ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2281157

СОРБЕНТ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ТОКСИЧНЫХ НЕФТЕМАСЛОЗАГРЯЗНЕНИЙ
Имя изобретателя: Рудник Михаил Иосифович
Имя патентообладателя: Закрытое акционерное общество "Институт экологической безопасности"
Адрес для переписки: 305019, г.Курск, ул. Малых, 125, ЗАО "Институт экологической безопасности", ген. директору М.И. Руднику
Дата начала действия патента: 2004.12.14
Изобретение относится к сорбентам, предназначенным для обезвреживания и
утилизации токсичных нефтемаслоотходов и нефтемаслозагрязнений, образуемых, например,
при зачистке нефте- или газопроводов. Сорбент состоит из негашеной извести,
активированного угля и поверхностно-активного вещества в составе костной муки при
следующем соотношении компонентов, мас.%: костная мука 0,4-3,0; активированный уголь до 10,0;
негашеная известь - остальное. Результатом, полученным при осуществлении изобретения,
является создание дешевого сорбента, состоящего из доступных компонентов, которые,
хорошо перемешиваясь с негашеной известью, способны обезвреживать и утилизировать
токсичные нефтемаслоотходы, содержащие ионы тяжелых металлов, легкие фракции
углеводородов в том числе серусодержащие и парафино-смолистые отложения.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к сорбентам, предназначенным для обезвреживания и
утилизации токсичных нефтемаслозагрязнений и нефтемаслоотходов. Сорбент позволяет
химическим способом обезвредить нефтемаслоотходы, содержащие ионы тяжелых металлов,
легкие фракции углеводородов в том числе кислые гудроны, серосодержащие и парафино-смолистые
отложения и может быть применен, в частности, для обезвреживания и утилизации
токсичных нефтяных отходов, получаемых после зачистки резервуаров, продукте-, нефте-
или газопроводов.
Известны различные сорбенты для очистки от нефтяных загрязнений например
сорбент по а.с. СССР №1567526, С 02 F 1/28. Известный сорбент включает нефть, хлористый кальций
и смесь натриевых солей жирных кислот, в качестве которой применяется 60%-ное
хозяйственное мыло.
Недостатком такого сорбента являются дорогостоящие добавки, требующие специального
изготовления.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является сорбент, состоящий из
негашеной извести и животного технического жира в количестве 0,4-3 мас.%, см. патент №2160758,
С 02 F 1/28.
Указанный сорбент не всегда эффективен для утилизации токсичных нефтемаслоотходов и
нефтемаслозагрязнений, содержащих ионы тяжелых металлов, легкие фракции
углеводородов, в том числе серосодержащие и парафино-смолистые отложения, так как в
процессе обезвреживания выделяются газообразные продукты с характерным запахом и в
водной вытяжке обнаруживается остаточное содержание ионов металлов и нефтепродуктов.
Добавки, входящие в указанный сорбент, являются дорогостоящими, не всегда доступными,
недостаточно перемешиваются с негашеной известью.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, - создание дешевого
сорбента, включая модификатор, хорошо перемешивающегося с негашеной известью,
состоящего из доступных компонентов и способного утилизировать и обезвреживать
токсичные нефтемаслоотходы и нефтемаслозагрязнения.
Указанная задача достигается тем, что сорбент состоит из негашеной извести,
активированного угля и костной муки при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Костная мука
|
0,4-3,0
|
Активированный уголь
|
до 10,0
|
Негашеная известь
|
Остальное
|
Однако известно использование активированного угля как для сорбции ионов тяжелых
металлов, так и для сорбции углеводородов.(см. например А.Д.Смирнов. Сорбционная очистка
воды. - Л, 1982, стр.41-43, 69-76). Добавление активированного угля позволяет получить сорбент с
более высокой сорбционной способностью в отношении ионов тяжелых металлов, легких
фракций углеводородов, в том числе серосодержащих соединений.
Известен способ обезвреживания отходов, где используют сорбент, содержащий известь и
активированный уголь (патент RU 2070422, 20.12.1996), однако данный способ использован для
очистки горячих газов после термических процессов и в состав сорбента входит гашеная
известь (гидроксид кальция).
Костная мука представляет собой смесь триглециридов высших жирных кислот -
стеариновой, пальмитиновой и олеиновой, соединенных с многоатомным спиртом-
глицерином - эфирной связью, протеины и аминокислоты. Использование костной муки с
указанным составом позволяет получить дешевый доступный сорбент с высокой степенью
очистки. Костная мука является дешевым отходом производства перерабатывающей
промышленности, что делает полученный с ее применением сорбент доступным и
экономичным.
В отличие от животного жира костная мука находится в высокой степени дисперсности и
легко, равномерно смешивается с известью до однородной массы.
При взаимодействии (в результате простого перемешивания) содержащихся в костной муке
жирных кислот, жира, аминокислот с оксидом кальция образуются триглицериды кальция и
кальциевые соли аминокислот, которые активизируют поверхность частиц извести для
последующего гидрофобного взаимодействия с углеводородами нефти.
При смешивании сорбента с нефтемаслоотходами происходит гашение водой оксида
щелочноземельного металла с образованием гидроксида. В результате этого процесса
нефтемаслопродукты равномерно адсорбируются с получением порошкообразного вещества,
состоящего из мельчайших гранул. Гранулы представляют собой известковые оболочки -
капсулы, в которые заключены частицы нефтемаслоотходов. По истечении трех суток
образующиеся или непрореогировавшие частицы извести поглощают углекислый газ воздуха:
Са(ОН)2+CO2 =СаСО3+Н2O,
СаО+CO2=СаСО 3
Образуемый карбонат кальция прочен, химически инертен и практически не растворим в
воде (произведение растворимости ПР=3,8·10-9). Он придает образующимся капсулам
дополнительную прочность и устойчивость.
Полученные обезвреженные продукты гидрофобны, имеют высокую плотность и однородный
состав. Это дает возможность не производить захоронение отходов, а использовать их,
например, в качестве минеральной добавки в асфальтобетонную смесь или в качестве
составляющего компонента в конструкции дорожных одежд вместо отсева, а также для
создания гидроизоляционных слоев. Содержащиеся ионы тяжелых металлов переходят в
форму нерастворимых гидроксидов:
,
заключенных в гидрофобные капсулы. Микроколичества тяжелых металлов, углеводородов
и других примесей сорбируются активированным углем.
При приготовлении сорбента негашеную известь размалывают на шаровой мельнице до
степени дисперсности, при которой не менее 98,5 мас.% просачивается сквозь сито с
отверстиями сеток N 02 и N 008 по ГОСТ 6613-86.
Затем в порошкообразную негашеную известь добавляют костную муку и активированный
уголь (АУ) и тщательно перемешивают в смесителе. Приготовленный сорбент хранится в
полиэтиленовых или крафт-мешках для предотвращения попадания влаги. Дальнейшее
применение сорбента возможно как непосредственно на нефтезагрязненных территориях
или предприятиях, так и в специальных стационарных местах для утилизации, куда
доставляются нефтемаслоотходы.
Для определения оптимального соотношения компонентов сорбента приготавливались
смеси, содержащие негашеную известь, 10% активированного угля и костную муку от 0,1 до 10
мас.%. Отходы отработанного автомобильного масла АС-8 смешивали с сорбентами с
различным содержанием костной муки в соотношении сорбент : масло =2:1. В полученную смесь
добавляли 100 мл воды. В качестве показателя растворимости продукта измеряли показатель
рН и содержание нефтепродуктов в водной вытяжке. Результаты эксперимента приведены на
фиг.1 и 2.


