RU2687913C1 - Method of producing sorption material for collecting oil and oil products - Google Patents

Method of producing sorption material for collecting oil and oil products Download PDF

Info

Publication number
RU2687913C1
RU2687913C1 RU2018126925A RU2018126925A RU2687913C1 RU 2687913 C1 RU2687913 C1 RU 2687913C1 RU 2018126925 A RU2018126925 A RU 2018126925A RU 2018126925 A RU2018126925 A RU 2018126925A RU 2687913 C1 RU2687913 C1 RU 2687913C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
hexane
sorption
polypropylene
fibers
Prior art date
Application number
RU2018126925A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич Чириков
Александр Владимирович Перфильев
Игорь Юрьевич Буравлев
Александр Алексеевич Юдаков
Полина Юрьевна Лизунова
Елена Эдуардовна Дмитриева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН)
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 учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН)
Priority to RU2018126925A priority Critical patent/RU2687913C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2687913C1 publication Critical patent/RU2687913C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3007Moulding, shaping or extruding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3214Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the method for obtaining this coating or impregnating

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.
SUBSTANCE: invention relates to materials for sorption of oil products and can be used for liquidation of emergency spills of oil and oil products on water surface of natural and artificial reservoirs, for treatment of waste water. Proposed method comprises making polypropylene fibre by polypropylene melt extrusion. Obtained fibres are twisted into bundle, which is pulled in atmosphere of water vapour at 105–130 °C to produce threads of specified thickness and cut into parts. Prepared fibrous material is subjected to modifying treatment with n-hexane at 60–65 °C for 15–20 minutes. After cooling, the treated fibre is separated from n-hexane, washed and dried in air at room temperature until complete evaporation of moisture.
EFFECT: technical result is improved working conditions, high environmental safety of method, possibility of recycling spent sorption material.
1 cl, 3 dwg, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к сорбционным и сорбционно-фильтрующим материалам, которые могут быть использованы для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на водной поверхности природных и искусственных водоемов, для очистки поверхности сточных вод и жидких отходов производств, деятельность которых связана с использованием нефтесодержащих жидкостей, а так же очистки судовых нефтесодержащих вод.The invention relates to sorption and sorption-filtering materials that can be used to eliminate accidental spills of oil and petroleum products on the water surface of natural and artificial reservoirs, to clean the surface of wastewater and liquid waste production, whose activities are associated with the use of oil-containing liquids, as well as purification of ship oily water.

Сорбционные и фильтрующие материалы в процессе очистки нефтесодержащих вод, помимо того, что адсорбируют на поверхности и в объеме нефть и нефтепродукты, подвергаются загрязнениям высокомолекулярными компонентами нефти, такими как асфальтены и парафины, а также иловыми загрязнениями, оседающими и накапливающимися на поверхности волокон и в порах материала, при этом регенерация механическим отжимом не позволяет в полной мере извлекать вышеперечисленные загрязнения из объема сорбционного или сорбционно-фильтрующего материала, поскольку для освобождения и выхода загрязнений требуется перестройка всей, образующей поры, структуры. Кроме того, сорбционные и сорбционно-фильтрующие материалы, после использования, должны легко утилизироваться, желательно с положительным экономическим эффектом.Sorption and filter materials in the process of cleaning oily water, in addition to adsorbing on the surface and in bulk oil and oil products, are contaminated with high molecular weight components of oil, such as asphaltenes and paraffins, as well as sludge contaminants deposited and accumulated on the surface of the fibers and in the pores the material, while regeneration by mechanical extraction does not allow to fully extract the above pollution from the volume of the sorption or sorption-filtering material, because ku for liberation and release contaminants require restructuring of the entire forming pore structure. In addition, sorption and sorption-filtering materials, after use, should be easily disposed of, preferably with a positive economic effect.

Известен нефтесорбент для сбора разливов нефти с поверхности воды (GB 2265628, опубл. 1993.10.06), содержащий нетканое полотно из полиолефиновых, преимущественно полипропиленовых, волокон, измельченную полиолефиновую, преимущественно полиэтиленовую, пленку и целлюлозные волокна, преимущественно волокна из древесной целлюлозы. Регенерации и утилизации известный нефтесорбент не подлежит, что является его существенным недостатком.Known oil sorbent for collecting oil spills from the water surface (GB 2265628, publ. 1993.10.06) containing nonwoven fabric from polyolefin, mainly polypropylene, fibers, crushed polyolefin, mainly polyethylene, film and cellulose fibers, mainly fibers from wood pulp. A known oil sorbent cannot be regenerated and disposed of, which is a significant disadvantage.

