RU2297388C2

RU2297388C2 - Method of cleaning water surface to remove crude oil and petroleum products

Info

Publication number: RU2297388C2
Application number: RU2001122823/15A
Authority: RU
Inventors: Станислав Васильевич Пестриков (RU); Станислав Васильевич Пестриков; Николай Михайлович Черкасов (RU); Николай Михайлович Черкасов; Ирина Фаатовна Гладких (RU); Ирина Фаатовна Гладких; Ирек Уралович Субаев (RU); Ирек Уралович Субаев; утдинов Асхат Бадугутдинович Гал (RU); Асхат Бадугутдинович Галяутдинов
Original assignee: Научно-исследовательский центр "Поиск" (НИЦ "Поиск")
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2007-04-20

Abstract

FIELD: oil pollution elimination.

SUBSTANCE: method consists in that oil-polluted water surface is treated with finely dispersed linear styrene block copolymer characterized by unlimited swelling capacity, in particular divinylstyrene thermoplastic elastomer used at weight ratio to oil pollutant 1:(3-7).

EFFECT: increased water cleaning efficiency due to formation of strong rubbery tappet and more complete and easy collection of thickened oil.

1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к способам удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и может быть использовано при очистке водоемов от разлитых нефтепродуктов.The invention relates to methods for removing oil and oil products from the surface of the water and can be used when cleaning water bodies from spilled oil products.

Попадание нефти и нефтепродуктов в водную среду сопровождается распространением их на расстояния, отстоящие на десятки и сотни километров от мест аварии. Это приводит к нарушениям в экологическом балансе территорий и делает невозможным нормальное функционирование биологических систем и технических средств.The ingress of oil and oil products into the aquatic environment is accompanied by their spread over distances spaced tens and hundreds of kilometers from the accident sites. This leads to violations in the ecological balance of the territories and makes impossible the normal functioning of biological systems and equipment.

В настоящее время широкое распространение находит сербиционный способ локализации и сбора нефти с поверхности воды и грунта, заключающийся в обработке загрязненной поверхности различными сорбентами. (В.Ж.Ареж, О.М.Гридин. Эффективные сорбенты для ликвидации нефтяных сорбентов. Журнал «Экология и промышленность России», 1977, февраль, с.32-37; А.Г.Гумеров, И.С.Бронштейн, Л.П.Худякова, В.Н.Рятухина. Использование сорбентов при ликвидации последствий аварийных разливов нефти. Журнал «Башкирский экологический вестник», 1998, № 1, с.20-25; Ф.А.Каменщиков, Е.И.Богомольный. Нефтяные сорбенты - Москва - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005, 286 с).At present, a widespread distribution is the serpentine method of localizing and collecting oil from the surface of water and soil, which consists in treating the contaminated surface with various sorbents. (V.Zh. Arezh, O.M. Gridin. Effective sorbents for the elimination of oil sorbents. Journal of Ecology and Industry of Russia, 1977, February, p. 32-37; A.G. Gumerov, I.S. Bronstein, L.P. Khudyakova, V.N. Ryatukhina, Use of sorbents in response to the consequences of accidental oil spills, Journal of the Bashkir Ecological Bulletin, 1998, No. 1, pp. 20-25; F.A. Kamenshchikov, E.I. Oil sorbents - Moscow - Izhevsk: SRC “Regular and chaotic dynamics”, 2005, 286 s).

Сорбенты, поглощая нефть и нефтепродукты, переводят их из жидкого состояния в пастообразную массу, что облегчает процесс удаления углеводородов с поверхности воды механическими способами.Sorbents, absorbing oil and oil products, transfer them from a liquid state to a pasty mass, which facilitates the process of removing hydrocarbons from the surface of the water by mechanical means.

Недостатками известного способа является то, что получаемая пастообразная система «сорбент-нефть» не обладает достаточной прочностью, что затрудняет процесс механического сбора.The disadvantages of this method is that the resulting pasty system "sorbent-oil" does not have sufficient strength, which complicates the process of mechanical collection.

Известен способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов путем обработки загрязненной поверхности двухкомпонентным средством Rigidoil (полимер и отвердитель) с образованием полимерной сетки, «сшивающей» макромолекулы нефти в химическую матрицу, в результате чего на поверхности нефти через определенное время образуется резиноподобный ковер, который может быть легко удален с поверхности воды (Jetzt kann man Wasser die Ölhaub abziehen «Brennstoffspiegel», 1987, № 9-10, 20, 20 (нем.)).A known method of cleaning the surface of the water from oil and oil products by treating the contaminated surface with a two-component Rigidoil agent (polymer and hardener) with the formation of a polymer network, "cross-linking" the macromolecule of oil into a chemical matrix, as a result of which, after a certain time, a rubber-like carpet forms on the oil surface, which can be easily removed from the surface of the water (Jetzt kann man Wasser die Ölhaub abziehen "Brennstoffspiegel", 1987, No. 9-10, 20, 20 (German)).

