RU2462302C2 - Sorbent for cleaning gas-air mixtures, ground and waste water from petroleum and fuel hydrocarbons and method of producing said sorbent - Google Patents
Sorbent for cleaning gas-air mixtures, ground and waste water from petroleum and fuel hydrocarbons and method of producing said sorbent Download PDFInfo
- Publication number
- RU2462302C2 RU2462302C2 RU2010151615/05A RU2010151615A RU2462302C2 RU 2462302 C2 RU2462302 C2 RU 2462302C2 RU 2010151615/05 A RU2010151615/05 A RU 2010151615/05A RU 2010151615 A RU2010151615 A RU 2010151615A RU 2462302 C2 RU2462302 C2 RU 2462302C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- polymer
- plasticizer
- mineral carrier
- mixture
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
- B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
- B01J20/3268—Macromolecular compounds
- B01J20/327—Polymers obtained by reactions involving only carbon to carbon unsaturated bonds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- 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
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
-
- 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
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
-
- 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
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
- B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
-
- 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
- B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
- B01J20/264—Synthetic macromolecular compounds derived from different types of monomers, e.g. linear or branched copolymers, block copolymers, graft copolymers
-
- 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
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
- B01J20/3204—Inorganic carriers, supports or substrates
-
- 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
- C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/11—Clays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/20—Organic adsorbents
- B01D2253/202—Polymeric adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
-
- 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
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- 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
- C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности, к очистке газовоздушных и водных сред от нефтяных и топливных углеводородов с помощью органоминеральных сорбентов, получаемых модифицированием минеральной основы органическими полимерами.The invention relates to the field of environmental protection, in particular, to the purification of gas and air media from oil and fuel hydrocarbons using organomineral sorbents obtained by modifying the mineral base with organic polymers.
Известен способ получения органоминеральных сорбентов на основе предварительно термообработанных цеолитов путем их модифицирования природными высокомолекулярными веществами, причем в качестве природных высокомолекулярных веществ используют полисахариды-альгинаты или хитозан в количестве, обеспечивающем их содержание в сорбенте, соответственно, мас.%: 4,5-40,5 и 3-9, а модифицирование цеолитов указанными полисахаридами осуществляют путем их взаимодействия в условиях механохимического синтеза в реакторе мельницы колебательного типа либо в водной среде (Патент RU №2184607, опубликован 10.07.2002). Полученные органоминеральные сорбенты обладают высокой степенью сорбции ионов металлов и органических красителей различной природы, однако, практически не сорбируют углеводороды. Последнее свойство связано со структурными особенностями природных полисахаридных модификаторов, которые в отличие от синтетических полимеров характеризуются очень низкой сорбционной емкостью в отношении мало- и неполярных органических соединений.A known method of producing organomineral sorbents based on previously heat-treated zeolites by modifying them with natural macromolecular substances, and alginates polysaccharides or chitosan are used as natural macromolecular substances in an amount ensuring their content in the sorbent, respectively, wt.%: 4,5-40, 5 and 3-9, and the modification of zeolites with the indicated polysaccharides is carried out by their interaction under conditions of mechanochemical synthesis in a mill reactor of a vibrational type bo in the aquatic environment (Patent RU No. 2184607, published July 10, 2002). The resulting organomineral sorbents have a high degree of sorption of metal ions and organic dyes of various nature, however, they practically do not sorb hydrocarbons. The latter property is associated with the structural features of natural polysaccharide modifiers, which, in contrast to synthetic polymers, are characterized by a very low sorption capacity with respect to low- and non-polar organic compounds.
Также известен способ получения органоминерального сорбента на основе цеолита клиноптилолитового типа и органического полимера, включающий трехстадийную последовательную обработку цеолита 33%-ным водным раствором полигексаметиленгуанидина, безводным эпихлоргидрином и на последней стадии - 30%-ным водным раствором едкого натра. Длительность каждой стадии составляет от 8 ч до суток, при этом требуется постоянное или периодическое перемешивание суспензии (Патент RU №2050971, опубликован 27.12.1995).Also known is a method of producing an organomineral sorbent based on a clinoptilolite type zeolite and an organic polymer, including a three-step sequential treatment of a zeolite with a 33% aqueous solution of polyhexamethylene guanidine, anhydrous epichlorohydrin and, at the last stage, a 30% aqueous solution of sodium hydroxide. The duration of each stage is from 8 hours to a day, and constant or periodic mixing of the suspension is required (Patent RU No. 2050971, published December 27, 1995).