Из приведенных графиков фиг.1 и 2 видно что, оптимальным содержанием костной муки в
сорбенте является 0,4-3,0 мас.%. При указанном содержании костной муки в сорбенте
получаемый продукт обезвреживания отработанного автомобильного масла приобретает
гидрофобные свойства и водой не смачивается (рН нейтральное); концентрация
нефтепродуктов снижается в водной вытяжке менее 0,05 мг/л.
При испытании сорбента, содержащего технический жир (прототип), концентрация
нефтепродуктов в водной вытяжке не снижается менее 0,2 мг/л. Это подтверждает большую
эффективность заявленного сорбента (с костной мукой и активированным углем) для
обезвреживания и утилизации нефгемаслоотходов в сравнении с прототипом (сорбентом,
содержащий технический жир).
Для определения оптимального содержания активированного угля в сорбенте готовили
серию сорбентов, содержащих негашеную известь, 2% костной муки и активированный уголь
от 1 до 10 мас.%. Отходы отработанной смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) смешивали с
сорбентами с различным содержанием активированного угля в соотношении сорбент : СОЖ
=2:1. В полученную смесь добавляли 100 мл воды. В качестве показателя растворимости и
вымываемости тяжелых металлов определяли концентрацию последних в водной вытяжке.
Результаты эксперимента приведены на фиг.3.

Из приведенных графиков (фиг.3) видно, что оптимальным содержанием активированного
угля в сорбенте является 10 мас.%. При указанном содержании активированного угля в
сорбенте водная вытяжка из продукта утилизации практически не содержит тяжелых
металлов.
При содержании активированного угля в количестве 8-10% запах летучих углеродов,
исходящий из продукта утилизации, не ощущается.
Для определения эффективности разработанного сорбента проводилась обработка нефте-
и металзагрязненной почвы в районе подшипникового завода. Полученные результаты
приведены в таблице.

Полученный сорбент позволяет утилизировать токсичные нефтемаслоотходы и
нефтемаслозагрязнения, содержащие ионы тяжелых металлов, легкие фракции
углеводородов, в том числе серосодержащие, и парафино-смолистые отложения. Компоненты
его является дешевыми, доступными и хорошо перемешиваются с негашеной известью.
Таким образом, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная
применимость" действующего законодательства.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сорбент для обезвреживания и утилизации токсичных нефтемаслозагрязнений и
нефтемаслоотходов, содержащий негашеную известь и поверхностно-активное вещество,
отличающийся тем, что для утилизации токсичных нефтемаслоотходов и
нефтемаслозагрязнений сорбент содержит поверхностно-активное вещество в составе
костной муки при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Костная мука
|
0,4-3,0
|
Активированный уголь
|
До 10,0
|
Негашёная известь
|
Остальное
|
Версия для печати
Дата публикации 21.02.2007гг

вверх
|