RU2696699C2 - Method of producing sorbent for cleaning aqueous media from oil products - Google Patents
Method of producing sorbent for cleaning aqueous media from oil products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2696699C2 RU2696699C2 RU2018102668A RU2018102668A RU2696699C2 RU 2696699 C2 RU2696699 C2 RU 2696699C2 RU 2018102668 A RU2018102668 A RU 2018102668A RU 2018102668 A RU2018102668 A RU 2018102668A RU 2696699 C2 RU2696699 C2 RU 2696699C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyethylene
- sorbent
- oil
- solution
- vermiculite
- 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
- B01J20/3202—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
-
- 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
- B01J20/3206—Organic carriers, supports or substrates
- B01J20/3208—Polymeric carriers, supports or substrates
-
- 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
- B01J20/3214—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the method for obtaining this coating or impregnating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической промышленности, в частности, к производству сорбентов на основе природных слоистых алюмосиликатов, модифицированных полимерами, которые обладают гидрофобными свойствами и могут найти применение для очистки водных сред от органических загрязнений, преимущественно от нефти и нефтепродуктов, мазута, топлив, в различных отраслях промышленности, а также при решении экологических проблем.The invention relates to the field of the chemical industry, in particular, to the production of sorbents based on natural layered aluminosilicates modified with polymers that have hydrophobic properties and can be used to clean aqueous media from organic contaminants, mainly from oil and oil products, fuel oil, fuels, in various industries, as well as in solving environmental problems.
Гидрофобность является существенной характеристикой сорбентов для очистки воды от нефтепродуктов, поскольку при контакте с водной поверхностью они должны собирать нефтепродукты, не адсорбируя воду.Hydrophobicity is an essential characteristic of sorbents for purification of water from oil products, since upon contact with the water surface they must collect oil products without adsorbing water.
Известен описанный в патенте RU 2169612, опубл. 2001.06.27, способ получения сорбента, в котором в качестве носителя используется подвергнутый кислотному выщелачиванию стекловолокнистый силикатный материал, который содержит гидрофобизирующие добавки в количестве 0,01-2,0% и дополнительно может содержать 0,01-2,0 мас. % активирующего компонента, включающего высшие карбоновые кислоты, спирты, высшие олефины, силикаты щелочных металлов, гидроксиды металлов. Недостатками известного способа являются необходимость выщелачивания стекловолокнистого материала соляной кислотой в течение 10 часов с последующей промывкой, сушкой и термообработкой при 200°С с образованием большого количества жидких кислотосодержащих отходов, а также использование дорогостоящих силоксанового масла и бутилового эфира стеариновой кислоты.Known described in patent RU 2169612, publ. 2001.06.27, a method for producing a sorbent in which the acid leached glass fiber silicate material is used, which contains hydrophobizing additives in an amount of 0.01-2.0% and may additionally contain 0.01-2.0 wt. % activating component, including higher carboxylic acids, alcohols, higher olefins, alkali metal silicates, metal hydroxides. The disadvantages of this method are the need to leach fiberglass material with hydrochloric acid for 10 hours, followed by washing, drying and heat treatment at 200 ° C with the formation of a large amount of liquid acid-containing waste, as well as the use of expensive siloxane oil and stearic butyl ether.
Известен способ получения органоминерального сорбента для очистки сточных или природных вод от радионуклидов цезия и стронция, от тяжелых металлов и аммония, от нефтепродуктов и других органических соединений (RU 2284857, опубл. 2006.10.10), который предусматривает модификацию цеолита с образованием пленки полиэтилена либо полипропилена путем полимеризации олефина на поверхности его мелкодисперсных частиц при воздействии каталитической системы, включающей металлсодержащий катализатор (соединение ванадия или цирконоцен) и сокатализатор алюмоксан, Недостатком известного способа является сложность применяемой технологии нанесения, которая для полимеризации олефина требует использования двойной каталитической системы и постоянного контроля давления с помощью специально создаваемого оборудования.A known method of producing an organomineral sorbent for the treatment of wastewater or natural water from radionuclides of cesium and strontium, from heavy metals and ammonium, from petroleum products and other organic compounds (RU 2284857, publ. 2006.10.10), which provides for the modification of the zeolite with the formation of a film of polyethylene or polypropylene by polymerization of an olefin on the surface of its fine particles under the influence of a catalytic system comprising a metal-containing catalyst (vanadium or zirconocene compound) and aluminum co-catalyst Xan, disadvantage of this method is the difficulty in applying the applicable technology that for olefin polymerization requires the use of a dual catalyst system and constant pressure control by using a specially created equipment.
