EA031634B1 - Смесь для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды и способ её использования - Google Patents

Смесь для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды и способ её использования Download PDF

Info

Publication number
EA031634B1
EA031634B1 EA201650061A EA201650061A EA031634B1 EA 031634 B1 EA031634 B1 EA 031634B1 EA 201650061 A EA201650061 A EA 201650061A EA 201650061 A EA201650061 A EA 201650061A EA 031634 B1 EA031634 B1 EA 031634B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
oil
water
petroleum
microgel
collecting
Prior art date
Application number
EA201650061A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201650061A1 (ru
Inventor
Андрей Александрович ЕЛАГИН
Максим Анатольевич МИРОНОВ
Илья Дмитриевич ШУЛЕПОВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НПО БиоМикроГели"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НПО БиоМикроГели" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НПО БиоМикроГели"
Publication of EA201650061A1 publication Critical patent/EA201650061A1/ru
Publication of EA031634B1 publication Critical patent/EA031634B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/32—Materials not provided for elsewhere for absorbing liquids to remove pollution, e.g. oil, gasoline, fat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B01J20/28007—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size with size in the range 1-100 nanometers, e.g. nanosized particles, nanofibers, nanotubes, nanowires or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016—Particle form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28047—Gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Removal Of Floating Material (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к области органической химии и может быть использована для сбора пленок нефти, масел, мазута, топлив, углеводородов и других нефтепродуктов с целью очистки поверхности воды, а также для очистки загрязненных нефтью или нефтепродуктами водных потоков. Вещество для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды включает природный полимер, причем дополнительно содержит биоразлагаемое поверхностно-активное вещество в виде водного раствора с концентрацией не менее 0,1 г/л, а в качестве природного полимера содержит микрогели полисахаридов массой от 20000 до 200000 Да и размером частиц от 50 до 600 нм в виде водного раствора с концентрацией не менее 0,2 г/л, при этом соотношение микрогелей полисахаридов к биоразлагаемому поверхностно-активному веществу составляет от 12:1 до 2:1. Способы сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды включают обработку поверхности пленки нефти или нефтепродуктов реагентом с последующим сбором продукта их взаимодействия. В качестве реагента берут микрогели полисахаридов массой от 20000 до 200000 Да и размером частиц от 50 до 600 нм. При этом согласно первому варианту перед или после распыления реагента пленку нефти или нефтепродуктов или ее часть обрабатывают биоразлагаемым поверхностно-активным веществом или согласно второму варианту реагент предварительно смешивают с биоразлагаемым поверхностно-активным веществом до соотношения микрогелей полисахаридов к биоразлагаемому поверхностно-активному веществу от 12:1 до 2:1. Технический результат заключается в снижении удельного расхода реагентов, используемых в процессе сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, в повышении поверхностно-активных свойств реагентов, а также снижении остаточного количества этих реагентов в воде.

Description

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ (45) Дата публикации и выдачи патента
2019.01.31 (21) Номер заявки
201650061 (22) Дата подачи заявки
2015.06.09 (51) Int. Cl. С09К3/32 (2006.01) C02F1/56 (2006.01) Е02В15/04 (2006.01)
C02F101/32 (2006.01) (54) СМЕСЬ ДЛЯ СБОРА НЕФТИ ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ И СПОСОБ ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (31) 2014124090 (32) 2014.06.11 (33) RU (43) 2017.05.31 (86) PCT/RU2015/000358 (87) WO 2015/190951 2015.12.17 (71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НПО БИОМИКРОГЕЛИ (RU) (72) Изобретатель:
Елагин Андрей Александрович, Миронов Максим Анатольевич, Шулепов Илья Дмитриевич (RU) (74) Представитель:
Левкин А.Ю. (RU)
031634 Bl (56) RU-A-2002129150 RU-C1-2514645 US-B2-7229952 RU-C1-2492905 RU-C1-2087422
031634 В1
(57) Группа изобретений относится к области органической химии и может быть использована для сбора пленок нефти, масел, мазута, топлив, углеводородов и других нефтепродуктов с целью очистки поверхности воды, а также для очистки загрязненных нефтью или нефтепродуктами водных потоков. Вещество для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды включает природный полимер, причем дополнительно содержит биоразлагаемое поверхностно-активное вещество в виде водного раствора с концентрацией не менее 0,1 г/л, а в качестве природного полимера содержит микрогели полисахаридов массой от 20000 до 200000 Да и размером частиц от 50 до 600 нм в виде водного раствора с концентрацией не менее 0,2 г/л, при этом соотношение микрогелей полисахаридов к биоразлагаемому поверхностно-активному веществу составляет от 12:1 до 2:1. Способы сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды включают обработку поверхности пленки нефти или нефтепродуктов реагентом с последующим сбором продукта их взаимодействия. В качестве реагента берут микрогели полисахаридов массой от 20000 до 200000 Да и размером частиц от 50 до 600 нм. При этом согласно первому варианту перед или после распыления реагента пленку нефти или нефтепродуктов или ее часть обрабатывают биоразлагаемым поверхностноактивным веществом или согласно второму варианту реагент предварительно смешивают с биоразлагаемым поверхностно-активным веществом до соотношения микрогелей полисахаридов к биоразлагаемому поверхностно-активному веществу от 12:1 до 2:1. Технический результат заключается в снижении удельного расхода реагентов, используемых в процессе сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, в повышении поверхностно-активных свойств реагентов, а также снижении остаточного количества этих реагентов в воде.
