RU2069184C1

RU2069184C1 - Sorbent and method for removing petroleum products from water surface

Info

Publication number: RU2069184C1
Application number: RU9393053087A
Authority: RU
Inventors: М.В. Абрамов; Л.А. Зекель; В.Д. Иванов; Ю.В. Иткин; С.П. Кречетова; М.Я. Шпирт; Е.Д. Чунин
Original assignee: Акционерное общество "Экология и техногенные материалы"
Priority date: 1993-11-23
Filing date: 1993-11-23
Publication date: 1996-11-20

Abstract

FIELD: environmental safety. SUBSTANCE: to purify water from petroleum products, a sorbent is used containing sol xenospheres coated with bitumen at their ratio 1:(0.001-0.25). Sorbent is spread over surface of water polluted with petroleum products, left for 10-20 min, collected, and treated with ammonia solution. Lower oil layer is separated and floated up xenospheres are reutilized to provide new sorbent batches. EFFECT: intensified process. 2 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к очистке воды от нефти и нефтепродуктов. The invention relates to the purification of water from oil and oil products.

Быстрое и полное удаление нефтяных и масляных загрязнений с поверхности воды становится острой проблемой в связи с учащающимися катастрофами морских и речных судов и нарушением экологии окружающей нас среды, что делает актуальным поиск новых недорогих сорбентов для сбора нефтепродуктов. The fast and complete removal of oil and oil pollution from the surface of the water becomes an acute problem due to the increasing catastrophes of sea and river vessels and the violation of the ecology of our environment, which makes it relevant to search for new inexpensive sorbents for collecting oil products.

Известны сорбенты (1), представляющие собой гидрофобизированные парами мазута, дегтя, битума или технических масел пористые материалы (шлак, вспученный перлют, кирпичная крошка, керамзит, каолин, вермикулит). Также материалы дают высокую степень очистки воды от нефтепродуктов. Регенерацию сорбента проводят пропусканием газообразного теплоносителя при 180 350^oC за 30 мин.Sorbents (1) are known, which are porous materials that are hydrophobized with vapors of fuel oil, tar, bitumen or technical oils (slag, expanded pearl, brick chips, expanded clay, kaolin, vermiculite). Also, materials give a high degree of purification of water from petroleum products. The regeneration of the sorbent is carried out by passing a gaseous coolant at 180 350 ^o C for 30 minutes

Известен сорбент (2), представляющий собой материал типа стеклянной ваты, полученный особым образом из жидкого стекла и пропитанный силиконовым маслом, содержащим -SiOH-группы для увеличения средства силиконового масла к стеклу. Недостатком данного сорбента является его дороговизна. Known sorbent (2), which is a material such as glass wool, obtained in a special way from liquid glass and impregnated with silicone oil containing -SiOH groups to increase the means of silicone oil to glass. The disadvantage of this sorbent is its high cost.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является сорбент, представляющий собой полые стеклянные микросферы с кажущейся плотностью от 50 до 200 г/л, гидрофобизированные 2 20 вес. метилхлорсилана, диметилдихлорсилана, минеральными кислотами или смесью этих продуктов для полной нейтрализации щелочных групп стекла (3). Такой сорбент является достаточно дорогим, так как полые сферы получают термическим выдуванием под давлением из коммерческого жидкого стекла с определенным отношением и определенной плотностью и последующей обработкой дорогими продуктами (силанами). Closest to the proposed invention is a sorbent, which is a hollow glass microspheres with an apparent density of from 50 to 200 g / l, hydrophobized 2 to 20 weight. methylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, mineral acids or a mixture of these products to completely neutralize the alkali groups of the glass (3). Such a sorbent is quite expensive, since hollow spheres are obtained by thermal blowing under pressure from commercial liquid glass with a certain ratio and a certain density and subsequent processing with expensive products (silanes).

Задачей изобретения является создание нового дешевого и емкого сорбента для сбора нефтяных продуктов с поверхности воды. The objective of the invention is the creation of a new cheap and capacious sorbent for collecting oil products from the surface of the water.

