DE2053309A1

DE2053309A1 - Olsammelpackung und deren Ver wendung

Info

Publication number: DE2053309A1
Application number: DE19702053309
Authority: DE
Inventors: Robert F Lexington Rosen Murray Stoughton Colanen John D Sharon Mass Stierli (V St A )
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1969-11-03
Filing date: 1970-10-30
Publication date: 1971-05-13
Also published as: DE2121334A1

Description

„ _β „ . „ (prio 3ol!_e69~US 875 658

W.R.Grace &Co, a 16557 - 7%2)

62 Whitteraore Avenue

Cambridge, Maee.-A.St.A* Hamburg, 23. Oktober 197$

öl sammelpac kurtg und deren Verwendung

Die Erfindung betrifft ölsömmelpackungen sowie ein ver~ besserte» Verfahren zur Entfernung von öl aus Wasser unter Verwendung der Packungen. Von besonderem Interesse 1st die Erfindung für die Aufnahme von öl, wenn dieses Wass©r> verunreinigt.

Die chemiscne Reinigung von dureh öl verschmutzt em V/asaer,, z.B. mit Hilfe von Detergentien, hat sich als schädlich für die Wasserfauna und -flora erwiesen und wird deshalb nicht mehr bevorzugt.

Die mechanische ölbeseltigung, ζ*Β. mit Hilfe von Pumpen, kann dann befriedigend sein» wenn das öl an der Ausbreitung gehindert werden kann und in einer verhältnismäßig dicken Schicht vorliegt, z.B. innerhalb einer Hafensperre. Selbst in diesem Fall bleibt Jedoch nach dein Aj, _t>i._:t«pen des Öls oder der m&chanlschen Entfernung auf arclsre V/eiao eine (!^schicht Kui'üete, v/eiche für die mechanische

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Beseitigung au dünn ist. Die ölbeseitigung mit Hilfe ine*?/ ., chaniseher Mittel hat somit nur begrenzteAnwendbarHeit un^ ist zur vollständigen (Jlbeseitlgung ungeeignet. ,;. .... \·&λ-

Die Absorption des Öls sait Hilfe von festen Stoffen ist-. ...Ma^ eine andere mögliche Arbeitsweise. Hierbei muß die öl absorbierende Substanz auf die Oberfläche des Wassers aufgebracht werden. Da^ mit Öl imprägnierte Material kann an der Oberfläche schwimme» oder kann absinken» abhängig¹

" von der Natur des Materials und dessen Dichte, Schwimmende Absorptionsmittel vierden aEtschlleßend von der Wasseroberfläche aufgenommen und das absorbierte öl wird entweder verbrannt oder abgetrennt« Gemäß einer■Arbeitsweise findet eine feinteilige pyrogens Kiöselsäure zvx- ölbeseitigung Verwendung, wobei das öl auf der Wasseroberfläche ver- · brannt wird, ohne daß die mit öl vollgöaogene'Kieselsäure von der Wasseroberfläche aufgesammelt wird. Die Gefahren dieser Arbeitsweise sind offensichtlich»und :-i?.ben die An-

^ wendüng auSerst begrenzt, atroh- und Zuckerrohi-rUclcstSnde sind ebeiifalle ©ingesetzt worden, doch. niüB in diesen Fall ." ' das rait öl voligesogene Materiel schnell ton eier Wasseroberflfiohe aufgenommen vrerden» da es sich anderenfalls mit i^Tasa©r vollsaugt und absinkt; darüber hinaus ist die Handhabung dieser Materialien schwierig, d.h. die Lagerung, die Aufbringung auf das Wasser und der Transport -t^nd

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ungünstig und darüber hinaus ist die zur Verfugung stehende Henge begrenzt. Bestimmte preiswerte feinteilige Stoffe, wie Talk, besitzen eine ausreichende Absorptionsfähigkeit. doch vermögen sie häufig nicht das gesamte öl festzuhalten. das sie zunächst absorbieren und sie sinken darüber hinaus manchmal ab, wobei das öl später wieder freigegeben wird,

Manche Stoffe schwimmen an der Oberfläche, z.B. mit Öl vollgesogener expandierter· Perlit oder aufgeblätterter Vermiculit ζ es ist Jedoch ein Problem, das zerstreute Material schnell von der Wasseroberfläche wieder aufzunehmen bevor es das absorbierte öl wieder freigibt.