Группа изобретений относится к области органической химии и может быть использована для сбора пленок нефти, масел, мазута, топлив, углеводородов и других нефтепродуктов с целью очистки поверхности воды, а также для очистки загрязненных нефтью или нефтепродуктами водных потоков.
Известно вещество для сбора нефти или нефтепродуктов с водной поверхности при аварийных разливах в виде сорбирующего средства, причем в качестве сорбирующего средства используют гидролизный лигнин с влажностью 8-15% [патент RU 2033389, C02F 1/40, E02B 15/04, 15.07.1991].
Недостатком известного вещества является его высокий расход при обработке тонких пленок нефти с целью их сбора с поверхности воды.
В качестве прототипа было выбрано вещество для сорбции нефти, нефтепродуктов с поверхностей воды и почвы в виде сорбента на основе поливинилхлорида, причем в качестве сорбента содержит полистирол, полипропилен, полиэтилен, их сополимеры в любом молекулярном соотношении с полидисперсностью частиц 5-200 мкм [заявка № RU 94030825, МПК E02B 15/04, C02F 1/28, 18.08.1994].
Недостатком известного вещества является то, что оно не разлагается в естественных условиях и представляет опасность для живых организмов в процессе его использования для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.
Общим недостатком известных веществ является сложность их нанесения на поверхность нефтяных пятен большой площади без значительных потерь реагента в процессе их использования для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды. Кроме того, известные вещества в процессе очистки остаются в толще воды, таким образом нанося вред окружающей среде, и имеют низкие поверхностноактивные свойства.
Известен способ сбора нефти или нефтепродуктов с водной поверхности при аварийных разливах, включающий равномерное нанесение на нефтяное пятно сорбирующего средства на основе отходов переработки древесины, впитывание нефти или нефтепродуктов с последующим извлечением полученного пласта с водной поверхности механическими средствами, причем с целью повышения эффективности процесса сбора и удешевления способа в качестве сорбирующего средства используют гидролизный лигнин с влажностью 8-15% при объемном расходе его 15-35% от объема разлитых нефти или нефтепродуктов [патент RU 2033389, C02F 1/40, E02B 15/04, 15.07.1991].
Недостатками данного способа являются сложность нанесения сорбирующего средства на поверхность нефтяного пятна, а также высокий расход сорбента при обработке тонких пленок нефти.
Известен способ сбора с поверхности воды разливов нефти, включающий распыление ферромагнитного абсорбента и сбор абсорбента с нефтью, причем собранную с поверхности смесь воды, нефти и абсорбента прокачивают через намагничивающее устройство, включающее магнитные пластины с антифрикционным покрытием, и далее через турбулизатор, в котором осуществляется коагуляция ферромагнитных частиц абсорбента, и далее укрупненные агломераты абсорбента с нефтью отделяются от воды [патент RU 2466238, E02B 15/04, C02F 1/48, 12.05.2011].
Недостатками данного способа являются сложность исполнения метода, использование специального оборудования для сбора нефти с поверхности воды.
