Способ получения сорбента нефти и нефтепродуктов

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно разработке способов получения сорбентов нефти и нефтепродуктов. В качестве исходного сырья для получения сорбентов используют подвергнутые механическому размолу и очищенные от загрязняющих и водорастворимых веществ древесную кору или кородревесные отходы. Отходы подвергают гидрофобизации сульфатным мылом, которое осаждают сульфатом алюминия. Гидрофобизатор берут в количестве 0,5-5,0% от массы отходов. Технический результат состоит в улучшении сорбционных характеристик и расширении сырьевой базы для получения основы сорбента. 4 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и позволяет утилизировать отходы лесопереработки, служит для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, а также для очистки промышленных стоков.

Известен способ получения абсорбента для очистки водных поверхностей от загрязнений нефтью, нефтепродуктами и органическими растворителями (RU 2150998 С1, 2000), включающий обработку сухих отходов переработки древесной зелени (хвои и побегов первого года, толщиной до 5 мм) после щелочной экстракции раствором едкого натра при комнатной температуре, с целью извлечения низкомолекулярных веществ, с последующей гидрофобизацией сульфатным мылом при расходе 1-2% от веса зелени и добавлением в качестве осадителя алюмокалиевых квасцов.

Недостатками данного способа является то, что для испытаний свойств абсорбента в качестве нефтепродукта выбрано только машинное масло М8-Б1, нет данных по сорбции какого-либо сорта нефти, нет данных по сорбции органических растворителей. Получение отхода переработки древесной зелени требует существенных материальных затрат, связанных со сбором исходного растительного сырья, использованием химических реактивов и специального оборудования для проведения процесса экстракции. Приведены требования к исходному сырью (в основном, побеги первого года - до 5 мм толщиной), что существенно сужает сырьевую базу для получения абсорбента, требует сортировки, увеличивает стоимость конечного продукта.

Известен способ получения абсорбента для очистки водных поверхностей от загрязнений нефтью, нефтепродуктами и органическими растворителями (RU 2149684 С1, 2000), включающий обработку древесных отходов фанерного производства (шлиф-пыли) раствором белого щелока в количестве 4-5% от веса древесного сырья и добавление в качестве осадителя алюмокалиевых квасцов.

Недостатком данного способа является то, что испытания абсорбента проведены только на машинном масле, нет данных по сорбции какого-либо сорта нефти и органических растворителей.

Известен способ получения абсорбента органических жидкостей (RU 2116126 С1, 1998), принятый нами за прототип, включающий гидрофобизацию опилок и/или шлифовальной пыли, и/или опилок распиловки древесно-стружечных плит нерастворимым сульфатным мылом в количестве 0,5-2% от массы отходов, в качестве осадителя используют алюмокалиевые квасцы в эквимолекулярном по отношению к мылу количестве.

Недостатками данного способа являются недостаточно высокий коэффициент поглощения машинного масса (3,1-3,6), а также отсутствие данных о степени фиксации и десорбции. Ограниченная сырьевая база для получения основы сорбента, а также использование в качестве осадителя алюмокалиевых квасцов, которые применяются в различных отраслях народного хозяйства и отличаются высокой стоимостью.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении сорбционных характеристик, увеличение коэффициента поглощения и степени удержания сорбированной нефти, удешевлении технологии получения сорбента за счет использования отходов и побочных продуктов производства, улучшении экологической обстановки за счет использования крупнотоннажных отходов лесоперерабатывающих предприятий (коры и кородревесных отходов), а также в расширении сырьевой базы для получения основы сорбента нефти и нефтепродуктов.

В этом заключается новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения.

Существенными признаками настоящего изобретения являются: использование в качестве основы сорбента нефти и нефтепродуктов механически размолотой до размера частиц не более 1 см коры или кородревесных отходов с предварительно удаленными загрязняющими и водорастворимыми веществами, последующая гидрофобизация путем осаждения сульфатного мыла сульфатом алюминия в количестве 0,5-5,0% от массы воздушно-сухой коры или кородревесных отходов из водной суспензии до достижения значения рН среды 5,0.

