RU2814663C1 - Состав для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений и способ его получения - Google Patents
Состав для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814663C1 RU2814663C1 RU2022134104A RU2022134104A RU2814663C1 RU 2814663 C1 RU2814663 C1 RU 2814663C1 RU 2022134104 A RU2022134104 A RU 2022134104A RU 2022134104 A RU2022134104 A RU 2022134104A RU 2814663 C1 RU2814663 C1 RU 2814663C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- pentol
- composition
- alcohol
- water
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 120
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000011109 contamination Methods 0.000 title 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N isopropyl alcohol Natural products CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- BJXXCOMGRRCAGN-CLFAGFIQSA-N [2,2-bis(hydroxymethyl)-3-[(z)-octadec-9-enoyl]oxypropyl] (z)-octadec-9-enoate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(CO)(CO)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC BJXXCOMGRRCAGN-CLFAGFIQSA-N 0.000 claims abstract description 73
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N iso-butyl alcohol Natural products CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 49
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229940035429 isobutyl alcohol Drugs 0.000 claims abstract description 26
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 5
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims abstract description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 67
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 20
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000013535 sea water Substances 0.000 abstract description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 118
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 21
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 14
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 14
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 description 8
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 8
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 7
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 5
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 5
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 231100000041 toxicology testing Toxicity 0.000 description 3
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical class OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 2
- 241001312219 Amorphophallus konjac Species 0.000 description 2
- 235000001206 Amorphophallus rivieri Nutrition 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002752 Konjac Polymers 0.000 description 2
- 241000238634 Libellulidae Species 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 241000187561 Rhodococcus erythropolis Species 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003876 biosurfactant Substances 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000000252 konjac Substances 0.000 description 2
- 235000010485 konjac Nutrition 0.000 description 2
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N (2s,3s,4s,5s,6r)-2-[(2r,3s,4r,5r,6s)-6-[(2r,3s,4r,5s,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](OC3[C@H](O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]3O)CO)[C@@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001707 (E,7R,11R)-3,7,11,15-tetramethylhexadec-2-en-1-ol Substances 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZIIFPSPUDAGJM-UHFFFAOYSA-N 6-chloro-2-n,2-n-diethylpyrimidine-2,4-diamine Chemical compound CCN(CC)C1=NC(N)=CC(Cl)=N1 XZIIFPSPUDAGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 229920002581 Glucomannan Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- XRHGWAGWAHHFLF-UHFFFAOYSA-N Isazofos Chemical compound CCOP(=S)(OCC)OC=1N=C(Cl)N(C(C)C)N=1 XRHGWAGWAHHFLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000057 Mannan Chemical class 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 206010028400 Mutagenic effect Diseases 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000223786 Paramecium caudatum Species 0.000 description 1
- BLUHKGOSFDHHGX-UHFFFAOYSA-N Phytol Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C=CO BLUHKGOSFDHHGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- HNZBNQYXWOLKBA-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofarnesol Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)=CCO HNZBNQYXWOLKBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 208000021825 aldosterone-producing adrenal cortex adenoma Diseases 0.000 description 1
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- BOTWFXYSPFMFNR-OALUTQOASA-N all-rac-phytol Natural products CC(C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)=CCO BOTWFXYSPFMFNR-OALUTQOASA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000011173 biocomposite Substances 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000004227 calcium gluconate Substances 0.000 description 1
- 235000013927 calcium gluconate Nutrition 0.000 description 1
- 229960004494 calcium gluconate Drugs 0.000 description 1
- NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L calcium;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanoate Chemical compound [Ca+2].OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 241000902900 cellular organisms Species 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 229940046240 glucomannan Drugs 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 150000002337 glycosamines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 231100000243 mutagenic effect Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003533 narcotic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- BOTWFXYSPFMFNR-PYDDKJGSSA-N phytol Chemical compound CC(C)CCC[C@@H](C)CCC[C@@H](C)CCC\C(C)=C\CO BOTWFXYSPFMFNR-PYDDKJGSSA-N 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004224 potassium gluconate Substances 0.000 description 1
- 235000013926 potassium gluconate Nutrition 0.000 description 1
- 229960003189 potassium gluconate Drugs 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M sodium benzoate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000010234 sodium benzoate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004299 sodium benzoate Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 description 1
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- WUWHFEHKUQVYLF-UHFFFAOYSA-M sodium;2-aminoacetate Chemical compound [Na+].NCC([O-])=O WUWHFEHKUQVYLF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 229940035044 sorbitan monolaurate Drugs 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 150000007970 thio esters Chemical class 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 150000005691 triesters Chemical group 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и, более конкретно, к составу для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений и способу его получения, и может быть использовано в акваториях разлива нефти или нефтепродуктов вследствие аварий и катастроф при их добыче или транспортировке, для ликвидации последних и очистки поверхности водных объектов от нефти и нефтепродуктов. Предложен состав для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений, содержащий пентол в смеси с одним из спиртов, выбранным из изопропилового, изобутилового и этилового спирта, при следующих соотношениях компонентов, об. %: пентол - 10-70; спирт - остальное. Также предложен способ получения состава для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений путем смешения исходных компонентов, в котором пентол и выбранный спирт смешивают при температуре ниже температуры испарения выбранного спирта при постоянном перемешивании лопастной мешалкой при скорости вращения 100-500 об/мин до гомогенного состояния смеси, затем перемешивание останавливают и смесь отстаивают в течение времени, необходимого для окончания газоотделения, с получением указанного состава для очистки поверхности воды. Технический результат: повышение экологичности состава для очистки нефтяных загрязнений («химического пастуха») при эффективности удаления загрязнений и очистки как пресной, так и морской воды. 2 н.п. ф-лы, 13 ил., 8 табл., 21 пр.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и, более конкретно, к составу для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений и способу его получения, и может быть использовано в акваториях разлива нефти или нефтепродуктов вследствие аварий и катастроф при их добыче или транспортировке, для ликвидации последних и очистки поверхности водных объектов от нефти и нефтепродуктов.
