способ получения сорбента для очистки от нефти и нефтепродуктов твердых и водных поверхностей

Формула изобретения

1. Способ получения сорбента, включающий предварительную сушку торфа, прессование в брикеты и пропитку органоминерального носителя при термообработке без доступа воздуха водонерастворимым углеродосодержащим гидрофобным агентом, отличающийся тем, что в качестве носителя используют низинный и/или переходный и верховой торф, предварительно подсушенный до влажности 35-40% и спрессованный под давлением 16,0-18,0 МПа в брикеты, а пропитку носителя гидрофобным агентом ведут при его термообработке 290-340^oС без доступа воздуха до влажности 10-15%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбент формируют в виде брикетов или порошка с размером частиц 0,5-2,5 мм.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что низинный торф имеет минерализацию 60-400 мг/л, рН 5,5-7,5, зольность 6-18%, степень разложения 15-55%.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что переходный торф имеет минерализацию не более 80 мг/л, рН 4,5-5, зольность около 6%, степень разложения 5-50%.

5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что верховой торф имеет минерализацию не более 50 мг/л, рН 3,5-4,5, зольность 2-4%, степень разложения 2-55%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения сорбентов и может быть использовано для очистки твердых и водных поверхностей от разливов нефти и нефтепродуктов, например, при аварийных разливах нефти и нефтепродуктов, при очистке загрязненных нефтепродуктами сточных вод и т.п.

Известен сорбент для очистки вод от нефти и нефтепродуктов (RU 2126714, 05.07.1996, B 01 J 20/00, C 02 F 1/28). Он содержит модифицированную смесь торфа, цеолит, пенографит, смесь анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ при следующем соотношении компонентов, мас.%: торф - 90-95; цеолит - 4-8; смесь анионных и неионогенных поверхностно-активных веществ - 0,5-1,5; пенографит - 0,1-1,5. К недостаткам полученного сорбента можно отнести то, что из-за наличия химических веществ полученный сорбент не является экологически чистым продуктом.

Известен способ получения сорбента для очистки воды от нефтепродуктов (RU 2112594, 08.06.1994, B 01 J 20/20, C 02 F 1/28). Способ заключается в том, что целлюлозосодержащий материал (торф, опилки, древесную стружку, ветошь) нагревают при температуре 180-210^oС в течение нескольких часов в автоклаве. Сорбционная емкость сорбента составляет от 2 до 40 весовых единиц на весовую единицу сорбента. К недостаткам такого сорбента можно отнести многокомпонентность исходного состава смеси, что требует дополнительных затрат, необходимых на перевозку компонентов на завод-изготовитель.

Известен способ получения сорбента для очистки от нефти твердых и водных поверхностей (RU 2116128, 02.09.1997, B 01 J 20/24, C 02 F 1/28). Для получения сорбента в качестве носителя используют фрезерный верховой торф малой степени разложения, предварительно подсушенный с 60% до 23-25% влажности и спрессованный под давлением 140-150 МПа в брикеты, который гидрофобизуется при термообработке. В качестве гидрофобных агентов при этом выступают водонерастворимые, углеродосодержащие продукты, выделяющиеся вместе с водой из твердого органического вещества торфа при температуре 250-280^oС без доступа воздуха. Процесс ведут до влажности продукта 2,5-10%. К недостаткам способа получения сорбента можно отнести его ограниченные возможности, связанные с использованием в качестве носителя только одного из видов торфа - фрезерного верхового торфа малой степени разложения.

Технический результат изобретений заключается в создании способа получения экологически чистого и недорогого сорбента для очистки водной и твердой поверхностей от нефти и нефтепродуктов, в котором в качестве носителя используют низинный и/или переходный и верховой торф.

Этот результат достигается следующим образом.

Способ получения сорбента, включающий предварительную сушку торфа, прессование в брикеты и пропитку органоминерального носителя при термообработке без доступа воздуха водонерастворимым углеродосодержащим гидрофобным агентом, отличается тем, что в качестве носителя используют низинный и/или переходный и верховой торф, предварительно подсушенный до влажности 35-40% и спрессованный под давлением 16,0-18,0 МПа в брикеты, а пропитку носителя гидрофобным агентом ведут при его термообработке 290-340^oС без доступа воздуха до получения 10-15% влажности твердого вещества. Полученный сорбент формируют в виде брикетов или порошка с размером частиц 0,5-2,5 мм. В качестве сорбента используют низинный торф, имеющий минерализацию 60-400 мг/л, pH 5,5-7,5, зольность 6-18%, степень разложения 15-55%, и/или переходный торф, имеющий минерализацию не более 80 мг/л, pH 4,5-5, зольность около 6%, степень разложения 5-50%, и/или верховой торф, имеющий минерализацию не более 50 мг/л, pH 3,5-4,5, зольность 2-4%, степень разложения 2-55%.