Способ получения сорбентов нефти и нефтепродуктов осуществляется следующим образом.

Кору или кородревесные отходы сортировали, от кородревесных отходов отделяли отщепы древесины и прочие загрязняющие примеси, подвергали размолу на мельнице для увеличения площади поверхности и поглотительной способности до степени помола не более 1,0 см, замачивали в воде комнатной температуры на 1 сутки для удаления водорастворимых веществ, затем обезвоживали на сите и высушивали до воздушно-сухого состояния. Полученный продукт является кородревесной основой или исходным сырьем для получения нефтесорбентов. Зависимость сорбции нефти от степени помола кородревесной основы показана на примере основы кора сосны : кора ели в соотношении 1:1 (таблица 1). Сорбционные свойства сорбента значительно ухудшаются при степени помола менее 0,2 см и более 1 см.

Далее в качестве гидрофобизатора использовали сульфатное мыло. Расход гидрофобизатора составлял 0,5-5,0% от массы воздушно-сухой коры. В качестве осадителя применяли сульфат алюминия Al2(SO4)3×10Н2О в равном по отношению к сульфатному мылу количестве. Расчетное количество сульфатного мыла суспендировали в небольшом объеме воды, переносили в мерный стеклянный стакан емкостью 1 л, доводили объем воды до объема 1000 мл, добавляли кородревесную основу (исходное сырье), при постоянном перемешивании и нагревании доводили температуру до 60-70°С, при этой температуре выдерживали 10-15 мин. Затем к полученной водной суспензии добавляли сульфат алюминия при перемешивании в течение 10-15 мин до достижения значения рН среды 5,0. Согласно проведенным испытаниям, использованный расход сульфата алюминия является оптимальным, поскольку для всех рассмотренных случаев величина рН достигает значения 5,0, что свидетельствует о полном осаждении сульфатного мыла на кородревесную основу и ее гидрофобизации. Полученный сорбент обезвоживали на сите, затем высушивали до воздушно-сухого состояния.

Сорбционные характеристики полученных образцов сорбентов испытывали на эмульсии нефти в воде. Использовали следующие образцы нефтей: 1) тяжелая нефть Харьягинского месторождения, Республика Коми, 2) нефть Возейского месторождения, залежь Нижнепермская. В качестве нефтепродуктов применяли смесь машинное масло : бензин в соотношении 1:3. Использовали машинное масло М8-Б1 и бензин АИ 95. В качестве образцов сравнения брали кородревесную основу (кору или кородревесные отходы до проведения гидрофобизации).

Для определения сорбционных характеристик полученных сорбентов готовили эмульсию «вода в нефти» в соотношении 1:1 по массе или смесь машинное масло : бензин в соотношении 1:3. К эмульсии или смеси машинное масло : бензин добавляли сорбент и перемешивали при комнатной температуре в течение 15 мин. Затем сорбент с нефтью переносили на стеклянную воронку с бумажным фильтром «белая лента». Сорбент с поглощенной нефтью сушили до воздушно-сухого состояния, затем взвешивали на технических весах.

По результатам экспериментов рассчитывали следующие показатели: коэффициент поглощения нефти или нефтепродуктов, степень десорбции (СД) и степень фиксации (СФ) удержания) нефти сорбентом. Значения показателей рассчитаны в среднем по результатам 4-х испытаний.

Характеристики степени десорбции и степени фиксации (удержания) нефти сорбентом являются важными для практического использования. Так, чем меньше показатель десорбции, тем лучше сорбент удерживает нефть и, следовательно, тем выше его эффективность.

Десорбцию нефти проводили методом настаивания отработанных сорбентов в воде в течение 30 мин при комнатной температуре, затем воду отфильтровывали на стеклянной воронке с бумажным фильтром. Сорбент высушивали до воздушно-сухого состояния и взвешивали. Степень десорбции рассчитывали по разности навесок воздушно-сухого сорбента до и после настаивания в воде.