На сегодняшний день одной из наиболее важных и приоритетных задач в развитии мировых нефтегазовых комплексов является предупреждение и эффективная ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов. Разливы нефти и нефтепродуктов на акваториях представляют собой серьезную проблему для окружающей среды. Образование нефтяной пленки при аварийных разливах, в процессе добычи и транспортировки нефти и нефтепродуктов приводит к нарушению химико-биологических процессов и оказывает отрицательное воздействие на водную флору и фауну. К наиболее опасным последствиям такая ситуация может привести при разливах вблизи мест рыболовецкого промысла, морских и прибрежных особо охраняемых природных и курортных территорий, источников питьевого водоснабжения.
При ликвидации нефтяного разлива его необходимо как можно быстрее локализовать боновыми заграждениями, чтобы толщина нефти на поверхности воды была не менее 1 мм, но зачастую в процессе ликвидации своевременная установка боновых заграждений невозможна. Это приводит к быстрому распространению нефти, толщина нефтяного пятна становится настолько тонкой, что применение нефтесборной техники становится невозможным.
Увеличение толщины нефтяного пятна возможно при применении специальных составов, способных стягивать тонкую нефтяную пленку до толщины свыше 1 мм, являющимся критичным значением в применении большинства методов ликвидации разливов, наиболее важным оно является для механического метода. Применение «химических пастухов» как составов для очистки нефтяных загрязнений - актуальный и перспективный метод их удаления (см., напр., Джабраилова X.С. Биокомпозитные материалы на основе полимерных матриц для очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов: Диссертация. М., «Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина». 2021).
Такие составы иначе называются «химическими пастухами» (далее ХП). При нанесении на водную поверхность у края нефтяного пятна «химический пастух» образует мономолекулярный слой. Достигнув края нефтяной пленки, мономолекулярный слой снижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз воздух-вода с -74,5 до 25-45 мН/м. При этом коэффициент растекания становится отрицательным и пятно нефти стягивается.
В настоящее время применение «химических пастухов» в зарубежных странах больше представляется как один из вспомогательных «инструментов» для метода контролируемого сжигания (в некоторых источниках описывается как метод сжигания на месте). Метод контролируемого сжигания подразумевает воспламенение и контролируемое горение пятна нефти/нефтепродукта непосредственно на водной поверхности. Для применения метода контролируемого сжигания необходимая толщина пленки нефти/нефтепродукта составляет 3 и более мм (ASTM F3349 Use of Herding Agents in Conjunction with In-Situ Burning).
Недостатками метода контролируемого сжигания является образование токсичных продуктов горения нефти и нефтепродуктов, как во время сжигания, так и после; многофакторность в планировании процесса и техническая сложность проведения, влияющие не только на скорость реагирования эффективность метода, но и на обеспечение безопасности в ходе реализации метода контролируемого сжигания.
В России метод контролируемого сжигания не нашел распространения в связи с большими ограничениями его применения, вследствие негативного его влияния на окружающую среду. Самым распространенным способом в России ликвидации разливов является сбор нефти/нефтепродуктов механическим путем с применением различных видов нефтесборщиков и скиммеров (http://www.bep-tibet.ru/production_01/04.html, http://www.bep-tibet.ru/production_01/03.html), способных собирать разливы нефти или других нефтепродуктов с величиной толщины свыше 1 мм.
В связи с этим, становится актуальной разработка составов «химических пастухов», способных повысить эффективность применения механических способов без негативного воздействия на экологию и окружающую среду.
В настоящее время коммерчески доступными являются составы «химических пастухов» Thickslick 6535 на основе сорбитана монолаурата и Siltech ОР-40 на основе 3-(полиоксиэтилен)пропилгептаметилтрисилоксана, обладающих проверенной эффективностью.
Основной их недостаток заключается в низкой степени биоразложения и, как следствие, в возможности аккумулироваться биотой (Van Gelderen, L., et al., Effectiveness of a chemical herder in association with in-situ burning of oil spills in ice-infested water // Marine Pollution Bulletin. - 2017. - №115. - P. 345-351.).
Известен способ получения состава «химического пастуха», получаемого на основе низкомолекулярного фитола, который является частью молекулы хлорофилла водорослей и содержится в больших количествах в микрослое водной поверхности. Способ включает получение двух вариантов составов «химических пастухов», различающихся строением «головной» группы ПАВ.
Недостаток данного изобретения заключается в сложности и продолжительности процесса синтеза данного «химического пастуха», что затрудняет его применение и в значительной степени повышает стоимость продукта.
Также в процессе синтеза состава используются токсичные реагенты: хлороформ и диэтанол эфир, а в качестве растворителя для готового препарата «химического пастуха» предлагается толуол.
