RU2595654C1 - Method of producing sorbent for removal of oil and oil products from water surface - Google Patents

Method of producing sorbent for removal of oil and oil products from water surface Download PDF

Info

Publication number
RU2595654C1
RU2595654C1 RU2015110560/05A RU2015110560A RU2595654C1 RU 2595654 C1 RU2595654 C1 RU 2595654C1 RU 2015110560/05 A RU2015110560/05 A RU 2015110560/05A RU 2015110560 A RU2015110560 A RU 2015110560A RU 2595654 C1 RU2595654 C1 RU 2595654C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
sorbent
plasma
producing
propane
Prior art date
Application number
RU2015110560/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Александровна Алексеева
Алсу Шамилевна Шаймарданова
Светлана Владимировна Степанова
Ильдар Гильманович Шайхиев
Ильдар Гарифович Гафаров
Ильдар Шаукатович Абдуллин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ")
Priority to RU2015110560/05A priority Critical patent/RU2595654C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2595654C1 publication Critical patent/RU2595654C1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to methods of producing sorbents from vegetable raw material. Method of producing sorbent comprises treatment of pre-dried and ground sheet fall of low-temperature plasma of high-frequency discharge at pressure in discharge chamber 26.6 MPa, anode current 0.5 A and voltage 7.5 kV for 60 seconds. Plasma generating gas used is a mixture of argon with propane in weight ratio of gases 70:30. Sorbent recommended for removal of oil and oil products from water surface.
EFFECT: capacity of produced sorbent is 8 g/g, efficiency of cleaning from oil - 99 % with contact time of 5 minutes.
1 cl, 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к способам получения сорбентов из растительного сырья для охраны окружающей природной среды. Сорбент применяется для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.The invention relates to methods for producing sorbents from plant materials for the protection of the natural environment. Sorbent is used to remove oil and oil products from the surface of the water.

Известны способы получения сорбентов на основе растительного сырья. К таким видам сырья относятся и продукты сельского хозяйства. Например, в качестве такого сырья применяют необработанную лузгу зерен гречихи (патент RU 2114064, C02F 1/28, 1998), термообработанную лузгу зерен риса (патент RU 2259875, B01J 20/24, C02F 1/28, 2005). Известно применение карбонизованной лузги зерен гречихи (патент RU 2031849, C02F 1/28, 1995) для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и из сточных вод. Для очистки воды от масляных загрязнений применяется карбонизованная лузга зерен риса (патент RU 2036843, C02F 1/28, 1995).Known methods for producing sorbents based on plant materials. These types of raw materials include agricultural products. For example, unprocessed buckwheat husk (patent RU 2114064, C02F 1/28, 1998), heat-treated rice husk (patent RU 2259875, B01J 20/24, C02F 1/28, 2005) are used as such raw materials. It is known to use carbonized husk of buckwheat grains (patent RU 2031849, C02F 1/28, 1995) for removing oil and oil products from the surface of the water and from wastewater. To clean water from oil pollution, carbonized husk of rice grains is used (patent RU 2036843, C02F 1/28, 1995).

Сорбенты, полученные известными способами, характеризуются невысокой сорбционной емкостью (до 6 г/г).Sorbents obtained by known methods are characterized by low sorption capacity (up to 6 g / g).

В качестве прототипа выбран способ получения сорбента для удаления нефти и нефтепродуктов из жидких сред (патент RU 2259874, B01J 20/24, C02F 1/28, 2005). Способ включает термообработку шелухи гречихи при температуре 460-700°C в плазме высокочастотного разряда пониженного давления.As a prototype, a method for producing a sorbent for removing oil and oil products from liquid media was selected (patent RU 2259874, B01J 20/24, C02F 1/28, 2005). The method includes heat treatment of buckwheat husk at a temperature of 460-700 ° C in a plasma of a high-frequency discharge of reduced pressure.

Недостатками данного сорбента являются невысокая сорбционная емкость 4,0-6,0 г/г и относительно длительное время контакта сорбента с загрязнителем.The disadvantages of this sorbent are the low sorption capacity of 4.0-6.0 g / g and the relatively long contact time of the sorbent with the pollutant.

Заявляемое изобретение позволяет решить задачу получения сорбента из растительного сырья с более высокой сорбционной емкостью и меньшим временем контакта его с поллюантом, что позволит быстро ликвидировать разливы, предотвращая растворение легких фракций нефти.The claimed invention allows to solve the problem of obtaining a sorbent from plant materials with a higher sorption capacity and shorter contact time with the pollutant, which will quickly eliminate spills, preventing the dissolution of light oil fractions.

