RU2786549C1 - Sorbent for water cleaning from oil and from its fuel hydrocarbons - Google Patents

Sorbent for water cleaning from oil and from its fuel hydrocarbons Download PDF

Info

Publication number
RU2786549C1
RU2786549C1 RU2022107400A RU2022107400A RU2786549C1 RU 2786549 C1 RU2786549 C1 RU 2786549C1 RU 2022107400 A RU2022107400 A RU 2022107400A RU 2022107400 A RU2022107400 A RU 2022107400A RU 2786549 C1 RU2786549 C1 RU 2786549C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
sorbent
water
foam rubber
hydrocarbons
Prior art date
Application number
RU2022107400A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Арарат Александрович Пашаян
Алексей Вячеславович Нестеров
Ольга Стефановна Щетинская
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2786549C1 publication Critical patent/RU2786549C1/en

Links

Abstract

FIELD: environmental protection and industrial ecology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of environmental protection and industrial ecology and can be used in oil production, oil refining, production and storage of oil fuel hydrocarbons and in the elimination of emergency spills of oil and oil products. The sorbent for water purification from oil and its fuel hydrocarbons consists of a porous matrix hydrophobized with technical paraffin. Foam rubber with a bulk density of 0.02 g/cm3 is used as a porous elastic matrix.
EFFECT: reusable hydrophobic sorbent is provided, which makes it possible to purify water from oil and from its fuel hydrocarbons until the complete disappearance of the oil film on the water surface, which has a high sorption capacity.
5 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и промышленной экологии и может быть использовано при нефтедобыче, переработке нефти, производстве и хранении топливных углеводородов нефти и при ликвидации аварийных розливов нефти и нефтепродуктов.The invention relates to the field of environmental protection and industrial ecology and can be used in oil production, oil refining, production and storage of oil fuel hydrocarbons and in the elimination of emergency spills of oil and oil products.

При соприкосновении сорбента с сорбатом происходит его проникновение во внутренние поры матрицы сорбента. Процессы сорбции равновесные (сорбция↔десорбция), и их эффективность определяется концентрацией и растворимостью сорбатов в воде, температурой среды, величиной диаметров пор матрицы и гидрофобностью (или гидрофильностью) матрицы сорбента.When the sorbent comes into contact with the sorbate, it penetrates into the internal pores of the sorbent matrix. Sorption processes are equilibrium (sorption↔desorption), and their efficiency is determined by the concentration and solubility of sorbates in water, the temperature of the medium, the size of the matrix pore diameters, and the hydrophobicity (or hydrophilicity) of the sorbent matrix.

В работе (Веприкова E.В., Терещенко E.А., Чеснокова H.В., Щипко М.Л., Кузнецов Б.H. Особенности очистки воды от нефтепродуктов с использованием нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей. // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2010. №3. С. 285-304.), показано, что пористые материалы (природные органические, синтетические органические и неорганические материалы) одновременно обладают примерно одинаковой нефтеемкостью и водоемкостью. Поэтому при использовании таких материалов для удаления нефти из воды, их поры одновременно заполняются и водой, и нефтью, что в результате снижает сорбционную емкость сорбента по нефти.In the work (Veprikova E.V., Tereshchenko E.A., Chesnokova N.V., Shchipko M.L., Kuznetsov B.N. Features of water purification from oil products using oil sorbents, filter materials and activated carbons. // Journal of the Siberian Federal University, Chemistry, 2010, No. 3, pp. 285-304), it is shown that porous materials (natural organic, synthetic organic and inorganic materials) simultaneously have approximately the same oil and water capacity. Therefore, when such materials are used to remove oil from water, their pores are simultaneously filled with both water and oil, which, as a result, reduces the sorption capacity of the sorbent for oil.

Нефть и нефтепродукты представляют собой смесь углеводородов с различной растворимостью в воде в зависимости от химического состава и составляет (мг/л): нефть - от 10 до 50, бензин - от 9 до 505, керосин - от 2 до 5, дизельное топливо - от 8 до 22. (Нефтяное загрязнение [Электронный ресурс] // Экология природных ресурсов: [сайт]. [2021]. URL: https://oblasti-ckologii.ru/ecology/vozdejstvie-na-vodnuu-sredu/osnovnye-zagraznaushie-veschestva/neftyanoe-zagryaznenie (дата обращения: 15.11.2021).).Oil and oil products are a mixture of hydrocarbons with different solubility in water depending on the chemical composition and are (mg / l): oil - from 10 to 50, gasoline - from 9 to 505, kerosene - from 2 to 5, diesel fuel - from 8 to 22. (Oil pollution [Electronic resource] // Ecology of natural resources: [website]. [2021]. URL: https://oblasti-ckologii.ru/ecology/vozdejstvie-na-vodnuu-sredu/osnovnye-zagraznaushie -veschestva/neftyanoe-zagryaznenie (date of access: 11/15/2021).