Кроме того, одним из недостатков предлагаемого состава является неясность в отношении применения описываемого продукта для более толстых нефтяных пленок, в сравнении с теми, что были использованы авторами изобретения. Так, например, применимость данной разработки в качестве реагента для сбора нефти и нефтепродуктов авторы подтверждали экспериментами, в которых использовали нефтяную пленку начальной толщиной 0.027 мм, после применения описываемого «биоразлагаемого» ХП толщина нефтяной пленки увеличилась до 0.278 мм, однако полученная толщина нефтяной пленки недостаточна для применения механических методов ликвидации разливов (Sacrificial amphiphiles: Eco-friendly chemical herders as oil spill mitigation chemicals, SCIENCE ADVANCES (2015), DOI: 10.1126/sciadv. 1400265).
В патенте DE 102016000485 B3 описан состав «химического пастуха», в котором в качестве добавки используют силоксановые поверхностно-активные вещества в комбинации с моно- и дисахаридами, сахарными кислотами, аминосахарами, простыми и сложными эфирами, амидами или тиоэфирами этих соединений. В изобретении описывается серия из пяти образцов «химического пастуха» различных по структуре своего строения.
Однако недостатком данного изобретения является недостаточная эффективность «химического пастуха» и необходимость применения его в большом объеме для достижения эффективного результата. Так например, применимость данного изобретения проверяли в емкости площадью 314 см, объем применяемого «химического пастуха» для данного размера емкости был 200 мкл (4 раза по 50 мкл), в свою очередь стандартом ASTM F 3349-18, регламентируется применение 150 мкл на площадь в 10000 см (размер экспериментальной емкости по стандарту 1 м xl м), используемые в эксперименте соотношения в 42 раза превышают рекомендованные ASTM F 3349-18 нормы объемов.
Также неясными являются значения толщины нефтяной пленки как до, так и после добавления «химического пастуха», что не позволяет правильно оценить эффективность применения известного состава «химического пастуха».
Известен состав на основе радиационно-индуцированного глюкоманнан конжака, полисахарида, имеющего свойства неионогенного поверхностно-активного вещества, описанный в международной заявке WO 2021046493 А1.
Одним из недостатков данного изобретения является долгий и трудоемкий двухстадийный метод получения «химического пастуха». К недостаткам представленного изобретения также можно отнести неясность возможности применения «химического пастуха» на основе модифицированного конжака для сбора и удержания более толстых нефтяных пятен. Так, например, его эффективность была проверена на пленке толщиной 0.039 мм (площадь емкости 275 см), после добавления 400 мкл «химического пастуха» толщина нефтяной пленки увеличилась до 0,2 мм. Стоит отметить использование авторами достаточно большой дозировки «химического пастуха» относительно значения площади экспериментальной емкости.
Известна композиция технического моющего средства и способ очистки резервуаров от осадков нефтепродуктов и их отложений (см., патент РФ 2241742 С1, кл. МПК C11D 3/04, A61L 2/16, опубл. 10.12.2004), включающая органические и неорганическое соединения, причем в качестве органических соединений она включает неионогенное и катионоактивное поверхностно-активные вещества (ПАВ) и дополнительно включает не проявляющую выраженных поверхностно-активных свойств соль, выбранную из перечня: глюконат натрия, калия или кальция, натриевая соль глицина, натриевая соль полиакриловой кислоты (модифицированная эфирными группами), бензоат натрия, олеат натрия, либо смесь солей, содержащую как минимум одну соль из перечисленных, а в качестве неорганического - воду. В качестве органического соединения она дополнительно включает не проявляющий выраженных поверхностно-активных свойств спирт с алкоксильными группами, выбранный из перечня: бутиловый эфир дигликоля, бутилдигликоль, либо смесь таких спиртов, содержащую как минимум один спирт из перечисленных. Указанные ПАВ используют для снижения поверхностного натяжения.
Недостатком известного средства является то, что представленная разработка в большей степени описывается как моющее средство, предназначенное для очистки резервуаров, технологического оборудования и др. при подготовке к ремонтным работам или дефектоскопии в таких областях как: нефтяная, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленности; машино-, самолето- и судостроении; приборостроении и электронной промышленности; транспортном, железнодорожном и коммунальном хозяйстве.
Коллективом авторов предложен способ использования биосурфактантов продуцируемых Rhodococcus erythropolis в качестве «химических пастухов» для сбора нефтяных пятен.
Недостатками данного изобретения является его малоэффективная работа при повышении солености воды, требующая повышения дозировки препарата. Аналогичная тенденция в снижении эффективности действия данного изобретения характерна и для возможности использования его при пониженных температурах. Несомненно, использование в качестве «химического пастуха» биосурфактантов является одним из экологичных приемов, но его малая эффективность в различных условиях и высокая стоимость, объясняющаяся способом получения, ограничивает его применимость (Yu М, Zhu Z, Chen В, Cao Y and Zhang В (2022) Bioherder Generated by Rhodococcus erythropolis as a Marine Oil Spill Treating Agent. Front. Microbiol. 13:860458. doi: 10.3389/fmicb.2022.860458), что относится к его недостатку.
Известна другая разработка, описывающая применение в качестве реагентов для сбора порошка холестерина и его суспензий в биодизеле, бензине и толуоле. Эффективность разработанного реагента авторы проверяли в емкости диаметром 14,5 см (площадь 135 см2), объем нефти взятый для эксперимента был равен 1 мл, примерная расчетная толщина нефтяного пятна составила 0,006 мм. Эксперименты проводились как для определения эффективности порошка, так и суспензии различной концентрации. Показано, что реагент на основе холестерина уменьшает площадь пятна нефти 73,3% в виде порошка и 79,1% в суспензии с биодизелем.