Поставленная задача решается способом получения сорбента для удаления нефтехимических загрязнений с поверхности воды, включающим обработку предварительно высушенного и измельченного листового опада низкотемпературной плазмой высокочастотного разряда при давлении в разрядной камере 26,6 Па, силе тока на аноде 0,5 A, напряжении 7,5 кВ в присутствии пропана при массовом соотношении плазмообразующий газ аргон:пропан 70:30 в течение 60 секунд.The problem is solved by the method of producing a sorbent for removing petrochemical contaminants from the surface of the water, including the treatment of pre-dried and crushed sheet litter with a low-temperature high-frequency plasma discharge at a pressure in the discharge chamber of 26.6 Pa, current strength at the anode of 0.5 A, voltage of 7.5 kV in the presence of propane in a mass ratio of plasma-forming gas argon: propane 70:30 for 60 seconds.

Техническим результатом изобретения является увеличение сорбционной емкости получаемого сорбента на 30% и сокращение времени контакта сорбента с загрязнителем в три раза по сравнению с прототипом.The technical result of the invention is to increase the sorption capacity of the resulting sorbent by 30% and reduce the contact time of the sorbent with the pollutant by three times compared with the prototype.

Сущность изобретения заключается в следующем. Листовой опад имеет пористую структуру и обладает хорошими адсорбционными свойствами, которые обусловлены наличием в его составе лигнина и целлюлозы, кроме того, он является отходом при смете с городских территорий. Для увеличения его сорбционной емкости проводят плазменную обработку высушенного и измельченного опада. Для обработки используют низкотемпературную высокочастотную плазму при давлении 26,6 Па, силе тока на аноде 0,5 A и напряжении 7,5 кВ. При указанных режимах температура в разрядной камере высокочастотной плазменной установки составляет 70-100°C. При этих условиях происходит изменение структуры материала без разложения органической матрицы. Использование пропана способствует увеличению сорбционной емкости. Массовое соотношение плазмообразующий газ аргон:пропан, равное 70:30 соответственно, является оптимальным для достижения технического результата. Время обработки сорбента составляет 60 секунд и является оптимальным для проведения процесса, так как при дальнейшем увеличении времени обработки сорбционная емкость практически не изменяется.The invention consists in the following. Leaf litter has a porous structure and has good adsorption properties, which are due to the presence of lignin and cellulose in its composition, in addition, it is a waste when estimated from urban areas. To increase its sorption capacity, plasma treatment of dried and ground litter is carried out. For processing, a low-temperature high-frequency plasma is used at a pressure of 26.6 Pa, a current strength at the anode of 0.5 A, and a voltage of 7.5 kV. Under these conditions, the temperature in the discharge chamber of the high-frequency plasma system is 70-100 ° C. Under these conditions, a change in the structure of the material occurs without decomposition of the organic matrix. The use of propane increases the sorption capacity. The mass ratio of plasma-forming gas argon: propane equal to 70:30, respectively, is optimal for achieving a technical result. The processing time of the sorbent is 60 seconds and is optimal for the process, since with a further increase in the processing time, the sorption capacity practically does not change.

Примеры выполнения способаExamples of the method

Пример 1. Листовой опад высушивают на открытом воздухе при температуре не ниже 15°C до постоянной массы, затем измельчают до размеров, не превышающих 10 мм. Полученный материал загружают в камеру высокочастотного генератора в тканевых мешках. Затем создают разрежение в камере до давления 26,6 Па. Нагрев плазмообразующего газа до состояния плазмы проводится под действием электромагнитного поля. Режим плазменной обработки регулируют путем задания на аноде плазмотрона напряжения в 7,5 B и силы тока 0,5 A. Вместе с плазмообразующим газом аргоном в камеру подают пропан при массовом соотношении газов 70:30 соответственно. Расход газовой смеси составляет 0,06 г/с. Обработку проводят в течение 60 секунд.Example 1. Leaf litter is dried in the open air at a temperature of at least 15 ° C to constant weight, then crushed to a size not exceeding 10 mm. The resulting material is loaded into the chamber of a high-frequency generator in fabric bags. Then create a vacuum in the chamber to a pressure of 26.6 Pa. The plasma gas is heated to a plasma state under the influence of an electromagnetic field. The plasma treatment mode is controlled by setting a voltage of 7.5 V and a current strength of 0.5 A at the plasma torch anode. Together with the plasma-forming gas, argon is fed into the chamber with propane at a gas mass ratio of 70:30, respectively. The gas flow rate is 0.06 g / s. Processing is carried out for 60 seconds.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, время обработки - 30 мин.Example 2. Similar to example 1, the processing time is 30 minutes

Для сравнения был получен сорбент по примеру 1, но без использования пропана.For comparison, the sorbent was obtained according to example 1, but without the use of propane.