Известен способ получения адсорбента для очистки воды от нефтепродуктов (RU 2296008, опубл. 2007.03.27), в котором в раствор лигносульфоната с концентрацией 10-20% вводят щелочно-силикатную добавку, в качестве которой используют силикат калия и/или силикат натрия с кремнеземным модулем 2,8-4,2 в количестве 0,2-3,0% от массы алюмосиликатного носителя, и этим составом пропитывают носитель (вермикулит с крупностью частиц 0,25-8,0 мм или перлит с крупностью частиц 0,125-0,25 мм). Пропитанный носитель подвергают термической обработке при 700-900°С в потоке газов, образовавшихся при сгорании углеводородного топлива. Известный способ характеризуется сложностью, которая обусловлена его многостадийностью и необходимостью термообработки в газовом потоке, а также высокими энергетическими затратами.A known method of producing an adsorbent for water purification from petroleum products (RU 2296008, publ. 2007.03.27), in which an alkaline silicate additive is introduced into a solution of lignosulfonate with a concentration of 10-20%, which is used as potassium silicate and / or sodium silicate with silica a module of 2.8-4.2 in an amount of 0.2-3.0% by weight of the aluminosilicate carrier, and the carrier is impregnated with this composition (vermiculite with a particle size of 0.25-8.0 mm or perlite with a particle size of 0.125-0, 25 mm). The impregnated carrier is subjected to heat treatment at 700-900 ° C in a stream of gases formed during the combustion of hydrocarbon fuels. The known method is characterized by complexity, which is due to its multi-stage and the need for heat treatment in the gas stream, as well as high energy costs.
Известен способ получения сорбента для нефти, нефтепродуктов и жидких углеводородов (RU 2255804, опубл. 2005.07.10), включающий обработку вспученного перлита и/или вермикулита октилтриэтоксисиланом путем перемешивания в водно-спиртовой среде до начала гидролитической поликонденсации с образованием на поверхности гранул гидролитически устойчивой кремнийорганической пленки и последующую сушку на воздухе. Недостатком известного способа является высокая себестоимость производимого сорбента, обусловленная использованием дорогостоящего модификатора (октилтриэтоксисилана), который к тому же является высокотоксичным, и большим расходом не возвращаемого в цикл изопропилового спирта.A known method of producing a sorbent for oil, oil products and liquid hydrocarbons (RU 2255804, publ. 2005.07.10), including the processing of expanded perlite and / or vermiculite octyltriethoxysilane by stirring in an aqueous-alcoholic medium before hydrolytic polycondensation with the formation on the surface of the granules hydrolytically stable organosilicon films and subsequent drying in air. The disadvantage of this method is the high cost of the sorbent produced, due to the use of an expensive modifier (octyltriethoxysilane), which is also highly toxic, and a large consumption of isopropyl alcohol not returned to the cycle.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения гидрофобных сорбентов для очистки водных растворов от нефтезагрязнений и других органических примесей, описанный в патенте RU 2206393, опубл. 2003.06.20, который включает гидрофобизирующую обработку вспученного вермикулита при комнатной температуре 2-5% раствором полиэтилентерефталата в хлоруксусной кислоте либо 5-10% раствором полипеноуретана в полярном органическом растворителе, например ацетоне, этилацетате, тетрагидрофуране, диоксане или диэтиловом эфире, при перемешивании в течение времени, достаточного для покрытия поверхностных пор исходного материала гидрофобизирующей полимерной пленкой, промывание и сушку полученного сорбента на воздухе. Содержание гидрофобизатора в сорбенте доводят до 2-5% по углероду.Closest to the claimed is a method of producing hydrophobic sorbents for the purification of aqueous solutions from oil pollution and other organic impurities, described in patent RU 2206393, publ. 2003.06.20, which includes the hydrophobic treatment of expanded vermiculite at room temperature with a 2-5% solution of polyethylene terephthalate in chloroacetic acid or a 5-10% solution of polypenurethane in a polar organic solvent, such as acetone, ethyl acetate, tetrahydrofuran, dioxane or diethyl ether, with stirring for time sufficient to cover the surface pores of the starting material with a hydrophobizing polymer film, washing and drying the resulting sorbent in air. The content of water repellent in the sorbent is adjusted to 2-5% by carbon.
