Способ получения сорбционного материала для очистки сточных вод от нефтепродуктов


 


Владельцы патента RU 2590999:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (RU)

Изобретение относится к сорбентам для очистки вод от нефтепродуктов. Сорбент получают растворением отходов полиэтилентерефталата в органическом растворителе. В качестве растворителя используют бензиловый спирт, в который дополнительно вводят пластификатор - дибутилфталат. Раствор перемешивают при температуре 150°C со скоростью 75-100 об/мин в течение 10 мин. Далее производят охлаждение смеси до комнатной температуры при перемешивании до выпадения мелкодисперсного порошка. Порошок совмещают с ацетоном в соотношении 1:2 до образования пористой структуры, удаляют остатки ацетона путём фильтрования и сушки. Технический результат заключается в получении из отходов гидрофобного материала, обладающего повышенной сорбционной емкостью по нефти и нефтепродуктам. 1 табл.

 

Изобретение относится к очистке вод от нефтепродуктов сорбцией и может быть использовано для глубокой очистки сточных вод, технологических растворов от нефтепродуктов; для доочистки разнообразных сточных вод от нефтепродуктов (НП), а также с поверхности воды.

Известен способ получения сорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов с начальным содержанием нефтепродуктов до 50 мг/л, который получают путем радикальной сополимеризации технического дивинилбензола (ДВБ) и стирола в растворе бензина (патент РФ 2393917, выдан 06.08.2007).

Недостатками способа являются большая длительность процесса - 4 ч, использование взрывоопасного вещества - бензина, а также воды для промывки сорбента, которая потом требует очистки от растворителя, что приводит к усложнению технологии и ее удорожанию.

Известен также способ получения сорбента из растворов полиолефинов в органических растворителях, который получают по экологически безопасной технологии, исключающей в отличие от традиционного использование больших количеств дорогостоящего осадителя (патент РФ №2194719, выдан 20.12.2002).

Данный способ предполагает растворение полимера полиэтилена низкого давления при температуре 80-84°C, охлаждение раствора до комнатной температуры, измельчение образовавшейся парафиноподобной массы и смешение ее с водой; нагрев полученной смеси до температуры, не превышающей температуру плавления полимера в присутствии органического растворителя (толуол, ксилол). Выделение полимера проводят путем вакуумирования этой смеси до полной отгонки растворителя, а разделение жидкостей осуществляют конденсацией их паров при температуре -5-0°C. Затем порошок фильтруют от воды и сушат в течение 20 минут при температуре 100°C. Собранные в сборнике конденсата органический растворитель и воду разделяют путем отстаивания и декантации.

Однако порошок, получаемый по описанному способу, имеет относительно большие размеры частиц (1000 мкм и более), что снижает его сорбционную емкость, которая находится на уровне всего лишь 1-2 г/г и, следовательно, эффективность использования в качестве сорбента. Кроме того, способ не предусматривает возможность получения порошков полимера из отходов.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ получения тонкодисперсного (с размером частиц не более 35±10 мкм и сорбционной емкостью 3,5-4,0 г/г) полимерного порошка, включающий измельчение отходов полиэтилена (отработавшие срок службы сельскохозяйственная и упаковочная пленки, бывшие в употреблении тары и упаковки, литники и т.п.), предварительно растворенных в органических растворителях (толуол, п-ксилол, гептан), при 90°C и интенсивном перемешивании для гомогенизации раствора в течение 30 мин до образования парафиноподобной массы, которую измельчают при добавлении к ней воды в соотношении 1:1 и перемешивании с интенсивностью 2500-3000 об/мин, далее порошок фильтруется и сушится при температуре 100°C (патент РФ 2252071, выдан 28.07.03).

Однако этот способ имеет ряд недостатков: для растворения отходов полимера (полиэтилена) требуются дорогие и токсичные растворители (толуол, п-ксилол, гептан), интенсивное и долгое перемешивание, а также дополнительное дробление полученного сорбента до получения нужного размера частиц, применение воды при получении сорбента, которая потом требует очистки от растворителя, приводит к удорожанию процесса.