Величина сорбционной емкости по нефти, кроме величины пор матрицы, зависит и от растворимости углеводородов нефти (УВ) в воде. У ароматических УВ высокая растворимость в воде, поэтому для обеспечения высокой сорбционной емкости сорбента, необходимо иметь матрицу с высокой гидрофобностью или минимальной гидрофильностью.The value of the sorption capacity for oil, in addition to the size of the matrix pores, also depends on the solubility of oil hydrocarbons (HC) in water. Aromatic hydrocarbons have a high solubility in water; therefore, to ensure a high sorption capacity of the sorbent, it is necessary to have a matrix with high hydrophobicity or minimal hydrophilicity.

В работе (Павлов А.В., Васильева Ж.В. Исследование сорбентов нефти и нефтепродуктов для ликвидации аварийных разливов нефти в морях арктического региона. // Проблемы региональной экологии. - 2019. - №5. - С.89-94.) представлены сорбционные емкости некоторых сорбентов по нефти, дизельному топливу (ДТ) и моторному маслу, взятые из разных литературных источников. Показано, что экспериментально определенные значения сорбционной емкости сорбентов значительно ниже заявленных производителями. Например, для сорбента "Унисорб - экстра" по ДТ заявлена сорбционная емкость 35 г/г, тогда как экспериментальное значение составляет 1,61 г/г.Сорбционная емкость у всех рассмотренных сорбентов ("Лессорб", Унисорб -экстра, "Сорбент<ТШР>"), по всем видам исследованных УВ не превышает 7,3 г/г.In work (Pavlov A.V., Vasilyeva Zh.V. Study of oil and oil products sorbents for oil spill response in the seas of the Arctic region. // Problems of regional ecology. - 2019. - No. 5. - P.89-94.) the sorption capacities of some sorbents for oil, diesel fuel (DF) and motor oil, taken from various literature sources, are presented. It is shown that the experimentally determined values of the sorption capacity of sorbents are significantly lower than those declared by the manufacturers. For example, for the sorbent "Unisorb - extra" according to DT, the sorption capacity is 35 g / g, while the experimental value is 1.61 g / g. The sorption capacity of all the considered sorbents ("Lessorb", Unisorb - extra, "Sorbent >"), for all types of investigated hydrocarbons does not exceed 7.3 g/g.

Авторы (Лим Л.А., Реутов В.А., Руденко А.А., Чудовский А.С. Нефтеемкость сорбента: проблема выбора методики определения // Успехи современного естествознания. - 2018. - №10. С. 144-150.) указывают, что величина сорбционной емкости сорбента зависит от способа ее определения и может отличаться от нескольких до сотен процентов. Например, по одной методике определения сорбционная емкость НЭ волокна по ДТ составляет 20,5 г/г, а по другой -2,76 г/г.Authors (Lim L.A., Reutov V.A., Rudenko A.A., Chudovsky A.S. Sorbent oil capacity: the problem of choosing a determination method // Successes of modern natural sciences. - 2018. - No. 10. P. 144-150 .) indicate that the value of the sorption capacity of the sorbent depends on the method of its determination and may differ from several to hundreds of percent. For example, according to one method of determination, the sorption capacity of the NE fiber for diesel fuel is 20.5 g/g, and according to another, it is 2.76 g/g.