Eine wesentliche, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dessen Hilfe sich in Wasser gelangtes Ol leicht beseitigen läßt. Darüber hinaus soll das Verfahren es ermöglichen, gegebenenfalls das Öl zurückzugewinnen und einem nützlichen Zweck zuzuführen.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Beseitigung von öl aus Wasser, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man a) auf das Wasser Packungen mit einer niedrigeren spezifischen Dichte als Wasser aufbringt, wobei jede Packung aus einer zumindest teilweise Löcher

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aufweisenden Umhüllung aus einem wasserunlöslichen, nicht polaren Olefinpolymeren und einer Füllung aus felnteiligera, öl absorbierendem festen Material "besteht,

b) das Öl von den Packungen absorbieren läßt und

o) die Packungen von der Wasseroberfläche aufnimmt.

Der Ausdruck "öl" ohne nähere Angaben bezieht sich im vorliegenden Zusammenhang auf beliebige wasserunlösliche organische Flüssigkeiten, während mit dem Ausdruck "Absorption" sowohl eine Absorption als auch eine Adsorption gemeint 1st.

Wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen einmal darin, daß sich die Packungen mit überraschender Leichtigkeit auf dem verunreinigten Wasser auslegen und nach der Absorption des Öls wieder aufnehmen lassen und weiter darin, daß die Packungen sich ganz besonders einfach lagern lassen. Die Packungen gemäß Erfindung können überall dort gelagert werden, wo mit ölVerschmutzungen gerechnet werden muß und Gruppen derselben können auf dem Wasser ausgelegt werden, um überlaufende Ul- mengen zu begrenzen und zu absorbieren, wenn öl übertragen wird, z.B. beim Bunkern oder beim Löschen von Tankern. So können Ketten der Packungen um Bereiche herumgelegt werden, innerhalb derer öl gehandhabt oder umgepumpt wird, so daß

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jede möglicherweise in das Wasser gelangte ölmsnge sofort auf einen überschaubaren Bereich begrenzt und absorbiert wird» Diese Schutzmaßnahmen können selbstverständlich durch die Verwendung einer einfachen mechanischen Hafensperre ergänzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine ölsammelpackung mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 1 aus einer zumindest teilweise Löcher aufweisenden Umhüllung aus (

einem wasserunlöslichen, nicht polaren Olefinpolymeren mit einer Füllung aus feinteiligem, öl absorbierendem festen Material. Die ölSammelpackungen gemäß Erfindung können zur ölbeseitigung verwendet werden, indem man sie auf das Wasser aufbringt, das öl von den Packungen absorbieren läßt und anschließend die Packungen von der Wasseroberfläche wieder aufnimmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei beliebigen Gewässern anwendbar, sei es Salzwasser, Brackwasser oder Süßwasser. Zwar sind für das erfindungsgemäße Verfahren speziell verpackt e_f öl absorbierende Materialien erforderlich, damit die oben angegebenen Vorteile erreicht werden, doch ist das Verfahren auch zusammen oder zusätzlich mit anderen Verfahren zur ölbeseltigung anwendbar, z.B. gemeinsam mit mechanischen Mitteln oder gleichzeitig mit der Verteilung eines losen

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festen Materials auf das Wasser,, Bezüglich der auf diese Weise zu beseitigenden Ölarten ist festzustellen, daß hierzu wie oben bereits erwähnt alle wasserunlöslichen flüssigen organischen Stoffe zu rechnen sindc Diese Flüssigkeiten können tierischen, pflanzlichen oder mineralischen Ursprungs sein. Es kann sich um homogene Produkte oder um natürliche oder synthetische Gemische handeln. Beispiele für erfindungsgemäß zu beseitigende öle sind Erdöl, raffinierte und halbraffinierte Erdölfraktionen sowie Pflanzenöle, wie z.B. Leinsamenöl, Maisöl und Castoröl.