Известен сорбирующий материал для удаления загрязнений нефтепродуктами (RU 2210644, опубл. 1999.02.27), полученный путем скрепления иглопрокалыванием двух слоев, один из которых выполнен из предварительно связанных иглопрокалыванием полипропиленовых волокон, а второй, менее плотный, из полых силиконизированных полиэфирных волокон. Недостатком полученного таким образом сорбирующего материала является его низкая способность к регенерации вследствие наличия статичной системы пор, образованной двумя волокнистыми слоями, скрепленными между собой иглопрокалыванием, а утилизация отработавшего сорбирующего материала затруднена вследствие насыщения материала водой в процессе работы.A sorbing material for the removal of oil pollution is known (RU 2210644, publ. 1999.02.27), obtained by bonding two layers by needling, one of which is made of polypropylene fibers previously connected by needling, and the second, less dense, of hollow siliconized polyester fibers. The disadvantage of the sorbent material thus obtained is its low capacity for regeneration due to the presence of a static pore system formed by two fibrous layers bonded to each other by needle rolling, and the disposal of the spent sorbent material is hampered by the saturation of the material with water during operation.

Известен способ получения сорбирующего материала для сбора нефти и нефтепродуктов (RU 2461421, опубл. 2012.09.20) в виде гофрированного нетканого полотна с объемной плотностью от 0,01 до 0,06 г/см3, толщиной от 0,5 до 5,0 см, выполненного из гидрофобных полиэтиленовых или полипропиленовых волокон, гидрофильных полиэфирных или полиамидных волокон и вискозных волокон, включающий формирование полотна путем скрепления упомянутых гидрофобных и гидрофильных волокон водной эмульсией латекса с термообработкой при 100-140°С, согласно которому гидрофильные волокна предварительно обрабатывают водной эмульсией латекса, содержащей бутадиенстирольный каучук, полиметилэтилгидридсилоксан и алкилсиликонат. Полученный известным способом сорбент содержит много балластных веществ, не способствующих его высокой эффективности, присутствие которых связано с тем, что для получения работоспособного сорбирующего материала из гидрофобных и гидрофильных волокон, кроме использования связывающего агента, необходима предварительная обработка гидрофильных волокон водной эмульсией сложного состава, содержащей несколько органических соединений.A method of obtaining sorbent material for collecting oil and oil products (RU 2461421, publ. 2012.09.20) in the form of a corrugated non-woven fabric with a bulk density of from 0.01 to 0.06 g / cm 3 , thickness from 0.5 to 5.0 cm, made of hydrophobic polyethylene or polypropylene fibers, hydrophilic polyester or polyamide fibers and viscose fibers, including the formation of a web by fastening the mentioned hydrophobic and hydrophilic fibers with an aqueous emulsion of latex with heat treatment at 100-140 ° C, according to which hydrophilic fibers and pretreated with an aqueous latex emulsion comprising a styrene-butadiene rubber, and polimetiletilgidridsiloksan alkilsilikonat. The sorbent obtained in a known manner contains many ballast substances that do not contribute to its high efficiency, the presence of which is connected with the fact that to obtain a workable sorbent material from hydrophobic and hydrophilic fibers, besides using a binding agent, preliminary treatment of hydrophilic fibers with an aqueous emulsion of complex composition containing several organic compounds.

Известен способ получения волокнистого синтетического материала для использования в составе фильтрующих материалов и других изделий для очистки воды, воздуха и грунта от загрязнений нефтепродуктами и тяжелыми металлами. Путем аэродинамического диспергирования расплава товарного полимера из ряда полипропилена, поликарбоната или полиэтилентерефталата, а также их отходов (US 6524514, опубл. 2003.02.25.) получают материал в виде тонковолокнистой ватоподобной массы от светло-серого до темно-серого цвета с насыпной плотностью от 160 до 174 кг/м при порозности от 81 до 81,5%, который собирает количество загрязнений, по массе до 12 раз превышающую его собственную массу. Полученный материал намного легче воды, плавает на ее поверхности, при этом является регенерируемым, и, по утверждению авторов, его свойства полностью восстанавливаются после механического отжима, который можно повторять до 50 раз. Однако механический отжим не позволяет извлекать из объема материала иловые загрязнения, высокомолекулярные компоненты нефти, такие как асфальтены и парафины, оседающие и накапливающиеся на его волокнах. Таким образом, регенерация известного материала осуществляется не в полной мере, и проблема окончательной утилизации не решена.A method of obtaining fibrous synthetic material for use in the composition of filter materials and other products for the purification of water, air and soil from contamination by oil and heavy metals. By aerodynamic dispersion of the melt of commercial polymer from a series of polypropylene, polycarbonate or polyethylene terephthalate, as well as their waste (US 6524514, publ. 2003.02.25.) Material is obtained in the form of fine-fiber cotton-like mass from light gray to dark gray color with a bulk density of 160 up to 174 kg / m with a porosity from 81 to 81.5%, which collects the amount of pollutants, by weight up to 12 times its own weight. The resulting material is much lighter than water, floats on its surface, while it is regenerable, and, according to the authors, its properties are fully restored after mechanical pressing, which can be repeated up to 50 times. However, the mechanical spin does not allow to extract sludge contaminants from the volume of the material, high-molecular components of oil, such as asphaltenes and paraffins, which settle and accumulate on its fibers. Thus, the regeneration of a known material is not fully implemented, and the problem of final disposal is not solved.