Недостатками известного способа являются: высокие потери полигексаметиленгуанидина вследствие использования в синтезе концентрированных растворов полимера и токсичность применяемого структурирующего агента - эпихлоргидрина, который относится к веществам II класса опасности.The disadvantages of this method are: high losses of polyhexamethylene guanidine due to the use of concentrated polymer solutions in the synthesis and toxicity of the used structuring agent - epichlorohydrin, which refers to substances of hazard class II.
Наиболее близким к предлагаемому способу является двухстадийный способ получения органоминеральных сорбентов на основе клиноптилолита, полигексаметиленгуанидина (или полиэтиленимина) и эпихлоргидрина (Патент RU №2161066, опубликован 27.12.2000), характеризующийся меньшими затратами и относительной простотой реализации по сравнению с вышеописанным методом (Патент RU №2050971). Согласно известному способу клиноптилолит пропитывают 10-16%-ным водным раствором смеси органического полимера и эпихлоргидрина при их мольном соотношении (1-10):1, затем удаляют избыток пропиточного раствора фильтрованием до получения влажного сорбента, после чего полученный сорбент промывают раствором щелочи концентрации 10-15%, а потом водой с последующей сушкой горячим воздухом. В качестве органического полимера наряду с полигексаметиленгуанидином или полиэтиленимином используют их сополимеры состава 4:1 и 1:4. Несмотря на снижение концентрации токсичного структурирующего агента - эпихлоргидрина - в пропиточном растворе, процессы модифицирования минерала, промывки и сушки продукта представляют угрозу здоровью обслуживающего персонала, а также требуют дополнительных мер по предотвращению вредного воздействия опасного производства на состояние окружающей среды.Closest to the proposed method is a two-stage method for producing organomineral sorbents based on clinoptilolite, polyhexamethylene guanidine (or polyethyleneimine) and epichlorohydrin (Patent RU No. 2161066, published December 27, 2000), characterized by lower costs and relative ease of implementation compared to the above method (Patent RU 2050971). According to the known method, clinoptilolite is impregnated with a 10-16% aqueous solution of a mixture of an organic polymer and epichlorohydrin in their molar ratio (1-10): 1, then excess impregnation solution is removed by filtration to obtain a wet sorbent, after which the resulting sorbent is washed with a concentration of 10 alkali solution -15%, and then with water, followed by drying with hot air. Along with polyhexamethylene guanidine or polyethyleneimine, their copolymers of composition 4: 1 and 1: 4 are used as an organic polymer. Despite the decrease in the concentration of the toxic structuring agent - epichlorohydrin - in the impregnating solution, the processes of mineral modification, washing and drying of the product pose a threat to the health of staff, and also require additional measures to prevent the harmful effects of hazardous production on the environment.
Наиболее близким к предлагаемому составу является сорбент, состоящий из смеси стереополимеров пропилена с содержанием атактического полипропилена от 5 до 50 мас.% (Патент RU №2182849, опубликован 27.05.2002). Наличие в составе сорбента двух различных по структуре углеводородной цепи полипропиленов (изотактического и атактического) снижает степень кристалличности их смеси, что положительно сказывается на сорбционной емкости сорбента в отношении углеводородов. К недостаткам данного состава относятся: высокая стоимость сорбента, т.к. он состоит только из синтетических полимеров и не содержит более дешевых компонентов, например, минеральных добавок; технологические сложности при доведении размеров частиц сорбента до заданной дисперсности, необходимой для обеспечения нужной проницаемости сорбционного слоя, а также усиление когезии полимерных частиц по мере насыщения их углеводородом в результате абсорбции.Closest to the proposed composition is a sorbent consisting of a mixture of propylene stereopolymers with atactic polypropylene content from 5 to 50 wt.% (Patent RU No. 2182849, published 05.27.2002). The presence of two polypropylene (isotactic and atactic) in the structure of the hydrocarbon chain in the sorbent reduces the crystallinity of their mixture, which positively affects the sorption capacity of the sorbent in relation to hydrocarbons. The disadvantages of this composition include: the high cost of the sorbent, because it consists only of synthetic polymers and does not contain cheaper components, for example, mineral additives; technological difficulties in adjusting the particle size of the sorbent to a predetermined dispersion necessary to provide the desired permeability of the sorption layer, as well as enhancing the cohesion of polymer particles as they are saturated with hydrocarbon as a result of absorption.
