещены в алюминиевую форму и подвергнуты нагреву галогенным нагревательным элементом до температуры 70°C (температура плавления парафина ~65°C) в течение 10 мин с одновременным контролем массы образца. При этом произошло полное расплавление парафина, потери массы смеси не наблюдалась. После охлаждения на поверхности полученного образца было отмечено выделение масла, которое было удалено при помощи марли, смоченной бензолом. По результатам взвешивания очищенного образца (общая масса 12,97 г), массовая доля компонентов составила 9 г парафина и 3,97 г масла, что соответствует соотношению 69,4% парафина и 30,6% масла. После этого образец был заново расплавлен в чистой алюминиевой форме и охлажден. После его отверждения выделение масла на поверхности не отмечено. Проведенные исследования показали, что при температуре 70°C вакуумное масло полностью растворяется в парафине с максимальным соотношением 70% парафина и 30% масла. Исходя из того, что данное соотношение является максимальным, то при использовании данного способа отверждения на практике можно рекомендовать соотношение 75% вес.парафина и 25% вес. масла. Для проверки температуростойкости полученный образец в течение 7 часов выдерживали при температуре 40°C. При этом внешний вид образца не изменился, маслоотделения и расслоения не отмечено, потери массы с точностью ±0,01 г не зафиксировано.

Для проверки возможности практического применения предлагаемого способа была подготовлена навеска загрязненного тритием вакуумного масла ВМ-1С (ТУ 38.1011187-88) с удельной активностью ≈2×1012 Бк/кг массой 5 г. Согласно пункту 14.9 действующих санитарных правил «Радиационная безопасность при работе с тритием и его соединениями» СП 2.6.1. 05-04 жидкие тритиевые РАО с указанной активностью являются высокоактивными. По предлагаемому способу было проведено отверждение с использованием навески парафина нефтяного твердого (ГОСТ 23683-89) массой 15 г. Полученный твердый однородный образец с удельной активностью ≈0,5×1012 Бк/кг, что согласно пункту 14.10 СП 2.6.1. 05-04 соответствует категории «низкоактивные», был помещен на фильтровальную бумагу и заключен в контейнер. За 60 дней хранения внешний вид образца не изменился, маслоотделение не наблюдалось. Низкоактивные твердые тритиевые РАО могут передаваться на долговременное хранение и/или захоронение без дополнительной обработки. По данным работы (Беловодский Л.Ф., Гаевой В.К., Гришмановский В.И. Тритий. М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 180), максимальная удельная активность вакуумного масла, используемого в работе диффузионных и форвакуумных насосов, при откачке тритийсодержащих сред из вакуумных систем и боксов составляет 3,7×1012 Бк/кг.

1. Способ отверждения тритийсодержащего нефтяного масла, заключающийся в соединении масла с отвердителем, отличающийся тем, что в качестве отвердителя используют парафин и приготавливают смесь тритийсодержащего масла и твердого парафина с содержанием масла не более 30% вес., нагревают смесь до температуры 65-70°С, выдерживают до перехода парафина в жидкое состояние и растворения в нем масла, охлаждают полученную смесь.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют высокоочищенный парафин нефтяной твердый.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу локализации радиоактивных загрязнений, например, в зоне захоронения радиоактивных отходов, и может быть использовано для очистки грунтовых вод от растворенного в них радиоактивного радия-226 (226Ra).

Изобретение относится к области иммобилизации и хранения ядерных отходов. Предложена композиция содопированного оксидами самария и гадолиния алюмоборосиликатного стекла с повышенной радиационной стойкостью для иммобилизации и хранения радиоактивных отходов, состоящая из (молярные проценты): SiO2 62-65, В2О3 16-17, Al2O3 4-5, Na2O 12-13, ZrO2 1,7-1,9 и оксидов самария и гадолиния в концентрациях (молярные проценты): Sm2O3 0,15 и Gd2O3 0,15.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к обезвреживанию жидких радиоактивных отходов, и может быть реализовано при утилизации радиоактивных отходов методом отверждения в стабильные твердые матрицы.

Заявленная группа изобретений относится к средствам переработки жидких радиоактивных отходов. В заявленном способе в загрязненную жидкость частично погружают один конец капиллярно-пористого элемента, на другом конце которого путем пропускания электрического тока создают зону выпаривания, с транспортировкой в нее загрязненной жидкости за счет капиллярных свойств пористого материала.
Изобретение относится к способу переработки жидких органических радиоактивных отходов и их изоляции от окружающей среды. В заявленном способе отверждение жидких органических отходов осуществляется путем их смешения с полимерным материалом и последующей обработкой.

Изобретение относится средствам охраны окружающей среды, а именно к способам переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО), предусматривающим их иммобилизацию в кристаллический материал, и может быть использовано на предприятиях атомной энергетики и химико-металлургических производств.