Наиболее близким к заявляемому является сорбент, получаемый путем модификации волокнистого целлюлозного материала, в качестве которого используют ватин, вату или отходы хлопчатобумажного производства, гидрофобизирующим раствором окисленного атактического полипропилена в тетрахлорэтилене (RU 2463106, опубл. 2012.10.10). Атактический полипропилен окисляют при температуре от 180 до 240°С в течение 4-6 часов, растворяют в тетрахлорэтилене и полученным раствором с содержанием окисленного атактического полипропилена 0,4-0,5% пропитывают волокнистый целлюлозный материал, при этом избыток раствора сливают и возвращают в цикл. Пропитанный волокнистый целлюлозный материал сушат до постоянного веса, пропуская через него нагретый воздух, образующиеся при этом пары тетрахлорэтилена конденсируют и возвращают в начало процесса.The closest to the claimed is a sorbent obtained by modifying fibrous cellulosic material, which is used as a batting, cotton wool or waste cotton production, water-repellent solution of oxidized atactic polypropylene in tetrachloroethylene (RU 2463106, publ. 2012.10.10). Atactic polypropylene is oxidized at a temperature of from 180 to 240 ° C for 4-6 hours, dissolved in tetrachlorethylene and the resulting solution containing 0.4-0.5% oxidized atactic polypropylene impregnates fibrous cellulosic material, while the excess solution is drained and returned to cycle. Impregnated fibrous cellulosic material is dried to a constant weight, passing through it heated air, the tetrachlorethylene vapors formed thereby condense and return to the beginning of the process.

При работе с тетрахлорэтиленом требуются особые меры безопасности: этот растворитель является опасным для окружающей среды и здоровья человека, а также способен повредить металлические части приборов и оборудования. При контакте с горячими поверхностями или с пламенем он разлагается с образованием токсичных и едких паров (хлористый водород, фосген, хлор), при контакте с влагой медленно разлагается с образованием трихлоруксусной и соляной кислоты. Реагирует с металлами, такими как алюминий, литий, барий, бериллий. При обычной температуре опасное загрязнение воздуха в помещении происходит постепенно: процесс испарения этого вещества при 20°С идет довольно медленно.When working with tetrachlorethylene, special safety measures are required: this solvent is dangerous for the environment and human health, and can also damage the metal parts of instruments and equipment. When it comes into contact with hot surfaces or with a flame, it decomposes to form toxic and corrosive vapors (hydrogen chloride, phosgene, chlorine), when in contact with moisture it slowly decomposes to form trichloroacetic acid and hydrochloric acid. Reacts with metals such as aluminum, lithium, barium, beryllium. At ordinary temperature, dangerous indoor air pollution occurs gradually: the process of evaporation of this substance at 20 ° C is rather slow.

Этот способ получения сорбента для очистки водной поверхности и почвы от нефти и нефтепродуктов позволяет получить сорбент, обладающий высокой сорбцией нефти и нефтепродуктов в присутствии воды, с достаточно высокой способностью удерживать поглощенные нефть и нефтепродукты. Такой сорбент обладает высокой плавучестью, способен к механической регенерации (отжим до 20 раз) с сохранением сорбционной способности. Может быть утилизирован в строительстве дорог, сжиганием, биоразложением.This method of obtaining a sorbent for cleaning water surface and soil from oil and oil products allows you to get a sorbent with high sorption of oil and oil products in the presence of water, with a sufficiently high ability to retain absorbed oil and oil products. Such a sorbent has a high buoyancy, capable of mechanical regeneration (spin up to 20 times) with preservation of sorption capacity. Can be disposed of in road construction, burning, biodegradation.