Целью изобретения является создание органоминерального сорбента, обладающего высокой сорбционной емкостью в отношении углеводородов как в сухих, так и во влажных условиях и способного очищать газовоздушные и водные среды от нефти и продуктов ее переработки. При этом способ получения сорбента должен быть технологически простым, обеспечивать равномерное распределение модифицирующего слоя на минералах, не требовать дорогого и специального оборудования и основываться на использовании экологически безопасных компонентов.The aim of the invention is the creation of an organomineral sorbent with a high sorption capacity for hydrocarbons both in dry and in wet conditions and capable of purifying gas and water environments from oil and products of its processing. Moreover, the method of producing the sorbent should be technologically simple, ensure uniform distribution of the modifying layer on the minerals, not require expensive and special equipment, and be based on the use of environmentally friendly components.
С целью достижения технического результата предлагается органоминеральный сорбент для очистки газовоздушных и водных сред от нефтяных и топливных углеводородов, представляющий собой продукт модифицирования минерального носителя пластифицированными полимерными модификаторами, в состав которого входят природные и синтетические силикаты и/или алюмосиликаты, полимерный модификатор - синтетический полимер, а также пластификатор - олигомеры этилена или сложные алифатические и ароматические эфиры двух- и трехосновных кислот, и имеющий соотношение минеральная основа : полимер : пластификатор, равное в весовых единицах 100:5-30:1-20, отличающийся высокой сорбционной активностью по отношению к углеводородам - в паровой фазе (емкость по гексану и бензолу - до 300 мкл/г) и в водной фазе (значения коэффициентов сорбции по бензолу Kd ~ 14-16). В качестве минерального носителя используют песок, цеолиты, цеолитсодержащие породы, монтмориллониты, бентониты, силикагели, диатомиты; полимерного модификатора - низкомолекулярный полиэтилен, натуральный и синтетический каучуки: изопреновый, хлоропреновый, бутадиеновый, бутадиен-стирольный, бутадиен-метилстирольный, дивинилхлорбутадиеновый, бутилкаучук, бромбутилкаучук, хлорбутилкаучук; пластификатора - олигомеры этилена, диалкилфталаты, алкиларилфталаты, триарилфосфаты, диалкиладипинаты, диалкилсебацинаты.In order to achieve a technical result, an organic-mineral sorbent is proposed for the purification of gas and air media from oil and fuel hydrocarbons, which is a product of modifying a mineral carrier with plasticized polymer modifiers, which includes natural and synthetic silicates and / or aluminosilicates, the polymer modifier is a synthetic polymer, and also plasticizer - ethylene oligomers or complex aliphatic and aromatic esters of dibasic and tribasic acids, and having mineral base: polymer: plasticizer, equal in weight units of 100: 5-30: 1-20, characterized by high sorption activity with respect to hydrocarbons in the vapor phase (capacity for hexane and benzene - up to 300 μl / g) and in water phase (the values of the sorption coefficients for benzene K d ~ 14-16). As a mineral carrier use sand, zeolites, zeolite-bearing rocks, montmorillonites, bentonites, silica gels, diatomites; polymer modifier - low molecular weight polyethylene, natural and synthetic rubbers: isoprene, chloroprene, butadiene, styrene butadiene, methyl styrene butadiene, divinyl chlorobutadiene, butyl rubber, bromobutyl rubber, chlorobutyl rubber; plasticizer - ethylene oligomers, dialkyl phthalates, alkyl aryl phthalates, triaryl phosphates, dialkyl adipates, dialkyl sebacinates.