Изобретение относится к области кондиционирования жидких радиоактивных отходов методом цементирования, а именно к составу для отверждения жидких радиоактивных отходов, состоящему из портландцемента и природной минеральной добавки.
Изобретение относится к алюмоборосиликатным стеклам для изоляции радиоактивных жидких эфлюентов средней активности. Предложен качественный и количественный состав алюмосиликатного стекла, стеклообразующая добавка для его получения и способ обработки радиоактивного жидкого эфлюента средней активности с использованием предложенной стеклообразующей добавки, приводящий к получению указанного алюмоборосиликатного стекла.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к области переработки жидких радиоактивных или химических отходов и их изоляции от окружающей среды, и может быть использовано на стадии вывода АЭС из эксплуатации.

Изобретение относится к проблемам охраны окружающей среды, в частности к процессам кондиционирования методом цементирования жидких радиоактивных отходов (ЖРО), включая борсодержащие ЖРО.

Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования низко- и среднеактивных отработанных ионообменных смол (ИОС). Полимерный матричный материал для иммобилизации низко- и среднеактивных отработанных радиоактивных ионообменных смол с содержанием влаги менее 0,4% в качестве связующего содержит эпоксидно-диановую смолу с олигомером-модификатором на основе диоксибензола и отверждающий агент в виде низкомолекулярного полиамида при следующем соотношении (масс. ч.): эпоксидно-диановая смола - 100; олигомер на основе диоксибензола - 5-20; отвердитель аминного типа - 13-70. Изобретение обеспечивает повышение технологичности процесса кондиционирования РАО, снижение токсичности, пожароопасности с сохранением высоких эксплуатационных характеристик полимерного матричного материала. Радиационная стойкость полимерной матрицы составляет 1 МГр, степень наполнения по ИОС составляет 50,0-85,7 объемных %. 5табл.

Изобретение относится к области атомной энергетики, системе безопасности АЭС. Подготавливают два участка земли - рабочий и семенной, на рабочем участке высевают быстрорастущие растения. Растения обильно поливают радиоактивной водой, разбавленной до значения радиоактивности, не угнетающей рост растений. После достижения растениями высоты 50-60 см их скашивают. Почву распахивают, боронуют, корни вместе с наземными растениями собирают, сушат и сжигают в печах. После снижения объема, получаемого из бункеров газа, остатки твердых радиоактивных отходов извлекают из бункеров и остекловывают. На семенном участке выращивают, поливая чистой водой, быстрорастущие растения для получения посевного фонда. После ликвидации всего объема радиоактивной воды почву с рабочего участка обжигают и остекловывают. Изобретение позволяет ускорить процесс ликвидации больших объемов радиоактивной воды, уменьшить количество персонала, работающего по очистке воды. 1 ил.

Изобретение относится к области атомной энергетики, системе безопасности АЭС. Создают два участка земли, первый - рабочий, второй - семенной, на которых высевают и выращивают аккумулирующие в большем объеме радиоактивные частицы растения. Растения на семенном участке поливают чистой водой. Растения на рабочем участке, который обильно поливают радиоактивной водой, после достижения растениями на рабочем участке высоты 50-60 см скашивают, почву распахивают, боронуют, корни вместе с наземными растениями собирают, сушат и сжигают в печах. Золу из печей остекловывают. Дым из печей пропускают через водяной клапан. Воду водяного клапана используют так же, как и первичную радиоактивную воду. В печах используют газ. После снижения объема получаемого из бункеров газа остатки отходов извлекают. После полной ликвидации радиоактивной воды обжигают и остекловывают. Изобретение позволяет упростить, удешевить и ускорить технологический процесс ликвидации радиоактивной воды. 1 ил.
Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов и предназначено для использования в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения радиоактивных расходов и пульп. Предложена композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов, состоящая из портландцемента и природных алюмосиликатных материалов (бетонита, вермикулита, каолина). В качестве пластификатора используют суперпластификатор С-3. В композицию добавляются использованные ртутные лампы, предварительно измельченные в промышленных установках. Технический результат - утилизация высокотоксичных изделий и повышение радиационной защиты.
Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов и предназначено для использования в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения радиоактивных расходов и пульп. Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов состоит из портландцемента и природных алюмосиликатных материалов (бентонита, вермикулита, каолина, клинонтилолита). В качестве активной минеральной добавки используют графит, являющийся отходом производства в атомной промышленности. В качестве пластификатора - суперпластификатор С-3. В композиции выдержаны определенные соотношения компонентов. Изобретение позволяет снизить стоимость композиции и утилизации отходов, образующихся в атомной промышленности.

