Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения графитового сорбента

Классы МПК:B01J20/06 содержащие оксиды или гидроксиды металлов, не отнесенных к рубрике  20/04
B01J20/20 содержащие свободный углерод; содержащие углерод, полученный процессами коксования
B01J20/30 способы получения, регенерации или реактивации
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Коваленко Борис Михайлович,
Козлов Сергей Иванович,
Сидоренко Виктор Григорьевич,
Тульский Виктор Федорович,
Усошин Владимир Аполлонович
Приоритеты:
подача заявки:
1998-11-03
публикация патента:

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для сбора разлитой нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов, а также для локализации разливов нефти, в том числе и горящей нефти. Способ получения графитового сорбента путем термического расширения порошка окисленного графита предусматривает предварительное перемешивание окисленного графита с порошком соединения железа, кобальта или никеля в органической жидкости для придания сорбенту магнитоактивных свойств. После равномерного распределения соединения металла в объеме смеси органическую жидкость отделяют, твердую фазу сушат до сыпучего состояния и далее проводят ее термическое расширение при 900-1300oC. В качестве соединения железа преимущественно используют оксидные соединения, в частности магнетит (Fe3O4). Соединения кобальта и никеля можно использовать вместе с соединениями железа или по отдельности. Окисленный графит можно смешивать с порошком магнетита до весового содержания железа от 1,5 до 35% в пересчете на металл. Подходящими органическими жидкостями являются бензин, ацетон, дизельное топливо или газовый конденсат, но могут использоваться и другие жидкости. Способ позволяет получить сорбент с магнитными свойствами. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Рисунки к патенту РФ 2134155

Рисунок 1

Область техники

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для сбора разлитой нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов, а также для локализации разливов нефти, в том числе и горящей нефти.

Предшествующий уровень техники

Известно использование термически расширенного графита (ТРГ) в качестве сорбента для поглощения и перевода в твердое состояние жидких отходов нефтепереработки и отработанных нефтепродуктов (патент GB 2149769, 1985г.). Его использование на открытых водоемах затруднено из-за сложности сбора насыщенного нефтью сорбента с поверхности воды, что приводит, как правило, к заметным потерям сорбента и недостаточной степени очистки водоемов.

Известен способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды с помощью ТРГ в качестве сорбента, в котором сыпучий сорбент находится в пористой эластичной несгораемой оболочке (международная заявка WO 97/20110). Способ предусматривает возможность получения хлопьевидного ТРГ непосредственно перед началом сбора нефтепродуктов путем воздействия высокой температуры на порошок окисленного графита прямо в оболочке в виде бон, матов. Сорбент может использоваться неоднократно, причем отдельные циклы поглощения нефтепродуктов и регенерации сорбента проводят, не извлекая сорбент из оболочки. Недостатками такого способа являются трудоемкость регенерации сорбента в крупногабаритных оболочках, а также ограниченная поверхность адсорбции, определяемая геометрическими размерами оболочек. Кроме того, необходимость использования эластичных оболочек, жестких каркасов к ним и средств соединения отдельных оболочек между собой делает данный способ достаточно трудоемким и неэкономичным.

Сущность изобретения

Предлагаемый способ позволяет получать графитовый сорбент для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, который после насыщения нефтью можно достаточно легко и практически полностью собрать с поверхности воды для дальнейшей регенерации и повторного использования.

Способ получения графитового сорбента путем термического расширения порошка окисленного графита предусматривает предварительное перемешивание окисленного графита с порошком соединения железа, кобальта или никеля в органической жидкости для придания сорбенту магнитоактивных свойств. После равномерного распределения соединения металла в объеме смеси органическую жидкость отделяют, твердую фазу сушат до сыпучего состояния и далее проводят ее термическое расширение при температуре 900-1300oC.

Полученный таким образом сорбент приобретает ферромагнитные свойства, сохраняя при этом гидрофобность, высокую сорбционную емкость и малую насыпную плотность. Это позволяет сорбенту оставаться на плаву даже при максимальном насыщении нефтепродуктами. Сбор насыщенного сорбента с поверхности воды производится с помощью конструктивно несложного оборудования, оснащенного электромагнитом или постоянным магнитом.

В качестве соединения железа в основном используют оксидные соединения, в частности магнетит (Fe3O4). Соединения кобальта и никеля, преимущественно в виде неорганических солей, можно использовать вместе с соединениями железа или по отдельности.