38. К недостаткам разработки относится использование в качестве растворителя бензина, биодизеля и толуола, веществ, которые будут вносить дополнительную нагрузку на уязвленную экологию. А применение суспензии холестерина в толуоле ограничивается температурой окружающей среды, так как по утверждению авторов при температуре ниже 60°С суспензия превращалась в гель. Но основным недостатком изобретения является низкая эффективность в соленой воде. Показано, что эффективность изобретения при 25°С снижается с 64,1% до 21,1% при увеличении солености воды от 0 до 30 ppm. Аналогичный эффект наблюдается и при других температурах эксперимента 35°С и 45°С. Как объясняют авторы, причиной этому является влияние солей на ориентацию молекул холестерина и нековалентные связи между ними, следовательно, количество молекул холестерина взаимодействующее с нефтью будет меньше (Miral Abuoudah, Adewale Giwa, Inas Nashef, Faisal AlMarzooqi, Hanifa Taher. Bio-based herding and gelling agents from cholesterol powders and suspensions in organic liquids for effective oil spill clean-up // Chemical Engineering Journal Advances. - 2022. - №12).
Известны более ранние разработки реагентов по типу «химических пастухов». В патенте US 491838 A (1948 г.) описан способ получения реагента для пропитки спасательных жилетов, плотов и других средств спасения используемых для отталкивания «маслянистых» пленок нефти/нефтепродукта. В состав предлагаемого реагента входят жидкие эфиры высших жирных кислот и гидроксильные соединения, выбранные из группы, состоящей из сахаров и производных сахара, а именно, эфиры сорбитана и маннана, а также их производные.
К недостаткам данного изобретения можно отнести неподтвержденное отсутствие токсичности как кратковременной, так и долговременной.
В патенте US 3810835 A (1971 г.) предложены составы «химического пастуха» включающие в качестве основных веществ - N,N-диалкиламиды; н-алкиловые и н-алкиленовые моноэфиры этиленгликоля и полиэтиленгликоля; полиэтиленгликолевые моноэфиры н-алкильных кислот. В качестве предпочтительного растворителя авторы предлагают 2-бутоксиэтанол, но отмечают, что другими подходящими растворителями являются диэтиловый эфир, изопропанол, этанол, н-бутилацетат, н-бутиловый спирт и этиленгликоль-н-гексилмоноэфир.
Недостатками описанного состава является применение в качестве основных реагентов и растворителей веществ, оказывающих дополнительное токсичное действие на уязвленный биоценоз. Например, 2-бутоксиэтанол или бутилгликоль вызывающий раздражение слизистых оболочек, способный проникать в организм через кожу и имеющий доказанную токсичность при длительном воздействии.
Известна еще одна из ранних разработок «химических пастухов», в патенте US 3959134 A предложен состав на основе С10-С20 алифатических карбоновых кислот и/или моноэфиров сорбитана в смеси с гликолевыми растворителями.
К недостаткам разработки можно отнести ориентированность проведенных исследований на уменьшение площади нефтяного пятна. Также в представленных результатах о влиянии разработанного состава не указаны данные начальной площади нефтяного пятна, что не позволяет точно оценить с какой эффективностью происходит уменьшение площади.
Более близким к предлагаемому изобретению является состав для очистки поверхности воды от нефтяных и масляных загрязнений описанный в а.с. СССР №966106 А, кл. МПК С09К 3/32, опубл. 15.10.1982. Авторами предложено использование смеси оксиэтилированных жирных спиртов в соотношении 25-75% мас. и технического масла в соотношении 75-25% мас, в качестве технического масла предлагается применять талловое или моторное масла. Технология приготовления состава заключается в смешивании исходных компонентов при температуре 20-50°С по периодической или непрерывной схеме, отмечается, что газовых выбросов или сточных вод при этом не образуется. Использование оксиэтилированых жирных спиртов обеспечивает высокое поверхностное давление ПАВ, а наличие в составе технического масла уменьшает растворимость реагента. Тестирование состава проводили на пленке нефтепродукта (флотский мазут) начальной толщиной 0.6 мм, площадь экспериментальной емкости составила 78.5 см, продолжительность эксперимента составила 150 мин, контроль значения площади нефтяного пятна для последующего расчета толщины производился на 5 минуте эксперимента и по его окончании. Результаты тестирования показали, что толщина пленки нефтепродукта составила 2.3-2.5 мм после 5 мин. эксперимента и 2.1-2.2 мм в конце эксперимента.
Недостатком изобретения является использование в качестве основного действующего вещества синтетических продуктов, а растворителя - носителя таллового и/или моторного масла, что связано с дополнительным загрязнением водной акватории, с которой предстоит убрать разлившееся нефтяное или масляное загрязнение.
Задача предлагаемого изобретения заключается в разработке более экологичного состава для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений - «химического пастуха» с сохранением его высокой эффективности по уменьшению площади пятна нефтяного загрязнения и увеличению его толщины для последующего удаления нефтяных загрязнений с поверхности воды механическим способом и способа его получения.
Поставленная задача решается тем, что предложен состав для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений - «химического пастуха» содержащий пентол в смеси с одним из спиртов, выбранным из изопропилового, изобутилового и этилового спирта, при следующих соотношениях, об. %:
Пентол - 10-70
Спирт - остальное.
Пентол известен из уровня техники как эмульгатор, смесь эфиров пентаэритрита и олеиновой кислоты. Состоит из 50% диэфира, 20% моноэфира, остальное - триэфиры и тетраэфиры. Эмпирическая формула С41Н71О6, молекулярная масса 665,02.