Поставленная задача решается тем, что используется сорбент, представляющий собой зольные полые ксеносферы (4), обработанные водной эмульсией дорожного битума, при весовом соотношении компонентов: ксеносферы / битум 1 / 0,001 0,25. The problem is solved in that a sorbent is used, which is an ash hollow xenosphere (4), treated with an aqueous emulsion of road bitumen, with a weight ratio of components: xenosphere / bitumen 1 / 0.001 0.25.

Ксеносферы составная часть зольных уносов от сжигания углей состоят из непористого силикатного стекла, диаметр их изменения от 50 до 300 мкм, толщина стенок составляет около 0,1 их радиуса, средняя плотность 550 750 кг/м³, насыпная плотность их составляет 250 450 кг/м³.The xenospheres, the component part of fly ash from coal burning, consist of non-porous silicate glass, their diameter varies from 50 to 300 microns, the wall thickness is about 0.1 of their radius, the average density is 550 750 kg / m ³ , their bulk density is 250 450 kg / m ³ .

Предложенный сорбент отличается от известного тем, что вместо стеклянных микросфер с отверстиями он содержит отход после промышленного сжигания углей
зольные ксеносферы, представляющие собой полые шарики, покрытые битумом.The proposed sorbent differs from the known one in that instead of glass microspheres with holes, it contains waste after industrial combustion of coal
ash xenospheres, which are hollow balls coated with bitumen.

Сорбент получают следующим образом: влажные ксеносферы, полученные по способу (5), имеющие плотность 250 450 кг/м³, обрабатывают водной эмульсией дорожного битума в реакторе с рамным перемешиванием при соотношении ксеносферы: вода: битум 1 (1 5) (0,001 0,25) в течение 30 мин при температуре 40 96^oC и высушивают до постоянного веса при температуре 105 120^oC. Ксеносферы получают из золы-уноса, образующейся в результате сжигания пылевидного угля в промышленных топочных устройствах с жидким шлакоудалением, путем смещения ее с жидкой средой (0,001 0,5% водным раствором ПАВ из класса оксиэтилированного алкилфенола) и интенсивного перемешивания полученной смеси в турбулентном режиме и затем разделения в вихревом потоке. По мере поступательного движения ламинарного потока легкая фракция ксеносферы всплывают и отделяются.The sorbent is prepared as follows: wet xenospheres obtained according to method (5), having a density of 250 to 450 kg / m ³ , are treated with an aqueous emulsion of road bitumen in a reactor with frame mixing at a ratio of xenosphere: water: bitumen 1 (1 5) (0.001 0, 25) for 30 min at a temperature of 40 96 ^o C and dried to constant weight at a temperature of 105 120 ^o C. Xenospheres are obtained from fly ash resulting from the combustion of pulverized coal in industrial furnace devices with liquid slag removal, by displacing it with liquid medium (0.001 0.5% aqueous solution ohm surfactant from the class of ethoxylated alkyl phenol) and vortexing the resulting mixture in a turbulent flow, and then separation of the vortex. As the laminar flow progresses, the light fraction of the xenosphere floats and separates.

Известен способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды. Он заключается в пропускании воды с примесью мазута через сорбент, представляющий собой аэросилогель, гидрофобизированный газифицированным флотским мазутом, битумом или техническими маслами и последующим пропусканием газообразного теплоносителя при температуре 180^oC ч течение 80 мин. Вытекание мазута из сорбента длится 40 мин. Мазутоемкость сорбента снижается на 4% Недостатком способа является сложное аппаратурное оформление, большая энергоемкость сорбента (6).A known method of collecting petroleum products from the surface of the water. It consists in passing water mixed with fuel oil through a sorbent, which is an aerosilogel, hydrophobized with gasified naval fuel oil, bitumen or technical oils and then passing a gaseous coolant at a temperature of 180 ^o C for 80 minutes. The leakage of fuel oil from the sorbent lasts 40 minutes The fuel consumption of the sorbent is reduced by 4%. The disadvantage of this method is the complex hardware design, high energy consumption of the sorbent (6).

Задачей изобретения является разработка способа полного сбора нефтепродуктов с поверхности загрязненной воды. The objective of the invention is to develop a method for the complete collection of petroleum products from the surface of contaminated water.