В качестве прототипа выбран способ сорбции нефти, нефтепродуктов с поверхностей воды и почвы, включающий напыление сорбента на основе поливинилхлорида с последующим сбором нефти, причем с целью увеличения избирательности и эффективности сорбции в качестве сорбента используют полистирол, полипропилен, полиэтилен, их сополимеры в любом молекулярном соотношении с полидисперсностью частиц 5-200 мкм [заявка № RU 94030825, МПК E02 B15/04, C02F 1/28, 18.08.1994]. Недостатком данного способа является унос мелкодисперсных частиц потоками воздуха и вторичное загрязнение ими окружающей среды, так как данные полимеры не разлагаются в естественных условиях и представляют опасность для живых организмов.
Общим недостатком известных способов является использование твердых сорбентов, которые трудно наносить на поверхность нефтяных пятен большой площади без значительных потерь реагента, а также то, что используемые в процессе сбора реагенты остаются в толще воды и наносят вред окружающей среде и имеют низкие поверхностно-активные свойства.
Задачей заявляемой группы изобретений является повышение эффективности сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды с одновременным повышением экологической безопасности данного процесса.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая группа изобретений, заключается в снижении удельного расхода реагентов, используемых в процессе сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, в повышении поверхностно-активных свойств реагентов, а также снижении остаточного количества этих реагентов в воде.
Сущность группы изобретений заключается в следующем.
Смесь для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды содержит водный раствор природного полимера. В отличие от прототипа смесь содержит биоразлагаемое поверхностно-активное вещество, концентрация которого составляет не менее 0,1 г/л, в качестве природного полимера содержит микрогель полисахарида массой от 20000 до 200000 Да и размером частиц от 50 до 600 нм, концентрация которого составляет не менее 0,2 г/л, при этом соотношение микрогеля полисахарида к биоразлагаемому
- 1 031634 поверхностно-активному веществу составляет от 12:1 до 2:1.
Способ сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды включает обработку пленки нефти или нефтепродуктов реагентом, содержащим природный полимер, с последующим сбором продукта их взаимодействия. В отличие от прототипа пленку нефти или нефтепродуктов обрабатывают смесью, которая содержит биоразлагаемое поверхностно-активное вещество, концентрация которого составляет не менее 0,1 г/л, микрогель полисахарида массой от 20000 до 200000 Да и размером частиц от 50 до 600 нм, концентрация которого составляет не менее 0,2 г/л, при этом соотношение микрогеля полисахарида к биоразлагаемому поверхностно-активному веществу составляет от 12:1 до 2:1.
Микрогель представляет собой коллоидный раствор с частицами диаметром 0,01-1 мкм, которые способны набухать в растворителях из-за электростатического или стерического отталкивания между заряженными группами. Они образуются в результате направленной полимеризации мономеров или pHинициированной нейтрализации растворов синтетических или природных полимеров, несущих карбоксильные или аминогруппы. К микрогелям полисахаридов, используемым в данной группе изобретений, относятся коллоидные растворы природных полисахаридов: низкозамещенная (<40%) карбоксиметилцеллюлоза и ее соли с алифатическими аминами (бутиламин, бензиламин, этилендиамин, гексаметилендиамин); хитозан со степенью деацетилирования 90-97%; пектиновые вещества с остаточным количеством метоксигрупп <25%. Молекулярная масса продуктов может варьироваться в пределах от 20000 до 200000 Да, при этом высокомолекулярные (более 200000 Да) и низкомолекулярные (менее 20000 Да) производные полисахаридов не применимы для данной технологии. Микрогели полисахаридов, используемые в данной группе изобретений, могут быть получены путем физической ассоциации или химической сшивки. Для получения более устойчивых в течение длительного времени микрогелей полисахаридов применяют химическую сшивку полимерных цепей полисахаридов с помощью ангидридов и активированных эфиров дикарбоновых кислот, диизоцианидов, диизоцианатов и других сшивающих агентов. Диаметр химически сшитых частиц микрогеля полисахарида варьируется в пределах 50-600 нм. Опытные данные показывают, что минимальная концентрация микрогеля полисахарида в смеси должна быть не менее 0,2 г/л. При этом использование более концентрированных растворов обеспечивает гарантированный эффект, однако это приводит к большему расходу микрогеля полисахарида.