Это вязкая непрозрачная жидкость от желтого до светло-коричневого цвета с небольшим осадком. Кислотное число не выше 2, эфирное число 165-172, гидроксильное число 140-175. Эмульгирующая способность (максимальный объем заэмульгированной водной фазы) не менее 11. Применяется в количестве до 3%, преимущественно 1-2%, для получения эмульсионных кремов типа вода/масло с содержанием воды до 40-45%). (см., Войцеховская А. Л., Вольфензон И.И. Химия для вас. Косметика сегодня. М., "Химия", 1988, с. 139).
Пентол нетоксичен, используется в промышленности как эмульгатор, входит в состав косметических средств и применяется при производстве лекарственных препаратов. Пентол - достаточно вязкая жидкость, поэтому для использования его в качестве «химического пастуха» необходимо было подобрать растворитель, понижающий вязкость основного вещества.
Растворитель должен отвечать требованиям экологической безопасности, в связи с этим для синтеза ХП были выбраны спирты, относящиеся к 4 классу опасности (для морской воды).
Поставленная задача решается также способом получения состава для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений путем смешения исходных компонентов, в котором в качестве исходных компонентов используют пентол и спирт, выбранный из изопропилового, изобутилового и этилового спирта, смешивают при температуре ниже температуры испарения выбранного спирта при постоянном перемешивании лопастной мешалкой при скорости вращения 100-500 об/мин до гомогенного состояния смеси., затем перемешивание останавливают и смесь отстаивают в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения, с получением состава, содержащего пентол в смеси с одним из выбранных спиртов, при следующих соотношениях компонентов, об. %:
Пентол - 10-70
Спирт - остальное.
Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается: в повышении экологичности состава для очистки нефтяных загрязнений («химического пастуха») при эффективности удаления загрязнений на уровне прототипа при применении для очистки как пресной, так и морской воды.
Исследование способности воздействовать на нефтяное пятно только пентола, вне состава композиции «химического пастуха», т.е. без спиртов показывает, что как состав «химического пастуха», способный проводить очистку нефти и/или нефтепродуктов с поверхности воды, он малоэффективен.
На фиг. 1-5 представлена серия снимков, показывающая эффект оказываемый «чистым» пентолом на нефтяную пленку толщиной 0,1 мм. Как можно отметить сбора нефтяной пленки и ее утолщения под действием чистого вещества пентола не происходит.
Фиг.1 показывает начальную нефтяную пленку толщиной 0,09 мм и площадью 1661,4 см2 в эксперименте по проверке эффективности чистого пентола.
Фиг. 2 показывает действие пентола на 1 минуте после добавления, площадь нефтяного пятна здесь составляет 733,5 см2, толщина 0,2 мм.
Фиг. 3 отражает влияние пентола на 10 минуте эксперимента, площадь 1178,2 см2, толщина 0,13 мм.
Фиг. 4 иллюстрирует действие пентола на 30 минуте площадь нефтяного пятна равна1386,2 см", а толщина 0,11 мм.
Фиг. 5 показывает влияние пентола на стягивание и утолщение нефтяного пятна после 1 часа эксперимента, площадь пятна нефти 1482,2 см2, толщина 0,1 мм.
Как можно отметить, при использовании чистого раствора пентола в качестве «химического пастуха» наблюдается сжатие нефтяного пятна, но уже на 10 минуте наблюдается обратное увеличение сжатой площади.
Установлено, что при диапазоне межфазного натяжения 25^45 мН/м коэффициент растекания исследуемой системы становится отрицательным, что и является основным принципом эффективности ХП. Важно подчеркнуть, что при исследовании влияния пентола на межфазное натяжение установлено, что в системе пентол-вода она составляет 51,7 мН/м.
Получение составов для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений
Для синтеза эффективного ХП была создана серия из 21 композиции на основе пентола и спиртов (изобутанола, изопропанола, этанола) в соответствии с табл. 1.
Способ получения предлагаемого состава для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений заключается в смешивании исходных компонентов, пентола и выбранного спирта при температуре ниже температуры испарения выбранного спирта (изобутанол - 107,9°С, изопропанол - 82,3°С, этанол -78,3°С)
Газообразных выбросов и сточных вод в процессе смешения не образуется.
Получают составы для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений - «химические пастухи», представленные в таблице 1.
Ниже представлены примеры, иллюстрирующие предлагаемое изобретение, но не ограничивающие его.
Пример 1
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 50 мл пентола и 450 мл изобутилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 100 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изобутилового спирта (107,9°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 10% об. и изобутилового спирта 90% об.
Пример 2
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 100 мл пентола и 400 мл изобутилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 150 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изобутилового спирта (107,9°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 20% об. и изобутилового спирта 80%>об.
Пример 3
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 150 мл пентола и 350 мл изобутилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 200 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изобутилового спирта (107,9°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в
течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 30% об. и изобутилового спирта 70% об.
Пример 4
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 200 мл пентола и 300 мл изобутилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 250 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изобутилового спирта (107,9°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 40% об. и изобутилового спирта 60% об.
Пример 5
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 250 мл пентола и 250 мл изобутилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 300 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изобутилового спирта (107,9°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 50% об. и изобутилового спирта 50% об.
Пример 6
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 300 мл пентола и 200 мл изобутилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 400 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изобутилового спирта (107,9°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 60% об. и изобутилового спирта 40% об.
Пример 7
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 350 мл пентола и 150 мл изобутилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 500 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изобутилового спирта (107,9°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 70% об. и изобутилового спирта 30% об.