Предлагается способ получения органоминерального сорбента обработкой природного или синтетического силиката или алюмосиликата смесью полимера и пластификатора в соотношении 5-30:1-20 в виде латекса или раствора в органическом растворителе при температуре 15-30°C либо вязкопластичной смесью полимера и пластификатора в соотношении 5-30:1-20 при температуре 100-180°C при перемешивании с выдерживанием соотношения минеральный носитель : полимер : пластификатор, равного в весовых единицах 100:5-30:1-20. В случае обработки минеральной основы раствором или латексом органоминеральный сорбент отфильтровывают и высушивают при температуре 90-110°C. В случае модифицирования латексами минеральный носитель предварительно обрабатывают коагулянтами (солями поливалентных металлов). Предлагаемый способ обеспечивает равномерное распределение всех компонентов в органоминеральном сорбенте. Это достигается одновременным введением модификатора и пластификатора в виде жидкой смеси (латекса, раствора или расплава) в реактор, заполненный минеральной основой. Предлагаемый способ придает получаемому пластифицированному полимерному покрытию гомогенность, что обеспечивает его высокую сорбционную емкость в отношении углеводородов, а также воспроизводимость потребительских и технологических свойств сорбента. Предлагаемый способ также упрощает и удешевляет технологию получения сорбента.A method for producing an organomineral sorbent by treating natural or synthetic silicate or aluminosilicate with a mixture of polymer and plasticizer in a ratio of 5-30: 1-20 in the form of latex or a solution in an organic solvent at a temperature of 15-30 ° C or with a visco-plastic mixture of a polymer and plasticizer in a ratio of 5- 30: 1-20 at a temperature of 100-180 ° C with stirring while maintaining the ratio of mineral carrier: polymer: plasticizer, equal in weight units of 100: 5-30: 1-20. In the case of processing the mineral base with a solution or latex, the organomineral sorbent is filtered off and dried at a temperature of 90-110 ° C. In the case of latex modification, the mineral carrier is pretreated with coagulants (salts of polyvalent metals). The proposed method provides a uniform distribution of all components in an organomineral sorbent. This is achieved by the simultaneous introduction of a modifier and a plasticizer in the form of a liquid mixture (latex, solution or melt) into a reactor filled with a mineral base. The proposed method gives the resulting plasticized polymer coating homogeneity, which ensures its high sorption capacity with respect to hydrocarbons, as well as reproducibility of consumer and technological properties of the sorbent. The proposed method also simplifies and reduces the cost of sorbent production technology.
Сущность изобретения заключается в следующем:The invention consists in the following:
Синтетические полимеры, молекулы которых имеют структуру углеродной цепи, абсорбируют углеводороды, связывая их в объеме полимерной фазы. В соответствии с механизмом абсорбции степень связывания углеводородного сорбата определяется скоростью и глубиной его диффузии внутрь фазы полимера. Процесс диффузии существенным образом контролируется структурой полимерной фазы, в первую очередь, ее важнейшим показателем - плотностью, находящейся в прямой зависимости от энергии взаимодействия молекул полимера друг с другом. В результате, чем больше энергия межмолекулярного взаимодействия в полимере, тем больше его плотность и, соответственно, меньше абсорбция углеводородного сорбата. С целью ослабления межмолекулярной связи между полимерными цепями в предлагаемый состав вводятся органические пластификаторы, которые резко повышают сорбционную активность сорбента по отношению к углеводородам - в паровой фазе (емкость по гексану и бензолу до 300 мкл/г) и в водной фазе (коэффициент сорбции Kd по бензолу ~ 14-16).Synthetic polymers, the molecules of which have a carbon chain structure, absorb hydrocarbons, linking them in the bulk of the polymer phase. In accordance with the absorption mechanism, the degree of binding of a hydrocarbon sorbate is determined by the rate and depth of its diffusion into the polymer phase. The diffusion process is substantially controlled by the structure of the polymer phase, first of all, by its most important indicator - the density, which is directly dependent on the energy of interaction of the polymer molecules with each other. As a result, the greater the energy of intermolecular interaction in the polymer, the greater its density and, accordingly, the lower the absorption of the hydrocarbon sorbate. In order to weaken the intermolecular bond between the polymer chains, organic plasticizers are introduced into the proposed composition, which sharply increase the sorption activity of the sorbent with respect to hydrocarbons - in the vapor phase (hexane and benzene capacity up to 300 μl / g) and in the aqueous phase (sorption coefficient K d benzene ~ 14-16).