Die für die vorliegende Erfindung geeigneten, Öl absorbierenden Stoffe 3ind Substanzen niedriger Dichte mit einer hohen Oberfläche, welche auf dem Wasser zu schwimmen vermögen, d.h. normalerweise eine spezifische Dichte von weniger als 1 besitzen. Es kann sich um organische oder anorganische Stoffe handeln, welche feinteilig oder faserförraig vorliegen können oder bei denen es sich um offenzellige Schäume oder Flocken handeln kann. Die FUIlmaterialien können von Haus aus oleophil sein oder die Olabsorptionseigenschaften können durch eine geeignete Behandlung erzeugt oder verbessert worden sein. Beispiele für geeignete leichte,öl absorbierende organische Füllmaterialien mit hoher Oberfläche sind Fichtenrinde, gemahlene Maiskolben, Korkspäne, Kaffeemahlabfälle, Sägespäne,

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Holzspäne, kleingehacktes Heu oder Zuckerrohr und andere. Ferner sind auch synthetische organische Substanzen geeignet, z.B. Schäume, Flocken, Perlen oder Pasern oleophiler Materialien wie Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen, Polyurethan U3W.

Erfindungsgemäß geeignete leichte anorganische Stoffe sind u.a. die expandierten oder aufgeblätterten Formen von Perlit , Vermikulit , Ton und Schlacke. Die geeigneten leichten Stoffe können oleophil gemacht werden bzw., die oleophilen Eigenschaften können verstärkt werden, indem man die Teilchen oder Fasern mit wasserunlöslichen Stoffen in herkömmlicher Weise, z.B. nach den in den USA-Patentschriften 1 972 390, 2 824 022, 5 010 84o und anderen beschriebenen Verfahren coatet. In der Regel wird das zu beschichtende Material zunächst falls erforderlich expandiert und dann mit einer thermoplastischen Verbindung in Emulsion,Lösungin. der Dampf phase oder in feinteiliger Form vermischt. Die dabei Anwendung findende Hitze kann aus der Expandierungsstufe stammen oder erst während der Beschichtungsstufe zugeführt werden, was u.a. von der Art und dem Zustand des ausgewählten Beschichtungsmaterials abhängt. Geeignete Beschichtungsstoffe, welche die ölabsorptionsfähigkeit der erfindungsgemäß verwendeten Füllstoffe erhöhen, sind u.a. Thermoplasten, z.B. alle Arten von

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bituminösen Stoffen, wie Asphalt, PR-Harze , Kohlenteerpech oder Tallölpech sowie Wachse, Metallseifen, Silikone, bestimmte in situ gebildete Phenolaldehydharze und andere ähnliche wasserunlösliche Ol absorbierende Stoffe, welche sich als Beschichtung aufbringen lassen. Die bevorzugten öl absorbierenden Stoffe für die erfindungsgemäßen Olsammelpackungen sind aufge blätterter oder expandierter Perlit oder Vermikulit mit einer Bitumenbeschlchtung« Das am meisten bevorzugte Absorptionsmaterial ist ein mit Asphalt überzogener aufgeblätterter Vermikulit , welcher annähernd die sechsfache Menge seines eigenen Gewichts an Ol zu absorbieren vermag.

Von großer Bedeutung ist' das Material, in das die leichten, öl absorbierenden Stoffe erfindungsgemäß gepackt werden. Es wurde nämlich gefunden, daß die verwendbaren Stoffe nur solche sind, die in Gegenwart von öl oder Wasser nicht gelöst und nicht geschwächt werden und welche den Durchtritt des Öls vom Wasser zu der Füllung nicht behindern. Unter "Füllung" wird hierbei stets das öl absorbierende feste Material verstanden.

Stoffe, welche von Wasser leicht "benetzt" werden, sind ungeeignet. Im allgemeinen wird hierdurch die Wahl auf

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Polymere beschränkt, die wasserunlöslich und im wesentlichen frei von polaren Gruppen sind, nämlich Polyäthylen und einige wenige andere nahe verwandte Materialien, wie Polypropylen und die anderen nicht polaren wasserunlöslichen Olefinhomo- oder -copolymeren.

