Результат интеллектуальной деятельности: СОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЙ

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки и обезвреживания различных поверхностей от нефти и нефтепродуктов.

Известен способ очистки различных поверхностей от разливов нефти и нефтепродуктов, сорбент для очистки поверхностей и способ его получения (см. патент RU 2107034, опубл. 20.03.98). Сорбент - гидрофобизированный алюмосиликатный материал, представляющий собой полые ксеносферы следующего состава, масс.%: SiO₂ 60-63; Al₂O₃ 25-29; Fe₂O₃ 2,2; Na₂O+K₂O 2-3; СаО 1,78; MgO 0,3, средняя плотность материала сорбента 0,550-0,750 г/см³. В качестве гидрофобизирующей составляющей используют различные отходы, содержащие предельные углеводороды при массовом соотношении алюмосиликатного материала и гидрофобизатора 1:(0,001-0,30) соответственно.

Недостатком данного сорбента является его низкая эффективность. Процесс сорбции нефти и нефтепродуктов осуществляется только его поверхностью.

Известен сорбент для очистки от нефтемаслозагрязнений, содержащий негашеную известь и животный технический жир в количестве 0,4-3,0 масс.% (см. патент RU №2160758, опубл. 20.12.2000).

Недостатком данного изобретения является низкое качество продуктов обезвреживания нефтемаслозагрязнений.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является сорбент для обезвреживания и утилизации токсичных нефтемаслозагрязнений, образуемых, например, при зачистке нефте- или газопроводов. Сорбент состоит из негашеной извести, активированного угля и поверхностно-активного вещества в составе костной муки при следующем соотношении компонентов, масс.%: костная мука - 0,4-3,0, активированный уголь до 10, негашеная известь - остальное (см. патент РФ №22281157, опубл. 14.12.2004).

При взаимодействии содержащихся в костной муке жирных кислот, жира, аминокислот с негашеной известью образуются триглицериды кальция и кальциевые соли аминокислот, которые активизируют поверхность частиц извести для последующего гидрофобного взаимодействия с углеводородами нефти.

Сорбент является дешевым и обеспечивает очистку различных поверхностей от нефтезагрязнений.

Недостатками данного изобретения является невысокая сорбционная емкость и степень очистки, а также повышенный удельный расход сорбента. Кроме того, модифицирование негашеной извести костной мукой недостаточно эффективно решает вопрос ее гидрофобизации.

Задачей изобретения является создание сорбента для очистки и обезвреживания от нефтезагрязнений, обеспечивающего повышение сорбционной емкости, эффективности очистки и обезвреживания от нефтезагрязнений.

Поставленная задача решается тем, что в сорбент для очистки и обезвреживания от нефтезагрязнений, содержащий негашеную известь и гидрофобизатор, дополнительно вводят диатомит, а в качестве гидрофобизатора используют насыщенные высокомолекулярные углеводороды (от C₁₇H₃₆ до C₃₅H₇₂) при следующем соотношении компонентов, масс.%: диатомит - 7,4-12,5 и насыщенные высокомолекулярные углеводороды - 6,4-9,3, известь негашеная - остальное.

В заявленном способе используют:

- известь негашеную по ГОСТ 9179-77;

- диатомит по ГОСТ Р 51641-2000 или ТУ 10-05031531-378-94;

- смесь насыщенных высокомолекулярных углеводородов от C₁₇H₃₆ до C₃₅H₇₂ (нефтепарафины) - отходы очистки ректификационных колонн газо- и нефтеперерабатывающих заводов.

При смешивании компонентов сорбента образуются капсулы смеси извести и диатомита, покрытые гидрофобизатором.

Негашеная известь в предлагаемом сорбенте является связывающим и адсорбирующим компонентом.

Диатомит увеличивает степень сорбции углеводородов за счет высокой пористости. Диатомит представляет собой окаменелые остатки диатомовых водорослей и состоит более 90% из кремнезема. Он характеризуется большим количеством крупных мезопор, r=0,03-0,1 мкм, и макропор, r=0,1-0,15 мкм. На их долю приходится до 80~90% суммарного сорбционного объема, составляющего V=1-2,4 см³/г.