Для снижения стоимости сорбента и улучшения его фильтрующих характеристик в составе органоминерального сорбента используются дешевые минералы в качестве неорганической основы. Использование минералов не приводит к снижению сорбирующей способности предлагаемого состава, поскольку равномерное распределение полимера на минеральной основе в виде пленки, объем которой практически полностью доступен для диффузии в нее углеводородного сорбата, в сочетании с действием органического пластификатора позволяет увеличить емкость сорбции из-за отсутствия диффузионных затруднений при взаимодействии сорбента с углеводородом. Равномерное распределение модифицирующего слоя на поверхности минеральных частиц достигается одновременным введением в реактор модификатора и пластификатора в виде жидкой смеси (раствора или расплава). Толщина органического слоя регулируется соотношением количества минерала и модифицирующей композиции, вводимых в реактор. Варьированием содержания в предлагаемом составе минералов, а также модифицирующих и пластифицирующих добавок экспериментально установлено, что, в общем случае, сорбенты с оптимальными сорбционными и фильтрующими характеристиками получаются при содержании в сорбенте минеральной основы 66,67-94,34 мас.%, полимера 4,72-20,00%, пластификатора 0,94-13,33%.To reduce the cost of the sorbent and improve its filtering characteristics, cheap minerals are used as an inorganic base in the composition of the organomineral sorbent. The use of minerals does not lead to a decrease in the sorbing ability of the proposed composition, since the uniform distribution of the mineral-based polymer in the form of a film, the volume of which is almost completely accessible for the diffusion of hydrocarbon sorbate in it, in combination with the action of an organic plasticizer, allows to increase the sorption capacity due to the absence of diffusion difficulties in the interaction of the sorbent with hydrocarbon. The uniform distribution of the modifying layer on the surface of the mineral particles is achieved by the simultaneous introduction of a modifier and plasticizer into the reactor in the form of a liquid mixture (solution or melt). The thickness of the organic layer is controlled by the ratio of the amount of mineral and modifying composition introduced into the reactor. By varying the content in the proposed composition of minerals, as well as modifying and plasticizing additives, it was experimentally established that, in general, sorbents with optimal sorption and filtering characteristics are obtained when the sorbent contains a mineral base of 66.67-94.34 wt.%, Polymer 4, 72-20.00%, plasticizer 0.94-13.33%.
Пример 1Example 1
В металлическую емкость помещали 100 вес.ч. сухого песка, добавляли 10 вес.ч. низкомолекулярного полиэтилена НМПЭ (ТУ 2211-060-00203521-2002, температура плавления 85°С, степень кристалличности 3-16%, молекулярная масса 50-8000 Да). В качестве пластификатора выступали олигомеры этилена с молекулярной массой менее 540 Да, содержащиеся в низкомолекулярном полиэтилене. Емкость помещали на 30 мин в термокамеру, нагретую до 100-120°С, затем тщательно перемешивали и выдерживали при указанной температуре еще 30 мин. Смесь охлаждали и перемешивали до рыхлого состояния.100 parts by weight were placed in a metal container. dry sand, was added 10 wt.h. low molecular weight polyethylene NMPE (TU 2211-060-00203521-2002, melting point 85 ° C, crystallinity 3-16%, molecular weight 50-8000 Da). The plasticizer was ethylene oligomers with a molecular weight of less than 540 Da contained in low molecular weight polyethylene. The container was placed for 30 minutes in a heat chamber heated to 100-120 ° С, then it was thoroughly mixed and kept at the indicated temperature for another 30 minutes. The mixture was cooled and stirred until loose.