Ниже приведены примеры получения сорбентов нефти и нефтепродуктов на основе коры и кородревесных отходов. В качестве кородревесной основы для получения сорбентов нефти и нефтепродуктов использовали: 1) еловую кору, отобранную в рубительно-окорочном цехе (РОЦ) лесоперерабатывающего предприятия; 2) смесь коры сосны и ели в соотношении 1:1 (РОЦ); 3) смесь коры березы и осины в соотношении 1:1 (РОЦ); 4) кородревесные отходы различного срока давности хранения, отобранные на полигоне кородревесных отходов лесоперерабатывающего предприятия.

Пример 1. Для получения сорбента с 0,5%-ным от массы воздушно-сухой коры расходом сульфатного мыла навеску сульфатного мыла массой 0,1 г суспендируют в 30 мл воды, переносят в мерный стеклянный стакан емкостью 1000 мл, доводят объем воды до 1000 мл, что отвечает 0,01%-ному раствору сульфатного мыла, добавляют 20 г кородревесной основы, при постоянном перемешивании и нагревании доводят температуру до 60-70°С, при этой температуре выдерживают 15 мин. Затем добавляют 0,1 г сульфата алюминия, перемешивают в течение 10-15 мин, проводят контроль рН среды до достижения значения 5,0. Полученный сорбент обезвоживают на сите, затем высушивают до воздушно-сухого состояния. Показатели сорбентов приводятся в таблицах 2-4.

Пример 2. Для получения сорбента с 2,5%-ным от массы воздушно-сухой коры расходом сульфатного мыла навеску сульфатного мыла массой 0,5 г суспендируют в 30 мл воды, переносят в мерный стеклянный стакан емкостью 1000 мл, доводят объем воды до 1000 мл, что отвечает 0,05%-ному раствору сульфатного мыла, добавляют 20 г кородревесной основы, при постоянном перемешивании и нагревании доводят температуру до 60-70°С, при этой температуре выдерживают 15 мин. Затем добавляют 0,5 г сульфата алюминия. Далее по примеру 1. Показатели сосорбентов приводятся в таблицах 2-4.

Пример 3. Для получения сорбента с 5,0%-ным от массы воздушно-сухой коры расходом сульфатного мыла навеску сульфатного мыла массой 1,0 г суспендируют в 30 мл воды, переносят в мерный стеклянный стакан емкостью 1000 мл, доводят объем воды до 1000 мл, что отвечает 0,1%-ному раствору сульфатного мыла, добавляют 20 г кородревесной основы, при постоянном перемешивании и нагревании доводят температуру до 60-70°С, при этой температуре выдерживают 15 мин. Затем добавляют 1,0 г сульфата алюминия. Далее по примеру 1.

Показатели сорбционных свойств сорбентов на основе коры или кородревесных отходов приводятся в таблицах 2-4. Для определения коэффициента поглощения нефти сорбентами, полученными по примерам 1-3, берут 5 г нефти и готовят эмульсию «вода в нефти» в соотношении 1:1 по массе, добавляют 1 г сорбента на основе коры или кородревесных отходов и перемешивают при комнатной температуре в течение 15 мин. Затем сорбент с нефтью переносят на стеклянную воронку с бумажным фильтром «белая лента». Сорбент с поглощенной нефтью сушат до воздушно-сухого состояния и взвешивают на технических весах, после чего определяют привес сорбированной нефти. Результаты приведены в таблице 2.

Для определения сорбционных характеристик сорбента на основе кородревесных отходов, полученного по примерам 1-3, берут 10 г нефтепродукта - смесь машинное масло: бензин в соотношении 1:3, к смеси добавляют 1 г сорбента и перемешивают при комнатной температуре в течение 15 мин. Затем сорбент с нефтепродуктом фильтруют, сушат до воздушно-сухого состояния и взвешивают на технических весах, после чего определяют привес сорбированного нефтепродукта. Результаты сорбционных характеристик сорбентов по использованию на нефтепродуктах приведены в таблице 3.