Задачей изобретения является создание полимерного гидрофобного сорбционного материала из отходов полиэтилентерефталата (ПЭТ) (упаковка, бутылки, тара и т.п.) с повышенной сорбционной емкостью к нефти и нефтепродуктам с использованием доступных дешевых и нетоксичных растворителей, удешевление технологии его получения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе получения сорбционного материала для очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающем измельчение отходов полимера с последующим растворением в органическом растворителе с перемешиванием при повышенной температуре и с последующим охлаждением до комнатной температуры.

В качестве отходов полимера используют отходы полиэтилентерефталата (упаковка, бутылки, тара и т.п.), в качестве органического растворителя используют бензиловый спирт (БС) 32,5-30 мас. %, в который дополнительно вводят пластификатор - дибутилфталат (ДБФ) 32,5-30 мас. %, при концентрации полимера 35-40 мас. %, перемешивают при температуре 150°C со скоростью 75-100 об/мин в течение 10 мин. Охлаждение смеси осуществляют до комнатной температуры при постоянном перемешивании, что приводит к выпадению мелкодисперсного порошка, который совмещают с ацетоном в соотношении 1:2 до образования пористой структуры, с размерами пор 20-50 нм, удаление остатков ацетона проводят фильтрованием и сушкой при 60°C.

При данной температуре нагрева испаряется ацетон. Фильтрат упаривают для регенерации растворителя, который так же, как и остаток пластификатора, может быть использован для повторного растворения ПЭТ. Полученный порошок может быть применен в качестве сорбционного материала для очистки воды от нефти и нефтепродуктов.

Сорбционный материал, полученный заявляемым способом, имеет 95% частиц с размером - 15-80 мкм, который определяли на лазерном дифракционном анализаторе размеров частиц SALD - 2201, размер пор сорбента по данным метода BJH составил ~50 нм.

В таблице 1 представлены свойства сорбционного материала, полученного заявляемым способом.

За счет образования мелкодисперсных частиц и пор повышается сорбционная емкость получаемого сорбента. Сорбционная емкость в статических условиях сорбции составляет до 990 мг/г, при сорбции нефтепродуктов в виде пленки с поверхности воды - 4,5 г/г. Полученный сорбент обладает гидрофобностью, плавучестью и высокой адгезией к нефти и нефтепродуктам.

Нагревание смеси до 150°C определяется растворимостью полимера и температурой кипения растворителя. При температуре ниже 150°C полимер не растворяется, а повышение температуры выше 150°C - экономически нецелесообразно, т.к. при этой температуре полное растворение полимера происходит за 10 минут. Сушку полученного сорбента осуществляют под вакуумом при температуре 60°C для удаления ацетона, при этом уловленный ацетон может быть использован повторно.

Таким образом, как следует из экспериментальных данных, при содержании в составе композиции ПЭТ в количестве 35-40 мас. % (пример 3, 4) образуется мелкодисперсный порошок с остаточным содержанием пластификатора и растворителя. После промывки порошка до 95% растворителя и пластификатора переходит в раствор и может быть регенерировано. Полученный сорбционный материал может быть использован для сорбционной очистки сточных вод от нефтепродуктов.

Исследование процесса сорбции нефтепродуктов полученным сорбционным материалом по примеру 3, 4 проводилось в статических условиях при перемешивании системы вода-нефтепродукт с концентрацией нефтепродукта до 1 г/л со скоростью 2500 об/мин, время контакта фаз 30 мин. В качестве нефтепродуктов использовались машинное масло И-20А, бензин А-95, нефть. Концентрацию нефтепродуктов измеряли методом инфракрасной спектрофотометрии на приборе «КН-3». Сорбционная емкость составила 990 мг/г. Сорбционный материал, полученный заявляемым способом, может быть использован в качестве сорбционного материала для очистки промышленных стоков в статических условиях и в порошковых технологиях.