Однако, вследствие статичности порового пространства, регенерация сорбента затруднена. Механический отжим не позволяет извлекать из объема пор материала иловые загрязнения и высокомолекулярные компоненты нефти, такие как асфальтены и парафины, оседающие и накапливающиеся на его волокнах и приводящие к снижению сорбционной емкости сорбента за счет сокращения объема порового пространства.However, due to the static nature of the pore space, the regeneration of the sorbent is difficult. Mechanical pressing does not allow to remove sludge pollution and high-molecular components of oil from the pore volume of the material, such as asphaltenes and paraffins, which settle and accumulate on its fibers and lead to a decrease in the sorption capacity of the sorbent by reducing the volume of the pore space.

Утилизация в асфальте или асфальто-бетоне при строительстве дорог требует дорогостоящей подготовки материала в виде рубки или дробления, а так же предварительного напряжения волокон. В противном случае, такая утилизация снизит качество дорожного покрытия.Disposal in asphalt or asphalt concrete during the construction of roads requires expensive material preparation in the form of chopping or crushing, as well as prestressing the fibers. Otherwise, such recycling will reduce the quality of the road surface.

Утилизация сорбента сжиганием затруднена, поскольку в процессе работы в порах накапливается влага, не позволяющая в полной мере его сжигать. Кроме того, сжигание является нежелательным процессом, загрязняющим атмосферу и окружающую природную среду.Disposal of the sorbent by incineration is difficult, because in the process of work, moisture accumulates in the pores, which does not allow it to be fully burned. In addition, burning is an undesirable process that pollutes the atmosphere and the environment.

Задачей изобретения является создание технологичного способа получения эффективного сорбционного фильтрующего материала для сбора нефти и нефтепродуктов, обладающего высокой сорбционной емкостью, способностью к регенерации вследствие подвижной поровой системы и легко утилизируемого в асфальте или асфальто-бетоне в качестве армирующей добавки при строительстве дорог без предварительной подготовки и с получением положительного экономического эффекта от утилизации.The objective of the invention is the creation of a technologically advanced method of obtaining an effective sorption filtering material for collecting oil and oil products, which has a high sorption capacity, the ability to regenerate due to a mobile pore system and is easily utilized in asphalt or asphalt-concrete as a reinforcing additive in road construction without prior preparation and with obtaining a positive economic effect from recycling.

Технический результат способа заключается в повышении эффективности получаемого сорбционного материала за счет подвижной системы пор, ограниченной длинны волокон (12-24 мм), предварительного напряжения волокон за счет вытягивания.The technical result of the method is to increase the efficiency of the resulting sorption material due to the moving system of pores, bounded by the length of the fibers (12-24 mm), the prestressing of the fibers by drawing.

Указанный технический результат достигают способом получения сорбционного фильтрующего материала для сбора нефти и нефтепродуктов, включающим модифицирующую обработку волокнистого материала, в котором, в отличие от известного, используют волокнистый материал, полученный из расплава полипропилена методом экструзии, при этом полученные из расплава волокна полипропилена скручивают в жгут, который вытягивают в атмосфере водяного пара при 105-130°С до получения нитей толщиной 35-40 мкм, разрезают на части длиной 12-24 мм и проводят их модифицирующую обработку н-гексаном С6Н14 при температуре 60-65°С в течение 15-20 минут, после остывания обработанное волокно отделяют от н-гексана, промывают и сушат на воздухе при комнатной температуре в течение 24 часов.This technical result is achieved by a method of obtaining a sorption filtering material for collecting oil and petroleum products, including modifying processing of a fibrous material, in which, unlike the known, use is a fibrous material obtained from a polypropylene melt by extrusion, with polypropylene melt fibers obtained from a melt which is pulled out in the atmosphere of water vapor at 105-130 ° С to obtain filaments 35-40 microns thick, cut into pieces 12-24 mm long and carry out their modification treatment with n-hexane C 6 H 14 at a temperature of 60-65 ° C for 15-20 minutes, after cooling, the treated fiber is separated from n-hexane, washed and dried in air at room temperature for 24 hours.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Методом экструзии из расплава гранулированного полипропилена получают полипропиленовые нити, соединяют их в общий жгут диаметром 3-5 см, который вытягивают при 105-130°С в среде водяного пара до получения волокон диаметром 35-40 мкм. Вытянутый жгут режут на короткие нити, преимущественно длиной 12-24 мм.By extrusion from a melt of granulated polypropylene, polypropylene yarns are obtained; they are connected to a common rope with a diameter of 3-5 cm, which is drawn at 105-130 ° C in an environment of water vapor to obtain fibers with a diameter of 35-40 μm. An elongated rope is cut into short threads, mainly 12-24 mm long.