Для определения степени десорбции и степени фиксации (удержания) сорбированной нефти и нефтепродуктов отработанные сорбенты, полученные по примерам 1-3, помещают в стеклянный стакан емкостью 1000 мл, заливают водой и настаивают в течение 30 мин при комнатной температуре, затем воду отфильтровывают на стеклянной воронке с бумажным фильтром. Сорбент высушивают до воздушно-сухого состояния и взвешивают. Данные приводятся в таблицах 3 и 4.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что эффективные сорбенты нефти и нефтепродуктов могут быть получены на основе отходов окорки, образующихся и хранящихся на лесоперерабатывающих предприятий - коры и кородревесных отходов хвойных и лиственных пород древесины различного срока давности хранения. Как показывают экспериментальные данные, исходная кора обладает сорбционными свойствами, однако эти показатели можно значительно повысить за счет гидрофобизации. Использование в качестве осадителя сульфата алюминия дает возможность организации выпуска нефтесорбентов на действующем целлюлозно-бумажном комбинате, производящего товарную целлюлозу методом сульфатной варки. Предлагаемый способ позволяет повысить сорбционную способность сорбента в отношении нефти до значения 5,0 г/г, а в отношении нефтепродуктов - до значения 8,4 г/г.

Принципиально важной характеристикой предлагаемых сорбентов является сочетание высоких сорбционных и низких десорбционных показателей, что дает возможность их практического применения в реальных условиях аварийных ситуаций розлива нефти и нефтепродуктов.

Основные целевые группы, которые могут использовать предлагаемые сорбенты нефти и нефтепродуктов на основе коры и кородревесных отходов различного срока давности хранения: предприятия нефтяной отрасли; автозаправочные станции; очистные сооружения бытовых и промышленных стоков; транспортные предприятия; садоводческие хозяйства.

Способ получения сорбента нефти и нефтепродуктов, включающий гидрофобизацию основы сульфатным мылом путем его осаждения из водной суспензии осадителем в равном по отношению к сульфатному мылу количестве, отличающийся тем, что в качестве основы используют древесную кору или кородревесные отходы, подвергнутые механическому размолу до размера частиц не более 1,0 см и предварительной очистке от загрязняющих и водорастворимых веществ, гидрофобизатор добавляют в количестве 0,5-5,0% от массы воздушно-сухой коры или кородревесных отходов, а осаждение гидрофобизатора проводят сульфатом алюминия до достижения значения рН среды 5,0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов для извлечения ионов металлов. Способ получения сорбента включает подготовку носителя, его обработку при нагревании и перемешивании раствором краун-эфира в органическом растворителе.

Изобретение может быть использовано в мембранных и сорбционных технологиях, в водоподготовке, при разработке технологий утилизации ионов тяжелых металлов из водных растворов и сточных вод.

Изобретение относится к способу получения модифицированного монтмориллонита. Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами включает обработку природного монтмориллонита смесью 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1, 1,1,5-тригидроперфторпентанола-1 и 1,1,7-тригидроперфторгептанола-1 в н-гептане при 50°C, при следующем соотношении компонентов, масс.

Изобретение относится к технологии получения органоминеральных сорбентов, которые могут быть использованы для очистки водных растворов и сточных вод от тяжелых металлов.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов. Способ получения сорбента осуществляют путем модификации природного цеолита клиноптилолитового типа.

Изобретение относится к неорганическим сорбентам, используемым для адсорбции и фиксации мышьяка и тяжелых металлов. Предложен материал, включающий пористую керамическую подложку с пористостью 35-85% и наночастицы нуль-валентного железа, сформированные внутри пористой керамической подложки.

Изобретение относится к производству композитных сорбентов на основе гексацианоферратов переходных металлов и органических носителей. Способ включает иммобилизацию гексацианоферрата переходного металла в матрицу хитозана и ее термообработку при 100-120°С.

Изобретение относится к поглотителям газовых примесей. Способ нанесения поглощающего покрытия на субстрат, основу и/или субстрат, покрытый основой, включает:(i) необязательно, получение субстрата, покрытого основой, путем предварительной обработки основы суспензией, которая содержит:a.

Изобретение относится к области сорбционной очистки вод от мышьяка. Предложен сорбент, содержащий оксогидроксид железа на носителе, состоящем из смеси газобетона и гематита.