Используемые в известном способе органические растворители являются токсичными и опасными для человека и окружающей среды и требуют соблюдения специальных мер предосторожности при работе с ними (перемешивание в больших объемах). Особенно это относится к хлоруксусной (и монохлоруксусной) кислоте, вызывающей болезни органов дыхания, глаз и кожи даже в растворе, разбавленном до 1%, при этом образующиеся высокотоксичные отходы необходимо нейтрализовать перед сбросом в канализацию, поскольку отработанную кислоту не очищают и не возвращают в технологический цикл. Монохлоруксусная кислота, кроме того, воспламеняется и является взрывоопасной при нагревании в смеси с воздухом (точка вспышки 126°С). Кроме того, способ усложняет необходимость строгого контроля в ходе обработки сорбента содержания в нем гидрофобизатора, чтобы избежать возможного перехода раствора в гель, что.Organic solvents used in the known method are toxic and dangerous for humans and the environment and require special precautions when working with them (mixing in large volumes). This is especially true for chloroacetic (and monochloracetic) acid, which causes respiratory, eye and skin diseases even in a solution diluted to 1%, while the highly toxic waste generated must be neutralized before discharge into the sewer, since the spent acid is not cleaned and returned to the process cycle. Monochloracetic acid, in addition, ignites and is explosive when heated in a mixture with air (flash point 126 ° C). In addition, the method complicates the need for strict control during processing of the sorbent of the content of water repellent in it, in order to avoid a possible transition of the solution into a gel, which.
Задачей изобретения является создание простого и безопасного способа производства высокоэффективного сорбента для очистки водной среды от нефти и нефтепродуктов.The objective of the invention is to provide a simple and safe method for the production of highly effective sorbent for cleaning the aquatic environment from oil and oil products.
Технический результат способа заключается в повышении его производственной и экологической безопасности при одновременном сокращении количества отходов и снижении их токсичности, а также в расширении ассортимента эффективных сорбентов для очистки воды от нефти и нефтепродуктов.The technical result of the method is to increase its production and environmental safety while reducing the amount of waste and reducing its toxicity, as well as expanding the range of effective sorbents for purifying water from oil and oil products.
Указанный технический результат достигают способом получения сорбента для очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов, включающим обработку вспученного вермикулита гидрофобизирующим агентом, представляющим собой раствор полимера в органическом растворителе, промывание и сушку полученного сорбента, в котором, в отличие от известного, в качестве полимера используют полиэтилен, в качестве органического растворителя ксилол, при этом обработку вермикулита проводят гидрофобизирующим раствором полиэтилена в ксилоле, взятом в количестве, обеспечивающем весовое соотношение вермикулит: полиэтилен (5,0-5,5):1, при температуре кипения ксилола в течение 100-120 минут, полученный сорбент отделяют от раствора с непрореагировавшим полиэтиленом фильтрованием.The specified technical result is achieved by a method for producing a sorbent for purification of water from oil and oil products, including treating the expanded vermiculite with a hydrophobizing agent, which is a solution of the polymer in an organic solvent, washing and drying the resulting sorbent, in which, unlike the known one, polyethylene is used as a polymer , as an organic solvent, xylene, while vermiculite is treated with a hydrophobizing solution of polyethylene in xylene, taken in quantities e, providing a weight ratio of vermiculite: polyethylene (5.0-5.5): 1, at a boiling point of xylene for 100-120 minutes, the resulting sorbent is separated from the solution with unreacted polyethylene by filtration.
В преимущественном варианте осуществления способа в качестве полимера используют производственные отходы полиэтилена.In an advantageous embodiment of the method, the production waste of polyethylene is used as the polymer.
Для экономии расходных реагентов и материалов и уменьшения количества отходов раствор с непрореагировавшим полиэтиленом возвращают в технологический цикл.To save consumable reagents and materials and reduce the amount of waste, the solution with unreacted polyethylene is returned to the technological cycle.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
Гранулы вспученного вермикулита диаметром d=2-4 мм, исходные физико-химические характеристики которого для двух месторождений приведены в Таблице 1, подвергают модификации путем гидрофобизирующей обработки раствором полимера.Expanded vermiculite granules with a diameter of d = 2-4 mm, the initial physicochemical characteristics of which for two deposits are shown in Table 1, are modified by hydrophobic treatment with a polymer solution.
