Способ получения абсорбента для очистки водных поверхностей от загрязнений нефтью, нефтепродуктами и органическими растворителями

 

Изобретение относится к охране окружающей среды. Способ состоит в гидрофобизации сухого остатка щелочной экстракции зелени хвойных древесных пород нерастворимым мылом. Технический результат состоит в увеличении сорбционной емкости абсорбента. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам получения абсорбента для очистки акваторий от загрязнений нефтью, нефтепродуктами и органическими жидкостями. Возможно использование абсорбента и для очистки твердых поверхностей.

Известны способы сбора нефти и нефтепродуктов, в основу которых положено применение сорбентов, в качестве которых используют различные древесные материалы и отходы переработки древесины [пат. 36768 Финляндия, кл. С 02 В Ntste Oy. - Заявл. 16.09.65; Опуб. 15.03.68 // Patenttilehti Patenttidming, 1968, N 15; Нестерова М.П., Ануфриева Н.М. Очистка водоемов с помощью гидрофобизированных сорбентов // Водные ресурсы, 1980, 4, с. 156 - 160].

Для повышения олеофильности и сорбционной емкости этих материалов их гидрофобизируют аммонийными и аминными солями карбоновых кислот, минеральными маслами, казеиновой эмульсией, хлорсиланами, силиконовыми эмульсиями, тетрафторидом кремния [пат. 36768 Финляндия, кл. С 02 В Ntste Oy. - Заявл. 16.09.65; Опуб. 15.03.68 // Patenttilehti Patenttidming, 1968, N 15], растворами формальдегидных смол, латексов ДММА (сополимер дивинила, метилакрилата и метакриловой кислоты) Нестерова М.П., Ануфриева Н.М. Очистка водоемов с помощью гидрофобизированных сорбентов // Водные ресурсы, 1980, N 4, с. 156 - 160].

Известен способ получения абсорбента для очистки водных поверхностей от загрязнений нефтью, нефтепродуктами и органическими растворителями, включающий смешивание растворимого мыла с целлюлозой, после обработки ее целлюлозы мылом проводят обработку солью алюминия, взятой в количестве, эквимолярном по отношению к растворимому мылу до осаждения 1 - 15 мас.% нерастворимого алюминиевого мыла по отношению к массе целлюлозы. В качестве соли алюминия использованы алюмокалиевые квасцы [пат. РФ 2097123, C 02 F 1/28. Заявл. 26.03.96. Опуб. 27.11.97. Бюл. N 33]. Этот способ является наиболее близким к предлагаемому и взят в качестве прототипа.

По способу-прототипу абсорбент получают следующим образом. Небеленую лиственную сульфатную целлюлозу гидрофобизируют, обрабатывая навеску целлюлозы в горячем водном растворе хозяйственного мыла (1 - 15 мас.% от количества целлюлозы), затем мыло осаждают, добавляя эквимолекулярное количество алюмокалиевых квасцов [AlK(SO₄)₂ 12H₂O], полученную массу отделяют от раствора на фильтре и сушат до постоянного веса.

Основным недостатком способа является использование сравнительно дорогой товарной продукции - сульфатной целлюлозы, а также низкая сорбционная емкость, пределы которой от 1 : 2,4 до 1 : 3.

Задачей настоящего способа является разработка способа, который позволит расширить ассортимент абсорбентов, увеличить их сорбционную емкость, а также утилизировать в настоящее время нигде не используемые отходы химической переработки древесной зелени.

В этом заключается новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения.

К существенным признакам изобретения относятся использование сухого остатка после щелочной экстракции зелени хвойных пород древесины, в качестве мыла используют раствор сульфатного мыла.

Сухой остаток получают после обработки измельченной древесной зелени хвойных пород (хвои, в основном, и побегов первого года - до 5 мм толщиной) раствором едкого натра при комнатной температуре с целью экстракции низкомолекулярных веществ [патент РФ N 2089208] и сушки (любым способом). Сухой остаток можно транспортировать к месту переработки. Если переработка остатка от экстракции древесной зелени производится на том же предприятии, то его можно использовать во влажном виде. В химическом составе сухого остатка преобладает целлюлоза.

Абсорбент получают следующим образом. Сухой остаток от щелочной экстракции древесной зелени ели (ДЗ) гидрофобизируют, обрабатывая сульфатным мылом и осадителем. Для этого навеску сухого остатка диспергируют в горячем водном растворе сульфатного мыла (0 - 10 вес.% от ДЗ), а затем мыло осаждают, добавляя эквимолекулярное по отношению к нему количество алюмокалиевых квасцов [AlK(SO₄)₂ 12H₂O]. Гидрофобизированную ДЗ отделяют от раствора на фильтре, затем сушат до постоянного веса.

Для определения сорбционной емкости абсорбент в широком сосуде перемешивали с избытком машинного масла, выдерживали 10 мин и извлекали. Избыток масла удаляли выдержкой сорбента на сите в течение суток. После этого сорбент взвешивали, определяя количество прочно сорбированной жидкости.

Пример 1. Для получения абсорбента с 1%-ным расходом мыла от массы ДЗ навеску 0,05 г сульфатного мыла (сульфат-целлюлозного производства ОАО "Сыктывкарский ЛПК") растворяли в 100 см³ воды и в полученном растворе диспергировали навеску ДЗ в количестве 5 г. Реакционную массу нагревали до температуры 65 - 70^oC и перемешивали в течение 1 ч. Затем добавляли 0,05 г алюмокалиевых квасцов и перемешивали еще 1 ч. На фильтре гидрофобизированную ДЗ отделяли от раствора, затем сушили при температуре 40 - 45^oC до постоянной массы (табл., п.3).

Пример 2. Для определения сорбционной емкости 2 г абсорбента помещали в широкий сосуд (кристаллизатор), содержащий избыток машинного масла (100 см³ масла М8-Б1), выдерживали 10 мин и извлекали с сорбированной жидкостью. Избыток масла удаляли, помещая сорбент на сито на 1 сутки, после чего определяли привес прочно сорбированной жидкости.

Пример 3. Для определения степени очистки воды полученным сорбентом на поверхность воды в широком сосуде (чашке Петри) наносили слой машинного масла М8-Б1 толщиной 1 мм, объем масла для используемого сосуда составил 8 см³. На поверхность воды с маслом равномерно распределяли абсорбент (2 г), после сорбции масла (10 мин) его удаляли механическим способом. Степень очистки определяли весовым методом: отработанный абсорбент сушили при комнатной температуре в течение суток для удаления поглощенной воды и затем взвешивали.

Данные для сорбентов, полученных с разным расходом сульфатного мыла, приведены в таблице.

Сорбент для очистки водных поверхностей от загрязнений органическими жидкостями наиболее эффективен при максимальной сорбционной емкости по органической жидкости (в данной таблице - по маслу машинному М8-Б1). Исходя из этого оптимальным можно считать расход сульфатного мыла 1 - 2% от веса ДЗ, т. к. при меньших расходах понижается эффективность абсорбента, а увеличение расхода мыла по сравнению с оптимальным не приводит к существенному изменению эксплуатационных свойств, но повышает затраты на получение абсорбента.

Формула изобретения

1. Способ получения абсорбента для очистки водных поверхностей от нефти, нефтепродуктов и органических жидкостей, включающий обработку отходов переработки древесины раствором мыла, а затем раствором алюмокалиевых квасцов, отличающийся тем, что в качестве отходов переработки используют сухой остаток после щелочной экстракции зелени хвойных пород древесины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют раствор сульфатного мыла варочного производства при расходе 1 - 2% от веса зелени.

РИСУНКИ

Рисунок 1