Изобретение относится к способам извлечения ионов тяжелых металлов сорбцией на природных целлюлозосодержащих сорбентах, из растворов различного состава, образующихся в результате проведения разнообразных технологических процессов, и может быть использовано для совершенствования мембранных и сорбционных технологий, в водоподготовке, при разработке технологий утилизации ионов тяжелых металлов из водных растворов и сточных вод различной природы.

Изобретение относится к технологии производства сорбентов для очистки водной среды от нефти и нефтепродуктов. Волокнистый целлюлозный материал подвергают предварительной вакуумной дегазации и обезвоживанию и пропитывают в вакууме подготовленным раствором тетрахлорэтилена с 0,4-0,5 мас.% содержанием окисленного атактического полипропилена. Атактический полипропилен окисляют в течение от 4 до 6 ч при 180-250°С и растворяют в тетрахлорэтилене. После пропитки остаток раствора сливают и возвращают в рецикл процесса пропитки. Пропитанный материал подвергают вакуумной сушке до постоянного веса. Откачиваемые пары пропускают через гидрозатвор, заполненный используемым для пропитки раствором, конденсируют и возвращают в рецикл процесса пропитки. Изобретение обеспечивает получение гидрофобного сорбента с улучшенными эксплуатационными свойствами. 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к получению сорбентов для извлечения ионов мышьяка разной валентности из воды. Способ получения сорбента включает измельчение носителя, представляющего собой смесь травертина и геденбергита до размера фракций 1-3 мм, добавление в смесь хлорида железа (III) в следующем соотношении, мас. %: травертин 9,00; геденбергит 2,25; хлорид железа 88,75. Компоненты смешивают с водой, нагревают до температуры 40°C и добавляют водный раствор концентрированного аммиака до pH 11. После перемешивания суспензию переливают в емкость, где создают разрежение до 10 мбар. Полученный продукт промывают водой с одновременной фильтрацией и сушат при температуре 140°C. Технический результат заключается в повышении емкости сорбента по отношению к ионам мышьяка. 1 табл.

Группа изобретений относится к области синтеза сорбентов, которые, в частности, могут быть использованы в медицине. Заявленный сорбционный материал содержит пористый носитель, функциональные группы на поверхности которого ковалентно связаны с лигандом, способным к образованию прочных комплексов с бактериальными эндотоксинами. Пористый носитель представляет собой гранулы размером от 50 до 900 микрон, выполненные из полимера или сополимера. Носитель получен на основе таких мономеров, как акриловая кислота, метакриловая кислота, акриламид, метакриламид, метил акрилат, метил метакрилат, глицидил метакрилат, винил ацетат, аллиламин, натрия 2-метилпроп-2-ен-1-сульфонат, аллилглицидиловый эфир, дивинилбензол, этиленгликоль диметакрилат, триэтиленгликоль диметакрилат, N,N-бис(метакриламид). Лиганд для связывания бактериальных эндотоксинов является амфифильным органическим соединением, содержащим первичные и вторичные аминогруппы и гидрофобные заместители. Предложен способ получения нового сорбционного материала, а также его использование для очистки водного раствора белка, или водного солевого раствора, или раствора плазмы крови. Изобретение обеспечивает получение новых селективных сорбентов для очистки жидких сред от бактериальных эндотоксинов. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 15 пр.

Группа изобретений относится к области синтеза сорбентов, которые, в частности, могут быть использованы в медицине. Заявленный сорбционный материал содержит пористый носитель, функциональные группы на поверхности которого ковалентно связаны с лигандом, способным к образованию прочных комплексов с бактериальными эндотоксинами. Пористый носитель представляет собой гранулы размером от 50 до 900 микрон, выполненные из полимера или сополимера. Носитель получен на основе таких мономеров, как акриловая кислота, метакриловая кислота, акриламид, метакриламид, метил акрилат, метил метакрилат, глицидил метакрилат, винил ацетат, аллиламин, натрия 2-метилпроп-2-ен-1-сульфонат, аллилглицидиловый эфир, дивинилбензол, этиленгликоль диметакрилат, триэтиленгликоль диметакрилат, N,N-бис(метакриламид). Лиганд для связывания бактериальных эндотоксинов является амфифильным органическим соединением, содержащим первичные и вторичные аминогруппы и гидрофобные заместители. Предложен способ получения нового сорбционного материала, а также его использование для очистки водного раствора белка, или водного солевого раствора, или раствора плазмы крови. Изобретение обеспечивает получение новых селективных сорбентов для очистки жидких сред от бактериальных эндотоксинов. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 15 пр.