Полученный волокнистый материал подвергают модифицирующей обработке погружая в емкость с н-гексаном С6Н14, таким образом, чтобы волокна полностью были покрыты жидкостью, помещают в герметичное нагревательное устройство: закрытую ванну с электроподогревом либо в автоклав и нагревают до температуры 60-65°С. При этом время нагревания зависит от объема н-гексана с волокнистым материалом: больший объем нагревают медленнее (100 мл нагревают не более 10 мин, 10-20 л - в течение 30 мин). При температуре 60-65°С волокно выдерживают в н-гексане в течение 10-15 минут, затем оставляют до полного остывания до комнатной температуры. Полностью отфильтровывают н-гексан, извлекают модифицированное полипропиленовое волокно и тщательно промывают проточной водой либо большим количеством воды.The obtained fibrous material is subjected to a modifying treatment by immersing it in a container with C 6 H 14 n-hexane, so that the fibers are completely covered with liquid, placed in a sealed heating device: a closed electrically heated bath or in an autoclave and heated to a temperature of 60-65 ° C . At the same time, the heating time depends on the volume of n-hexane with a fibrous material: a larger volume is heated more slowly (100 ml is heated for no more than 10 minutes, 10–20 l for 30 minutes). At a temperature of 60-65 ° C, the fiber is kept in n-hexane for 10-15 minutes, then left to cool completely to room temperature. The n-hexane is completely filtered off, the modified polypropylene fiber is removed and the mixture is thoroughly washed with running water or with plenty of water.

Все работы с н-гексаном проводят по мере возможности в герметичных емкостях и при обязательном наличии сбалансированной приточно-вытяжной вентиляции.All work with n-hexane is carried out as far as possible in hermetic containers and with the obligatory presence of a balanced supply and exhaust ventilation.

Сушат обработанное и промытое полипропиленовое волокно на воздухе при комнатной температуре примерно в течение суток до полного испарения влаги.Dry the treated and washed polypropylene fiber in air at room temperature for about a day until the moisture evaporates completely.

Освободившийся отфильтрованный н-гексан подлежит повторному использованию.Released filtered n-hexane is recyclable.

Полная функциональная схема получения сорбционного фильтрующего материала на основе модифицированного полипропиленового волокна предлагаемым способом приведена на фиг. 1The complete functional scheme for obtaining a sorption filter material based on modified polypropylene fiber by the proposed method is shown in FIG. one

Однако сорбционный фильтрующий материал может быть получен по упрощенной схеме, с исключением стадии получения исходного полипропиленового волокна, за счет использования готового волокнистого материала, выполненного из полипропилена, который известен в России под торговыми названиями: фиброволокно (полимерное, синтетическое, мультифиламентное), фибрин, аналог фиброволокон Propex (Пропекс) и Fibrin (Фибрин). Таким образом, может быть использован любой волокнистый материал из полипропилена, без ограничений, включая все материалы, выпускаемые под перечисленными названиями.However, the sorption filtering material can be obtained by a simplified scheme, with the exception of the stage of obtaining the original polypropylene fiber, through the use of the finished fibrous material made of polypropylene, which is known in Russia under the trade names: fiberglass (polymeric, synthetic, multifilament), fibrin, analogue fibro-fiber Propex (Propex) and Fibrin (Fibrin). Thus, any fibrous material made of polypropylene can be used, without limitation, including all materials sold under the listed names.

На фиг. 2 представлены СЭМ-изображения поверхности волокон сорбционного фильтрующего материала, полученного предлагаемым способом.FIG. 2 shows the SEM images of the surface of the fibers of the sorption filter material obtained by the proposed method.

Поверхность образца является сравнительно однородной, покрытой порами, среди которых преобладают мезопоры размером порядка 10 нм. Пористая структура разветвленная. Удельная поверхность, измеренная по методу Грэга-Синга, составила 2,198 м2/г. Объем микропор - 0,001 см3/г. Средний размер пор - 1,896 нм.The sample surface is relatively uniform, covered with pores, among which mesopores with a size of about 10 nm prevail. Porous structure branched. The specific surface area, measured by the Greg-Sing method, was 2.198 m 2 / g. The volume of micropores is 0.001 cm 3 / g. The average pore size is 1.896 nm.