Существенным отличием заявляемого изобретения является использование в качестве носителя низинный и/или переходный и верховой торф, что позволяет существенно расширить сырьевую базу для получения сорбента. Экспериментальные данные, представленные в примерах подтверждают, что сорбент, полученный с использованием в качестве носителя низинного и/или переходного и верхового торфа, позволяет активно сорбировать нефтепродукты с водной и твердой поверхностей.

Этот результат достигается следующим образом.

Торф представляет собой полидисперсную систему, состоящую из трех фаз - твердой (остатков растений с минеральными примесями), жидкой и газообразной и является сложной полидисперсной многокомпонентной неоднородной полуколлоидно-высокомолекулярной системой.

В состав торфа входят:

- гидрофильные вещества (водорастворимые соединения и легкогидролизуемые вещества, гуминовые кислоты, целлюлоза и др.;

- гидрофобные составляющие (битум, воски);

- минеральные включения.

Растительный покров торфяных месторождений в зависимости от степени увлажнения и минерализации, а также ионного состава питающих вод, окислительно-восстановительных и других условий среды подразделяется на три типа: низинный, переходный, верховой.

Низинный торф имеет минерализацию 60-400 мг/л, pH 5,5-7,5, зольность 6-18%, степень разложения 15-55%. Переходный торф имеет минерализацию не более 80 мг/л, pH 4,5-5,5, зольность около 6%, степень разложения 5-50%. Верховой торф имеет минерализацию не более 50 мг/л, pH 3,5-4,5, зольность 2-4%, степень разложения 2-55%.

Торфяные месторождения могут быть разработаны экскаваторным и фрезерным способом.

В предлагаемом сорбенте в качестве носителя использован низинный и/или переходный и верховой торф. Торф предварительно подсушивают до влажности 35-40%, затем прессуют под давлением 16,0-18,0 МПа в брикеты и проводят термообработку брикетов при температуре 290-340^oС без доступа воздуха до влажности 10-15%.

Полученный сорбент состоит из органоминерального носителя, пропитанного водонерастворимым углеродосодержащим гидрофобным агентом, который входит в состав торфа и выделяется при термообработке. Носитель сорбента, пропитанный таким агентом. становится гидрофобным для воды, имеет высокую удельную поверхность за счет образовавшихся макро- и микропор, низкую скорость впитывания воды, высокую скорость впитывания нефти и нефтепродуктов и высокую нефтеемкость сорбента. Сорбент может быть изготовлен в виде брикетов или в порошкообразной форме.

Сорбент в виде брикетов может быть помещен на пятна разлива нефти и нефтепродуктов, которые находятся на водной поверхности. Такой сорбент впитывает пленки нефти толщиной до 2,0 мм и может находиться на водной поверхности до 30-40 дней. Сорбент с поглощенными нефтепродуктами собирают с поверхности, отжимают и далее его можно использовать в качестве топливных брикетов.

Сорбент в виде порошка с размером частиц 0,5-2,5 мм может быть помещен как на водную, так и на твердую поверхности. Впитав разлитую нефть, он превращается в кашеобразную смесь и может быть собран с поверхности известными способами.

Пример 1.

Берут смесь низинного торфа со степенью разложения 25% и фрезерного верхового торфа со степенью разложения 15% в соотношении 0,5:1, просушивают до влажности 35% и прессуют в брикеты под давлением 16,0 МПа. Полученные брикеты подвергают температурной обработке при 300^oС до влажности 12%. Проводят испытания сорбента в воде с машинным маслом с толщиной пленки 0,5 мм при температуре окружающей среды 20^oС. Время поглощения 0,5 мл воды 1 г сорбента более 240 часов. Скорость поглощения машинного масла 0,20 (г/г)/сек.

Пример 2.

Берут смесь низинного торфа со степенью разложения 25%, переходного торфа со степенью разложения 20% и фрезерного верхового торфа со степенью разложения 15% в соотношении 0,5:0,5:1, просушивают до влажности 40% и прессуют в брикеты под давлением 16,5 МПа. Полученные брикеты подвергают температурной обработке при 310^oС до влажности 15%. Проводят испытания сорбента в воде с машинным маслом с толщиной пленки 1,0 мм при температуре окружающей среды 25^oС. Время поглощения 0,5 мл воды 1 г сорбента более 200 часов. Скорость поглощения машинного масла 0,25 (г/г)/сек.

Пример 3.

Берут смесь переходного торфа со степенью разложения 35% и фрезерного верхового торфа со степенью разложения 20% в соотношении 0,4:1, просушивают до влажности 40% и прессуют в брикеты под давлением 17,5 МПа. Полученные брикеты подвергают температурной обработке при 320^oС до влажности 12,5%. Проводят испытания сорбента в воде с машинным маслом с толщиной пленки 1,5 мм при температуре окружающей среды 20^oС. Время поглощения 0,5 мл воды 1 г сорбента более 260 часов. Скорость поглощения машинного масла 0,20 (г/г)/сек.

Предлагаемый сорбент является экологически чистым продуктом и может быть после сбора нефтепродуктов с водной и твердой поверхностей переработан в топливные брикеты.