В предлагаемом способе для гидрофобизирующей обработки используют раствор полиэтилена в ксилоле, для приготовления которого полиэтилен, преимущественно в виде производственных отходов, предварительно растворяют в небольшом количестве кипящего ксилола. Затем добавляют остальное количество ксилола для получения рабочей концентрации полиэтилена в ксилоле 8-15%.In the proposed method for hydrophobizing treatment, a solution of polyethylene in xylene is used, for the preparation of which polyethylene, mainly in the form of industrial waste, is pre-dissolved in a small amount of boiling xylene. Then add the rest of the xylene to obtain a working concentration of polyethylene in xylene of 8-15%.
Выбор полиэтилена в качестве гидрофобизирующего агента обусловлен его малой токсичностью в процессе гидролиза и поликонденсации, хорошей адгезией к поверхности материала, термической и химической устойчивостью, с одной стороны, и наличием значительного количества дешевого и доступного сырья в виде производственных отходов полиэтилена, с другой.The choice of polyethylene as a hydrophobizing agent is due to its low toxicity during hydrolysis and polycondensation, good adhesion to the surface of the material, thermal and chemical resistance, on the one hand, and the presence of a significant amount of cheap and affordable raw materials in the form of industrial waste polyethylene, on the other.
К вспученному вермикулиту добавляют нагретый до температуры кипения 8-15% гидрофобизирующий раствор полиэтилена в ксилоле в количестве, обеспечивающем весовое соотношение между вермикулитом и твердым полиэтиленом (5,0-5,5):1, и выдерживают реакционную смесь при температуре кипения в течение времени, достаточного для покрытия гидрофобной пленкой внешней и внутренней поверхности пор обрабатываемого вермикулита. Модификацию вермикулита проводят в течение 100-120 минут в условиях, исключающих потери растворителя, для улавливания которого используют обратный холодильник.To the expanded vermiculite, an 8-15% hydrophobizing solution of polyethylene in xylene heated to boiling point is added in an amount that provides a weight ratio between vermiculite and solid polyethylene (5.0-5.5): 1, and the reaction mixture is kept at boiling point over time sufficient to cover the outer and inner pore surfaces of the treated vermiculite with a hydrophobic film. Modification of vermiculite is carried out for 100-120 minutes under conditions that exclude loss of solvent, for which capture use a reflux condenser.
После остывания реакционной смеси гидрофобизирующий раствор отфильтровывают, полученный сорбент сушат на воздухе.After cooling the reaction mixture, the hydrophobizing solution is filtered off, the resulting sorbent is dried in air.
Фильтрат соединяют со свежеприготовленным раствором полиэтилена в ксилоле, добавляют полиэтилен в нужном количестве, обеспечивая его заданную концентрацию, и возвращают в технологический процесс для обработки новой порции вспученного вермикулита.The filtrate is combined with a freshly prepared solution of polyethylene in xylene, polyethylene is added in the required amount, ensuring its predetermined concentration, and returned to the technological process for processing a new portion of expanded vermiculite.
Выход гидрофобного сорбента в результате обработки вермикулита составляет 97-98%.The yield of hydrophobic sorbent as a result of processing vermiculite is 97-98%.
В результате обработки предлагаемым способом кристаллическая структура вермикулита не претерпевает изменений, о чем свидетельствуют данные рентгенофазового анализа. Элементный состав модифицированного вермикулита отличается от исходного (Таблица 2). Он изменяется количественно за счет внедрения полиэтилена.As a result of processing by the proposed method, the crystalline structure of vermiculite does not undergo changes, as evidenced by the data of x-ray phase analysis. The elemental composition of the modified vermiculite is different from the original (table 2). It changes quantitatively due to the introduction of polyethylene.
Дифрактограмма вермикулита, модифицированного полиэтиленом, показывает содержание вермикулита от 60 до 80% от исходного, при этом оставшиеся 20-40% отвечают содержанию полиэтилена и растворителя.The diffraction pattern of vermiculite modified with polyethylene shows vermiculite content from 60 to 80% of the original, while the remaining 20-40% correspond to the content of polyethylene and solvent.
О наличии полиэтилена на поверхности полученного сорбента свидетельствуют также полосы поглощения в его ИК спектре при 2930 и 2850 см-1, отвечающие валентным колебаниям связей С-Н в полиэтилене.The presence of polyethylene on the surface of the obtained sorbent is also evidenced by absorption bands in its IR spectrum at 2930 and 2850 cm -1 , corresponding to stretching vibrations of CH bonds in polyethylene.