В способе очистки поверхности от нефти и нефтепродуктов (RU №2333793) водную поверхность обрабатывают сорбентом однократного использования па основе древесных опилок, гидрофобизированных парафинами, выделенными из резервуарных или пробковых нефтешламов. Сорбционная емкость по нефти колеблется от 2 до 7 г/г.Способ позволяет полностью удалить нефтяную пленку. Максимальная сорбционная емкость достигается при использовании в качестве матрицы высушенных осиновых опилок фракции 0,5-3,0 мм, гидрофобизированных резервуарным (5% от массы опилок) или пробковым (1%) парафинами.In the method of cleaning the surface from oil and oil products (RU No. 2333793), the water surface is treated with a single-use sorbent based on sawdust, hydrophobized with paraffins isolated from reservoir or cork oil sludge. Sorption capacity for oil ranges from 2 to 7 g/g. The method allows you to completely remove the oil film. The maximum sorption capacity is achieved when using dried aspen sawdust of a fraction of 0.5-3.0 mm as a matrix, hydrophobized with reservoir (5% by weight of sawdust) or cork (1%) paraffins.

Недостатком этого способа является низкая нефтеемкость сорбента. Кроме этого, матрица сорбента неупругая, поэтому не отжимается, и после однократного использования отработанный сорбент с нефтью утилизируют сжиганием в специальных печах. Кроме этого, отсутствуют сведения об использовании этих сорбентов для удаления топливных углеводородов нефти: бензина, керосина и дизельного топлива. Поэтому, применение этого сорбента в промышленности при ликвидации аварийных разливов нефти и ее топливных УВ нецелесообразно как с экономической, так и с экологической точек зрения.The disadvantage of this method is the low oil capacity of the sorbent. In addition, the sorbent matrix is inelastic, therefore, it is not squeezed out, and after a single use, the spent sorbent with oil is disposed of by burning in special furnaces. In addition, there is no information on the use of these sorbents for the removal of fuel oil hydrocarbons: gasoline, kerosene and diesel fuel. Therefore, the use of this sorbent in industry during the elimination of emergency oil spills and its fuel hydrocarbons is inappropriate both from an economic and environmental point of view.

Известен «Полиуретановый сорбент углеводородов и способ очистки водных сред и твердых поверхностей от углеводородных загрязнителей с его использованием» (RU №2 188 072), в котором описан сорбент с полиуретановой матрицей и с кажущейся плотностью не более 0,02 г/см3 (от 0,01 до 0,016 г/см3 примеры 2,3 и 4 соответственно описанию) обладающий (за один сорбционный цикл) сорбционной емкостью по сырой нефти из воды 31,25 г/г (пример №4), и по дизельному топливу (за 5 регенерационных циклов) -6,25 г/г в пересчете на 1 сорбционный цикл (пример №5) соответственно. Недостатками этого способа являются:Known "Polyurethane sorbent of hydrocarbons and a method for cleaning aqueous media and solid surfaces from hydrocarbon pollutants using it" (RU No. 2 188 072), which describes a sorbent with a polyurethane matrix and with an apparent density of not more than 0.02 g/cm 3 (from 0.01 to 0.016 g / cm 3 examples 2,3 and 4, respectively, the description) having (for one sorption cycle) sorption capacity for crude oil from water 31.25 g / g (example No. 4), and for diesel fuel (for 5 regeneration cycles) -6.25 g/g in terms of 1 sorption cycle (example No. 5), respectively. The disadvantages of this method are:

• сложность изготовления матрицы путем смешением исходных мономеров при оптимальных пропорциях (полиэфиры 5003-2Б-10, ПЭГ-400, сложный эфир П-7 с полиизоцианнатом марки Б);• the complexity of manufacturing the matrix by mixing the initial monomers at optimal proportions (polyesters 5003-2B-10, PEG-400, ester P-7 with grade B polyisocyanate);

• низкая сорбционная емкость из воды но нефти и но дизельному топливу;• low sorption capacity from water to oil and diesel fuel;

• низкая кратность регенерации.• low regeneration rate.

