NO175495B - Fremgangsmåte for fjerning av olje fra forurensede strender - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fjerning av olje som er avsatt på jordformasjoner langs en strandlinje i kontakt med ferskvann eller sjøvann.

Det har vært en utstrakt bruk av rensehjelpemidler/overflateaktive midler/dispergeringsmiddel for rensing av oljetilsmussede strandlinjer og spesielt stenoverflater. Mens disse midler har vært effektive, med henblikk på å rense 360 km strandlinje i Tampa Bay, friga de den fjernede olje i en findispergert tilstand til en mottagende vannlegeme. Selv om den dispergerte oljemengde vil reduseres i konsentrasjon med tiden, er det betydelig bekymring og en sterk opposisjon mot bruk av dispergeringsmidler som ikke tillater gjenvinning av oljen. Dette er basert på den forutsetning at når den først har nådd stranden, vil den utsølte olje fanges langs strandlinjen og ikke lenger være en trussel mot de marine specier i åpent vann. Dispergering av den efter rensing reintroduserer oljen til de nære strandomgivelser.

Imidlertid har ikke-kjemiske midler for å rense strandlinjer vist seg å være meget arbeidsintensive, fysikalsk oppbrytende for arealet og på det meste, marginalt effektive. For å løse dette problem er det utviklet en formulering av fuktemidler som, selv om den effektivt fjerner olje fra og gjør stenover-flaten vannfuktet, ikke dispergerer oljen til fine dråper. Tvert imot holder den fjernede olje, efter at den er renset bort fra stenoverf laten, seg selv som et intakt kohesivt oljevolum. I denne fysikalske tilstand kan den lett mekanisk gjenvinnes ved konvensjonelt skummingsutstyr.

Dette kjemiske hjelpemiddel for rensing av oljebelagte stenstrandlinjer har vist seg å være bedre enn vaskevann alene eller andre konvensjonelle mekaniske midler.

En annen begrensning for de nuværende metoder for strand-linjerensing er at olje som har trengt seg en viss avstand under den øvre overflate ikke lenger effektivt fjernes. Dette fører i sin tur til en ny oljeforurensning av de øvre overflatesjikt efter hvert som tidevannet kommer inn og gir en oppadgående bevegelse av oljen fra under den øvre overflate.

Tallrike US-patenter har beskrevet metoder for å behandle oljeflak på vann, men disse kan ikke anvendes for fjerning av olje som allerede er avsatt langs en strandlinje.

Disse US-patenter er 3 457 168; 3 577 340; 3 625 857;

3 639 255; 3 810 835; 4 098 694; 4 110 213; 4 197 197; 4 469 603; 4 597 893 og 4 623 468. Videre skal nevnes GB-PS 1 255 394 og 1 404 684, som også beskriver bruk av dispergeringsmidler for å behandle oljeflak på vann.

US-PS 4 224 152 beskriver en fremgangsmåte for forbehandling av en strand for å forhindre at olje avsettes på stranden, men beskriver ingen metode for å fjerne olje fra stranden efter at oljen er avsatt på denne.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å forbedre den kjente teknikk og angår således en fremgangsmåte for fjerning av olje som er avsatt på jordformasjoner langs en strandlinje i kontakt med ferskvann eller sjøvann, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at den omfatter: (a) å bringe oljen som er avsatt på jordformasjonen i kontakt med en tilstrekkelig mengde av en oppløsning av overflateaktivt middel i et tidsrom tilstrekkelig til at oppløsningen av overflateaktivt middel penetrerer oljen, idet oppløsningen av overflateaktivt middel har en HLB på 7,5 til 10,5, hvorved oppløsningen av overflateaktive midler inkluderer en blanding av et første overflateaktivt middel av typen sorbitan monooleat med en HLB på 10 til 4 og et andre overflateaktivt middel av typen polyoksyetylen(20)-sorbitanmono-oleat med en HLB på 12 til 15 i et hydrokarbon-oppløsningsmiddel, og der konsentrasjonen av det første overflateaktive middel og det andre overflateaktive middel er 10 til 70 vekt-# og forholdet mellom dem er 2:5 til 3:1, og hydrokarbon-oppløsningsmiddelet, valgt blant paraffiner, aromater, naftener og blandinger derav, er i stand til å akselerere penetreringen av det overflateaktive middel inn i oljen ved kontakt; (b) vasking med vann av oljen og oppløsningen av overflateaktive midler fra jordformasjonen inn i det tilstøtende vann, idet olje og overflateaktive midler danner linser eller filmer på overflaten av vann-legemet; og (c) å fjerne filmene eller linsene fra overflaten av

vann-legemet ved en mekanisk prosess.

