Адсорбент для сбора нефти, нефтепродуктов, масел и углеводородов с поверхности воды и почвы

02 1/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ АДСОРБЕНТ ДЛЯ СБОРА НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ, МАСЕЛ И УГЛЕВОДОРОДОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ И ПОЧВЫ(73) Патентообладатель Институт проблем ис(46) 30.12.1998 пользования природных ресурсов и экологии НАН(71) Заявитель Институт проблем использования Беларусиприродных ресурсов и экологии НАН Беларуси(57) 1. Адсорбент для сбора нефти, нефтепродуктов, масел и углеводородов с поверхности воды и почвы,включающий целлюлозосодержащий материал и модификатор, отличающийся тем, что в качестве модификатора он содержит полиэтилгидросилоксановую жидкость ГКЖ-94 при следующем соотношении компонентов, мас.целлюлозосодержащий материал 89 - 99,8 ГКЖ-94 0,2 - 11. 2. Адсорбент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве целлюлозосодержащего материала он содержит торф.(56) 1. Патент Швейцарии 669205, МПК 4 С 09 К 3/32, 01 20/00,1989. 2. Заявка ФРГ 3416357, МПК С 09 К 3/32, 1985. 3. А.с. СССР 70903, МПК 2 С 02 В 9/02, В 01 1/22, 1979 (прототип). 4. Кремнийорганические продукты, выпускаемые в СССР // Каталог-справочник. -М. Химия, 1970. -С. 50. Изобретение относится к адсорбирующему материалу на целлюлозной основе и может быть использовано для очистки поверхности воды и почвы от нефти и нефтепродуктов, масел и углеводородов. Известен материал для поглощения масел, нефти, масляных красок, растворителей с поверхности воды или почвы, состоящий из коры, торфа, растительных волокон или их смеси, обработанных для распучивания и раскрытия растительных клеток в термошнековых прессах 1. Недостатком данного материала является низкая сорбционная способность, потеря сорбционных свойств при хранении. Известен адсорбент для удаления нефти с поверхности воды на основе древесной муки, обработанной гидрофобной кремнекислотой 2. Однако низкая сорбционная способность данного модифицированного материала делает неэкономным его применение. По технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому наиболее близок адсорбирующий материал, включающий целлюлозосодержащий компонент, в частности торф, обработанный аминосодержащим модификатором - солями алифатических аминов с длиной органической цепи 8-18 в количестве 0,05-3,0(в пересчете на соль) от веса модифицированного материала 3. Недостатком известного материала является сложность его приготовления, поскольку для получения соли амина используется амин - товарный продукт, соляная кислота и для перекристаллизации получившейся соли амина - этиловый спирт. Процессы получения соли амина и модификации ею торфа протекают при температуре 70-80 С и требуют нагревания на водяной бане. Кроме того, используемые соли высших алифатических аминов дорогостоящи, весьма токсичны и оказывают канцерогенное действие. 2551 1 Задачей изобретения является создание дешевого, простого в изготовлении адсорбента, который обладает значительной нефтеемкостью и обеспечивает высокую степень очистки поверхности воды и почвы от нефти,нефтепродуктов, масел и углеводородов. Поставленная задача достигается описываемым адсорбентом, включающим целлюлозосодержащий материал и модификатор. Отличительным признаком адсорбента является использование в качестве модификатора полиэтилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94 при следующем соотношении компонентов целлюлозосодержащий материал 89,0-99,8 ГКЖ-940,2-11,0. В качестве целлюлозосодержащего материала адсорбент содержит торф. Кроме того, в качестве целлюлозосодержащего материала могут быть использованы древесные опилки, льняная костра, гречишная шелуха и др. Торф - многокомпонентное природное образование, имеющее в своем составе различные органические соединения. В него входят гидрофильные вещества (водорастворимые и легкогидролизуемые, гуматы, целлюлоза и др.), гидрофобные составляющие (битумы, воска), минеральные включения. Практическое использование торфа в качестве сорбента обусловливается тем, что он дешев, общедоступен и имеется в достаточном количестве. Полиэтилгидросилоксановая