Наиболее близким к предложенному является работа Пашаян А.А., Нестеров А.В. Создание нефтепоглощающих сорбентов совместной утилизацией древесных опилок и нефтяных шламов // Вестник технологического университета. - 2017. - в Т. 20. - №9. - С. 144-147), где показано, что максимальная сорбционная емкость по нефти обнаружена у сорбентов па основе абсолютно сухих осиновых опилок (с плотностью менее 650 кг/м3) диаметром фракции 0,5-3,0 мм, парафинизированных техническим (очищенным) парафином, содержащим молекулы УВ промежуточного размера (С2035), по сравнению с буровыми и резервуарными нефтешламовыми парафинами. Выявлено, что максимальная нефтеемкость такого сорбента (5-7 г/г) достигается при содержании 3% технического парафина от массы высушенных опилок. Такая нефтеемкость практически не меняется в температурном интервале очищаемой от нефти воды от 5 до 25°С.The closest to the proposed is the work of Pashayan A.A., Nesterov A.V. Creation of oil-absorbing sorbents by joint utilization of sawdust and oil sludge. Vestnik tekhnologicheskogo universiteta. - 2017. - in T. 20. - No. 9. - P. 144-147), which shows that the maximum sorption capacity for oil was found in sorbents based on absolutely dry aspen sawdust (with a density of less than 650 kg / m 3 ) with a fraction diameter of 0.5-3.0 mm, paraffinized with technical ( purified) paraffin containing hydrocarbon molecules of intermediate size (C 20 -C 35 ), compared with drilling and reservoir oil sludge paraffins. It was revealed that the maximum oil capacity of such a sorbent (5-7 g/g) is achieved at a content of 3% technical paraffin by weight of dried sawdust. Such oil capacity practically does not change in the temperature range of water purified from oil from 5 to 25°C.

Недостатком этого способа является низкая нефтеемкость сорбента. Кроме этого, матрица сорбента неупругая, поэтому не отжимается, и после однократного использования отработанный сорбент с нефтью утилизируют сжиганием в специальных печах. Кроме этого, отсутствуют сведения об использовании этих сорбентов для удаления топливных углеводородов нефти: бензина, керосина и дизельного топлива. Поэтому применение этого сорбента в промышленности при ликвидации аварийных разливов нефти и ее топливных УВ нецелесообразно как с экономической, так и с экологической точек зрения.The disadvantage of this method is the low oil capacity of the sorbent. In addition, the sorbent matrix is inelastic, therefore, it is not squeezed out, and after a single use, the spent sorbent with oil is disposed of by burning in special furnaces. In addition, there is no information on the use of these sorbents for the removal of fuel oil hydrocarbons: gasoline, kerosene and diesel fuel. Therefore, the use of this sorbent in industry during the elimination of emergency oil spills and its fuel hydrocarbons is inexpedient from both economic and environmental points of view.

Техническая задача, па решение которой направлено данное изобретение - создание эффективного сорбента многократного действия для очистки воды от нефти и от ее топливных углеводородов, позволяющего регенерировать и сорбент, и углеводороды нефти.The technical problem to be solved by this invention is the creation of an effective reusable sorbent for purifying water from oil and its fuel hydrocarbons, which makes it possible to regenerate both the sorbent and oil hydrocarbons.

Техническим результатом является гидрофобный сорбент многократного использования, обладающий сорбционной емкостью от 15 г/г до 41,5 г/г., позволяющий очистить воду от нефти и от ее топливных углеводородов до полного исчезновения нефтяной пленки на поверхности воды.The technical result is a reusable hydrophobic sorbent with a sorption capacity from 15 g/g to 41.5 g/g, which makes it possible to purify water from oil and its fuel hydrocarbons until the oil film on the water surface completely disappears.

Техническая задача решается использованием эффективного упругого сорбента многократного действия для удаления из поверхности воды нефти и ее топливных углеводородов. Для создания такого сорбента предлагается в качестве пористой матрицы использовать гидрофобизированную техническим парафином пористую матрицу пенополиуретана поролона с насыпной плотностью 0,02 г/см3. Сорбент за 50 циклов позволяет регенерировать до 95% от массы поглощенной нефти и ее топливных УВ, что составляет (г/кг): 0,74; 1,07; 1,46 и 2,0 бензина АИ-72, керосина, ДТ и нефти, соответственно. Для обеспечения максимальной емкости по нефти и по указанным УВ создавались сорбенты со степенью гидрофобизации (содержание парафина, %) 5,0; 10,0; 10,0 и 15,0 соответственно, что обеспечивало максимальную емкость (г/г) по указанным углеводородам и по нефти: 15,6; 22,5; 30,8 и 41,87 соответственно.The technical problem is solved by using an effective resilient sorbent for removing oil and its fuel hydrocarbons from the water surface. To create such a sorbent, it is proposed to use a porous matrix of polyurethane foam with a bulk density of 0.02 g/cm 3 hydrophobized with technical paraffin as a porous matrix. The sorbent for 50 cycles allows you to regenerate up to 95% of the mass of absorbed oil and its fuel hydrocarbons, which is (g/kg): 0.74; 1.07; 1.46 and 2.0 of AI-72 gasoline, kerosene, diesel fuel and oil, respectively. To ensure the maximum capacity for oil and for the specified hydrocarbons, sorbents were created with a degree of hydrophobization (paraffin content, %) of 5.0; 10.0; 10.0 and 15.0, respectively, which provided the maximum capacity (g/g) for these hydrocarbons and oil: 15.6; 22.5; 30.8 and 41.87 respectively.