Другие физико-химические характеристики природного вермикулита в сравнении с характеристиками полученного сорбента показаны в Таблице 3.Other physico-chemical characteristics of natural vermiculite in comparison with the characteristics of the obtained sorbent are shown in Table 3.
Примечание: 1 - исходный вермикулит Ковдорского месторождения; 2 - полученный сорбентNote: 1 - initial vermiculite of the Kovdorsky deposit; 2 - received sorbent
Удельная поверхность полученного сорбента составляет 1,9 м2/г, содержание полимера - 7,5-8,5% по углероду. Сорбционная емкость, г/г: мазут М100/сорбент 12-13, дизельное топливо/сорбент 13,0-13,5. Экспериментальная проверка показала, что полученный сорбент обладает 100% плавучестью: он полностью находится на поверхности воды. Удельный вспученного вермикулита резко уменьшается по сравнению с исходным минералом в результате термообработки с образованием паров воды, под воздействием которой пластинки исходного минерала раздвигаются и его объем увеличивается. После пребывания в воде в течение 12 недель сорбент с гидрофобной пленкой не обнаружил прибавления веса, а также признаков разрушения, что характеризует возможность длительного (не менее года) срока службы с сохранением плавучести.The specific surface area of the obtained sorbent is 1.9 m 2 / g, the polymer content is 7.5-8.5% by carbon. Sorption capacity, g / g: fuel oil M100 / sorbent 12-13, diesel fuel / sorbent 13.0-13.5. Experimental verification showed that the sorbent obtained has 100% buoyancy: it is completely on the surface of the water. The specific expanded vermiculite sharply decreases in comparison with the initial mineral as a result of heat treatment with the formation of water vapor, under the influence of which the plates of the initial mineral move apart and its volume increases. After staying in water for 12 weeks, the sorbent with a hydrophobic film did not show any weight gain, as well as signs of destruction, which characterizes the possibility of a long (at least a year) service life while maintaining buoyancy.
Таким образом, предлагаемый способ расширяет круг эффективных нефтесорбентов, при этом обеспечивает повышение производственной и экологической безопасности процесса получения сорбента и одновременно позволяет минимизировать количество отходов.Thus, the proposed method expands the range of effective oil sorbents, while ensuring increased production and environmental safety of the sorbent production process and at the same time minimizes the amount of waste.
Примеры конкретного осуществления способаExamples of specific implementation of the method
Обработке подвергали вспученный вермикулит Ковдорского (Карелия) и Кокшаровского (Приморский край) месторождений, имеющий следующий состав: MgFe0.8Ca0.9Al0.4Si3O11.7H2O. Межслоевое расстояние в вермикулите первого месторождения равно 1.43 нм, второго - 1.09 нм.Expanded vermiculite from the Kovdorsky (Karelia) and Koksharovsky (Primorsky Krai) deposits was treated, having the following composition: MgFe 0.8 Ca 0.9 Al 0.4 Si 3 O 11.7 H 2 O. The interlayer distance in vermiculite of the first deposit is 1.43 nm, of the second - 1.09 nm.
Были определены следующие характеристики исходного и обработанного предлагаемым способом вспученного вермикулита Ковдорского и Кокшаровского месторождений: элементный состав, степень возможного насыщения водой (гидрофобность), удельная поверхность, удельный объем, размер пор и средний размер частиц, а также величина сорбции по отношению к нефтепродуктам на примере дизельного топлива и мазута M100, а также к катионоактивным органическим веществам на примере бриллиантового зеленого и бромфенольного синего.The following characteristics of the initial and processed by the proposed method expanded vermiculite of the Kovdorsky and Koksharovsky deposits were determined: elemental composition, degree of possible water saturation (hydrophobicity), specific surface area, specific volume, pore size and average particle size, as well as the value of sorption with respect to oil products by the example diesel fuel and fuel oil M100, as well as cationic organic substances on the example of brilliant green and bromphenol blue.
Элементный анализ исходного вермикулита и его модифицированной формы проводили на энергодисперсионном рентгенофлюоресцентном спектрометре EDX-800-HS (Shimadzu, Япония).Elemental analysis of the initial vermiculite and its modified form was performed on an EDX-800-HS energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (Shimadzu, Japan).
Удельную поверхность образцов определяли методом низкотемпературной адсорбции азота на анализаторе ASAP 2020 MP («Micrometrics»). Размер пор и их объем определяли с помощью ртутного поромера Au-to-pore-4 («Micrometrics»).The specific surface of the samples was determined by low-temperature nitrogen adsorption using an ASAP 2020 MP analyzer (Micrometrics). Pore size and volume were determined using an Au-to-pore-4 mercury poromer (Micrometrics).