Пример 2Example 2
В емкость при 25°С помещали 100 вес.ч. силикагеля с размером частиц 0,2-1,0 мм, добавляли при перемешивании раствор 20 вес.ч. низкомолекулярного полиэтилена НМПЭ с характеристиками, приведенными в Примере 1, в 300 вес.ч. гексана или петролейного эфира. В качестве пластификатора выступали олигомеры этилена с молекулярной массой менее 540 Да, содержащиеся в низкомолекулярном полиэтилене. Растворитель упаривали на водяной бане при перемешивании до образования густой массы, затем сорбент помещали на 1 ч в термокамеру, нагретую до 100-120°С, для удаления остатков растворителя. Смесь охлаждали и перемешивали до сыпучего состояния.100 parts by weight were placed in a container at 25 ° C. silica gel with a particle size of 0.2-1.0 mm, a solution of 20 parts by weight was added with stirring low molecular weight polyethylene NMPE with the characteristics shown in Example 1, 300 parts by weight hexane or petroleum ether. The plasticizer was ethylene oligomers with a molecular weight of less than 540 Da contained in low molecular weight polyethylene. The solvent was evaporated in a water bath with stirring until a thick mass was formed, then the sorbent was placed for 1 h in a heat chamber heated to 100-120 ° C to remove residual solvent. The mixture was cooled and stirred until free flowing.
Пример 3Example 3
В емкость при 25°С помещали 100 вес.ч. сухого песка, добавляли при перемешивании раствор 20 вес.ч. бромбутилкаучука и 10 вес.ч. динонилфталата в 500 вес.ч. четыреххлористого углерода. Смесь перемешивали в течение 30 мин, затем отфильтровывали. Сорбент помещали на 1-2 ч в термокамеру, нагретую до 100-120°С, для удаления остатков растворителя. Смесь охлаждали и перемешивали до сыпучего состояния.100 parts by weight were placed in a container at 25 ° C. dry sand, a solution of 20 parts by weight was added with stirring. bromobutyl rubber and 10 parts by weight dinonylphthalate at 500 parts by weight carbon tetrachloride. The mixture was stirred for 30 minutes, then filtered. The sorbent was placed for 1-2 hours in a heat chamber heated to 100-120 ° C to remove residual solvent. The mixture was cooled and stirred until free flowing.
Пример 4Example 4
В емкость при 25°С помещали 100 вес.ч. сухого песка, добавляли при перемешивании раствор 30 вес.ч. хлорбутилкаучука и 20 вес.ч. трикрезилфосфата в 500 вес.ч. четыреххлористого углерода. Смесь перемешивали в течение 30 мин, затем отфильтровывали. Сорбент помещали на 1-2 ч в термокамеру, нагретую до 100-120°С, для удаления остатков растворителя. Смесь охлаждали и перемешивали до сыпучего состояния.100 parts by weight were placed in a container at 25 ° C. dry sand, a solution of 30 parts by weight was added with stirring. chlorobutyl rubber and 20 parts by weight tricresyl phosphate at 500 parts by weight carbon tetrachloride. The mixture was stirred for 30 minutes, then filtered. The sorbent was placed for 1-2 hours in a heat chamber heated to 100-120 ° C to remove residual solvent. The mixture was cooled and stirred until free flowing.
Пример 5Example 5
В емкость при 25°С помещали 100 вес.ч. силикагеля с размером частиц 0,2-1,0 мм, предварительно обработанного 5% водным раствором сульфата алюминия и высушенного, добавляли при перемешивании смесь 30 вес.ч. латекса ДВХБ-70 и 10 вес.ч. трикрезилфосфата. Смесь перемешивали в течение 30 мин, затем отфильтровывали. Сорбент помещали на 1-2 ч в термокамеру, нагретую до 100-120°С, для сушки. Смесь охлаждали и перемешивали до сыпучего состояния.100 parts by weight were placed in a container at 25 ° C. silica gel with a particle size of 0.2-1.0 mm, pre-treated with a 5% aqueous solution of aluminum sulfate and dried, was added with stirring a mixture of 30 parts by weight latex DVHB-70 and 10 parts by weight tricresyl phosphate. The mixture was stirred for 30 minutes, then filtered. The sorbent was placed for 1-2 hours in a heat chamber heated to 100-120 ° C for drying. The mixture was cooled and stirred until free flowing.