Поставленная задача решается тем, что на поверхность загрязненной нефтепродуктами воды рассыпают сорбент, представляющий собой зольные ксеносферы, покрытые битумом, при следующих мас. соотношениях ксеносферы битум 1 0,001 0,26, выдерживают несколько (примерно 10) минут, сорбент с уловленным нефтепродуктом собирают, смешивают с водным раствором аммиака с концентрацией 1 25 мас. при температуре 20 90^oC и соотношении Т Ж 1 2 1,5, нижний слой нефтепродуктов отделяют.The problem is solved by the fact that the sorbent, which is an ash xenosphere coated with bitumen, is scattered on the surface of water contaminated with oil products, with the following wt. xenosphere ratios bitumen 1 0.001 0.26, incubated for several (about 10) minutes, the sorbent with the captured oil is collected, mixed with an aqueous solution of ammonia with a concentration of 1 25 wt. at a temperature of 20 90 ^o C and a ratio of T W 1 2 1.5, the lower layer of oil is separated.

Предложенный способ отличается от известного сорбента и методом выделения нефтепродуктов из сорбента. Указанные отличительные свойства способа позволяют полностью собрать и выделить из сорбента уловленные нефтепродукты. Оставшиеся ксеносферы всплывают, их собирают и используют для получения сорбента многократно. The proposed method differs from the known sorbent in the method of separation of oil products from the sorbent. These distinctive properties of the method make it possible to completely collect and isolate trapped petroleum products from the sorbent. The remaining xenospheres emerge, they are collected and used to obtain the sorbent repeatedly.

Предложенный способ является простым, дешевым из-за использования дешевых отходов производства и простоты регенерации. The proposed method is simple, cheap due to the use of cheap production waste and ease of regeneration.

Примеры конкретного выполнения. Examples of specific performance.

Во всех примерах для получения сорбента использовали ксеносферы, выделенные из золы энергетического сжигания угля Кузнецкого, Донецкого бассейна, имеющие следующие характеристики: состав, мас. SiO₂ 60 - 63, Al₂O₃ 25 29, Fe₂O₃ 2,2, Na₂O + K₂O 2 3, CaO 1,78, MgO 0,3, кажущаяся плотность 0,58 г/см³, насыпная плотность 0,301 г/см³.In all examples, to obtain the sorbent, xenospheres were used, extracted from the ashes of energy-burning coal of the Kuznetsk and Donetsk basins, having the following characteristics: composition, wt. SiO ₂ 60 - 63, Al ₂ O ₃ 25 29, Fe ₂ O ₃ 2.2, Na ₂ O + K ₂ O 2 3, CaO 1.78, MgO 0.3, apparent density 0.58 g / cm ³ bulk density of 0.301 g / cm ³ .

Пример 1. Получение сорбента. Example 1. Obtaining a sorbent.

К 100 г сухих ксеносфер добавляют 500 г водной эмульсии битума, содержащей 0,001 г дорожного битума БНД 60/30, перемешивают в течение 30 мин при температуре 96^oC и полученную смесь упаривают до полного удаления воды. Пропитанные битумом ксеносферы сушат при 110^oC. Полученный сорбент имеет следующий состав: ксеносферы битум 1 0,001 мас.To 100 g of dry xenospheres, add 500 g of an aqueous emulsion of bitumen containing 0.001 g of road bitumen BND 60/30, stirred for 30 minutes at a temperature of 96 ^o C and the resulting mixture was evaporated until complete removal of water. The xenospheres impregnated with bitumen are dried at 110 ^o C. The resulting sorbent has the following composition: xenosphere bitumen 1 0.001 wt.

Сбор нефтепродуктов. The collection of petroleum products.