Исходным материалом для получения сорбента может служить графитовый порошок различных промышленных марок, в том числе и низкосортный высокозольный графит, который подвергают воздействию сильных окислителей. Окисленный графит можно смешивать с порошком магнетита до весового содержания железа от 1,5% до 35% в пересчете на металл. Такой же диапазон весовых соотношений сохраняется и в случае использования соединений кобальта и никеля. При содержании железа около 15% достигается оптимальное сочетание достаточно высоких магнитных и сорбционных характеристик сорбента. Насыпная плотность магнитоактивного сорбента (обозначаемого авторами маркой СТРГ-М) возрастает при этом в допустимых пределах и, как правило, не превышает 5,0 кг/м3.

Для осуществления предлагаемого способа подходящими органическими жидкостями являются широко доступные бензин, ацетон, дизельное топливо или газовый конденсат, но могут использоваться и другие жидкости, смачивающие окисленный графит.

Основными характеристиками сорбента СТРГ-М являются насыпная плотность и сорбционная емкость (так же как и для известных сорбентов), а также магнитные свойства: коэрцитивная сила, удельная намагниченность насыщения и удельная остаточная намагниченность.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

К сухому порошку окисленного графита добавляли различные количества порошка магнетита до содержания железа от 1,5% до 45% в пересчете на металл. Порошки окисленного графита и магнетита заливали органической жидкостью при объемном соотношении Т : Ж приблизительно 1 : 1,5 и подвергали смесь интенсивному перемешиванию. В качестве органической жидкости использовали ацетон и бензин, обозначаемые далее в таблицах буквами А и Б соответственно. После окончания перемешивания жидкость отделяли на фильтре или центрифуге, или путем выпаривания, а твердую фазу высушивали до сыпучего состояния и подвергали воздействию температуры температуре 900-1300oC до полного расширения частиц окисленного графита. Полученный продукт представлял собой магнитоактивный сорбент.

Магнитные характеристики сорбента при различном содержании Fe3O4 в исходном окисленном графите измеряли по следующей методике.

Навеску образца смешивали со связующим (трижды перегнанный парафин) и гомогенизировали в растворе бензола путем ультразвуковой обработки смеси в течение 20 минут. После удаления бензола путем нагрева до 60oC в условиях среднего вакуума (0,1 атм) смесь формовали в виде таблеток диаметром 3 мм и толщиной 0,5 мм. Массу образцов меняли от 4 до 23 мг. Измерения проводились на магнитометре PAR 155 при температуре 21oC. Абсолютные значения намагниченности образцов контролировались с помощью эталонного образца (никелевая фольга толщиной 1,1 мкм и диаметром 3 мм). Магнитные характеристики образцов сорбента приведены в таблице 1, где способ получения графитового сорбента, патент № 2134155s - удельная намагниченность насыщения (на грамм вещества); способ получения графитового сорбента, патент № 2134155r - удельная остаточная намагниченность; Jr - отношение способ получения графитового сорбента, патент № 2134155s/способ получения графитового сорбента, патент № 2134155r; Hc - коэрцитивная сила.

Разброс значений способ получения графитового сорбента, патент № 2134155s и способ получения графитового сорбента, патент № 2134155r ставил способ получения графитового сорбента, патент № 2134155 15% из-за неравномерности распределения порошка магнетита в образцах сорбента.

В таблице 2 приведены результаты испытаний по сорбции прямогонного бензина и сырой нефти разными образцами сорбента СТРГ-М с различным содержанием железа. Для сравнения дан пример с обычным сорбентом, не содержащим железа.

Как следует из данных в таблицах, оптимальным сочетанием свойств обладают образцы 15% (А) и 15% (Б), которые сохраняют достаточно высокие показатели по сорбции нефти и бензина и довольно высокие магнитные характеристики при незначительном увеличении насыпной плотности сорбента.

Промышленная применимость.