Недостатком предагаемого способа является необходимость тщательного перемешивания обоих компонентов друг с другом и с нефтью и большой расход компонентов (на 630 кг нефтепродуктов требуется 275 кг полимера и 35 кг вещества, вызывающего реакцию образования резиноподобного ковра).The disadvantage of the proposed method is the need for thorough mixing of both components with each other and with oil and a high consumption of components (630 kg of petroleum products require 275 kg of polymer and 35 kg of a substance that causes the formation of a rubber-like carpet).

Наиболее близким к заявленному способу является способ очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов путем нанесения на нефть и нефтепродукты, разлитые на поверхности воды, порошка полимера, для чего используют мелкодисперсный блоксополимер стирола, в частности блоксополимер стирола с этиленом и (или) бутиленом. При этом нефть и нефтепродукты впитываются (поглощаются) полимером и образующуюся массу, плавающую на поверхности воды, собирают и удаляют (патент US 4941978).Closest to the claimed method is a method of cleaning the surface of the water from oil and oil products by applying to the oil and oil products spilled on the surface of the water a polymer powder, for which a finely dispersed block copolymer of styrene is used, in particular a block copolymer of styrene with ethylene and (or) butylene. In this case, oil and oil products are absorbed (absorbed) by the polymer and the resulting mass floating on the surface of the water is collected and removed (US patent 4941978).

Недостаток данного способа - образование порошкообразной массы с неклейкой поверхностью, неспособность к образованию сплошной массы в форме резиноподобного ковра, что затрудняет сбор нефти с поверхности воды.The disadvantage of this method is the formation of a powdery mass with a non-sticky surface, the inability to form a continuous mass in the form of a rubber-like carpet, which complicates the collection of oil from the surface of the water.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки воды от нефтезагрязнений.The invention is aimed at improving the efficiency of water purification from oil pollution.

Это достигается тем, что в способе очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов путем обработки загрязненной поверхности мелкодисперсным блоксополимером стирола в качестве блоксополимера стирола используют дивинил - стирольный сополимер (дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ).This is achieved by the fact that in the method of cleaning the water surface from oil and oil products by treating the contaminated surface with a finely dispersed styrene block copolymer, divinyl-styrene copolymer (divinyl styrene thermoplastic elastomer DST) is used as a block copolymer of styrene.

Контакт дивинилстирольного термоэластопласта с нефтезагрязнениями приводит к их отверждению и превращению загрязнений в прочный, резиноподобный ковер, который легко снимается с поверхности воды, например, путем свертывания его в рулон.The contact of divinyl styrene thermoplastic elastomer with oil contaminants leads to their curing and the conversion of contaminants into a durable, rubber-like carpet, which is easily removed from the surface of the water, for example, by rolling it into a roll.

Предлагаемый термоэластопласт является блоксополимером стирола и дивинила и получается сополимеризацией бутадиена со стиролом в растворе в присутствии литиевого катализатора и выпускается согласно техническим условиям ТУ 38.103267-80 «Термоэластопласты бутадиен-стирольные». Традиционно указанные бутадиен-стирольные (дивинилстирольные) термоэластопласты используются в промышленности резинотехнических изделий для изготовления клеев, ленточного герметика, для модификации пластмасс, а также для изготовления защитных покрытий.The proposed thermoplastic elastomer is a block copolymer of styrene and divinyl and is obtained by copolymerization of butadiene with styrene in solution in the presence of a lithium catalyst and is produced according to the technical specifications TU 38.103267-80 "Thermoplastic elastomers butadiene-styrene". Traditionally, these styrene-butadiene (divinyl styrene) thermoplastic elastomers are used in the rubber products industry for the manufacture of adhesives, tape sealant, for the modification of plastics, as well as for the manufacture of protective coatings.