В качестве поверхностно-активных веществ в заявляемой группе изобретений используют биоразлагаемые соединения, что обеспечивает экологическую безопасность данной технологии. Примерами биоразлагаемых поверхностно-активных веществ являются производные циклических ацеталей, алкилглюкозиды, сложные эфиры холина и жирных кислот, эфиры бетаина, фосфатные эфиры жирных спиртов. Минимальная концентрация поверхностно-активного вещества в водном растворе должна обеспечивать стягивание нефтяной пленки или пленки от нефтепродуктов и способствовать уменьшению площади пятна нефти или нефтепродуктов. Это свойство зависит от величины поверхностного натяжения на границе воздух-вода. Опытные данные показывают, что для большинства поверхностно-активных веществ стягивание нефтяной пленки или пленки от нефтепродуктов достигается при концентрации не менее 0,1 г/л.
Заявляемая группа изобретений может быть применена для сбора любого вида масел, которые не смешиваются с водой и имеют плотность выше, чем у воды. Такие масла образуют пленки на поверхности воды, которые могут быть собраны с помощью заявляемой смеси. При этом с точки зрения практического значения наиболее перспективным является применение заявляемой группы изобретений для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды.
В сочетании с микрогелями на основе карбоксиметилцеллюлозы предпочтительно используют как анионные, так и катионные биоразлагаемые поверхностно-активные вещества. В сочетании с микрогелями на основе хитозана предпочтительно используют катионные биоразлагаемые поверхностно-активные вещества, а в сочетании с микрогелями на основе пектиновых веществ предпочтительно используют неионогенные и анионные биоразлагаемые поверхностно-активные вещества.
Совокупное использование микрогеля полисахарида с поверхностно-активным веществом при сборе нефти или нефтепродуктов с поверхности воды позволяет добиться одновременного стягивания пленки нефти или нефтепродуктов, что уменьшает ее площадь, а также капсулирования нефти или нефтепродуктов, что предотвращает повторное их растекание на поверхности воды. Таким образом, совокупное использование микрогеля полисахаридов и поверхностно-активного вещества позволяет получить синергетический эффект. Поверхностно-активные вещества проявляют высокое сродство к поверхности раздела фаз и снижают поверхностное натяжение на границе вода-воздух, в то же время микрогели полисахаридов имеют высокое сродство к нефти и нефтепродуктам, за счет чего формируется вязкая пленка на их поверхности. Вместе эти эффекты приводят к формированию устойчивых капель нефти или нефтепродуктов и их агломератов на поверхности воды, которые образуют желеобразную массу, пригодную для сбора и извлечения с поверхности воды. Таким образом, достигается повышение поверхностноактивных свойств реагентов, используемых в процессе сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, и уменьшается удельный расход микрогелей полисахаридов и биоразлагаемых поверхностноактивных веществ. Это приводит к повышению эффективности сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды. Использование микрогелей полисахаридов в отдельности от поверхностно-активных
- 2 031634 веществ и использование поверхностно-активных веществ в отдельности от микрогелей полисахаридов является менее эффективным, так как распыление микрогелей полисахаридов не приводит к стягиванию нефтяных пленок, а при использовании поверхностно-активных веществ образующиеся линзы и капли растекаются вновь по поверхности воды через 10-15 мин из-за падения концентрации поверхностноактивных веществ на поверхности воды и его взаимодействия с нефтью.
Соотношение микрогеля полисахарида и биоразлагаемого поверхностно-активного вещества в смеси должно находиться в диапазоне от 12:1 до 2:1. Верхняя граница диапазона обусловлена необходимостью связывания поверхностно-активного вещества микрогелем полисахарида, если соотношение микрогеля полисахарида и биоразлагаемого поверхностно-активного вещества в смеси будет выше 2:1, избыток поверхностно-активного вещества будет растворяться в воде в виде мицелл и загрязнять окружающую среду. Нижняя граница диапазона соотношения микрогеля полисахарида и биоразлагаемого поверхностно-активного вещества в смеси обусловлена необходимостью стягивать нефтяную пленку на поверхности воды, если соотношение микрогеля полисахарида и биоразлагаемого поверхностноактивного вещества в растворе будет ниже соотношения 12:1, эффективность поверхностно-активного вещества падает и площадь пленки нефти или нефтепродуктов уменьшается незначительно.