жидкость ГКЖ-94 - представитель кремнийорганических (полиорганилгидросилоксановых) жидкостей, являющихся поверхностно-активными веществами, обладающими особенно сильным и устойчивым гидрофобным действием при оптимальных условиях модификации (температура обработки, концентрация гидрофобизирующего агента). Полиорганилгидросилоксановые жидкости - универсальные гидрофобизаторы, физиологически безвредны, не вызывают коррозии, широко применяются в текстильной, бумажной, кожевенной, пищевой промышленности, медицине, фармацевтике, косметике 4. Ниже представлены физико-химические показатели полиэтилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94. Таблица 1 Марка ГКЖ-94 Плотность при температу- Вязкость при темпере 20 С, г/см 3 ратуре 20 С 0,99-1,0 45-200 рН водной вытяжки 6 При обработке водной эмульсией полиэтилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94 (ГОСТ 10834-76) торфа происходит изменение первоначально гидрофильной его поверхности в гидрофобную, что способствует значительной интенсификации избирательной сорбции нефтепродуктов полученным материалом. Предлагаемый адсорбент позволяет обеспечить высокую степень очистки поверхности воды и почвы от нефти и ее производных, обладает низким уровнем водопоглощения (табл. 2), а значит, хорошей плавучестью, не утрачивает сорбционных свойств по отношению к нефтепродуктам при хранении его на воздухе и даже при значительном увлажнении. Адсорбент получают следующимобразом. Высушенный и измельченный торф помещают в сосуд, туда же подают водную эмульсию ГКЖ-94. Смесь перемешивают и высушивают при комнатной температуре. В зависимости от соотношения навеска торфа и количество полиэтилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94 ее содержание можно варьировать в пределах 0,2 - 11 мас.от массы модифицированного торфа. Определение сорбционной способности адсорбента в отношении масла и нефти проводили следующим образом. В химический стакан емкостью 250 мл наливали 100 мл воды и добавляли туда же известное количество нефти или отработанного автотракторного масла. Таблица 2 Наименование сорбента Исходный торф Предлагаемый адсорбент Водопоглощение,Время выдерживания сорбентов в воде, час 0,5 1,0 3,0 4,0 5,0 24,0 85 133 223 263 318 430 22 Из общей навески адсорбирующего материала отбирали небольшие порции, рассыпали их на поверхности загрязненной воды, периодически помешивая содержимое стакана стеклянной палочкой до тех пор, пока вся нефть(масло) не свяжется адсорбирующим материалом, а скопления 2551 1 нефти (масла) и торфа можно было снять с поверхности воды стеклянной палочкой. Взвешиванием определяли количество израсходованного сорбента и, исходя из этого, рассчитывали количество нефти (масла), поглощенного 1 г адсорбирующего материала. В табл. 3 приведены данные сорбционной способности предлагаемого адсорбента по отношению к нефти и отработанному автотракторному маслу. В табл. 4 приводятся данные по сорбционной способности адсорбента, взятого за прототип по отношению к автомобильному маслу, приведенные в описании прототипа. Как видно из данных табл. 3 и 4, количество поглощенного масла колеблется для известного адсорбирующего материала в пределах 13,0-23,5 г/г, для предлагаемого - 20,0-30,0 г/г. Количество поглощенной нефти для предлагаемого материала лежит в пределах 4,5-10,5 г/г, данные по поглощению нефти прототипом отсутствуют. По данным, приведенным в 2, аналогичный гидрофобный материал, включающий древесную муку, обработанную гидрофобной кремнекислотой, сорбирует всего до 3 г/г нефти. Таблица 3 Адсорбирующий материал Таблица 4 Адсорбирующий материал ТорфС 18 Н 373 (прототип) ТорфС 18 Н 373 ТорфС 18 Н 373 ТорфС 18 Н 373 ТорфС 18 Н 373 ТорфС 14 Н 293 ТорфС 12 Н 273 ТорфС 8 Н 173 ТорфС 8 Н 173 В лабораторных условиях наработана опытная партия предлагаемого адсорбента, которая испытана и внедрена на полигоне Новополоцкого предприятия по транспортировке нефти Дружба в условиях модельного нефтяного загрязнения. Производственные испытания подтвердили эффективность предлагаемого адсорбента. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.