Foreliggende oppfinnelse overvinner de tidligere vanskelig-heter ved ny oljetilsmussing av rensede overflatesjikt når tidevannet kommer inn og fortrenger den vanskelig fjernbare under-overflateoljen til den øvre overflate. Hydrokarbon-oppløsningsmidlet er konstruert for å tillate at den egnede overflateaktive blanding trenger inn i det dype sjikt av olje innen rimelig tid og tillater den efterfølgende vannvasking å fjerne olje og å forhindre ny tilsmussing av overflate-sjiktet. Ytterligere meget hydrofilt overflateaktivt middel kan benyttes i eftervannvaskingen for å efterlate sten-overflaten vannfuktet og å redusere tendensen for ny oljetilsmussing i ytterligere grad.

Oljelinsene eller de koherente filmer fjernes mekanisk fra overflaten av vannlegemet ved konvensjonell bruk av bommer og skummingsteknikker eller på annen mekanisk måte, for eksempel med et oleofilt sorberingsmateriale som polypropylentau eller

-puter.

Den overflateaktive oppløsning ifølge oppfinnelsen har en HLB (hydrof il-lipof il-balanse) på 7,5 til 10,5 og helst 8,5 til 10 og omfatter en blanding av sorbitanmonooleat som "Span 80" og polyoksyetylen(20)sorbitanmonooleat som "Tween 80", oppløst i en hydrokarbonoppløsnlng, for eksempel et isoparaf-finisk oppløsningsmiddel eller 1 selve oljen, idet konsentrasjonen av "Span 80" og "Tween 80" er 10 til 70 vekt-#, fortrinnsvis 15 til 60 og aller helst 20 til 50 vekt-#. Vektforholdet "Span 80"-."Tween 80" er 2:5 til 3:1 og helst 2:3 til 2:1.

Den overf lateaktive blanding med en HLB på 7,5 til 10,5 og fortrinnsvis 8,0 til 10 dannes fra en blanding av et overflateaktivt middel med en HLB på 1:4, for eksempel "Span 80", og et andre overflateaktivt middel med en HLB på 12 til 15, for eksempel "Tween 80".

Hydrokarbonoppløsningsmidlet som akselererer inntrengningen av blandingen av overflateaktive midler velges blant paraffiniske, aromatiske og nafteniske hydrokarboner og blandinger derav idet de foretrukne hydrokarbonoppløsnings-midler er paraffiniske eller isoparaffiniske med 10 til 16 karbonatomer. Et slikt middel er "Isopar-M", en isoparaffi-nisk hydrokarbonolje fremstilt av Exxon Company USA.

Oppløsningen av overflateaktive midler kan påføres på oljen avsatt på jordformasjoner ved hjelp av spraying. Formasjonene inkluderer sand, stenformasjoner på stranden og enhver annen gjenstand som befinner seg på stranden langs strandkanten. Foreliggende fremgangsmåte er ikke i sitt omfang begrenset til rensing av strandlinjene, men kan lett anvendes på gjenstander med et sjikt av olje avsatt på seg, eksempler er maskineri, tanker, tankskip, oljeboringsutstyr og gulv. Den overflateaktive oppløsning som sprayes på oljen tillates å forbli i kontakt med oljen i 0,1 til 4 timer, fortrinnsvis 0,5 til 3 timer og helst 1 til 2 timer, inntil den overflateaktive oppløsning har trengt inn i oljen. Imidlertid kan tidsrommet for inntrenging være meget kort, for eksempel noen få minutter, når det gjelder tynne oljesjikt.

Andelen av overflateaktlv oppløsning i oljen som skal renses kan ligge fra 1 del overflateaktiv oppløsning pr. 100 deler olje til 1 del oppløsning pr. 1 del olje; fortrinnsvis 1 del oppløsning pr. 50 deler olje til 1 del oppløsning pr. 2 deler olje. Mengden overflateaktiv oppløsning som er nødvendig, vil avhenge av graden av klimapåvirkning av oljen og temperaturen i oljen i strandlinjen.