Использование в качестве гирофобизатора высокомолекулярных насыщенных углеводородов позволяет обеспечить получение качественного сорбционного материала с высокими гидрофобными и физико-механическими характеристиками.

При взаимодействии предлагаемого сорбента, содержащего расчетные количества негашеной извести, диатомита и гидрофобизатора - смеси насыщенных высокомолекулярных углеводородов с нефтезагрязненными отходами протекает ряд реакций. Вначале протекает реакция гидратации извести с водой, содержащихся в нефтезагрязненных отходах, которая проходит с выделением тепла (1160 кДж на 1 кг оксида кальция). Затем образующийся высокодисперсный гидрооксид кальция адсорбирует на своей поверхности углеводороды. Одновременно присутствие в системе кремнезема при повышении температуры среды за счет тепла реакции гидратации извести приводит к образованию небольшого количества гидросиликата кальция, благодаря чему образующийся продукт обезвреживания нефтезагрязнений дополнительно литифицируется.

Продукт обезвреживания нефтезагрязненных отходов предлагаемым сорбентом представляет собой порошкообразное вещество, состоящее из мельчайших гранул. Каждая частица гранул представляет собой микрокапсулу, внутри которой находится прореагировавшее с компонентами сорбента, углеводороды, заполняющие весь внутренний объем гранулы, включая объем диатомитовых мезопор. Снаружи гранула покрыта прочной карбонатной водонепроницаемой, биологически нейтральной для природной среды оболочкой. Продукты обезвреживания нефтезагрязнений гидрофобны и могут быть использованы в дорожном строительстве, а также при прокладке трубопроводов для их изолирования от почвы.

При уменьшении содержания негашеной извести ниже 81,1 масс.% снижается качество получаемой продукции, а при увеличении более 83,3 масс.% снижается сорбционная емкость сорбента. При снижении содержания диатомита ниже 7,4 масс.% уменьшается сорбционная емкость сорбента, при увеличении более 12,5 масс.% ухудшается качество получаемой продукции. Содержание насыщенных высокомолекулярных углеводородов в пределах 6,4-9,3 масс.% обеспечивает высокие гидрофобные и сорбционные свойства сорбента и продуктов обезвреживания.

Сущность заявляемого изобретения описывается следующим примером.

Для приготовления сорбента в смеситель сначала подают негашеную известь в количестве от 81,1 до 83,3 масс.%, затем при перемешивании постепенно добавляют диатомит, доводя до массового содержания от 7,4 до 12,5 масс.%. После в систему вводят предварительно подогретый до 35°C гидрофобизатор - смесь насыщенных высокомолекулярных углеводородов (нефтепарафины) из расчета 6,4-9,3 масс.%. Смесь тщательно перемешивают до получения однородной массы. Приготовленный сорбент выгружают и расфасовывают в специальную тару.

Для определения оптимального расхода сорбента и его сорбционной емкости после приготовления сорбента в смеситель вводился грунт, содержащий 50 масс.% мазута, из расчета 1,0-2,0 кг на 1 кг сорбента. После в смеситель подают воду для гашения извести и массу перемешивают до полного ее гашения.

Для оценки степени обезвреживания образцы проб переработанного нефтезагрязненного отхода после 48-часовой выдержки обрабатывались водой с получением водной вытяжки, которая анализировалась на химическое потребление кислорода (ХПК) и содержание углеводородов. Максимальная сорбционная емкость определялась при содержании углеводородов в водной вытяжке продуктов обезвреживания менее 1,8 мг/л.

Результаты исследований приведены в таблице.

Как видно из таблицы, сорбционная емкость предлагаемого сорбента почти в 1,7 раза выше по сравнению с прототипом и доходит до 833 г на 1 кг сорбента. Содержание углеводородов в водной вытяжке по предлагаемому варианту существенно ниже, чем в водной вытяжке, полученной по прототипу, и не превышает предельно допустимой концентрации. Результаты исследований свидетельствуют об эффективности очистки и обезвреживания нефтезагрязнений с использованием предлагаемого сорбента.