Сорбционную емкость полученных сорбентов определяли следующим способом: в чашки Петри помещали латунную сетку, наливали по 20 мл девонской нефти и сплошным слоем наносили исследуемый сорбент в количестве 1 г. Через определенные промежутки времени (5, 15, 30, 45, 60 мин) с помощью сетки снимали исследуемый образец, давали стечь некоторой части нефти с образца и взвешивали. Сорбционную емкость определяли как отношение массы поглощенной нефти к массе материала, потраченного на сорбцию.The sorption capacity of the obtained sorbents was determined as follows: a brass grid was placed in Petri dishes, 20 ml of Devonian oil was poured, and the studied sorbent was applied in a continuous layer in an amount of 1 g. At certain intervals (5, 15, 30, 45, 60 min) using the grids were removed from the test sample, some of the oil was drained from the sample and weighed. Sorption capacity was determined as the ratio of the mass of absorbed oil to the mass of material spent on sorption.

Испытания эффективности работы сорбента проводили при сборе нефтепродуктов с поверхности воды. Использовали девонскую нефть Тумутукского месторождения.Tests of the efficiency of the sorbent were carried out when collecting oil products from the surface of the water. We used Devonian oil from the Tumutukskoye field.

Испытание проводили следующим образом. На поверхность модельной воды наносили фиксированное количество нефти. Далее на нефтяное пятно наносили полученный сорбент и через 5, 15 и 30 минут механическим способом собирали насыщенный нефтепродуктами сорбент. После очистки отбирали пробы воды и методом экстрагирования определяли в ней остаточное содержание нефти.The test was carried out as follows. A fixed amount of oil was applied to the surface of the model water. Next, the obtained sorbent was applied to the oil slick, and after 5, 15 and 30 minutes the sorbent saturated with oil products was mechanically collected. After purification, water samples were taken and the residual oil content in it was determined by extraction.

Полученные данные приведены в таблице.The data obtained are given in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Как видно из таблицы, сорбент, полученный заявляемым способом (пример 1), характеризуется более высоким значением сорбционной емкости по сравнению с прототипом. Оптимальное время сорбции нефтепродуктов с поверхности воды составляет 5 минут, что в 3 раза меньше по сравнению с прототипом при более высокой эффективности очистки.As can be seen from the table, the sorbent obtained by the claimed method (example 1), is characterized by a higher sorption capacity in comparison with the prototype. The optimal time of sorption of oil products from the surface of the water is 5 minutes, which is 3 times less compared to the prototype with a higher cleaning efficiency.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать сорбент из листового опада с сорбционной емкостью, превышающей сорбционную емкость прототипа на 30%. Полученный сорбент обладает эффективностью 99% при меньшем времени контакта сорбента с загрязнителем по сравнению с прототипом.Thus, the proposed method allows to obtain a sorbent from leaf litter with a sorption capacity exceeding the sorption capacity of the prototype by 30%. The resulting sorbent has an efficiency of 99% with a shorter contact time of the sorbent with the pollutant compared to the prototype.

Claims (1)

Способ получения сорбента для удаления нефтехимических загрязнений с поверхности воды, включающий обработку растительного сырья высокочастотной плазмой, отличающийся тем, что в качестве сырья используют предварительно высушенный и измельченный листовой опад, а обработку проводят низкотемпературной плазмой высокочастотного разряда при давлении в разрядной камере 26,6 Па, при силе тока на аноде 0,5 А и напряжении 7,5 кВ в присутствии пропана при массовом соотношении плазмообразующий газ аргон:пропан 70:30 в течение 60 секунд. A method of producing a sorbent for removing petrochemical contaminants from the surface of the water, comprising treating the plant material with high-frequency plasma, characterized in that the raw material is pre-dried and ground sheet litter, and the treatment is carried out with a low-temperature plasma of a high-frequency discharge at a pressure in the discharge chamber of 26.6 Pa, when the current strength at the anode is 0.5 A and a voltage of 7.5 kV in the presence of propane, the mass ratio of plasma-forming gas is argon: propane 70:30 for 60 seconds.
RU2015110560/05A 2015-03-24 2015-03-24 Method of producing sorbent for removal of oil and oil products from water surface RU2595654C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110560/05A RU2595654C1 (en) 2015-03-24 2015-03-24 Method of producing sorbent for removal of oil and oil products from water surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110560/05A RU2595654C1 (en) 2015-03-24 2015-03-24 Method of producing sorbent for removal of oil and oil products from water surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2595654C1 true RU2595654C1 (en) 2016-08-27