В резервуар емкостью 2 м³ с водой, на поверхности которой (1 м²) разлито 60 г нефтяного мазута, высыпают сорбент, полученный по примеру 1, выдерживают 10 мин и собирают его механически. Степень очистки поверхности воды составляет 99,9% 160 г продукта, полученного в результате сбора мазута с поверхности воды, содержащего, г ксеносферы 100, битум 0,1, мазут 59,9, помещают в реактор с мешалкой и с нижним стоком для нефтепродуктов, добавляют 240 мл 10% -ного раствора аммиака, перемешивают 10 мин при 90^oC и отстаивают в течение 30 мин. Осевший на дно слой мазута сливают в отдельную емкость, водный слой фильтруют и ксеносферы сушат. Получено 98 г ксеносфер, 58 г мазута (96%). Битум, содержащийся в сорбенте, остается в мазуте.In a tank with a capacity of 2 m ³ with water, on the surface of which (1 m ² ) 60 g of oil fuel is poured, the sorbent obtained in Example 1 is poured, held for 10 minutes and collected mechanically. The degree of purification of the surface of the water is 99.9%; 160 g of the product obtained by collecting fuel oil from the surface of the water, containing, g of xenosphere 100, bitumen 0.1, fuel oil 59.9, is placed in a reactor with a stirrer and with a lower drain for oil products, add 240 ml of a 10% ammonia solution, mix for 10 minutes at 90 ^° C and stand for 30 minutes. The fuel oil layer deposited at the bottom is poured into a separate container, the aqueous layer is filtered and the xenospheres are dried. Received 98 g of xenospheres, 58 g of fuel oil (96%). Bitumen contained in the sorbent remains in fuel oil.

Пример 2. К 100 г сухих ксеносфер добавляют 100 г водной эмульсии битума дорожного, содержащей 25 г битума, перемешивают и выделяют сорбент так же, как и в примере 1. Состав сорбента ксеносферы битум 1 0,25. Как и в примере 1, полученный сорбент высыпают в резервуар с водой, на поверхности которой разлито 400 г нефти, через 20 мин сорбент с уловленной нефтью собирают. Степень очистки поверхности воды 99,9%
524,6 г продукта, полученного в результате сбора нефти с поверхности воды, содержащего, г: ксеносферы 100, битум 25, нефть 399,6, перемешивают, как в примере 1, со 1040 мл 25%-ного раствора аммиака при 20^oC. Все дальнейшие операции выполняют по примеру 1. Получают 420 г нефтепродукта, 98,2 г сухих ксеносфер.Example 2. To 100 g of dry xenospheres add 100 g of an aqueous emulsion of road bitumen containing 25 g of bitumen, mix and emit the sorbent in the same way as in example 1. The composition of the sorbent xenosphere bitumen 1 0.25. As in example 1, the resulting sorbent is poured into a tank of water, on the surface of which 400 g of oil is poured, after 20 minutes the sorbent with trapped oil is collected. The degree of purification of the water surface is 99.9%
524.6 g of the product obtained by collecting oil from the surface of the water containing, g: xenosphere 100, bitumen 25, oil 399.6, mix, as in example 1, with 1040 ml of a 25% solution of ammonia at 20 ^o C All further operations are performed according to example 1. Receive 420 g of oil, 98.2 g of dry xenospheres.

Таким образом получен доступный дешевый сорбент, емкость которого составляет от 0,6 до 4 г нефтепродукта на 1 г сорбента. Thus, an affordable cheap sorbent was obtained, the capacity of which is from 0.6 to 4 g of oil per 1 g of sorbent.

Claims

1. Sorbent for the collection of petroleum products from the water surface based on hydrophobized aluminosilicate material, characterized in that as the aluminosilicate material use ash xenospheres that are hydrophobized with bitumen at a mass ratio of components of 1 0.001 - 0.25.

2. A method of collecting oil products from the surface of the water, comprising treating the contaminated surface of the sorbent with a hydrophobized aluminosilicate material, followed by separating the oil products from the sorbent, characterized in that the ash xenospheres are used as aluminosilicate material with a mass ratio of components of 2 0.001 0.25 and through 10 20 min after treatment, the sorbent with trapped petroleum products is removed, mixed with an aqueous solution of ammonia with a concentration of 1 25 wt. at a temperature of 20 90 ^o C and a ratio of T W 1 2 1,5, the bottom layer of oil is separated, the surfaced xenospheres are reused to obtain the sorbent.