хранилище для нефтепродуктов

Формула изобретения

1. ХРАНИЛИЩЕ ДЛЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ, выполненное в виде котлована с размещенными на его стенках и дне изоляционным слоем из песка, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным изоляционным слоем из глины, насыщенной катионами металлов, размещенным под слоем песка, при этом в качестве последнего использован мелкозернистый гидрофобный песок.

2. Хранилище по п.1, отличающееся тем, что слой глины насыщен предпочтительно катионами магния, или кальция, или натрия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к емкостям-хранилищам в естественных грунтах и может быть использовано для сооружения техногенного барьера, ограничивающего распространение в грунтах отходов нефти, отработанных масел и других жидких углеводородов, образующих с водой эмульсию.

Известны грунтовые емкости в форме котлована с достаточно высокой непроницаемостью стенок для хранения жидкостей, преимущественно аммиачной воды. В качестве грунтового заполнителя используют суглинок, а в качестве сложного вяжущего - состав, содержащий портландцемент, гашеную известь и ангидрид [1].

Недостаток этого хранилища-сложная структура и дорогая изоляция.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является хранилище для нефтепродуктов, выполненное в виде котлована с покрытыми изоляцией горизонтальным дном и откосными стенками. В качестве изоляции использован слой водонасыщенного песка, не пропускающего нефть и питаемого водой под заданным напором [2]. Данное устройство взято за прототип.

Недостатком прототипа является то, что обводнение песчаного слоя требует сложного инженерного сооружения из труб для подачи воды и дренажа.

Цель изобретения - создание простых, надежных емкостей - хранилищ в рыхлых грунтах для хранения водонефтяных, водомасляных отходов.

Поставленная цель достигается с помощью хранилища, выполненного в виде котлована с изоляцией стенок и дна. Изоляция имеет двойной слой, состоящий из мелкозернистого гидрофобного песка и слоя глины, насыщенного катионами Mg²⁺ или Са²⁺, или Na⁺.

На чертеже представлено хранилище, выполненное в виде котлована в естественном грунте 1 с горизонтальным дном и откосными стенками. Изоляция состоит из слоя глины, насыщенного катионами 2, и слоя мелкозернистого гидрофобного песка 3. Хранилище наполняется нефтью или нефтеводной эмульсией 4.

Сущность изобретения заключается в том, что в хранилище создается сложный техногенный геохимический барьер, задерживающий миграцию жидких углеводородов в рыхлых грунтах. Барьер состоит из слоев разного состава и разной структуры, которые укладываются в следующей последовательности.

Нижний слой глины выполняет роль инфильтрационно-диффузионного барьера, который задерживает миграцию жидких углеводородов. Барьерная эффективность глинистого слоя зависит от минерального состава глины; лучшими барьерными свойствами обладает монтмориллонитовая, на второй месте стоит гидрослюдистая и на третьем - каолинитовая глина.

Эффективность инфильтрационно-диффузионного глинистого барьера усиливается путем насыщения глины катионами. В результате каждая глинистая частица покрывается гидратной оболочкой, толщина которой зависит от энергии гидратации насыщающего катиона. Чем выше энергия гидратации, тем толще гидратная оболочка, тем надежнее работает инфильтрационно-диффузионный барьер.

Наиболее доступными для насыщения глины являются следующие катионы, образующие по величине энергии гидратации следующий ряд: Mg²⁺, Са²⁺, Na⁺. В качестве источника магния можно использовать карналлит (KClMgCl6H₂O), источника кальция - хлористый кальций (CaCl₂) и натрия - каменную соль (NaCl).

Верхний слой сооружается из мелкозернистого песка, обладающего гидрофобными свойствами. Для этих целей используют полимиктовые бескварцевые пески, поверхность зерен которых отталкивает молекулы воды и сорбирует молекулы жидких углеводородов. Тем самым песок выполняет роль сорбционного барьера, который не только задерживает жидкие углеводороды, но и очищает от них воду. Часть углеводородов, прошедшая через второй слой, задерживается нижележащим слоем глины. Насыщенный углеводородами слой песка может быть заменен чистым от углеводородов слоем. При необходимости углеводороды могут быть выделены для использования.

В патентной и научной литературе не обнаружены хранилища для нефтепродуктов и водо-нефтяных эмульсий, состоящие из двух слоев изоляции, причем верхний слой состоит из мелкозернистого песка, обладающего гидрофобными свойствами, а нижний слой - глина, имеющая лучшие барьеpные свойства (монтмориллонитовая, гидрослюдистая, каолинитовая) и насыщенная катионами Mg²⁺ или Са²⁺ или Na⁺, следовательно, предлагаемое хранилище является новым и имеющим изобретательский уровень.

Котлован хранилища является простым по конструкции и состоит из дешевой изоляции с использованием природных продуктов, т.е. он промышленно применим.

Таким образом, заявляемое хранилище может быть использовано для сооружения техногенного барьера, ограничивающего распространение в грунтах отходов нефти, отработанных масел и других жидких углеводородов, образующих с водой эмульсию.