Значение максимальной величины сорбции бриллиантового зеленого и бромфенольного синего определяли по изотермам сорбции при 25 С из 0,1% водного раствора красителя с определением оптической плотности на спектрофотометре Unico 1200 до и после сорбции.The value of the maximum sorption value of brilliant green and bromphenol blue was determined by sorption isotherms at 25 ° C from a 0.1% aqueous dye solution with optical density determination on a Unico 1200 spectrophotometer before and after sorption.
Нефтеемкость полученного адсорбента определяли гравиметрически по разности его массы в исходном и насыщенном (в течение 24 ч) нефтепродуктом состоянии.The oil intensity of the obtained adsorbent was determined gravimetrically by the difference in its mass in the initial and saturated (for 24 hours) state of the oil product.
Сорбцию осуществляли в статических условиях. Модельную систему, имитирующую разлив нефтепродукта на поверхности воды, получали путем нанесения 20 г нефтепродукта (дизельного топлива, мазута М-100) на поверхность воды. Затем на пятне нефтепродукта равномерно распределяли слой полученного сорбента (фракции 2-4 мм) массой 1 г и выдерживали в таком виде до его полного насыщения нефтепродуктом. После этого насыщенный сорбент извлекали из воды, давая стечь нефтепродукту с видимой поверхности гранул, и взвешивали.Sorption was carried out under static conditions. A model system simulating the spill of an oil product on a water surface was obtained by applying 20 g of an oil product (diesel fuel, M-100 fuel oil) to a water surface. Then, a layer of the obtained sorbent (fraction 2-4 mm) weighing 1 g was evenly distributed on the oil product spot and kept in this form until it was completely saturated with the oil product. After that, the saturated sorbent was removed from water, allowing the oil to drain from the visible surface of the granules, and weighed.
Плотность определяли пикнометрически в гексане.Density was determined pycnometrically in hexane.
Инфракрасные спектры образцов сорбентов записывали на спектрометре Spectrum-1000 (Perkin Elmex), используя таблетки КВr.Infrared spectra of the sorbent samples were recorded on a Spectrum-1000 spectrometer (Perkin Elmex) using KBr tablets.
Рентгеновские спектры сняты на дифрактометре Advance D8 (Bruker), с использованием Сu-Kα-излучения в диапазоне углов 2°<2θ<90.X-ray spectra were recorded on an Advance D8 diffractometer (Bruker) using Cu-K α radiation in the angle range 2 ° <2θ <90.
Пример 1Example 1
100 г вспученного вермикулита (Ковдорское месторождение) с диаметром частиц 2-4 мм поместили в колбу, снабженную обратным холодильником. В 50 мл кипящего ксилола растворили 20 г полиэтилена, затем добавили при кипячении еще 200 мл ксилола. Полученный горячий раствор прилили к вермикулиту и кипятили реакционную смесь в течение 2 часов до прекращения выделения воды. Полученную суспензию отфильтровали и сушили на воздухе. Выход сорбента 98%. Остальные результаты приведены в таблицах 3 и 4.100 g of expanded vermiculite (Kovdorskoye deposit) with a particle diameter of 2-4 mm was placed in a flask equipped with a reflux condenser. 20 g of polyethylene were dissolved in 50 ml of boiling xylene, then another 200 ml of xylene was added while boiling. The resulting hot solution was poured onto vermiculite and the reaction mixture was boiled for 2 hours until the water evolution ceased. The resulting suspension was filtered and dried in air. The sorbent yield is 98%. The remaining results are shown in tables 3 and 4.
Пример 2Example 2
205 г вспученного вермикулита (Кокшаровское месторождение) подвергали обработке в условиях примера 1. В кипящем ксилоле растворили 37,5 г отходов полиэтилена, довели при кипении объем растворителя до 250 мл и добавили к вермикулиту. Кипятили реакционную смесь в течение 1 часа 40 минут. Содержание углерода в модифицированном вермикулите составило 8,05%. Выход сорбента 98%. Результаты аналогичны полученным по примеру 1 и приведены в таблицах.205 g of expanded vermiculite (Koksharovskoye deposit) was processed under the conditions of Example 1. 37.5 g of polyethylene wastes were dissolved in boiling xylene, the volume of solvent was brought up to 250 ml during boiling, and added to vermiculite. The reaction mixture was boiled for 1 hour 40 minutes. The carbon content in the modified vermiculite was 8.05%. The sorbent yield is 98%. The results are similar to those obtained in example 1 and are shown in tables.