Den overflateaktive oppløsning og oljen fjernes fra gjenstanden ved vasking av blandingen av overflateaktive midler og olje fra gjenstanden med vann som vasker blandingen fra gjenstanden. Vannet kan tilføres på konvensjonell måte ved spraying eller ved hjelp av tidevannet fra det tilstøtende vannlegemet.

01je/overflateaktivt middel kan vaskes med ferskvann, sjøvann eller et vann med et overflateaktivt middel idet dette overf lateaktive middel har en HLB på 13 til 15 og en konsentrasjon av overflateaktivt middel i vannet på 0,25 til 4,0 vekt-#. Dette vaskevann kan tilføres ved omgivelses-temperatur eller oppvarmes til en temperatur av 40 til 70°C. Høyere temperaturer er foretrukket med henblikk på å øke både hastighet og grad av oljefjerning fra strandlinjen.

Når det gjelder fjerning av oljen fra jordformasjonene av en strandlinje, vil tidevannet fra vannlegemet vaske over oljen med overf lateaktivt middel avsatt deri og olje med overflateaktivt middel vil vaskes inn i vannlegemet som støter mot strandlinjen. Olje og overflateaktivt middel som er vasket inn i vannlegemet vil danne et kohesivt volum i form av oljelinser eller koherente filmer på overflaten av vannlegemet. Linsene eller filmene eller olje/overflateaktivt middel fjernes lett fra overflaten av vannet ved konvensjonelle mekaniske prosesser eller ved absorpsjon med oleofile oppløsninger som polypropylentau eller ved hjelp av bom og skummingsteknikker der olje/overflateaktive dråper, linser eller filmer skummes fra overflaten av vannlegemet som kan være ferskvann eller sjøvann.

For i større grad å beskrive oppfinnelsen gis de følgende eksempler. Det skal imidlertid være klart at eksemplene kun er illustrerende og ikke begrensende for oppfinnelsens ramme.

Fksæm pel 1: Stenvaskeprøver i liten målestokk.

En kolbeprøve ble utviklet for å bedømme virkningen av forskjellige overflateaktive blandinger for fjerning av klimapåvirket Prudhoe Bay-råolje fra stenen. Den oljebelagte sten ble preparert ved å påføre råoljen på små blåstengrus. Fire stykker oljebelagt grus ble anbragt i et glass. Derefter ble 12 dråper forskjellige overflateaktive blandinger tilsatt og tillatt dynking i en time. Derefter ble 200 ml sjøvann forsiktig tilsatt.

De prøvede formuleringer og de gjorte observasjoner er oppsummert i tabell 1. Man ser at ved å kombinere sorbitanmonooleat ("Span 80") og polyoksyetylen(20)sorbitanmonooleat ("Tween 80") med "Isopar-M" (IM) i et forhold som gir en HLB på 10, dannes det en formulering med dårlige dispergerings-karakteristika, formulering 5 i tabell 1. En 20 #-ig tilsetning av denne overflateaktive formulering til et hydrokarbonoppløsningsmiddel av 80% "Isopar-M" resulterer i et unikt effektivt fuktemiddel som er i stand til å rense sågar viskøs emulgert eller værpåvirket olje fra stenoverf laten.

Omvendt var de samme generiske overflateaktive midler blandet for å gi en ELB-verdi på 7,0, formulering 7, ikke så effektiv med henblikk på å fjerne olje fra stenoverflater. Videre er det interessant å merke seg at de andre generiske overflateaktive midler som polyoksyetylen(5)sorbitanmonooleat, "Tween 21", ga en tilsvarende HLB lik 10, men oppfylte ikke kravene ifølge oppfinnelsen og ga en fin dispersjon (formulering 3). Som konklusjon fjernet prøven av 20$ (50$ "Span 80" og 50$ "Tween 80") pluss 80$ IM olje meget godt fra sten uten dispergering, mens de andre prøver enten var mislykket med henblikk på å fjerne olje eller dannet en dispersjon.

Eksempel 2: Stenvaskeprøve i stor målestokk.