Изобретение относится к составу твердых сорбентов для обработки воды при загрязнении нефтепродуктами. Предложен способ получения нефтесорбента. Проводят распыление силиконата натрия на диатомитовую крошку, предварительно обожжённую при температуре 600-800°C. После распыления силиконата натрия полученный продукт помещают в полиэтиленовый пакет, герметично закрывают и выдерживают от 17 до 24 часов до полного формирования гидрофобной пленки. Изобретение обеспечивает получение дешевого эффективного сорбента нефтепродуктов. 4 пр., 3 табл.
Изобретение относится к получению сорбентов. Предложен способ получения пористого магнитного сорбента нефтепродуктов. Согласно изобретению проводят синтез моносиликата кальция структуры ксонотлита путем взаимодействия в растворе хлорида кальция и силиката натрия в присутствии силан-силоксановой микроэмульсии с получением гидрофобизированного гидрогеля. В объем гидрогеля вводят предварительно полученную магнитную фазу окислов железа, представленную вюститом и маггемитом. Упомянутая магнитная фаза осаждена избытком гидроксида аммония из смеси растворов солей трехвалентного и двухвалентного железа при соотношении Fe3+/Fe2+, равном 2:1. Полученную смесь выдерживают до образования стабильного гидратированного осадка в виде геля, промывают и сушат. Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных свойств сорбента. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к получению сорбентов. Предложен способ получения пористого магнитного сорбента нефтепродуктов. Согласно изобретению проводят синтез моносиликата кальция структуры ксонотлита путем взаимодействия в растворе хлорида кальция и силиката натрия в присутствии силан-силоксановой микроэмульсии с получением гидрофобизированного гидрогеля. В объем гидрогеля вводят предварительно полученную магнитную фазу окислов железа, представленную вюститом и маггемитом. Упомянутая магнитная фаза осаждена избытком гидроксида аммония из смеси растворов солей трехвалентного и двухвалентного железа при соотношении Fe3+/Fe2+, равном 2:1. Полученную смесь выдерживают до образования стабильного гидратированного осадка в виде геля, промывают и сушат. Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных свойств сорбента. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способу создания энантиоселективных сорбентов. Cпособ заключатся в модифицировании графитированной термической сажи Carboblack С или инертного носителя Inerton NAW супрамолекулярной структурой циануровой кислоты. Модифицирование проводят при 30-60°C в водно-спиртовом растворе при механическом размешивании с интенсивностью 500 rpm. Полученный сорбент подвергают сушке. Изобретение обеспечивает получение сорбента с высокой селективностью при разделении 2-хлорбутана, 2 бромбутана, 2-бутанола и 2 пентанола. 8 пр.

Настоящее изобретение относится к хроматографическим матрицам, включающим лиганды на основе одного или нескольких доменов связывающихся с иммуноглобулином белков, таких как белок A (SpA) Staphylococcus aureus, а также способам их применения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области сорбционных процессов и может быть использовано для создания сорбента для золотодобывающей и атомной промышленности, в частности для извлечения благородных, радиоактивных и редких металлов. Способ включает электрохимическую обработку в условиях поляризации электропроводящей подложки в растворе хитозана и выдержку при заданном потенциале с последующей промывкой водой и сушкой материала. Предварительно хитозан обрабатывают ледяной уксусной кислотой, и продукт обработки используют для получения электролита в 20-80 мас.%, уксусной кислоте с концентрацией хитозана 0,1-3 мас.%. Электрохимическое осаждение хитозана на электропроводящую подложку из раствора электролита производят при ее катодной поляризации. Технический результат заключается в получении материала, обладающего высокой сорбционной емкостью, в частности, по отношению к золоту и урану. 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 4 пр.
Наверх