Смесь распыляют при помощи специального устройства (брандспойт, распылитель) или наносятся в виде пены непосредственно на поверхность пленки нефти или нефтепродуктов. После обработки пленки нефти или нефтепродуктов смесью границы пленки ограждаются посредством сеток или бонов. Кроме того, ограждение пленки нефти или нефтепродуктов может достигаться за счет оконтуривания ее с помощью сеток или бонов, заранее обработанных микрогелем полисахарида и/или поверхностноактивным веществом, при этом их свойства проявляются непосредственно при введении сетки или бона в воду. После обработки пленки нефти или нефтепродуктов смесью осуществляют сбор нефти или нефтепродуктов при помощи насосов, сеток или скиммеров. При этом используются стандартные приемы сбора, эффективность которых возрастает за счет того, что после взаимодействия с микрогелем полисахарида нефть находится в капсулированном состоянии, она не растекается и не налипает на поверхности оборудования для сбора.
Заявляемая группа изобретений по сравнению с прототипами характеризуется рядом новых существенных признаков, обеспечивающих достижение нового технического результата, - снижение удельного расхода реагентов, используемых в процессе сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, повышение поверхностно-активных свойств реагентов, а также снижение остаточного количества этих реагентов в воде.
Сравнение заявляемой группы изобретений с прототипами позволяет сделать вывод о их соответствии критерию новизна.
Ни микрогели полисахаридов, ни их смеси с биоразлагаемыми поверхностно-активными веществами ранее не применялись для сбора пленок нефти или нефтепродуктов с поверхности воды. Использование биоразлагаемого поверхностно-активного вещества в сочетании с микрогелем полисахарида позволяет избежать разбиения нефти на мелкие частицы и распространение их в толще воды. Уменьшение остаточного количества используемых реагентов в воде позволяет повысить экологичность процесса сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды. Кроме того, заявляемые технические решения позволяют значительно повысить эффективность сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды за счет одновременного уменьшения площади пленки и перевода нефти в капсулированное состояние.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию изобретательский уровень.
Заявляемые технические решения могут быть успешно использованы при ликвидации разливов нефти или нефтепродуктов на поверхности воды. Заявляемая смесь может быть изготовлена и использована с помощью известных средств и методов, в реальных условиях с использованием известных материалов и веществ. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых решений критерию промышленная применимость.
Заявляемая смесь и способ характеризуются следующими примерами реализации.
Пример 1.
Сбор пленки сырой нефти с поверхности воды с помощью смеси физически ассоциированного микрогеля на основе хитозана и анионного ПАВ.
Хитозан (1 г) со степенью деацетилирования 95% и молекулярным весом от 60 до 200000 Да растворяли в 1 л 0,01 М соляной кислоты. К этому раствору добавляли раствор гидроксида натрия 0,05 М до pH 7,5. К полученному раствору микрогеля хитозана (1,2 г/л) добавляли раствор анионного ПАВ (цетилфосфат) с концентрацией 0,1 г/л и полученную смесь использовали для обработки пленки нефти, при этом соотношение микрогеля полисахарида и поверхностно-активного вещества в смеси составляло 12:1. Смесь распыляли над пленкой нефти в бассейне. При этом наблюдалось одновременное стягивание нефтяной пленки и появление гелевых образований на поверхности капель нефти, что приводило к формированию агломератов, которые собирались при помощи мелкоячеистой сети.
Пример 2.
Сбор пленки сырой нефти с поверхности воды с помощью смеси физически ассоциированного мик
- 3 031634 рогеля на основе соли карбоксиметилцеллюлозы и катионного ПАВ.
Натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (20 г) со степенью замещения по карбоксиметильным группам в пределах 15-50% и молекулярным весом от 30 до 120000 растворяли в 1 л воды. К этому раствору добавляли концентрированный раствор соляной кислоты до кислой pH 3-4 реакции. Полученный раствор микрогеля карбоксиметилцеллюлозы разбавляли водой в десять раз до получения концентрации 0,6 г/л. К раствору микрогеля карбоксиметилцеллюлозы добавляли водный раствор катионного ПАВ (пальмитоилхолин) с концентрацией 0,1 г/л и полученную смесь использовали для обработки пленки нефти, при этом соотношение микрогеля полисахарида и поверхностно-активного вещества в готовой смеси составляло 6:1. Готовую смесь распыляли над пленкой нефти в бассейне. При этом наблюдалось одновременное стягивание нефтяной пленки и появление гелевых образований на поверхности капель нефти, что приводило к формированию агломератов размером 2-3 см, которые собирались с помощью мелкоячеистой сети.