Пример 6Example 6
В емкость при 25°С помещали 100 вес.ч. силикагеля с размером частиц 0,2-1,0 мм, добавляли при перемешивании раствор 20 вес.ч. натурального каучука марки «смокед-шит» и 5 вес.ч. диоктиладипината в 500 вес.ч. Нефраса С2 80/120. Смесь перемешивали в течение 30 мин, затем отфильтровывали. Сорбент помещали на 1-2 ч в термокамеру, нагретую до 100-120°С, для удаления остатков растворителя. Смесь охлаждали и перемешивали до сыпучего состояния.100 parts by weight were placed in a container at 25 ° C. silica gel with a particle size of 0.2-1.0 mm, a solution of 20 parts by weight was added with stirring natural rubber of the “smoked-shit” brand and 5 parts by weight dioctyl adipate in 500 parts by weight Nefras C2 80/120. The mixture was stirred for 30 minutes, then filtered. The sorbent was placed for 1-2 hours in a heat chamber heated to 100-120 ° C to remove residual solvent. The mixture was cooled and stirred until free flowing.
Claims (8)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010151615/05A RU2462302C2 (en) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | Sorbent for cleaning gas-air mixtures, ground and waste water from petroleum and fuel hydrocarbons and method of producing said sorbent |
PCT/RU2011/000564 WO2012082010A1 (en) | 2010-12-15 | 2011-07-26 | Sorbent for purification of air-gas mixtures, groundwater and waste water from oil and fuel hydrocarbons and method of its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010151615/05A RU2462302C2 (en) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | Sorbent for cleaning gas-air mixtures, ground and waste water from petroleum and fuel hydrocarbons and method of producing said sorbent |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010151615A RU2010151615A (en) | 2012-06-20 |
RU2462302C2 true RU2462302C2 (en) | 2012-09-27 |
Family
ID=46244939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010151615/05A RU2462302C2 (en) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | Sorbent for cleaning gas-air mixtures, ground and waste water from petroleum and fuel hydrocarbons and method of producing said sorbent |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2462302C2 (en) |
WO (1) | WO2012082010A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581411C1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Sorption fluorescent method of determining content of polycyclic aromatic hydrocarbons in aqueous solutions and sorbent applied for this method |
RU2624444C1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" | Composite sorbent for the gas medium (versions) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD4400C1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-09-30 | Государственный Университет Молд0 | Process for air purification from sulphureted hydrogen |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2182118A1 (en) * | 1972-04-28 | 1973-12-07 | Pvba Willems Plasticprofils | |
RU2080298C1 (en) * | 1994-08-18 | 1997-05-27 | Анатолий Алексеевич Беспалов | Method of cleaning surfaces from petroleum and petroleum products |
RU2154526C1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-08-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Floating composite sorbent for cleaning of aqueous media from cesium radionuclides and method for sorption isolation of cesium radionuclides from aqueous media |
RU2169612C2 (en) * | 1999-10-05 | 2001-06-27 | Закрытое акционерное общество "Катализаторная компания" | Sorbent for removing injurious impurities from media containing these impurities, preferably for removing crude oil and higher hydrocarbons |
RU2182118C1 (en) * | 2001-08-09 | 2002-05-10 | Татаренко Олег Федорович | Process of clearing of water from oil products |
RU2226126C1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Перспективные магнитные технологии и консультации" | Porous magnetic sorbent |
RU2238295C1 (en) * | 2003-03-12 | 2004-10-20 | Закрытое акционерное общество "Торговый дом Фонд экологической безопасности" | Material and method for treating crude oil and/or petroleum product pollution |
US6860679B2 (en) * | 2000-11-23 | 2005-03-01 | Patrice Stengel | Adsorbent particles preparation method and treatment of soils polluted by hydrocarbons using said particles |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2645047A1 (en) * | 1989-03-29 | 1990-10-05 | Weber Sa A | Process for the production of absorbent and plasticising belts or strips for the removal of hydrocarbons and absorbent belt or strip obtained by the application of this process |
-
2010
- 2010-12-15 RU RU2010151615/05A patent/RU2462302C2/en active
-
2011
- 2011-07-26 WO PCT/RU2011/000564 patent/WO2012082010A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2182118A1 (en) * | 1972-04-28 | 1973-12-07 | Pvba Willems Plasticprofils | |
RU2080298C1 (en) * | 1994-08-18 | 1997-05-27 | Анатолий Алексеевич Беспалов | Method of cleaning surfaces from petroleum and petroleum products |