Указанный термоэластопласт выпускается в виде мелкодисперсного порошкообразного продукта, не слеживающегося при хранении, с насыпной плотностью 0,32 г/см³. Термоэластопласт легче воды и обладает высокой гидрофобностью, что позволяет ему находиться на поверхности воды без частичного опускания на дно в течение 7-10 суток.The specified thermoplastic elastomer is available in the form of a finely divided powdery product, not caking during storage, with a bulk density of 0.32 g / cm ³ . Thermoelastoplast is lighter than water and has a high hydrophobicity, which allows it to be on the surface of the water without partial lowering to the bottom for 7-10 days.

Кроме того, при контакте с нефтью и нефтепродуктами он превращает их в прочный резиноподобный ковер.In addition, in contact with oil and petroleum products, he turns them into a durable rubber-like carpet.

Удаление такого ковра с поверхности воды не представляет каких-либо затруднений (загущенную нефть можно свернуть в рулон, находясь на берегу водоема).Removing such a carpet from the surface of the water does not present any difficulties (thickened oil can be rolled up on the shore of a reservoir).

Утилизация ковра осуществляется известными способами и не представляет каких-либо затруднений.Disposal of the carpet is carried out by known methods and does not present any difficulties.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемое изобретение.The following are examples illustrating the invention.

Пример 1. В химический сосуд с водой диаметром 6,6 см налили 10 мл нефти месторождений Башкортостана (плотность 0,89 г/см³). Нефть, растекаясь на поверхности воды, образует пленку толщиной 3 мм. На поверхность нефти равномерным слоем наносят порошкообразный дивинилстирольный термоэластопласт (ДСТ). Полученные результаты по гелеобразованию нефти приведены в таблице.Example 1. In a chemical vessel with water with a diameter of 6.6 cm was poured 10 ml of oil from the fields of Bashkortostan (density 0.89 g / cm ³ ). Oil, spreading on the surface of the water, forms a film 3 mm thick. Powdered divinyl styrene thermoplastic elastomer (DST) is applied uniformly on the surface of the oil. The results obtained on gelation of oil are shown in the table.

Результаты по обработке поверхностного слоя нефти на воде термоэластопластом ДСТThe results of processing the surface layer of oil on water with thermoelastoplast DST № п/пNo. p / p Навеска ДСТ, гHitch DST, g Отношение ДСТ:нефть по массеThe ratio of DST: oil by weight Результаты испытанийTest results 1one 0,750.75 1:121:12 Полного связывания нефти нет. Через 1 сутки образовался резиноподобный ковер, однако на поверхности воды при удалении ковра есть остаточная нефть.There is no complete oil binding. After 1 day, a rubber-like carpet was formed, but there is residual oil on the water surface when the carpet is removed. 22 1,001.00 1:91: 9 Полного связывания нефти нет. Через 5 часов образовался легко удаляемый резиноподобный ковер, однако на поверхности воды есть незначительное количество нефти.There is no complete oil binding. After 5 hours, an easily removable rubber-like carpet formed, but there is a small amount of oil on the surface of the water. 33 1,251.25 1:71: 7 Через 4 часа образовался прочный резиноподобный ковер. Нефть на поверхности воды отсутствует.After 4 hours, a durable rubber-like carpet was formed. There is no oil on the surface of the water. 4four 1,501,50 1:61: 6 Через 1,5 часа образовался прочный резиноподобный ковер. Нефть на поверхности воды отсутствует.After 1.5 hours, a durable rubber-like carpet was formed. There is no oil on the surface of the water. 55 2,002.00 1:4,51: 4,5 Через 40 минут образовался прочный резиноподобный ковер. Нефть на поверхности воды отсутствует.After 40 minutes, a durable rubber-like carpet formed. There is no oil on the surface of the water. 66 3,003.00 1:31: 3 Через 40 минут образовался прочный резиноподобный ковер. Нефть на поверхности воды отсутствует. На поверхности ковра присутствуют отдельные крупинки ДСТ, не связанные нефтью.After 40 minutes, a durable rubber-like carpet formed. There is no oil on the surface of the water. On the surface of the carpet there are separate grains of DST, not associated with oil.

Из данных, представленных в таблице, следует, что образование прочного резинового ковра с полным удалением нефти с поверхности воды имеет место при массовом соотношении термоэластопласт:нефть≤1:7. При большем соотношении полного удаления нефти не наблюдается. При соотношении термоэластопласт:нефть=1:3 часть термоэластопласта оказывается лишней и не участвует в процессе связывания нефти. Таким образом, оптимальное соотношение термоэлатопласт:нефть для полного удаления нефти с поверхности воды находится в пределах1:3-7.From the data presented in the table, it follows that the formation of a durable rubber carpet with the complete removal of oil from the surface of the water occurs with a mass ratio of thermoplastic elastomer: oil≤1: 7. With a larger ratio of complete removal of oil is not observed. When the ratio of thermoplastic elastomer: oil = 1: 3, part of the thermoplastic elastomer is redundant and does not participate in the process of oil binding. Thus, the optimal ratio of thermoplastic elastomer: oil for the complete removal of oil from the surface of the water is in the range 1: 3-7.