Пример 3.
Сбор пленки сырой нефти на поверхности воды с помощью смеси физически ассоциированного микрогеля на основе соли карбоксиметилцеллюлозы и катионного ПАВ, используемой в виде пены.
Натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (20 г) со степенью замещения по карбоксиметильным группам в пределах 15-50% и молекулярным весом от 30 до 120000 растворяли в 1 л воды. К этому раствору добавляли концентрированный раствор соляной кислоты до кислой pH 3-4 реакции. Полученный раствор микрогеля карбоксиметилцеллюлозы разбавляли водой в десять раз до получения концентрации 0,4 г/л. К раствору микрогеля карбоксиметилцеллюлозы добавляли катионный ПАВ (пальмитоилхолин) до концентрации 0,2 г/л и полученную смесь использовали для обработки пленки нефти, при этом соотношение микрогеля полисахарида и поверхностно-активного вещества в готовой смеси составляло 2:1. Смесь наносили в виде пены по контуру пленки нефти в бассейне. При этом наблюдалось одновременное стягивание нефтяной пленки и появление гелевых образований на поверхности капель нефти, что приводило к формированию агломератов размером 2-3 см, которые были собраны с помощью мелкоячеистой сети.
Заявляемая группа изобретений позволяет решить поставленную задачу и обеспечивает получение технического результата - снижение удельного расхода реагентов до 1-5 мл раствора на 1 м2 (в 10-25 раз ниже ближайших аналогов), повышение поверхностно-активных свойств реагентов в 10-15 раз, а также позволяет снизить остаточное количество используемых реагентов в воде до минимальной концентрации, при которой реагенты не оказывают негативного воздействия на окружающую среду.

Claims (8)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Смесь для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, содержащая водный раствор природного полимера, отличающаяся тем, что содержит биоразлагаемое поверхностно-активное вещество, концентрация которого составляет не менее 0,1 г/л, в качестве природного полимера содержит микрогель полисахарида массой от 20000 до 200000 Да и размером частиц от 50 до 600 нм, концентрация которого составляет не менее 0,2 г/л, при этом соотношение микрогеля полисахарида к биоразлагаемому поверхностно-активному веществу составляет от 12:1 до 2:1.
  2. 2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве микрогеля полисахарида содержит микрогель на основе карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве биоразлагаемого поверхностно-активного вещества содержит анионное или катионное биоразлагаемое поверхностно-активное вещество.
  3. 3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве микрогеля полисахарида содержит микрогель на основе пектиновых веществ, а в качестве биоразлагаемого поверхностно-активного вещества содержит неионогенное или анионное биоразлагаемое поверхностно-активное вещество.
  4. 4. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве микрогеля полисахарида содержит микрогель на основе хитозана, а в качестве биоразлагаемого поверхностно-активного вещества содержит катионное биоразлагаемое поверхностно-активное вещество.
  5. 5. Способ сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, включающий обработку пленки нефти или нефтепродуктов реагентом, содержащим природный полимер, с последующим сбором продукта их взаимодействия, отличающийся тем, что пленку нефти или нефтепродуктов обрабатывают смесью, которая содержит биоразлагаемое поверхностно-активное вещество, концентрация которого составляет не менее 0,1 г/л, микрогель полисахарида массой от 20000 до 200000 Да и размером частиц от 50 до 600 нм, концентрация которого составляет не менее 0,2 г/л, при этом соотношение микрогеля полисахарида к биоразлагаемому поверхностно-активному веществу составляет от 12:1 до 2:1.
  6. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве микрогеля полисахарида используют микрогель на основе карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве биоразлагаемого поверхностно-активного вещества используют анионное или катионное биоразлагаемое поверхностно-активное вещество.
  7. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве микрогеля полисахарида используют микрогель на основе пектиновых веществ, а в качестве биоразлагаемого поверхностно-активного вещества используют неионогенное или анионное биоразлагаемое поверхностно-активное вещество.
    - 4 031634
  8. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве микрогеля полисахарида используют микрогель на основе хитозана, а в качестве биоразлагаемого поверхностно-активного вещества используют катионное биоразлагаемое поверхностно-активное вещество.