Процесс изготовления упругого сорбента на основе пенополиуретана - поролона осуществляли в следующей последовательности. Куски поролона сортировали на разные фракции путем отбора примерно одинакового размера, определяли насыпную плотность. Пропитывали образцы поролона разными количествами растворов технического парафина. Готовили образцы гидродрофобизированных поролонов с содержанием парафина (по массе) 2,5; 5; 7,5; 10, 15 и 20%, определяли сорбционную емкость исследуемого образца сорбента по углеводородам нефти.The process of manufacturing an elastic sorbent based on polyurethane foam - foam rubber was carried out in the following sequence. Pieces of foam rubber were sorted into different fractions by selecting approximately the same size, and the bulk density was determined. Foam rubber samples were impregnated with various amounts of solutions of technical paraffin. Samples of hydrophobized foam rubber were prepared with a paraffin content (by weight) of 2.5; five; 7.5; 10, 15 and 20%, determined the sorption capacity of the studied sample of the sorbent for oil hydrocarbons.

Для очистки поверхности воды от нефти и от ее углеводородов (УВ): дизельного топлива (ДТ), бензина (АИ-92) и авиационного топлива (керосин) куски сорбента погружали на водную поверхность, содержащую известное количество УВ, до полного исчезновения нефтяной пленки на поверхности воды,)To clean the water surface from oil and from its hydrocarbons (HC): diesel fuel (DF), gasoline (AI-92) and aviation fuel (kerosene), pieces of the sorbent were immersed on a water surface containing a known amount of HC until the complete disappearance of the oil film on the surface. water surface)

Определяли массу израсходованного при этом сорбента. Сорбционную емкость по нефти и по ее топливным УВ (H, г/г) из воды определяли по формуле:The mass of the sorbent consumed in this case was determined. The sorption capacity for oil and its fuel hydrocarbons (H, g/g) from water was determined by the formula:

Н=m(нефти)/m(сорбента),H \u003d m (oil) / m (sorbent) ,

где m(нефти) - масса поглощенной нефти, г;where m (oil) is the mass of absorbed oil, g;

m(сорбента) - масса использованного сорбента, г. Регенерацию нефти осуществляли прессованием упругих насыщенных нефтью образцов сорбента.m (sorbent) is the mass of the used sorbent, g. Oil regeneration was carried out by pressing elastic sorbent samples saturated with oil.

Степень регенерации нефти ω (%) определяли по формуле:The degree of oil regeneration ω (%) was determined by the formula:

ω=[m(∑регенерированной нефти) / m(исходной нефти)]*100%,ω=[m (∑reclaimed oil) / m (original oil) ]*100%,

где m(∑регенерированной нефти) - масса регенерированной нефти, г;where m (∑reclaimed oil) is the mass of recovered oil, g;

m(исходной нефти) масса исходной нефти, г.m (original oil) mass of original oil, g.

Объем образца поролона известной массы определяли геометрически (ширина* длина*толщина).The volume of a foam rubber sample of known mass was determined geometrically (width*length*thickness).

Насыпную плотность поролона ρ (г/см3) определяли по формуле:The bulk density of foam rubber ρ (g/cm 3 ) was determined by the formula:

ρ=m(поролона)/V(поролона),ρ=m (foam rubber) / V (foam rubber) ,

где m(поролона) - масса поролона, г;where m (foam rubber) - mass of foam rubber, g;

V(поролона - объем образца поролона, см3.V (foam rubber - the volume of the foam rubber sample, cm 3 .

Степень гидрофобизации поролона γ (%) определяли:The degree of hydrophobization of foam rubber γ (%) was determined:

γ|m(парафина)/m(поролона)|*100%γ|m (paraffin) /m (foam rubber) |*100%

где m(парафина) масса гидрофобизирущего парафина, г.where m (paraffin) is the mass of hydrophobic paraffin, g.