Эффективность обработки вспученного вермикулита гидрофобизирующим агентом можно оценить по удерживающей способности полученного сорбента по отношению к нефтепродуктам и по величине адсорбции катионоактивных органических красителей.The effectiveness of treating expanded vermiculite with a hydrophobizing agent can be estimated by the retention capacity of the obtained sorbent in relation to oil products and by the adsorption value of cationic organic dyes.
Сравнительные физико-химические и сорбционные характеристики исходного вермикулита Ковдорского месторождения и полученного сорбента представлены в таблице 3. Результаты адсорбции бриллиантового зеленого и бромфенолового синего представлены в таблице 4.Comparative physicochemical and sorption characteristics of the initial vermiculite of the Kovdor deposit and the resulting sorbent are presented in table 3. The results of adsorption of brilliant green and bromphenol blue are presented in table 4.
Примечание: 1 - исходный вермикулит Ковдорского месторождения; 2 - полученный сорбентNote: 1 - initial vermiculite of the Kovdorsky deposit; 2 - received sorbent
Таким образом, обработка вспученного вермикулита гидрофобизирующим агентом в виде раствора полиэтилена в ксилоле повышает его сорбционную емкость по отношению к нефти и нефтепродуктам, придает ему высокую плавучесть и увеличивает срок службы, однако вместе с тем гидрофобная полимерная пленка, блокирующая ионообменные центры модифицированного предлагаемым способом вермикулита, снижает его сорбционную способность по отношению к катионоактивным соединениям.Thus, the treatment of expanded vermiculite with a hydrophobizing agent in the form of a solution of polyethylene in xylene increases its sorption capacity with respect to oil and oil products, gives it high buoyancy and increases the service life, however, at the same time, a hydrophobic polymer film that blocks the ion-exchange centers of the modified vermiculite, proposed by the method, reduces its sorption ability in relation to cationic compounds.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102668A RU2696699C2 (en) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Method of producing sorbent for cleaning aqueous media from oil products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102668A RU2696699C2 (en) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Method of producing sorbent for cleaning aqueous media from oil products |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018102668A RU2018102668A (en) | 2019-07-23 |
| RU2018102668A3 RU2018102668A3 (en) | 2019-07-24 |
| RU2696699C2 true RU2696699C2 (en) | 2019-08-05 |
Family
ID=67513017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018102668A RU2696699C2 (en) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Method of producing sorbent for cleaning aqueous media from oil products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2696699C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806525C1 (en) * | 2023-03-29 | 2023-11-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method for producing granular sorbent based on vermiculite for removing hydrocarbons from aqueous solutions |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3951770A (en) * | 1974-07-05 | 1976-04-20 | Texaco Inc. | Hydrocarbon conversion |
| RU2182118C1 (en) * | 2001-08-09 | 2002-05-10 | Татаренко Олег Федорович | Process of clearing of water from oil products |
| RU2206393C2 (en) * | 2001-08-27 | 2003-06-20 | Шапкин Николай Павлович | Method of preparing sorbent for treating water to remove organic impurities |
| RU2255804C1 (en) * | 2003-12-08 | 2005-07-10 | Шведчиков Геннадий Васильевич | Method of preparing sorbent for crude oil, petroleum products, and liquid hydrocarbons |
| RU2284857C1 (en) * | 2005-08-03 | 2006-10-10 | Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) | Zeolite-based organomineral sorbent and a method for preparation thereof |
| US20110306491A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | William Redvers Belisle | Gulf oil spill underwater oleophilic hydrophobic oil-capturing water permeable drag-net |
| US20170210641A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-07-27 | The Governors Of The University Of Alberta | Biosorbents for removal of contaminants from waste/oil sand process-affected water (ospw) and consolidation of oil sands tailings |
-
2018
- 2018-01-23 RU RU2018102668A patent/RU2696699C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3951770A (en) * | 1974-07-05 | 1976-04-20 | Texaco Inc. | Hydrocarbon conversion |
| RU2182118C1 (en) * | 2001-08-09 | 2002-05-10 | Татаренко Олег Федорович | Process of clearing of water from oil products |