Полученный сорбционный материал по примеру 3, 4 рассыпается на пятно нефти или нефтепродуктов (например, минерального масла, дизельного топлива, бензина и т.п.) на водной поверхности и за счет сил адгезии связывает их в количестве, в 4,5 раза превышающем собственный вес, что соответствует сорбционной емкости 4,5 г/г нефтепродуктов. В результате, на поверхности исчезает разлив нефтепродукта и образуется агломерат, который обладает плавучестью. Агломерат легко собирается с поверхности любым механическим способом, например ковшами из металлической сетки. Собранный агломерат может быть подвергнут регенерации или использоваться в качестве твердого топлива в промышленности.

Способ получения сорбционного материала для очистки сточных вод от нефтепродуктов, включающий измельчение отходов полимера с последующим их растворением при перемешивании в органическом растворителе при повышенной температуре и последующим охлаждением до комнатной температуры, отличающийся тем, что в качестве отходов полимера используют отходы полиэтилентерефталата, в качестве органического растворителя используют бензиловый спирт, в который дополнительно вводят пластификатор - дибутилфталат, при следующем содержании компонентов, мас.%:

отходы полиэтилентерефталата 35-40
бензиловый спирт 32,5-30,0
дибутилфталат 32,5-30,0,

а перемешивание осуществляют при температуре 150°C со скоростью 75-100 об/мин в течение 10 мин, затем при охлаждении до получения осадка в виде мелкодисперсного порошка, который совмещают с ацетоном в соотношении 1:2 до образования пористой структуры, с последующим удалением остатков ацетона фильтрованием и сушкой при 60°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению сорбентов. Проводят химическую обработку размолотого сырья, выбранного из персиковой, и/или абрикосовой, и/или сливовой косточек, следующего гранулометрического состава (в %): до 0,35 мм 10 от 0,36 до 0,55 мм 55 от 0,56 до 0,75 мм 25 от 0,76 до 1, 25 мм 10 Вначале сырье обрабатывают смесью следующих растворов: 0,5% NH4OH, 0,5% NaOH, 0,5% ЭДТА - натрия, взятых в соотношении 1:1:1, обработку проводят в автоклаве при гидромодуле 1:8, температуре 140-150°C и времени обработки 4-5 часов.

Настоящее изобретение относится к способу синтеза адсорбционного материала, состоящего из однофазного четырехвалентного марганцевого фероксигита (δ-Fe(1-x)MnxOOH), в котором 0,05-25% железа изоморфно замещено атомами марганца.

Изобретение относится к сорбентам на основе гранулированных активированных углей, модифицированных полипирролом, используемых в медицине. Предложено два электорохимических варианта способа изготовления сорбента.

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов и может быть использовано для извлечения и разделения благородных и тяжелых металлов. Способ синтеза комплексообразующего сорбента заключается в следующем.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к получению сорбента нефти и нефтепродуктов. Способ получения мелкодисперсного сорбента нефти и нефтепродуктов включает приготовление раствора отходов полиэтилена при нагревании и перемешивании в толуоле.

Изобретение относится к получению сорбентов для извлечения ценных компонентов из водных сред. Сорбент получают путем сорбции сульфид-иона на макропористых анионитах полимеризационного или поликонденсационного типа, содержащих группы четвертичного аммониевого основания и/или первичные и вторичные аминогруппы, с последующей конденсацией сульфид-иона со смесью формальдегида и аминоуксусной кислоты в порах анионита.

Изобретение относится к области сорбционной очистки воды. Способ получения сорбента для очистки воды включает обработку гречневой лузги в растворе гидроксида натрия c концентрацией 500 мг/л в течение двух часов.

Изобретение относится к получению сорбента, применяемого для тонкой очистки технологических и отходящих газов. Способ получения включает смешение в ультразвуковом устройстве гидроксида алюминия, негашеной извести и основного карбоната цинка в молярном соотношении Al2O3:CaO:ZnO=1:(0,5÷2):(0,5÷2), пластификацию смеси водой, формование гранул и сушку при температуре 110÷120°С.
Изобретение относится к получению неорганических сорбентов. Предложен способ получения алюмосиликатного сорбента, включающий приготовление гетерогенной композиции, содержащей порошок алюминия, кристаллогидрат метасиликата натрия Na2SiO3·9H2O и водный раствор соли металла, выбранного из меди, кальция, никеля, кобальта или серебра.
Изобретение относится к области получения сорбентов. Природную глину монтмориллонито-палыгорскитового типа подвергают модифицированию в растворе сульфата алюминия до получения суспензии с концентрацией по сухому веществу 500-600 г/л.