Оценку сорбционных свойств полученного сорбционного фильтрующего материала проводили на основании исследований поведения образцов в водной и органической средах в соответствии со стандартом ASTM F:726-12 при температуре испытаний 22±3°С и относительной влажности 20-70%.Evaluation of the sorption properties of the resulting sorption filtering material was carried out on the basis of studies of the behavior of samples in aqueous and organic media in accordance with ASTM F: 726-12 at a test temperature of 22 ± 3 ° C and a relative humidity of 20-70%.

Сорбционная емкость определялась по следующим видам нефтепродуктов: мазут топочный марки М-100, дизельное топливо, масло моторное универсальное М8В, масло индустриальное И-40А.Sorption capacity was determined by the following types of petroleum products: fuel oil brand M-100, diesel fuel, M8B universal motor oil, I-40A industrial oil.

Результаты определения сорбционной емкости сорбционного фильтрующего материала, полученного предлагаемым способом, приведены в таблице 1.The results of the determination of the sorption capacity of the sorption filter material obtained by the proposed method are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Примечание:Note:

VНП - объем нефтепродукта, мл;V NP - the volume of petroleum product, ml;

m0 - масса сухого образца, г;m 0 is the mass of the dry sample, g;

m1 - масса образца в насыщенном нефтепродуктом состоянии, г;m 1 is the mass of the sample in an oil-saturated state, g;

Δm=m1-m0, г;Δm = m 1 -m 0 , g;

Q - сорбционная емкость, г/г.Q - sorption capacity, g / g.

Примеры конкретного осуществления способаExamples of specific implementation of the method

Полипропиленовое волокно, полученное методом экструзии по известной методике, описанной в патенте RU 2318085, опубл. 2008.02.27, скручивали в жгуты, вытягивали и разрезали на части, как описано выше. Затем помещали в герметичную емкость, заливали н-гексаном С6Н14 марки х.ч. (ТУ 2631-001-54260861-2013) таким образом, чтобы полностью покрыть волокно (Т:Ж примерно 1:5-6), плотно закрывали емкость и ставили в сушильный шкаф, находящийся под вытяжкой. После обработки волокно извлекали и промывали дистиллированной водой (объемом 2 л). Сушку обработанных волокон проводили при комнатной температуре в течение 24 ч.Polypropylene fiber obtained by extrusion according to a known method described in the patent RU 2318085, publ. 2008.02.27, twisted into bundles, pulled and cut into pieces, as described above. Then placed in an airtight container, filled with n-hexane C 6 H 14 brand x.h. (TU 2631-001-54260861-2013) in such a way as to completely cover the fiber (T: W about 1: 5-6), tightly close the container and put it in the drying cabinet under the hood. After processing, the fiber was removed and washed with distilled water (volume 2 l). Drying of the treated fibers was carried out at room temperature for 24 hours.

Морфологию поверхности модифицированного, промытого и высушенного материала исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа S-5500 (Hitachi, Япония).The surface morphology of the modified, washed and dried material was examined using an S-5500 scanning electron microscope (Hitachi, Japan).

Величину удельной поверхности и объем микропор полипропиленового волокнистого материала, полученного предлагаемым способом измеряли с помощью анализатора удельной поверхности Сорбтометр-М (ЗАО «КАТАКОН», Россия) по низкотемпературной (-196°С) адсорбции азота. Расчет удельной поверхности проводили по методу Брунауэра-Эмметта-Теллера и сравнительному методу Грэгга-Синга при помощи программного обеспечения, прилагаемого к прибору.The value of the specific surface and the volume of micropores of the polypropylene fibrous material obtained by the proposed method were measured using a Sorbtometer-M specific surface analyzer (KATAKON, Russia) by low-temperature (-196 ° С) nitrogen adsorption. The specific surface was calculated by the Brunauer-Emmett-Teller method and the comparative Gregg-Sing method using the software attached to the instrument.

Пример 1Example 1

Навеску 16 г волокна, полученного методом экструзии из расплава гранулированного полипропилена и подготовленного в соответствии с предлагаемым способом, заливали 100 мл н-гексана, плотно закрывали и помещали в сушильный шкаф при температуре 23°С. В течение 8 мин температуру поднимали до 65°С, выдерживали при этой температуре в течение 15 мин, отключали обогрев и после полного остывания сливали н-гексан для повторного использования. Полученный материал тщательно промывали, ополаскивали дистиллированной водой и оставляли на 24 часа для полного испарения влаги.A weighed 16 g of fiber obtained by extrusion from a melt of granulated polypropylene and prepared in accordance with the proposed method, poured 100 ml of n-hexane, tightly closed and placed in a drying cabinet at a temperature of 23 ° C. Within 8 minutes, the temperature was raised to 65 ° C, kept at this temperature for 15 minutes, the heating was turned off, and after complete cooling, n-hexane was decanted for reuse. The resulting material was thoroughly washed, rinsed with distilled water and left for 24 hours to completely evaporate the moisture.