Кратность регенерации (ε) нефти определяли числом регенерационных циклов, после которых образец теряет свои эксплуатационные качества (слипается и теряет упругость).The regeneration rate (ε) of oil was determined by the number of regeneration cycles, after which the sample loses its operational qualities (sticks together and loses elasticity).

Абсолютную нефтеемкость [H0, г/г] образцов сорбента с разной гидрофобностью определяли, опуская образцы поролона в чистую нефть или УВ, соответственно, выделяли насыщенный сорбент и отстаивали образцы на сите при комнатной температуре до полного стекания жидкости из насыщенного образца сорбента. Н0, (г/г) определяли по формуле:The absolute oil capacity [ H0 , g/g] of sorbent samples with different hydrophobicity was determined by immersing foam rubber samples in pure oil or hydrocarbons, respectively, separating the saturated sorbent and standing the samples on a sieve at room temperature until the liquid completely drained from the saturated sorbent sample. H 0 , (g/g) was determined by the formula:

Н0=m(нефти)/m(сорбента).H 0 \u003d m (oil) / m (sorbent) .

Исследования показали, что все образцы упругих сорбентов за 45-50 регенерационных циклов не теряли свои эксплуатационные качества. При этом после первого цикла степень регенерации составляла 95% и практически не менялась в последующих циклах. Результаты экспериментов обобщены в таблице 1.Studies have shown that all samples of elastic sorbents for 45-50 regeneration cycles did not lose their performance. At the same time, after the first cycle, the degree of regeneration was 95% and practically did not change in subsequent cycles. The experimental results are summarized in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

*М - Масса нефти (кг) при ее регенерации из 1 г насыщенного сорбента при 50-кратном применении сорбента (ω=95%).*M - Mass of oil (kg) during its regeneration from 1 g of saturated sorbent with 50-fold use of the sorbent (ω=95%).

У чистого поролона с ρ=0,02 г/см3 (образец 6) нефтеемкость примерно в два раза ниже, чем его водоемкость. При его гидрофобизации на 5% (образец 8) нефтеемкость возрастает на 100%, а сорбционная емкость по нефти из воды на 152%.In pure foam with ρ=0.02 g/cm 3 (sample 6) oil capacity is approximately two times lower than its water capacity. With its hydrophobization by 5% (sample 8), the oil capacity increases by 100%, and the sorption capacity for oil from water by 152%.

У неплотного поролона (ρ=0,01 г/см3), имеющего широкие поры, нефть плохо удерживается, а при уплотнении матрицы (ρ=0,03 г/см3) уменьшаются диаметры и общий объем внутренних пор поролона. Поэтому максимальная нефтеемкость и сорбционная емкость сорбента по нефти обнаружены у поролона с ρ=0,02 г/см3.In loose foam rubber (ρ=0.01 g/cm 3 ), which has wide pores, oil is poorly retained, and when the matrix is compacted (ρ=0.03 g/cm 3 ), the diameters and the total volume of internal foam rubber pores decrease. Therefore, the maximum oil capacity and sorption capacity of the sorbent for oil were found in foam rubber with ρ=0.02 g/cm 3 .

При этом кратность использования насыщенного нефтью сорбента составляет не менее 50 раз, с потерей сорбционной емкости (степень регенерации нефти ω=97,24%) 2,66%.At the same time, the frequency of use of the sorbent saturated with oil is at least 50 times, with a loss of sorption capacity (degree of oil regeneration ω=97.24%) of 2.66%.

В таблице 2 обобщены результаты измерения сорбционной способности упругих матриц и древесных опилок по отношению к нефти и ее топливным УВ.Table 2 summarizes the results of measuring the sorption capacity of elastic matrices and sawdust in relation to oil and its fuel hydrocarbons.

Figure 00000002
Figure 00000002

Как видно из данных таблиц 1 и 2, при прочих равных условиях, максимальная сорбционная емкость из воды по нефти (г/г) - 41,8 достигается при 5% гидрофобизации поролона, по бензину АИ-92 - 15,65 достигается при 15%, по керосину - 22,5 и по ДТ - 30,8 достигаются при 10% - ной гидрофобизации поролона.As can be seen from the data in tables 1 and 2, other things being equal, the maximum sorption capacity from water for oil (g/g) - 41.8 is achieved at 5% hydrophobization of foam rubber, for AI-92 gasoline - 15.65 is achieved at 15% , for kerosene - 22.5 and for diesel fuel - 30.8 are achieved with 10% hydrophobization of foam rubber.