Et stort 22,5 cm x 22,5 cm prøvebord med et sjikt av elvegrus og hvit marmorsten ble bygget opp. Dette hadde evnen til å illustrere avrenning til under overflaten av sjiktet for å bedømme graden av dispersjon. Værpåvirket Alaska North Slope (ANS) Crude ble preparert ved avdestillering av de lettere ender ved enten 204 eller 265° C og tilført i en mengde av 15,1 1 pr. prøvesjikt. Saltvann-vaskemengden var ca. 56,8 1 pr. minutt. Tabell 2 beskriver observasjonene og betingelsene for disse storskalavaskeprøver.

For prøvene nr. IA, IB og 1C ble vaskevannet benyttet alene. Mens i enkelte tilfeller den øvre overflate at toppsjiktet av stenene syntes renere, forble olje fremdeles på undersiden av overflatestenen og det var i prinsippet ikke fjernet noe olje. Under prøve nr. 2 ble 3,8 1 kommersielt tilgjengelig oljespilldispergeringsmiddel, "Corexit 8667" (en kommersiell vannbasert strandrenser) fremstilt av Exxon, påført full styrke på prøvesj iktet.' Efter en dynkeperiode på en Vz time ble det oljetilsmussede prøvesjikt spylt med sjøvann i ett minutt i en mengde av 56,8 1 pr. minutt. Meget god rensing var resultatet eller det ble attestert ved 6956 oljefjernings-måling. Imidlertid oppstod det en meget fin dispersjon av olje i vaskevannet og derfor kunne oljen ikke skummes av og fjernes fra vannoverflaten.

Imidlertid førte prøve nr. 3 som anvendte foreliggende oppfinnelse slik den reflekteres i formulering nr. 5 som angitt i tabell 1, gjennomført under den samme prosedyre, til ennu bedre oljefjerning (76$ fjernet), men ennu viktigere er at oljen lett kunne skummes av fra overflaten av vannet anliggende strandlinjen fordi oljen ikke ble dispergert i vannet, men dannet en koherent olj ef i lm som fløt på vannoverflaten .

Til slutt ble det gjennomført en parallell sammenligning av foreliggende oppfinnelse, "Corexit 7664" (en kommersiell vannbasert strandrenser) og vann alene slik dette er angitt i prøvene 6A, 6B og 6C. Den forbedrede rensing som oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse var visuelt åpenbar ved sammenligning med det kommersielle produkt "Corexit 7664" og vaskevann alene.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fjerning av olje som er avsatt på jordformasjoner langs en strandlinje i kontakt med ferskvann eller sjøvann, karakterisert ved at den omfatter: (a) å bringe oljen som er avsatt på jordformasjonen i kontakt med en tilstrekkelig mengde av en oppløsning av overflateaktivt middel i et tidsrom tilstrekkelig til at oppløsningen av overflateaktivt middel penetrerer oljen, idet oppløsningen av overflateaktivt middel har en HLB på 7,5 til 10,5, hvorved oppløsningen av overflateaktive midler inkluderer en blanding av et første overflateaktivt middel av typen sorbitan monooleat med en HLB på 10 til 4 og et andre overf lateaktivt middel av typen polyoksyetylen(20)sorbitanmono-oleat med en HLB på 12 til 15 i et hydrokarbon-oppløsningsmiddel, og der konsentrasjonen av det første overflateaktive middel og det andre overflateaktive middel er 10 til 70 vekt-# og forholdet mellom dem er 2:5 til 3:1, og hydrokarbon-oppløsnings-middelet, valgt blant paraffiner, aromater, naftener og blandinger derav, er i stand til å akselerere penetreringen av det overflateaktive middel inn i oljen ved kontakt; (b) vasking med vann av oljen og oppløsningen av overflateaktive midler fra jordformasjonen inn i det tilstøtende vann, idet olje og overflateaktive midler danner linser eller filmer på overflaten av vannlegemet; og (c) å fjerne filmene eller linsene fra overflaten av vann-legemet ved en mekanisk prosess.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tiden er 0,1 til 4 timer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den mekaniske prosess omfatter skumming av oljen/overflateaktivt middel fra overflaten av vannlegemet.

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den mekaniske prosess omfatter absorbsjon av olje/overflateaktivt middel fra overflaten av vannlegemet med et oleofilt materiale.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det første overflateaktive middel er sorbitanmonooleat og det andre overflateaktive middel er polyoksy-etylen (20) sorbitanmonooleat.