Результат показан на фиг. 2.The result is shown in FIG. 2

Пример 2Example 2

Навеску 16 г полипропиленового волокна ООО «Полимер», Россия, обрабатывали аналогично примеру 1, заливали 100 мл н-гексана, повышали температуру до 60°С и выдерживая при этой температуре в течение 20 мин, после остывания промывали и сушили.A weighed portion of 16 g of polypropylene fiber of Polymer LLC, Russia, was treated analogously to example 1, poured 100 ml of n-hexane, increased the temperature to 60 ° C and kept at this temperature for 20 minutes, after cooling, washed and dried.

Результаты аналогичны полученным по примеру 1.The results are similar to those obtained in example 1.

Пример 3Example 3

Через фильтровальную колонку пропускали пробу морской воды объемом 120 л, загрязненной сырой нефтью, в течение 30 дней (по 4 л в сутки). Начальная концентрация нефти составляла 127,0 мг/л. Объем фильтрующей загрузки - 1,5 л. В качестве фильтровальной колонки использовали фильтр, состоящий из корпуса AEG-W14, высота - 350 мм, диаметр - 120 мм. Картридж UPF-Container, высота - 250 мм, диаметр - 63 мм заполняли сорбционно-фильтрующим материалом на основе полипропиленового волокна, полученным предлагаемым способом по примеру 1.A sample of 120 l of polluted crude oil was passed through a filter column for 30 days (4 l per day). The initial concentration of oil was 127.0 mg / l. The volume of filter loading - 1.5 liters. A filter consisting of an AEG-W14 body, 350 mm in height, and 120 mm in diameter was used as a filter column. The UPF-Container cartridge, height - 250 mm, diameter - 63 mm was filled with a sorption-filtering material based on polypropylene fiber, obtained by the proposed method according to example 1.

Вода подавалась дозирующим перистальтическим насосом ETATRON серии B3-VPER; подача - от 1 до 12 л/ч. Скорость пропускания воды составляла 3,75 л/ч (1,25 м/ч).Water was supplied by the ETATRON B3-VPER peristaltic dosing pump; delivery - from 1 to 12 l / h. The water transmission rate was 3.75 l / h (1.25 m / h).

Было определено, что использование модифицированного полипропиленового волокнистого материала эффективно в динамическом режиме сорбции. При скоростях фильтрации до 5 м/ч степень очистки составила 99,85% при снижении концентрации нефти со 120,0 до 0,18 мг/л.It was determined that the use of modified polypropylene fiber material is effective in a dynamic mode of sorption. At filtration rates of up to 5 m / h, the purge rate was 99.85% with a decrease in the concentration of oil from 120.0 to 0.18 mg / l.

На фиг. 3 показан результат эксперимента по фильтрации загрязненной нефтью морской воды через фильтр, загруженный полипропиленовым фиброволокном, обработанным предлагаемым способом (показаны фильтр с загрузкой и картридж после фильтрации).FIG. 3 shows the result of an experiment on filtering polluted oil of seawater through a filter loaded with polypropylene fiber-fiber treated by the proposed method (filter with loading and cartridge after filtration are shown).

Claims (2)