| RU2206393C2 (en) * | 2001-08-27 | 2003-06-20 | Шапкин Николай Павлович | Method of preparing sorbent for treating water to remove organic impurities |
| RU2255804C1 (en) * | 2003-12-08 | 2005-07-10 | Шведчиков Геннадий Васильевич | Method of preparing sorbent for crude oil, petroleum products, and liquid hydrocarbons |
| RU2284857C1 (en) * | 2005-08-03 | 2006-10-10 | Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) | Zeolite-based organomineral sorbent and a method for preparation thereof |
| US20110306491A1 (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | William Redvers Belisle | Gulf oil spill underwater oleophilic hydrophobic oil-capturing water permeable drag-net |
| US20170210641A1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-07-27 | The Governors Of The University Of Alberta | Biosorbents for removal of contaminants from waste/oil sand process-affected water (ospw) and consolidation of oil sands tailings |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Лейкин Ю.А. Вермикулитовый сорбент для очистки воды от нефтяных углеводородов, Сорбционные и хроматографические процессы, 2009, т.9, в.1, с. 104-117. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806525C1 (en) * | 2023-03-29 | 2023-11-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Method for producing granular sorbent based on vermiculite for removing hydrocarbons from aqueous solutions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018102668A3 (en) | 2019-07-24 |
| RU2018102668A (en) | 2019-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xing et al. | Removal of heavy metal ions from aqueous solution using red loess as an adsorbent | |
| Ali et al. | Synthesis and characterization of ZSM-5 zeolite from rice husk ash and their adsorption of Pb2+ onto unmodified and surfactant-modified zeolite | |
| Hu et al. | Porous structured MIL-101 synthesized with different mineralizers for adsorptive removal of oxytetracycline from aqueous solution | |
| Dash et al. | Fabrication and application of low-cost thiol functionalized coal fly ash for selective adsorption of heavy toxic metal ions from water | |
| Yılmaz et al. | Response surface approach for optimization of Hg (II) adsorption by 3-mercaptopropyl trimethoxysilane-modified kaolin minerals from aqueous solution | |
| Egbedina et al. | Green synthesis of ZnO coated hybrid biochar for the synchronous removal of ciprofloxacin and tetracycline in wastewater | |
| Shahabuddin et al. | Kinetic and equilibrium adsorption of lead from water using magnetic metformin-substituted SBA-15 | |
| Aditya et al. | Biosorption of chromium onto Erythrina Variegata Orientalis leaf powder | |
| Obayomi et al. | Isotherm, kinetic and thermodynamic studies for adsorption of lead (II) onto modified Aloji clay | |
| Yu et al. | Amino-modified mesoporous sorbents for efficient Cd (II) adsorption prepared using non-chemical diatomite as precursor | |
| Bendaho et al. | Adsorption of acid dye onto activated Algerian clay | |
| Rahimi et al. | Heavy metals removal from aqueous solution by modified natural zeolites using central composite design | |
| Hamouda et al. | Adsorption of chromium (VI) from aqueous solution by glycine modified cross-linked chitosan resin | |
| Shaaban et al. | Polyamidoamine dendrimers modified silica gel for uranium (VI) removal from aqueous solution using batch and fixed-bed column methods | |
| RU2696699C2 (en) | Method of producing sorbent for cleaning aqueous media from oil products | |
| Şenol et al. | Removal of Pb2+ ions from aqueous medium by using chitosan-diatomite composite: equilibrium, kinetic and thermodynamic studies | |
| Fatma et al. | Desorption and Re-Adsorption of Procion Red MX-5B Dye on Alumina-Activated Carbon Composite | |
| Zohra et al. | Urban wastewater treatment by adsorption of organic matters on modified bentonite by (iron-aluminum) | |
| Heraldy et al. | Synthesis of Mg/Al Hydrotalcite-like from Brine Water and Its Application for Methyl Orange Removal: A Preliminary Study | |
| Thacker et al. | Biopolymer-based fly ash-activated zeolite for the removal of chromium from acid mine drainage | |
| Siregar et al. | Mg/Al-Chitosan as a Selective Adsorbent in the Removal of Methylene Blue from Aqueous Solutions | |
| Anbia et al. | Adsorption of methyl-orange from aqueous solution onto nanoporous silica materials | |
| Thany et al. | Use of chitosan impregnated modified bentonite as an adsorbent for remediation of oil spill from aqueous solution | |
| Palapa et al. | Mg/Cr-(COO) 22-layered double hydroxide for malachite green removal | |
| Kadi et al. | Cadmium (II) and lead (II) removal from aqueous solutions by heat-treated Algerian halloysite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210124 |