Пример 8
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 50 мл пентола и 450 мл изопропилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 100 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изопропилового спирта (82,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 10% об. и изопропилового спирта 90% об.
Пример 9
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 100 мл пентола и 400 мл изопропилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 150 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изопропилового спирта (82,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 20% об. и изопропилового спирта 80% об.
Пример 10
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 150 мл пентола и 350 мл изопропилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 200 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изопропилового спирта (82,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 30% об. и изопропилового спирта 70% об.
Пример 11
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 200 мл пентола и 300 мл изопропилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 250 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изопропилового спирта (82,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 40% об. и изопропилового спирта 60% об.
Пример 12
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 250 мл пентола и 250 мл изопропилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 300 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изопропилового спирта (82,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 50% об. и изопропилового спирта 50% об.
Пример 13
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 300 мл пентола и 200 мл изопропилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 400 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изопропилового спирта (82,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 60% об. и изопропилового спирта 40% об.
Пример 14
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 350 мл пентола и 150 мл изопропилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 500 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения изопропилового спирта (82,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 70% об. и изопропилового спирта 30% об.
Пример 15
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 50 мл пентола и 450 мл этилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 100 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения этилового спирта (78,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 10% об. и этилового спирта 90% об.
Пример 16
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 100 мл пентола и 400 мл этилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 150 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения этилового спирта (78,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 20%>об. и этилового спирта 80% об.
Пример 17
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 150 мл пентола и 350 мл этилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 200 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения этилового спирта (78,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 30% об. и этилового спирта 70% об.
Пример 18
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 200 мл пентола и 300 мл этилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 250 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения этилового спирта (78,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 40% об. и этилового спирта 60%) об.
Пример 19
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 250 мл пентола и 250 мл этилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 300 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения этилового спирта (78,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 50% об. и этилового спирта 50% об.
Пример 20
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 300 мл пентола и 200 мл этилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 400 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения этилового спирта (78,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 60% об. и этилового спирта 40%) об.
Пример 21
В коническую колбу объемом 1000 мл загружают 350 мл пентола и 150 мл этилового спирта.
Включают перемешивающее устройство - верхнеприводную лопастную мешалку, устанавливают скорость перешивания 500 об/мин и перемешивают компоненты до гомогенного состояния. Перемешивание ведут при температуре, ниже температуры испарения этилового спирта (78,3°С).
Далее мешалку выключают и дают отстояться полученному составу в течение времени, необходимого для окончания воздухооотделения.
Получают образец ХП с содержанием пентола 70%>об. и этилового спирта 30%о об.
Исследование эффективности полученных составов для очистки поверхностей воды от нефтяных загрязнений
1) Далее для оценки эффективности полученных составов «химических пастухов» для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений - нефти и/или нефтепродуктов проводят исследование на определение снижения межфазного натяжения системы воздух - нефть - вода;
Контроль изменения межфазного натяжения проводят методом кольца Дю Нуи при использовании тензиометра KRUSS K20 по ГОСТ 55413-2013.
Результаты определения межфазного натяжения композиций ХП приведены в таблице 2.
Данные таблицы показывают, что исследуемые композиции ХП примерно одинаково понижают межфазное натяжение.
Аналогичные исследования проведены в искусственной морской воде. Результаты исследований представлены в таблице 3.
Из данных таблицы 3 видно, что соленость воды практические не влияет на межфазное натяжение в системе воздух - ХП - вода.
Согласно литературным данным, как отмечалось выше, эффективные ХП должны понижать межфазное натяжение до 25-45 мН/м.
Данные представленных таблиц 2-3 показывают, что все значения межфазных натяжений для всех полученных составов лежат в указанных пределах, что говорит о достаточной эффективности полученных составов для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений.
2) На следующем этапе полученные составы «химических пастухов» исследуют на способность уменьшать площадь нефтяного загрязнения и увеличивать толщину пятна нефти/нефтепродукта в пресной и искусственной морской водах, что является важной и необходимой характеристикой эффективного состава «химического пастуха».
Исследования «химического пастуха» на способность уменьшать площадь и увеличивать толщину пятна нефти/нефтепродукта проводят при использовании «пресной» воды и искусственной морской воды (NaCl - 27.5 г; MgCl2 - 5.0 г; MgSO4 × 7H2O - 2.0 г; CaCl2 - 0.5 г; KCl - 1.0 г; Fe2(SO4)3 - 0.001 г) при температуре воды: 23±2°С.
Экспериментальное исследование действия предлагаемых «химических пастухов» проводят следующим образом: в емкость площадью 1683 см2 (размер 50×34 см) наполненную 5 л экспериментальной воды вносят 15 мл нефти (р=874,2 кг/м3) и дают ей растечься до равновесного состояния. Толщина получаемой нефтяной пленки ~0,1 мм. Затем точечно по периферии нефтяного пятна наносят 250 мкл «химического пастуха». Дозировка в 250 мкл для разработанного ХП обусловлена, тем, что данный объем является минимальным эффективным объемом для предлагаемых композиций.
Действие «химического пастуха» наблюдают в течение 1 ч и фиксируют видеокамерой.
Площадь нефтяного пятна рассчитывают с помощью графической программы ImageJ, согласно рекомендациям ASTM F3349 для оценки «химического пастуха» на способность уменьшать площадь и увеличивать толщину пятна нефти/нефтепродукта были взяты снимки эксперимента со следующим временным кодом: 0 мин. (до добавления ХП), через 1, 10, 30 минут и 1 час после добавления «химического пастуха».