Группа изобретений относится к атомной и радиохимической промышленности. Способ очистки жидкости, загрязненной радионуклидами, включает размещение в загрязненной жидкости как минимум по одному элементу из разных пористых материалов - гидрофильному и гидрофобному, один конец которых частично погружают в загрязненную жидкость, а на других путем пропускания электрического тока создают зону выпаривания, в которую транспортируют загрязненную жидкость за счет капиллярных свойств пористого материала, и где путем нагрева жидкости до кипения осуществляют компактирование загрязнений. Воду транспортируют по элементу из гидрофильного материала, а органическую составляющую - по элементу из гидрофобного материала. Компактирование осуществляют последовательным нагревом до полного выпаривания воды, затем - до полного выпаривания органической составляющей или наоборот. Образовавшийся пар конденсируют с получением очищенной жидкости. Способ реализуется с помощью устройства для очистки жидкости. Группа изобретений позволяет повысить эффективность переработки жидкости, содержащей радионуклиды. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения и может быть использовано для обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Заявляется способ кондиционирования воды или водного раствора, содержащих тритий, включающий перемешивание воды или водного раствора, содержащих тритий, и отвердителя в контейнере при его вращении. Воду или водный раствор, содержащие тритий, предварительно локализуют в стеклянной герметичной ампуле, которую помещают в контейнер с отвердителем и элементами для разрушения ампулы, контейнер герметизируют и осуществляют его вращение до разрушения ампулы и перемешивания образовавшейся смеси с последующей выдержкой до полного отверждения. Изобретение позволяет обеспечить безопасность при отверждении ЖРО, содержащих тритий, снизить трудоемкость и затраты на проведение работ. 3 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к технологии обращения с жидкими радиоактивными отходами ядерного топливно-энергетического цикла. Способ очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) включает операции их термической обработки, очистку ЖРО проводят в два этапа. В рабочий резервуар с помощью насоса помещают ЖРО из первой емкости и штамм грибов из второй емкости. Соотношение ЖРО и штаммов грибов выбирают в пропорции 1 к 15, с помощью мотора-редуктора в рабочем резервуаре производят смешивание ЖРО и штаммов грибов со скоростью 5 об/мин, далее с помощью газовой горелки, находящейся под днищем рабочего резервуара, производят его постепенный разогрев сначала до 30°С, выдерживая температуру в течение 12 часов. Производят выпаривание получившейся смеси с помощью дальнейшего разогревания рабочего резервуара до температуры 538°С. Выпаривание проводят до момента, когда в рабочем резервуаре с помощью датчика уровня фиксируют 2/3 от начального уровня раствора. Изобретение позволяет сократить объем жидких радиоактивных отходов и уменьшить уровень их радиоактивности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к методам отверждения жидких радиоактивных отходов. Установка для отверждения жидких радиоактивных отходов содержит контейнер с перемешивающей мешалкой, узлы подачи ЖРО и наполнителя. Контейнер соединен с узлом подачи ЖРО трубопроводом, с узлом подачи наполнителя через винтовой питатель. Контейнер соединен дополнительно установленным винтовым питателем с термостатированной технологической емкостью, в крышке которой размещен патрубок ввода раствора наполнителя, преимущественно диатомита, патрубок ввода излучателя подключаемой ультразвуковой станции и патрубок вывода газа и паров жидкости. В полости дополнительной емкости смонтирован двухрежимный ТЭН, внутри нее установлен съемный поддон. В верхней газовой части конденсатора подключены ферроцианидные или аэрозольные фильтры, а в его нижней части - вентиль для отвода конденсата жидкости. Изобретение позволяет заменить цемент на диспергированный диатомит, обладающий высокими параметрами связующего материала. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения и может быть использовано для снижения класса опасности жидких радиоактивных отходов (ЖРО), в том числе высокоактивных отходов (ВАО). Способ кондиционирования воды, содержащей тритий, заключается в соединении ее с предварительно приготовленной смесью порошков прокаленного оксида магния (MgO) и калия фосфорнокислого l-замещенного (KН2РO4), перемешивании до получения однородной суспензии, выдерживании ее до полного отверждения, при этом все компоненты берутся в стехиометрическом соотношении. Размер частиц окиси магния не превышает 100 мкм, а размер частиц калия фосфорнокислого l-замещенного (KН2РО4) не превышает 400 мкм. Изобретение позволяет получить плотную, однородную массу без визуально заметных трещин и отслоений, характеризуется высоким содержанием химически связанной тритиевой воды. 1 з.п. ф-лы.

Заявленное изобретение относится к способу отверждения тритийсодержащих нефтяных масел, из которых невозможно выделить радиоактивные вещества методом фильтрования. Способ заключается в соединении масла с отвердителем, в качестве которого используют парафин. Приготавливают смесь тритийсодержащего масла и твердого парафина с содержанием масла не более 30 вес., нагревают смесь до температуры 65-70°C, выдерживают до перехода парафина в жидкое состояние и растворения в нем масла, охлаждают полученную смесь. Техническим результатом является исключение необходимости хранения жидких радиоактивных отходов на местах их образования и транспортировки их к месту переработки иили захоронения, повышение радиационной безопасности производства, возможность получения смеси, которая является твердой, гидрофобной, стойкой к температурным колебаниям, не разрушается под воздействием радиационного излучения от содержащегося в ней трития, не склона к расслоению и маслоотделению в процессе хранения, а также исключение образования тритиевой воды. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Наверх