Помимо вышеописанного применения сорбента, полученного согласно изобретению, возможно также использовать сорбент и для очистки загрязненного нефтью грунта. В этом случае грунт можно перемешать с сорбентом и спустя некоторое время после насыщения сорбента нефтью, залить его водой. Сорбент вместе с поглощенными нефтепродуктами всплывает на поверхность воды, откуда он может быть собран с помощью магнитных устройств.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения графитового сорбента, включающий термическое расширение порошка окисленного графита, отличающийся тем, что порошок окисленного графита предварительно смешивают с порошком соединения железа, кобальта или никеля и органической жидкостью, перемешивают смесь, отделяют органическую жидкость и сушат твердую фазу до сыпучего состояния, после чего проводят ее термическое расширение.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соединения железа используют магнетит.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что окисленный графит смешивают с порошком магнетита до весового содержания железа 1,5 - 35% в пересчете на металл.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органической жидкости используют бензин, ацетон, дизельное топливо или газовый конденсат.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B01J20/06 содержащие оксиды или гидроксиды металлов, не отнесенных к рубрике  20/04

Патенты РФ в классе B01J20/06:
способ получения сорбентов на основе zn(oh)2 и zns на носителе из целлюлозных волокон -  патент 2528696 (20.09.2014)
способ получения гранулированной фильтрующей загрузки производственно-технологических фильтров для очистки скважинной воды -  патент 2528253 (10.09.2014)
способ получения сорбентов на основе гидроксида трехвалентного железа на носителе из целлюлозных волокон -  патент 2527240 (27.08.2014)
адсорбент для очистки газов от хлора и хлористого водорода и способ его приготовления -  патент 2527091 (27.08.2014)
магнитоуправляемый сорбент для удаления билирубина из биологических жидкостей -  патент 2524620 (27.07.2014)
способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода -  патент 2524607 (27.07.2014)
способ удаления бария из воды -  патент 2524230 (27.07.2014)
способ получения сорбентов на основе гидроксида железа и сульфата кальция на носителе из целлюлозных волокон -  патент 2523466 (20.07.2014)
сорбент для очистки водных сред от мышьяка и способ его получения -  патент 2520473 (27.06.2014)
способ получения сорбента с магнитными свойствами для сбора нефтепродуктов с водной поверхности -  патент 2518586 (10.06.2014)

Класс B01J20/20 содержащие свободный углерод; содержащие углерод, полученный процессами коксования

Патенты РФ в классе B01J20/20:
способ получения углеродминерального сорбента -  патент 2529535 (27.09.2014)
способ получения углеродного адсорбента -  патент 2518579 (10.06.2014)
формованный сорбент внииту-1, способ его изготовления и способ профилактики гнойно-септических осложнений в акушерстве -  патент 2516878 (20.05.2014)
композиции на основе хлорида брома, предназначенные для удаления ртути из продуктов сгорания топлива -  патент 2515451 (10.05.2014)
сорбент для диализа -  патент 2514956 (10.05.2014)
спеченный неиспаряющийся геттер -  патент 2513563 (20.04.2014)
регенерируемый, керамический фильтр твердых частиц выхлопных газов для дизельных транспортных средств и способ его получения -  патент 2511997 (10.04.2014)
способ получения хемосорбента -  патент 2510868 (10.04.2014)
сорбирующие композиции и способы удаления ртути из потоков отходящих топочных газов -  патент 2509600 (20.03.2014)
углеродсодержащие материалы, полученные из латекса -  патент 2505480 (27.01.2014)

Класс B01J20/30 способы получения, регенерации или реактивации

Патенты РФ в классе B01J20/30:
способ получения углеродминерального сорбента -  патент 2529535 (27.09.2014)
способ получения сорбентов на основе zn(oh)2 и zns на носителе из целлюлозных волокон -  патент 2528696 (20.09.2014)
гуминово-глинистый стабилизатор эмульсии нефти в воде -  патент 2528651 (20.09.2014)
способ получения полимер-неорганических композитных сорбентов -  патент 2527217 (27.08.2014)
способ получения плавающего углеродного сорбента для очистки гидросферы от нефтепродуктов -  патент 2527095 (27.08.2014)
адсорбент для очистки газов от хлора и хлористого водорода и способ его приготовления -  патент 2527091 (27.08.2014)
способ получения сорбента для извлечения соединений ртути из водных растворов -  патент 2525416 (10.08.2014)
способ получения фильтрующей гранулированной загрузки производственно-технологических фильтров для очистки воды открытых источников водоснабжения -  патент 2524953 (10.08.2014)
способ получения адсорбирующего элемента -  патент 2524608 (27.07.2014)
способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода -  патент 2524607 (27.07.2014)

Наверх