EA201650061A 2014-06-11 2015-06-09 Смесь для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды и способ её использования EA031634B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014124090/13A RU2550425C1 (ru) 2014-06-11 2014-06-11 Способ сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды (варианты)
PCT/RU2015/000358 WO2015190951A1 (ru) 2014-06-11 2015-06-09 Вещество для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды и способ его использования (варианты)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201650061A1 EA201650061A1 (ru) 2017-05-31
EA031634B1 true EA031634B1 (ru) 2019-01-31

Family

ID=53293980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201650061A EA031634B1 (ru) 2014-06-11 2015-06-09 Смесь для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды и способ её использования

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10550301B2 (ru)
EP (1) EP3156470B1 (ru)
CA (1) CA2951633C (ru)
DK (1) DK3156470T3 (ru)
EA (1) EA031634B1 (ru)
ES (1) ES2901141T3 (ru)
HR (1) HRP20211964T1 (ru)
HU (1) HUE057131T2 (ru)
LT (1) LT3156470T (ru)
PL (1) PL3156470T3 (ru)
PT (1) PT3156470T (ru)
RU (1) RU2550425C1 (ru)
WO (1) WO2015190951A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2628881C2 (ru) * 2015-12-17 2017-08-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" Гидролизуемая кислотой композиция, включающая частицы микрогеля, для доставки лекарств в живые организмы и способ ее получения
EP3608391A4 (en) * 2017-04-03 2020-12-30 Onshestvo S Ogranichennoi Otvetstvennost'u "Biomicrogeli" USE OF POLYSACCHARIDE MICROGELS IN COMPOSITIONS OF DETERGENT AGENTS
RU2714115C2 (ru) * 2018-06-21 2020-02-11 Общество с ограниченной ответственностью "НПО БиоМикроГели" Применение микрогеля полисахарида при производстве растительного масла, реагенты на основе микрогеля полисахарида и способ производства растительного масла с их использованием
WO2021046493A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 Texas A&M University Biocompatible oil herders and method of use

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2087422C1 (ru) * 1989-08-01 1997-08-20 Б. Мюллер Марк Способ отделения и/или выделения углеводородных масел из воды с помощью биоразлагаемых адсорбирующих губок
RU2002129150A (ru) * 2002-10-31 2004-08-20 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Социум" Способ ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
US7229952B2 (en) * 2002-12-19 2007-06-12 Halliburton Energy Services, Inc. Additive packages for removing oil from solid materials recovered from a well bore
RU2492905C1 (ru) * 2012-06-19 2013-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "НПО БиоМикроГели" Способ разделения смесей двух несмешивающихся жидкостей типа масло-в-воде
RU2514645C1 (ru) * 2012-08-27 2014-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "НПО БиоМикроГели" Способ локализации разливов нефти в водной среде

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU706329A1 (ru) * 1977-12-26 1979-12-30 Предприятие П/Я Г-4780 Способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов
FR2486950B1 (fr) * 1980-07-15 1985-09-13 Inst Francais Du Petrole Suspensions stables de polymeres hydrosolubles et leur preparation
DE3518673C2 (de) * 1985-05-24 1994-08-11 Henkel Kgaa Leicht auflösbare Zubereitung kationischer Polymerer
RU2033389C1 (ru) 1991-07-15 1995-04-20 Александр Филиппович Надеин Способ сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности при аварийных разливах
ZA931327B (en) * 1992-02-26 1994-08-25 Unilever Plc Water-continuous emulsions based on polysacharides
JPH06306656A (ja) * 1993-04-21 1994-11-01 Ito Kuroomu:Kk 洗浄方法
RU2093640C1 (ru) * 1994-08-18 1997-10-20 Зинаида Тихоновна Дмитриева Способ сорбции нефти или нефтепродуктов с поверхности воды
RU2158333C2 (ru) * 1998-08-18 2000-10-27 Научно-технический центр "Версия" Способ локализации нефтяного пятна на поверхности воды
RU2466238C1 (ru) 2011-05-12 2012-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая компания "ИНКОМП-НЕФТЬ" Способ сбора с поверхности воды разливов нефти