RU2154526C1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-08-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Floating composite sorbent for cleaning of aqueous media from cesium radionuclides and method for sorption isolation of cesium radionuclides from aqueous media |
RU2169612C2 (en) * | 1999-10-05 | 2001-06-27 | Закрытое акционерное общество "Катализаторная компания" | Sorbent for removing injurious impurities from media containing these impurities, preferably for removing crude oil and higher hydrocarbons |
US6860679B2 (en) * | 2000-11-23 | 2005-03-01 | Patrice Stengel | Adsorbent particles preparation method and treatment of soils polluted by hydrocarbons using said particles |
RU2182118C1 (en) * | 2001-08-09 | 2002-05-10 | Татаренко Олег Федорович | Process of clearing of water from oil products |
RU2226126C1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Перспективные магнитные технологии и консультации" | Porous magnetic sorbent |
RU2238295C1 (en) * | 2003-03-12 | 2004-10-20 | Закрытое акционерное общество "Торговый дом Фонд экологической безопасности" | Material and method for treating crude oil and/or petroleum product pollution |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581411C1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Sorption fluorescent method of determining content of polycyclic aromatic hydrocarbons in aqueous solutions and sorbent applied for this method |
RU2624444C1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" | Composite sorbent for the gas medium (versions) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010151615A (en) | 2012-06-20 |
WO2012082010A1 (en) | 2012-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110548490B (en) | Preparation method and application of recyclable lanthanum modified bentonite phosphorus removal material | |
Wang et al. | Removal of methyl violet from aqueous solutions using poly (acrylic acid-co-acrylamide)/attapulgite composite | |
Dinu et al. | Dual ionic cross-linked alginate/clinoptilolite composite microbeads with improved stability and enhanced sorption properties for methylene blue | |
Yao et al. | Characterization and environmental applications of clay–biochar composites | |
Okoli et al. | Mechanism of dialkyl phthalates removal from aqueous solution using γ-cyclodextrin and starch based polyurethane polymer adsorbents | |
RU2462302C2 (en) | Sorbent for cleaning gas-air mixtures, ground and waste water from petroleum and fuel hydrocarbons and method of producing said sorbent | |
CN105771916A (en) | Bentonite particles, bentonite particle adsorption column and method for removing phosphorus in natural water body | |
CN1554447A (en) | Super fine active compound adsorptive indoor air purifying agent | |
CN102728328A (en) | Renewable asphalt mixture modifier for absorbing automobile exhaust and preparation method thereof | |
Garmia et al. | Preparation and characterization of new low cost adsorbent beads based on activated bentonite encapsulated with calcium alginate for removal of 2, 4-dichlorophenol from aqueous medium | |
Bentaleb et al. | Enhanced adsorption of 2, 4-dichlorophenol from aqueous solution using modified low cost Algerian geomaterial | |
CN110975846A (en) | Clay mineral/conductive polymer composite adsorbent and preparation method and application thereof | |
Zhou et al. | Remarkable performance of magnetized chitosan-decorated lignocellulose fiber towards biosorptive removal of acidic azo colorant from aqueous environment | |
Ferfera-Harrar et al. | Development of functional chitosan-based superabsorbent hydrogel nanocomposites for adsorptive removal of Basic Red 46 textile dye | |
Liu et al. | Methylene blue removal by graphene oxide/alginate gel beads | |
Chmielewská et al. | Kinetic and thermodynamic studies for phosphate removal using natural adsorption materials. | |
CN103506069B (en) | A kind of dewaxing by molecular sieve adsorbent and preparation method thereof | |
El‐Sigeny et al. | Radiation synthesis and characterization of styrene/acrylic acid/organophilic montmorillonite hybrid nanocomposite for sorption of dyes from aqueous solutions | |
Shah et al. | Sorptive sequestration of 2‐chlorophenol by zeolitic materials derived from bagasse fly ash | |
Karataş et al. | Experimental and atomic modeling of the adsorption of acid azo dye 57 to sepiolite | |
US9011695B2 (en) | Porous magnetic sorbent | |
RU2644880C1 (en) | Method for obtaining sorbent for purifying wastewater from multicomponent pollutants | |
Aberkane et al. | Calcium alginate‐regenerated spent bleaching earth composite beads for efficient removal of methylene blue | |
Filipkowska et al. | Impact of chitosan cross-linking on RB 5 dye adsorption efficiency | |
CN111646535A (en) | Attapulgite surface modification method and application of modified attapulgite |