Mindestens ein Teil der Umhüllung ist mit Durchtrittsöffnungen ausgestattet, d.h. die Umhüllung ist mit einer großen Zahl von öffnungen versehen, die so klein sind, daß ein Austreten der Füllung verhindert wird, Diese öffnungen können durch Perforieren einer freien Folie durch Erhitzen oder mit Hilfe mechanischer Mittel erhalten werden. Die Löcher können verhältnismäßig nahe beieinander angeordnet sein, wobei es nur wichtig ist zu beachten, daß das Umhüllungsmaterial fest genug bleibt, um die Füllung zusammenzuhalten und der Handhabung während der ölbeseitigung gewachsen zu sein. Folienstärken von etwa I50 /Um sind bevorzugt. Es ist weiterhin möglich, festere Packungen zu erhalten und gleichzeitig weniger Verpackungsmaterial zu verwenden, wenn man gewebte oder mattenförmige Produkte, beispielsweise aus Polyäthylen- oder Polypropylenfasern oder -strängen verwendet. Mit Vorteil kann auch ein Polyäthylensieb eingesetzt werden. Wie bei der Folie kann dabei die Größe des offenen Bereiches starken Schwankungen unterliegen, da sie lediglich von der Teilchengröße der

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Füllung und der Festigkeit der Packungen abhängt„ Mehrere handelsübliche "faserförmige" Produkte dieser Art stehen zur Verfügung, z.B. Gewebe aus Polyäthylen hoher Dichte, "spinnverbundene'¹ vliesartige perforierte Polyäthylenmatten, Polyäthylensiebe mit beispielsweise einer Siebzahl von 8 mesh oder Polypropylenreissäcke.

Das für einen bestimmten Anwendungszweck ausgewählte durchlässige Material wird zu Behältern oder Beuteln geformt, welche mit dem ölabsorbierenden Material gefüllt und anschließend verschlossen werden. DiePorm der Behälter ist nicht wesentlich, obgleich in bestimmten Fällen eine besondere Gestalt bevorzugt sein kann. Im allgemeinen ist ein Behälter von der Gestalt eines "Sandsackes" recht günstig. In bestimmten Fällen kann es bevorzugt sein, lange Polyolefinschläuche zu verwenden, welche gerade oder gekrümmt sein können und welche nur an einer Seite perforiert sind. Wenn derartige Gebilde auf Wasser ausgelegt werden, können sie mit nach vorne zeigenden P Löchern geschleppt werden, um auf diese Weise mit Leichtigkeit das oben schwimmende öl einzufangen. Eine Anzahl einzelner Behälter kann zu einer Gruppe zusammengebunden werden, z.B. in Form einer Schwimmsperre, um das Heraushieven aus dem Wasser nach der Sättigung mit öl zu erleichtern. Zur weiteren Erleichterung für diese Einsatzart können die einzelnen Packungen mit verstärkten Augen oder

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anderen Mitteln versehen v/erden, mit deren HiLlx'e sie untereinander verbunden werden können. Aus den vorstehenden Überlegungen ergibt sich ohne weiteres, daß eine große Anzahl verschiedener Packungsgestalten und -größen möglich ist, und daß auch die Anzahl und die Vorteilung der Perforierungen oder Löcher r-ieht festgelegt ist.

Der Wert der vorliegenden Erfindung wird insbesondere dadurch erhöht, daß auf diese Weise in Wasser gelangtes ' öl auf besonders einfache Art beseitigt werden kann. Dies wird erreicht, indem man die durchlässigen Absorptionsmittelpackungen auf die Wasseroberfläche wirft und sie nach Absorbieren des Öls wieder einsammelt. Wie bereits erwähnt können die Packungen in verschiedener V/eise angeordnet sein* Sie können solange auf dem V/asser liegengelassen werden, bis sie gesättigt sind oder sie können abgeschleppt werden, um die Absorption zu beschleunigen. Das in den Packungen absorbierte öl kann auf verschiedene | an sich bekannte Weise weiterverarbeitet werden. Das öl kann auf herkömmliche Weise, z.B» durch Extraktion. Filtration, Destillation, Auspressen oder dergleichen zurückgewonnen oder durch Verbrennen oder Vergraben vernichtet werden. Auf jeden Fall ist beachtenswert, daß alle diese Möglichkeiten für die endgültige Beseitigung

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des gesammelten Öls im Rahmen der Erfindung leichter anwendbar sind, weil das ausgel aufene öl wesentlich wirksamer als bislang möglich gesammelt wird»

Zur Erläuterung der Erfindung sollen die nachfolgenden Beispiele dienen:

Beispiel 1

Aufgeblätterter Vermikulit Nr. 5 (ASIM-Klassifizierung C-29) mit einer Dichte von ungefähr O_f115 g/cm-⁵ wurde mit Asphalt (Penetration 50 bis 60) beschichtet, indem der heiße expandierte Vermikulit wie in der USA-Patentschrift 2 824 022 beschrieben mit einer wässrigen Asphaltemulsion behandelt wurde. Das beschichtete Material wurde in Polyäthylenbeutel der Größe 91 3t 46 χ 15 cm gepackt, worauf die Beutel verschlossen und an jedem Ende mit einem Augenring versehen wurden, um sie zusammenbinden zu können. Die Beutel bestanden aus einem Polyäthylenstoff mit willkürlich verteilten dünnen fortlaufenden Fasern aus Polyäthylen hoher Dichte, welche durch Hitze und Druck aneinander haften und eine Bahn bilden, welche anschließend perforiert worden war, und

zwar mit etwa 4 Löchern von 0,79 mm Durchmesser Je cm Diese gegebenenfalls zusammengebundenen Beutel werden auf

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ein mit Roherdöl (z„B. Sweden Light Refrugio Rohöl) bedecktes Gewässer geworfen. Das öl wird von den Beuteln schnell absorbiert, wobei je Gewichtsteil Vermiculit etwa 5 Gewichtsteile öl aufgenommen vjsraen. Die mit öl vollgesogenen Beutel werden für die weitere Aufarbeitung aus dem Wasser herausgehievt.

In gleicher Weise, jedoch aus Nylon, "Saran" oder Baumwolle hergestellte Beutel versagen, weil keine riisrlcliche ölraenge an den beschichteten Vermlkulxt liegengelassen wirdο ι

Beispiel 2

Gemäß dieser Ausführungsform wurde expandierter Perlit verwendet, der eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,79 bis 2,j58 mm im Durohmesser aufwies. Die Beschichtung erfolgte, indem die Teilchen mit Tallölpech bedampft wurden. Der beschichtete Perlith wurde in ein 12 mesh Netz aus Polypropylen mit einem Materialgewicht von 5*7 m /kg verpackt und die Packungen wurden auf ein mit Maisöl bedecktes Gewässer geworfen. Das öl wurde von den Packungen schnell absorbiert, und zwar in einer M-snge von mehr als 5 Gewichtsteilen öl Je Gewichtsteil Perlit -, Die mit öl gesättigten Packungen wurden für die Wiedergewinnung des Öls aus dem Wasser gezogen.

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Claims

~ 14 Patentansprüche

1. Olsammelpackung nit einem spezifischen Gewicht von weniger als 1, gekennzeichnet durch eine zumindest teilweise Löcher aufweisende Umhüllung aus einem wasserunlöslichen, nicht polaren Olefinpolymeren mit einer Füllung aus feinteiligem, öl absorbierendem festen Material.

2· Packung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi die Löcher aufweisende Umhüllung ein lose gewebter Stoff, eine perforierte Matte, ein Netz oder eine perforierte Polie ist.

3. Packung gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Material mit einer wasserunlöslichen oleophllen Substanz beschichtet ist.

4. Packung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Material eine Bitumenbeschichtung aufweist.

5· Packung gemäß den Ansprüchen 5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Material aus expandiertem Perlit oder aufgeblättertem Vermikulit besteht.

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6» Eine miteinander verbundene Gruppe von Packungen gemäß den vorhergehender- Ansprüchen«.

Verfahren zur Beseitigung von öl in Vasssr. dadurch gekennzeichnet, daß man ε·.) uli2f&i\r&lps.QkiinfS.&A gersfiß den Ansprüchen 1 bis 6 auf <3ie V^s^fcr^bsv'f lache bringt,

b) das öl von den Packungen absorbieren ISSt und

c) die Packungen aus dem V/asser hebt,

8, J Verfahren zum Beseitigen von öl in Wasser, dadui'ch gekennzeichnet, daß man &.) auf die Wasseroberfläche Packungen aufbringt, deren spezifisches Gewicht niedriger als das des Wassers ist, wobei jede Packung aus einer zumindest teilweise Lf3chsr aufweisenden Umhüllung aus einem wasserunlöslichen nicht polaren Clef !',!polymeren und einer Füllung aus feinteligens«, öl absorbierendem festen Katerial beateht, b) el? 3 öl von clev» i'ackun^en absorbieren X'dBt und o) dia Packungen aus ds-üi V.'aaser hievt.

9» Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher aufweisende Umhüllung aus einem wasserunlöslichen, nicht polaren Olefinpolymeren hergestellt ist,

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