Каждое исследование повторяют 4 раза и усредняют результаты. Результаты исследования представлены в таблицах 4 и 5.
Толщина нефтяного пятна рассчитывалась путем деления используемого объема нефти (15 мл) на полученную площадь пятна нефти. Результаты исследования способности разработанных ХП увеличивать толщину пятна нефти приведены в таблице 6 и 7.
Граничные значения содержания компонентов в предлагаемом составе выбраны исходя из того, что композиции, в составе которых было менее чем 10% пентола, не обеспечивали удержание толщины собранной пленки нефтепродукта.
В свою очередь, при содержании основного действующего вещества более 70% «химический пастух» имеет вязкую структуру, что затрудняет распределение реагента по водной поверхности и увеличивает время, требуемое для образования мономолекулярного слоя реагента.
Установлено, что характер действия композиций с содержанием пентола более 70% аналогичен действию на нефтяное пятно чистого пентола.
Результаты исследований, представленные в таблицах 4 и 5, показали, что площадь нефтяного пятна сократилась на 95-96% в экспериментах с пресной и искусственной морской водой. Причем все композиции ХП приводили к резкому стягивания нефтяной пленки. Сокращение площади нефтяного пятна в первую минуту после добавления ХП составило 90-94%.
Важным показателем эффективности ХП является его способность увеличивать толщину нефтяного пятна до>1 мм и сохранять достигнутую толщину нефтяного пятна. В таблице 6 и 7 представлены результаты отражающие, что разработанные «химические пастухи» способны стягивать нефтяную пленку до необходимой толщины. Результаты показали, что толщина пленки нефтепродукта под действием разработанного реагента увеличилась в 16-22 раза на первую минуту после применения ХП. Для всех примеров предлагаемого «химического пастуха» характерно увеличение толщины с течение времени. Результаты экспериментов показали, что на 60-ю мин эксперимента композиции ХП обеспечивали увеличение толщины нефтяной пленки с 0,1 мм до 2,0 мм и более. Для установления продолжительности действия разработанных «химических пастухов» проведена серия экспериментов, продолжительность которых составила 1,5 суток. Эксперименты показали, что предлагаемые композиции увеличивают толщину нефтяной пленки до 2,2 мм и сохраняют ее в течение 36 часов.
На фиг. 6 представлено фото нефтяного пятна до применения «химического пастуха» по примеру 10 в эксперименте по определению его эффективности. Площадь нефтяного пятна равна 1665,4 см2, толщина 0,1 мм.
Фиг. 7 иллюстрирует действие «химического пастуха» по примеру 10 на нефтяное пятно на 1 минуте после добавления. Площадь - 78,6 см2, толщина - 1,9 мм.
Фиг. 8 иллюстрирует действие «химического пастуха» по примеру 10 на нефтяное пятно на 10 минуте после добавления. Площадь - 76,1 см2, толщина - 2,0 мм.
Фиг. 9 иллюстрирует действие «химического пастуха» по примеру 10 на нефтяное пятно на 30 минуте после добавления. Площадь - 73,0 см2, толщина - 2,1 мм.
Фиг. 10 иллюстрирует действие «химического пастуха» по примеру 10 на нефтяное пятно на 60 минуте после добавления. Площадь - 73,4 см2, толщина - 2,1 мм.
Фиг. 11 иллюстрирует действие «химического пастуха» по примеру 10 на нефтяное пятно после 12 часов эксперимента. Площадь - 66,2 см2, толщина - 2,2 мм.
Фиг. 12 иллюстрирует действие «химического пастуха» по примеру 10 на нефтяное пятно после 24 часов эксперимента. Площадь - 68,9 см2, толщина - 2,2 мм.
Фиг. 13 иллюстрирует действие «химического пастуха» по примеру 10 на нефтяное пятно после 36 часов эксперимента. Площадь - 69,5 см2, толщина - 2,2 мм.
Для сравнения эффективности разработанного состава с данными прототипа проведены дополнительные исследования в емкости площадью 109 см2, с толщиной пленки 0,6 мм, результаты представлены в таблице 8.
Результаты сравнительного анализа показывают, что разработанный состав в экспериментах с емкостью 109 см2 уменьшает площадь на 83% и увеличивает толщину до 3,3 мм.
Исследование токсичности полученных составов для очистки поверхностей воды от нефтяных загрязнений
Исследования токсичности разработанных составов определяли согласно ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06, использующийся для определения токсичности отходов, почв, осадков сточных вод, сточных, поверхностных и грунтовых вод.
Методика измерения описывает применение равноресничных инфузорий Paramecium Caudatum Ehremberg как тестовых организмов.
Исследования проводились в аккредитованной лаборатории ООО «ЭкООнис-ЭЧТ» (аттестат аккредитации ILAC/APAC №ААС.А. 00421 от 23 марта 2022 г.).
Для проведения исследований по определению токсичности была использована дозировка в 600 мг/л. Выбор данной дозировки был основан на исследовании токсичности коммерчески доступных «химических пастухов», Thickslick 6535 и Siltech ОР-40, имеющих максимальный порог не токсичности в 600 мг/л и 40 мг/л соответственно. Изучение литературных данных о токсичности компонентов используемых в прототипе показало, что вещества входящие в смесь оксиэтилированых жирных спиртов являются токсикантами для протоплазмы, вызывающими свертывание белка, дезактивацию ферментов. Смеси оксиэтилированых жирных спиртов могут так же оказывать сенсибилизирующим и наркотическим действием и оказывать мутагенное действие, как на человека, так и на животных.