При этом емкость сорбента к углеводородам за 50 циклов регенерации составляет (кг/г) ~ 2,0 (по нефти), 1,46 (по ДТ), 1,07 (по керосину) и 0,74 (по АИ-92) соответственно.At the same time, the capacity of the sorbent to hydrocarbons for 50 regeneration cycles is (kg / g) ~ 2.0 (for oil), 1.46 (for diesel fuel), 1.07 (for kerosene) and 0.74 (for AI-92) respectively.

Наблюдаемые закономерности в таблице 2 обусловлены тем, что средние размеры молекул УВ уменьшаются в ряду: нефть>ДТ>керосин>бензин АИ-92. То есть, сорбент с 5%-ной гидрофобностью удерживает внутри своих парафинизированных пор крупные молекулы УВ нефти. Тогда как, мелкие молекулы из состава ДТ, керосина и Б-92 легче десорбируются из матрицы.The observed patterns in Table 2 are due to the fact that the average size of hydrocarbon molecules decreases in the series: oil>diesel fuel>kerosene>AI-92 gasoline. That is, the sorbent with 5% hydrophobicity retains large molecules of hydrocarbon oil inside its paraffinized pores. Whereas, small molecules from the composition of diesel fuel, kerosene and B-92 are easier to desorb from the matrix.

По этому для удерживания таких небольших молекул требуется парафинизация в 2 (в случае с керосином и ДТ) и в 3 раза (в случае с бензином) больше, чем для нефти.Therefore, to retain such small molecules, waxing is required 2 (in the case of kerosene and diesel fuel) and 3 times (in the case of gasoline) more than for oil.

При этом прирост сорбционной емкости по углеводородам из воды до и после парафинизации поролона составляет (%); бензин - 110, керосин - 120, нефть - 150 и ДТ - 200 соответственно.At the same time, the increase in the sorption capacity for hydrocarbons from water before and after foam rubber waxing is (%); gasoline - 110, kerosene - 120, oil - 150 and diesel fuel - 200, respectively.

Увеличение сорбционной емкости из воды по сравнению с древесными опилками (прототип) составляет 3,36 раза для бензина, 4,24 для керосина, 4,7 для ДТ и 6,0 для нефти.The increase in sorption capacity from water compared to sawdust (prototype) is 3.36 times for gasoline, 4.24 for kerosene, 4.7 for diesel fuel and 6.0 for oil.

Таким образом, техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение: создание эффективного и упругого сорбента многократного использования, позволяющего регенерировать углеводороды нефти, выполнена.Thus, the technical problem to which this invention is directed: the creation of an effective and elastic reusable sorbent that allows the recovery of oil hydrocarbons has been completed.

Claims (5)

1. Сорбент для очистки воды от нефти и от ее топливных углеводородов на основе пористой матрицы, гидрофобизированной техническим парафином, позволяющий удалить нефть из воды до полного исчезновения нефтяной пленки на поверхности воды, отличающийся тем, что для получения сорбента, выдерживающего 50 регенерационных циклов, со степенью регенерации 95% нефти и ее топливных углеводородов, использовали пористую упругую матрицу - поролон, с насыпной плотностью 0,02 г/см3.1. A sorbent for water purification from oil and its fuel hydrocarbons based on a porous matrix hydrophobized with technical paraffin, which makes it possible to remove oil from water until the oil film completely disappears on the water surface, characterized in that in order to obtain a sorbent that can withstand 50 regeneration cycles, the degree of regeneration of 95% of oil and its fuel hydrocarbons, used a porous elastic matrix - foam rubber, with a bulk density of 0.02 g/cm 3 . 2. Сорбент по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения максимальной сорбционной емкости сорбента по нефти из воды, равной 41,85 г/г, применяют поролон, содержащий 5% по массе технического парафина.2. The sorbent according to claim 1, characterized in that to ensure the maximum sorption capacity of the sorbent for oil from water, equal to 41.85 g/g, foam rubber containing 5% by weight of technical paraffin is used. 3. Сорбент по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения максимальной сорбционной емкости по дизельному топливу из воды, равной 30,8 г/г, применяют поролон, содержащий 10% по массе технического парафина.3. The sorbent according to claim 1, characterized in that to ensure the maximum sorption capacity for diesel fuel from water, equal to 30.8 g/g, foam rubber containing 10% by weight of technical paraffin is used. 4. Сорбент по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения максимальной сорбционной емкости по керосину из воды, равной 22,5 г/г, применяют поролон, содержащий 10% но массе технического парафина.4. The sorbent according to claim 1, characterized in that to ensure the maximum sorption capacity for kerosene from water, equal to 22.5 g/g, foam rubber containing 10% by weight of technical paraffin is used. 5. Сорбент по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения максимальной сорбционной емкости по бензину из воды, равной 15,6 г/г, применяют поролон, содержащий 15% по массе технического парафина.5. The sorbent according to claim 1, characterized in that to ensure the maximum sorption capacity for gasoline from water, equal to 15.6 g/g, foam rubber containing 15% by weight of technical paraffin is used.
RU2022107400A 2022-03-21 Sorbent for water cleaning from oil and from its fuel hydrocarbons RU2786549C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2786549C1 true RU2786549C1 (en) 2022-12-22