Family

ID=56892156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015110560/05A RU2595654C1 (en) 2015-03-24 2015-03-24 Method of producing sorbent for removal of oil and oil products from water surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2595654C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2826205C1 (en) * 2024-03-26 2024-09-05 Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Method of producing granulated oil sorbent from leaf litter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2259875C2 (en) * 2003-09-18 2005-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Sorbent for removal of oil and petroleum products from liquid media and method of making rice husk
RU2259874C2 (en) * 2003-09-18 2005-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Sorbent for removal of oil and petroleum products and method of making it from buckwheat husk
RU2412014C1 (en) * 2009-08-12 2011-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" Method of purification and reclamation of ecological functions of substrates contaminated by oil and its products
RU2459660C2 (en) * 2010-11-09 2012-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2259875C2 (en) * 2003-09-18 2005-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Sorbent for removal of oil and petroleum products from liquid media and method of making rice husk
RU2259874C2 (en) * 2003-09-18 2005-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Sorbent for removal of oil and petroleum products and method of making it from buckwheat husk
RU2412014C1 (en) * 2009-08-12 2011-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" Method of purification and reclamation of ecological functions of substrates contaminated by oil and its products
RU2459660C2 (en) * 2010-11-09 2012-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АЛЕКСЕЕВА А.А. и др., Исследование возможности повышения сорбционной ёмкости листового опада путём обработки раствором серной кислоты, Актуальные вопросы безопасности в техносфере, 2013, стр.79-81. СТЕПЕНОВА С.В. и др., Выбор и обоснование критериев эколого-экономической эффективности применения листового опада а качестве сорбционного материала, Межд. научно-практическая Интернет конференция "Проблемы формирования новой экономики ХХI века". 21-21 декабря 2012. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2826205C1 (en) * 2024-03-26 2024-09-05 Федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" Method of producing granulated oil sorbent from leaf litter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rashid et al. Synthesis using natural functionalization of activated carbon from pumpkin peels for decolourization of aqueous methylene blue
Kumar et al. Enhanced PAHs removal using pyrolysis-assisted potassium hydroxide induced palm shell activated carbon: batch and column investigation
De Jesus et al. Evaluation of waste biomasses and their biochars for removal of polycyclic aromatic hydrocarbons
Zyoud et al. Solid olive waste in environmental cleanup: enhanced nitrite ion removal by ZnCl2-activated carbon
Nayeri et al. Oxytetracycline removal from aqueous solutions using activated carbon prepared from corn stalks
CN104511272A (en) Preparation and application methods of adsorbent for removing cadmium in wastewater
Yadav et al. Efficient removal of Cr (VI) from aqueous solution onto palm trunk charcoal: kinetic and equilibrium studies
RU2459660C2 (en) Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production
Wahi et al. The use of microwave derived activated carbon for removal of heavy metal in aqueous solution
Sivaraj et al. Preparation and characterization of activated carbons from Parthenium biomass by physical and chemical activation techniques
RU2595654C1 (en) Method of producing sorbent for removal of oil and oil products from water surface
Abuabdou et al. Adsorptive treatment of stabilized landfill leachate using activated palm oil fuel ash (POFA)
CN100446851C (en) Preparation and using method of plant bionic high efficient adsorbent for removing difficult degradation organic pollutant
Ajmal et al. The use of testa of groundnut shell (Arachis hypogea) for the adsorption of Ni (II) from the aqueous system
Tripathi et al. Heavy metal removal from the wastewater using the tea waste derived bio char synthesized through microwave pyrolysis
Piekarski et al. Effect of bed height on efficiency of adsorption of odors from sewage sludge using modified biochars from organic waste materials as an adsorbent
Idayu et al. The use of macroalgae (Gracilaria changii) as bio-adsorbent for Copper (II) removal
RU2259875C2 (en) Sorbent for removal of oil and petroleum products from liquid media and method of making rice husk
RU2259874C2 (en) Sorbent for removal of oil and petroleum products and method of making it from buckwheat husk
Leman et al. The effect of activation agent on surface morphology, density and porosity of palm shell and coconut shell activated carbon
Moon et al. Shrimp pond wastewater treatment using pyrolyzed chicken feather as adsorbent
Pandian et al. Kinetic, thermodynamic and isotherm studies on the removal of methylene blue dye using acid activated Ipomoea carnea
Gopalswami et al. Methylene Blue Adsorption onto Low Cost Powdered Activated Carbon from Agricultural Waste- Morus Plant
JOSHUA et al. Impact of activation on co-pyrolyzed mango (Magnifera indica) and soursop (Annona muricata) seeds biochar
Malyshkina Classification of the sorbents capable of removing the petroleum products from Wastewater

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210325