Исследования показали, что заявляемые по изобретению реагенты не обладают токсичностью, и жизнедеятельность тестовых организмов не была нарушена.
Таким образом, разработан новый эффективный и экологически безопасный ХП, под действием которого площадь нефтяной пленки сокращается на 95-96%, а толщина увеличивается до 2,2 мм.
Claims (4)
1. Состав для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений, содержащий пентол в смеси с одним из спиртов, выбранным из изопропилового, изобутилового и этилового спирта, при следующих соотношениях компонентов, об. %:
2. Способ получения состава для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений путем смешения исходных компонентов, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов используют пентол и спирт, выбранный из изопропилового, изобутилового и этилового спирта, смешивают при температуре ниже температуры испарения выбранного спирта при постоянном перемешивании лопастной мешалкой при скорости вращения 100-500 об/мин до гомогенного состояния смеси, затем перемешивание останавливают и смесь отстаивают в течение времени, необходимого для окончания воздухоотделения, с получением состава по п. 1, содержащего пентол в смеси с одним из выбранных спиртов, при следующих соотношениях компонентов, об. %:
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2814663C1 true RU2814663C1 (ru) | 2024-03-04 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU234285A1 (ru) * | Э. Г. Кистер, И. Файнштейн , Т. П. Шаскольска | Инвертный эмульсионный буровой раствор | ||
| US3810835A (en) * | 1971-02-25 | 1974-05-14 | Chevron Res | Process for treating oil slicks using chemical agents |
| US3959134A (en) * | 1974-03-19 | 1976-05-25 | Exxon Research And Engineering Company | Oil collection agents and their use in containing oil slicks |
| SU966106A1 (ru) * | 1980-08-22 | 1982-10-15 | Предприятие П/Я Г-4488 | Состав дл очистки поверхности воды от нефт ных и масл ных загр знений |
| SU1361165A1 (ru) * | 1985-11-05 | 1987-12-23 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Буровой раствор |
| RU2371471C2 (ru) * | 2007-05-29 | 2009-10-27 | Светлана Анатольевна Митькина | Способ получения бензино-водно-спиртовой эмульсии |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU234285A1 (ru) * | Э. Г. Кистер, И. Файнштейн , Т. П. Шаскольска | Инвертный эмульсионный буровой раствор | ||
| US3810835A (en) * | 1971-02-25 | 1974-05-14 | Chevron Res | Process for treating oil slicks using chemical agents |
| US3959134A (en) * | 1974-03-19 | 1976-05-25 | Exxon Research And Engineering Company | Oil collection agents and their use in containing oil slicks |
| SU966106A1 (ru) * | 1980-08-22 | 1982-10-15 | Предприятие П/Я Г-4488 | Состав дл очистки поверхности воды от нефт ных и масл ных загр знений |
| SU1361165A1 (ru) * | 1985-11-05 | 1987-12-23 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Буровой раствор |
| RU2371471C2 (ru) * | 2007-05-29 | 2009-10-27 | Светлана Анатольевна Митькина | Способ получения бензино-водно-спиртовой эмульсии |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2875641A1 (en) | Compositions and methods for oil spill remediation | |
| US5725805A (en) | Composition of matter useful as an oil spill flocculating agent | |
| US20130087507A1 (en) | Use of cactus mucilage as a dispersant and absorbant for oil in oil-water mixtures | |
| US6139775A (en) | Compositions and methods for treating hydrocarbon materials | |
| US5945026A (en) | Composition and methods for firefighting hydrocarbon fires | |
| CA2262385C (en) | Compositions and methods for dispersing and biodegrading spilled petroleum oils and fuels | |
| RU2814663C1 (ru) | Состав для очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений и способ его получения | |
| Giwa et al. | Green dispersants for oil spill response: A comprehensive review of recent advances | |
| Walker et al. | Effectiveness & environmental considerations for countermeasures | |
| US7223362B2 (en) | Methods for extinguishing petroleum-based fires, suppressing petroleum-released vapors and cleaning petroleum-contaminated surfaces | |
| US9561531B2 (en) | Composition and method for hydrocarbon and lipid degradation and dispersal | |
| JP5057721B2 (ja) | 流出油処理剤 | |
| Cretney et al. | Biodegradation of a chemically dispersed crude oil | |
| JP3509147B2 (ja) | 漂着油処理剤 | |
| WO2015123752A1 (en) | Composition and method for hydrocarbon and lipid degradation and dispersal | |
| JP2001220574A (ja) | 自己攪拌型流出油処理剤 | |
| RU2771381C1 (ru) | Эмульгирующая дисперсия нанокристаллической целлюлозы и способ очистки водной поверхности от нефти и нефтепродуктов с ее применением | |
| RU2752312C1 (ru) | Композиция для очистки поверхности воды от пленок нефти и нефтепродуктов | |
| KR970006141B1 (ko) | 유출유 처리용 조성물 | |
| Safieh | Use of Lecithin-Based Emulsion Gels to Absorb Toluene and Hexane Spills from Surface Waters | |
| KR100283678B1 (ko) | 수용성 기재의 알킬폴리글리코사이드를 포함하는 환경친화형유처리제 | |
| AL-Abass et al. | Oil spill cleaning up by polymeric sorbents using salt leaching method | |
| KR100298655B1 (ko) | 유류 고형화제 | |
| Okoro | Ballasted Flocculation for the Removal of Trace Petroleum Hydrocarbons from Surface Water | |
| Hassanshahi | Ionic liquids and a commercial anionic surfactant in demulsifying crude oil in water emulsion |