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6048141A (en) * 1983-08-26 1985-03-15 Hiromi Fujitani Manufacture of superior oil adsorbent from soft polyurethane foam
RU2188072C1 (en) * 2001-07-04 2002-08-27 Закрытое акционерное общество "Блокформ" Polyurethane sorbent for hydrocarbons and a method for cleaning water and solid surfaces from hydrocarbon pollutants using this sorbent
RU2241803C2 (en) * 2001-10-18 2004-12-10 Белорусский государственный университет Method of removing petroleum and liquid petroleum products from surfaces
RU2333793C1 (en) * 2007-01-18 2008-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Method for cleaning surface from oil and oil products

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6048141A (en) * 1983-08-26 1985-03-15 Hiromi Fujitani Manufacture of superior oil adsorbent from soft polyurethane foam
RU2188072C1 (en) * 2001-07-04 2002-08-27 Закрытое акционерное общество "Блокформ" Polyurethane sorbent for hydrocarbons and a method for cleaning water and solid surfaces from hydrocarbon pollutants using this sorbent
RU2241803C2 (en) * 2001-10-18 2004-12-10 Белорусский государственный университет Method of removing petroleum and liquid petroleum products from surfaces
RU2333793C1 (en) * 2007-01-18 2008-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Method for cleaning surface from oil and oil products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Srinivasan et al. Removal of oil by walnut shell media
Emam Modified activated carbon and bentonite used to adsorb petroleum hydrocarbons emulsified in aqueous solution
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.
Teas et al. Investigation of the effectiveness of absorbent materials in oil spills clean up
CA2706435A1 (en) Drying fluid hydrocarbons by contacting with an aqueous solution of a salt drying agent prior to passing to a salt dryer
US5788865A (en) Process for separating a hydrophobic liquid from a liquid contaminated therewith
RU2083275C1 (en) Method of preparing polyurethane liquid absorbent, liquid absorbent, and method of isolation of liquid
EP3595807B1 (en) Method of using a superhydrophobic and strongly oleophilic absorbent product
Ji et al. Corn cob modified by lauric acid and ethanediol for emulsified oil adsorption
RU2786549C1 (en) Sorbent for water cleaning from oil and from its fuel hydrocarbons
RU2120323C1 (en) Petroleum and petroleum product dehydration process
CA1213236A (en) Clarification of black water produced during recovery of bitumens and heavy oils
NO822880L (en) REMOVAL OF HYDROCARBON COMPOSITIONS.
KR102348345B1 (en) Improved adsorption of acid gases
Zulbadli et al. Acid-modified adsorbents from sustainable green-based materials for crude oil removal
CA2038106A1 (en) Polymeric oil adsorbents
KALETA Experience in removing petroleum derivatives from aqueous solutions onto adsorptive diatomite and clinoptilolite beds
CA2147143A1 (en) Process for separating a hydrophobic liquid contaminated therewith
RU2773951C1 (en) Filtering-water-separating element
RU2767886C1 (en) Method for coalescence of water-insoluble liquids
Rasouli et al. Oil Spill Clean up From Sea Water By Sorbent Materials
RU2166362C2 (en) Oil- and oil derivative-gathering sorption material and method of manufacture thereof
Чанг et al. Hydrophobization of oil sorbent based on chitin and polyurethane foam
SU1076406A1 (en) Sorbent for cleaning surfaces from petroleum products