Изобретение относится к полимерной системе, обладающей селективностью адсорбции по размерам и, в частности, к полимерным системам, имеющим множество пор, в том числе транспортные поры, и отрицательный ионный заряд на их поверхности.

Изобретение относится к композиции для получения сорбента для очистки загрязненных объектов от нефтепродуктов. Композиция содержит следующие компоненты в масс.

Изобретение относится к сорбентам на основе гранулированных активированных углей, модифицированных полипирролом, используемых в медицине. Предложено два электорохимических варианта способа изготовления сорбента.

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов и может быть использовано для извлечения и разделения благородных и тяжелых металлов. Способ синтеза комплексообразующего сорбента заключается в следующем.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к получению сорбента нефти и нефтепродуктов. Способ получения мелкодисперсного сорбента нефти и нефтепродуктов включает приготовление раствора отходов полиэтилена при нагревании и перемешивании в толуоле.

Изобретение относится к получению сорбентов для извлечения ценных компонентов из водных сред. Сорбент получают путем сорбции сульфид-иона на макропористых анионитах полимеризационного или поликонденсационного типа, содержащих группы четвертичного аммониевого основания и/или первичные и вторичные аминогруппы, с последующей конденсацией сульфид-иона со смесью формальдегида и аминоуксусной кислоты в порах анионита.
Изобретение относится к материалам, предназначенным для осуществления адсорбционных процессов, в частности к адсорбентам для улавливания, концентрирования и хранения диоксида углерода (CO2) в составе отходящих газов теплоэнергетических установок, химических и металлургических производств, в биогазе.

Изобретение относится к анионообменным сорбентам для ионохроматографического определения органических и неорганических анионов. Общая формула заявленного сорбента соответствует формуле (1).
Настоящее изобретение относится к химически модифицированным полым волокнистым материалам для экстракорпорального удаления экзотоксинов, вырабатываемых патогенной Escherichia coli, из содержащих белок жидкостей.

Изобретение относится к фильтрам для очистки воды, содержащим активированный уголь с полимерным покрытием, и способам их изготовления. Способ получения активированного угля с покрытием включает получение частиц активированного угля со средним размером примерно до 100 мкм и нанесение покрытия на частицы активированного угля путем распыления капель раствора катионного полимера на поверхность частиц активированного угля, причем раствор катионного полимера включает от примерно 2 до примерно 4 мас.% катионного полимера, размер капель составляет от примерно 15 до примерно 55 мкм, при этом катионный полимер содержит полидиаллилдиметиламмоний хлорид (pDADMAC), имеющий среднемассовую молекулярную массу (Mw) до примерно 200000 г/моль и среднечисленную молекулярную массу (Мn) до примерно 100000 г/моль.

Изобретение относится к биотехнологии, пищевой и фармацевтической промышленности, а именно к производству продуктов функционального питания для нормализации состояния организма и биологически активных добавок (БАД) к пище и лекарственных препаратов, предназначенных для нормализации состояния желудочно-кишечного тракта (удаления из организма токсичных веществ). Композиция для очищения организма от токсинов в виде геля содержит к качестве активных компонентов нерастворимый энтеросорбент и растворимый энтеросорбент, формирующий матрицеобразующую основу для нерастворимого сорбента, а также вспомогательные вещества для получения продукта нужной консистенции. Композиция эффективно связывает и удерживает в составе матрицы связанные токсины, оказывает эффективный детоксикационный эффект, при использовании заметно меньшего количества продукта, снижая нежелательные побочные эффекты, связанные с употреблением детоксикационных средств. 9 з.п. ф-лы, 7 табл.
Наверх