1. Способ получения сорбционно-фильтрующего материала для сбора нефти и нефтепродуктов, включающий модифицирующую обработку волокнистого материала, отличающийся тем, что используют волокнистый материал, полученный из расплава полипропилена методом экструзии, при этом полученные из расплава волокна полипропилена скручивают в жгут, который вытягивают в атмосфере водяного пара при 105-130°С до получения нитей толщиной 35-40 мкм, разрезают на части, модифицирующую обработку проводят н-гексаном С6Н14 при температуре 60-65°С в течение 15-20 минут, после остывания обработанное волокно отделяют от н-гексана, промывают и сушат на воздухе при комнатной температуре в течение 24 часов.1. A method of obtaining a sorption-filtering material for collecting oil and petroleum products, including modifying processing of fibrous material, characterized in that using fibrous material obtained from a polypropylene melt by extrusion, while obtained from a melt polypropylene fibers are twisted into a bundle, which is pulled in the atmosphere steam at 105-130 ° C to obtain filaments of 35-40 microns thick, cut into pieces, modifying treatment is carried out with n-hexane, C 6 H 14, at a temperature of 60-65 ° C for 15-20 minutes, le cooling of the treated fiber was separated from n-hexane, washed and dried in air at room temperature for 24 hours. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после отделения обработанного волокна н-гексан возвращают в рабочий цикл.2. The method according to p. 1, characterized in that after separation of the treated fiber, n-hexane is returned to the working cycle.
RU2018126925A 2018-07-20 2018-07-20 Method of producing sorption material for collecting oil and oil products RU2687913C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126925A RU2687913C1 (en) 2018-07-20 2018-07-20 Method of producing sorption material for collecting oil and oil products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126925A RU2687913C1 (en) 2018-07-20 2018-07-20 Method of producing sorption material for collecting oil and oil products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687913C1 true RU2687913C1 (en) 2019-05-16

Family

ID=66579129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018126925A RU2687913C1 (en) 2018-07-20 2018-07-20 Method of producing sorption material for collecting oil and oil products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687913C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2152250C1 (en) * 1999-09-28 2000-07-10 Быков Игорь Николаевич Sorbent
RU2461421C1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Елена Францевна Щипакина Sorbent for collecting oil and oil products and method of its production
RU2463106C1 (en) * 2011-03-24 2012-10-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Аркон Технология" Method of producing sorbent for cleaning water and soil of oil and oil products
RU2528863C1 (en) * 2013-06-03 2014-09-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" Biodegradable composite sorbent of oil and oil products

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2152250C1 (en) * 1999-09-28 2000-07-10 Быков Игорь Николаевич Sorbent
RU2461421C1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Елена Францевна Щипакина Sorbent for collecting oil and oil products and method of its production
RU2463106C1 (en) * 2011-03-24 2012-10-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Аркон Технология" Method of producing sorbent for cleaning water and soil of oil and oil products
RU2528863C1 (en) * 2013-06-03 2014-09-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" Biodegradable composite sorbent of oil and oil products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hussein et al. Oil spill sorption using carbonized pith bagasse: trial for practical application
Reshmi et al. Fabrication of superhydrophobic polycaprolactone/beeswax electrospun membranes for high-efficiency oil/water separation
Karan et al. Oil spill cleanup by structured fibre assembly
Choi Needlepunched cotton nonwovens and other natural fibers as oil cleanup sorbents
Bayat et al. Oil spill cleanup from sea water by sorbent materials
Asadpour et al. Application of Sorbent materials in Oil Spill management: A review.
US4102783A (en) Adsorbent process for oily materials
Zhang et al. Cost-effective one-pot surface modified method to engineer a green superhydrophobic sponge for efficient oil/water mixtures as well as emulsions separation
Sirotkina et al. Materials for adsorption purification of water from petroleum and oil products
Paulauskiene et al. Investigation of cellulose-based aerogels for oil spill removal
Alnaqbi et al. Polyethylene and polyvinyl chloride-blended polystyrene nanofibrous sorbents and their application in the removal of various oil spills
Ukotije-Ikwut et al. A novel method for adsorption using human hair as a natural oil spill sorbent
Tanvir et al. Nanoporous electrospun cellulose acetate butyrate nanofibres for oil sorption
Isık et al. Medical waste treatment via waste electrospinning of PS
Hussein et al. Oil spill sorption using carbonized pith bagasse. Application of carbonized pith bagasse as loose fiber
RU2687913C1 (en) Method of producing sorption material for collecting oil and oil products
Islam et al. 3D Weft-knitted spacer fabrics (WKSFs) coated with silica aerogels as oil intercepting sorbents for use in static and dynamic water tests
Elmaghraby et al. Composite nanofiber formation using a mixture of cellulose acetate and activated carbon for oil spill treatment
US10190277B2 (en) Method for treating oil
RU2528863C1 (en) Biodegradable composite sorbent of oil and oil products
RU2589189C1 (en) Method of producing sorbent material and material for articles used for collection of oil and oil products, made using said method
RU2152250C1 (en) Sorbent
JPH04300603A (en) Separator for mixture of liquid not mixed each other
Thota et al. Candle soot nanoparticle embedded nanofibrous membrane for separation of miscible and immiscible oil/water mixtures
RU2166362C2 (en) Oil- and oil derivative-gathering sorption material and method of manufacture thereof