LT2862843T (lt) * 2012-06-19 2018-09-10 Obschestvo S Ogranichennoj Otvetsvennostyu "Npo Biomikrogeli" Polisacharido mikrogeliai, skirti vandens valymui nuo naftos ir naftos produktų ir jų (variantų) panaudojimo būdas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2087422C1 (ru) * 1989-08-01 1997-08-20 Б. Мюллер Марк Способ отделения и/или выделения углеводородных масел из воды с помощью биоразлагаемых адсорбирующих губок
RU2002129150A (ru) * 2002-10-31 2004-08-20 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Социум" Способ ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов
US7229952B2 (en) * 2002-12-19 2007-06-12 Halliburton Energy Services, Inc. Additive packages for removing oil from solid materials recovered from a well bore
RU2492905C1 (ru) * 2012-06-19 2013-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "НПО БиоМикроГели" Способ разделения смесей двух несмешивающихся жидкостей типа масло-в-воде
RU2514645C1 (ru) * 2012-08-27 2014-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "НПО БиоМикроГели" Способ локализации разливов нефти в водной среде

Also Published As

Publication number Publication date
CA2951633C (en) 2020-08-18
EP3156470A1 (en) 2017-04-19
HUE057131T2 (hu) 2022-04-28
EA201650061A1 (ru) 2017-05-31
PT3156470T (pt) 2021-12-21
US20170130110A1 (en) 2017-05-11
ES2901141T3 (es) 2022-03-21
EP3156470A4 (en) 2017-12-13
RU2550425C1 (ru) 2015-05-10
HRP20211964T1 (hr) 2022-03-18
CA2951633A1 (en) 2015-12-17
LT3156470T (lt) 2022-01-10
WO2015190951A1 (ru) 2015-12-17
US10550301B2 (en) 2020-02-04
EP3156470B1 (en) 2021-10-06
DK3156470T3 (da) 2022-01-03
PL3156470T3 (pl) 2022-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA031634B1 (ru) Смесь для сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды и способ её использования
Ansari et al. Removal of basic dye methylene blue from aqueous solutions using sawdust and sawdust coated with polypyrrole
Cataldo et al. Mercury (II) removal from aqueous solution by sorption onto alginate, pectate and polygalacturonate calcium gel beads. A kinetic and speciation based equilibrium study
Rigueto et al. Production and environmental applications of gelatin-based composite adsorbents for contaminants removal: a review
RU2596751C1 (ru) Вещество для очистки почвы и твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, и способ его использования (варианты)
CN102659973B (zh) 一种化妆品用多孔复合微球及其制备方法
Chiappisi et al. Toward bioderived intelligent nanocarriers for controlled pollutant recovery and pH-sensitive binding
EP3110850A1 (en) Deep eutectic solvents and their use
JP2018522132A5 (ru)
Gyananath et al. Removal of lead (II) from aqueous solutions by adsorption onto chitosan beads
JP2015199057A (ja) 分散型高分子凝集剤、土壌固化剤及び凝集沈殿剤、並びに放射性物質の汚染拡大防止方法と汚染土壌の除染方法、植生基盤造成方法及び水浄化方法
CN104661964A (zh) 用于去除重金属的生物吸附剂
CN108339410A (zh) 一种聚离子液体修饰的三维结构网膜及制备方法和应用
Lin et al. Development of an innovative capsule with three-dimension honeycomb architecture via one-step titration-gel method for the removal of methylene blue
Qin et al. Application of chitosan and alginate in treating waste water containing heavy metal ions
Aldakkan et al. Stimuli-Responsive, Hydrolyzable Poly (Vinyl Laurate-co-vinyl Acetate) Nanoparticle Platform for In Situ Release of Surfactants
CN107646065A (zh) 抑制水渗透到来自地下储层的烃类流体的抽提井中的方法
Md Ariff et al. Adsorption of Cu (II) onto cross-linked chitosan coated bentonite beads: Kinetic and isotherm studies
JP2011196149A (ja) 透水性あるいは排水性機能を有する舗装体に親水性を付与する方法
KR102224763B1 (ko) 막 및 미립자의 이온 강도 유발 붕해
Jaros et al. Removal of heavy metal ions: copper, zinc and chromium from water on chitosan beads
WO2011019304A2 (ru) Способ иммобилизации клеток микроорганизмов в сорбент, используемый для очистки нефтезагрязнений
Shalaby et al. Efficient adsorption of heavy metals and pesticides onto chitosan nanoparticles and chitosan-zinc oxide nanocomposite.
CN104788611A (zh) 一种提高采收率用含二丙烯酰胺二甲基丙磺酸的稠化剂
CN103866613B (zh) 一种水性除酮转移涂料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KG

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM TM