Время полного удаления нефти с поверхности воды зависит от соотношения термоэлатопласт:нефть и составляет от 40 минут до 4 часов. Аналогичные результаты получены при толщине слоя нефти 5, 7 и 10 мм.The time for complete removal of oil from the surface of the water depends on the ratio of thermoplastic elastomer: oil and ranges from 40 minutes to 4 hours. Similar results were obtained with an oil layer thickness of 5, 7, and 10 mm.

Пример 2. Аналогичные испытания проведены при соотношении термоэластопласт:нефть=1:6 при толщине слоя нефти 2, 1, 0,5 мм и меньше (радужная пленка нефти на поверхности). Выявлено, что при толщине слоя нефти 2 мм прочность резиноподобного ковра еще достаточна, однако при толщине 1 мм и меньше сплошной ковер не образуется, связанная нефть на поверхности плавает в виде сгустков. Термоэластопласт хорошо разрушает сплошность радужной пленки, нефть налипает на отдельные частицы ДСТ и при наличии легких колебаний поверхность воды полностью освобождается от нефти.Example 2. Similar tests were carried out with a ratio of thermoplastic elastomer: oil = 1: 6 with an oil layer thickness of 2, 1, 0.5 mm or less (rainbow film of oil on the surface). It was revealed that with an oil layer thickness of 2 mm, the strength of a rubber-like carpet is still sufficient, however, with a thickness of 1 mm or less, a continuous carpet is not formed, the bound oil floats in the form of clots on the surface. Thermoelastoplast well destroys the continuity of the rainbow film, oil adheres to individual DST particles, and in the presence of slight vibrations, the water surface is completely freed from oil.

Таким образом, предлагаемый способ позволит очистить поверхность воды от нефти, а при толщине слоя нефти более 2 мм связывание нефти термоэластопластом приводит к образованию прочного резиноподобного ковра, что существенно облегчит процесс удаления нефти с поверхности воды.Thus, the proposed method will allow you to clean the surface of the water from oil, and when the oil layer thickness is more than 2 mm, oil binding with thermoplastic elastomer leads to the formation of a durable rubber-like carpet, which will greatly facilitate the process of removing oil from the water surface.

Пример 3. Аналогичные испытания проведены при соотношении термоэластопласт:нефтепродукты=1:6 при толщине слоя нефтепродукта 3 мм на таких нефтепродуктах, как бензин и дизельное топливо. Образование гелеобразной пленки бензина наблюдалось уже через 30 минут, причем легкоудаляемая пленка образуется даже при толщине слоя на поверхности 1 и 0,5 мм. Аналогичные результаты получены с дизельным топливом.Example 3. Similar tests were carried out with a ratio of thermoplastic elastomer: oil products = 1: 6 with a thickness of a layer of oil product of 3 mm on such oil products as gasoline and diesel fuel. The formation of a gel-like film of gasoline was observed after 30 minutes, and an easily removable film was formed even with a layer thickness on the surface of 1 and 0.5 mm. Similar results were obtained with diesel fuel.

Термоэластопласт связывает нефть и нефтепродукты, разлитые не только на поверхности воды, но и на других непористых поверхностях, например на бетоне.Thermoelastoplast binds oil and oil products spilled not only on the surface of the water, but also on other non-porous surfaces, such as concrete.

Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом повысить эффективность очистки воды за счет образования прочного резинового ковра при контакте ДСТ с нефтью (нефтепродуктами) и в итоге за счет более полного и более легкого сбора «загущенной» нефти.Using the proposed method will allow, in comparison with the prototype, to increase the efficiency of water purification due to the formation of a durable rubber carpet upon contact of DST with oil (oil products) and, as a result, due to a more complete and easier collection of “thickened” oil.

Claims

A method of cleaning the surface of water from oil and oil products, comprising treating the contaminated surface with a finely dispersed styrene block copolymer and converting the impurities into a cured state, characterized in that divinyl styrene thermoplastic elastomer is used as a block copolymer with a mass ratio of divinyl styrene thermoplastic elastoplast: oil (oil product) of 1: 7-7 .