Патент на изобретение №2152250
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СОРБЕНТ
(57) Реферат: Изобретение относится к составам твердых сорбентов, содержащих органические материалы, и может быть использовано для очистки от нефти и нефтепродуктов поверхности воды и почвы, сточных вод и других продуктов. Сорбент включает волокнистый пористый материал в виде целлюлозосодержащих продуктов, модифицированный соединениями типа полидиенов в виде 1,2-полидиенов на основе мономеров с числом углеродных атомов в цепи 4-5 в синдиотактической форме и имеющих молекулярную массу 100000 – 300000 а.е.м. Сорбент обладает высокой сорбционной емкостью, плавучестью и способностью к многократной регенерации. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. Изобретение относится к составам и способам получения твердых сорбентов для очистки преимущественно поверхности воды и почвы от нефти и нефтепродуктов и может быть использовано для очистки сточных вод и других продуктов. Известен адсорбент для очистки водной поверхности от нефти на основе соломы, обработанной высокомолекулярными соединениями, например полиэтиленом, полипропиленом, полистиролом, поливинилхлоридом и т.д. Обработка производится либо погружением соломы в раствор полимера, либо распылением последнего над соломой. Адсорбент используется в виде тюфяков и позволяет удалять сгустки нефти с максимальными размерами до 6 см [1]. К недостаткам данного сорбента относятся технологические трудности с нанесением полимера на поверхность соломы (абсолютное большинство указанных полимеров нерастворимы в органических растворителях и имеют высокие температуры плавления), низкая сорбционная емкость, а также невозможность регенерации сорбента. Известен волокнистый пористый материал для сбора технологических разливов сырой нефти или продуктов ее переработки, состоящий из хаотически расположенных волокон термопластичного полимера диаметром 5…20 мкм, плотностью 0,01…0,20 г/см3 и содержит в своей структуре до 60% капилляров, образованных волокнами, скрученными в жгуты и клубочки, за счет которых происходит дополнительное впитывание и удержание жидкостей [2]. К недостаткам известного материала относится повышенная стоимость технологии изготовления, сложность обеспечения однородного расположения капилляров в объеме материала и, как следствие, недостаточная сорбционная способность. Известен сорбирующий материал для сбора нефти и нефтепродуктов из твердых, жидких и газообразных сред, выполненный в виде полимерного нетканого полотна из гидрофобных и/или гидрофобизированных волокон, скрепленных между собой и имеющих объемную плотность 0,01…0,06 г/см3, а весовое соотношение содержания полимерной пленки к волокну составляет 1:(3…15)%, причем места соединения волокон между собой покрыты гидрофобизирующей полимерной пленкой, скрепляющей эти волокна и выполненной из синтетического латекса. При использовании сорбирующего материала в положительном диапазоне температур он содержит гидрофобные полиолефиновые волокна в количестве 10…100% от общей массы волокон, а гидрофобизированные полимерные волокна 90…0% от общей массы волокон. При использовании в отрицательном диапазоне температур он содержит гидрофобные полиолефиновые волокна в количестве 10…30% от общей массы волокон, а гидрофобизированные полимерные волокна 90…70% от общей массы волокон. В одном из вариантов, полимерное полотно имеет гофрированную структуру с толщиной, в зависимости от высоты гофр, 0,3…5,0 см. Возможно наличие упрочняющей сетки по меньшей мере с одной стороны полотна [3]. Материал требует значительного времени на пропитку, не обладает достаточной плавучестью и емкостью, сложен в изготовлении. Известен сорбент для сбора нефти и нефтепродуктов, а также очистки воды от нефти и нефтепродуктов, содержащий волокнистый целлюлозный материал в виде технической ваты или отходов текстильного производства и полимер в виде окисленного атактического полипропилена при их содержании соответственного (мас.%) – 93…97 и 3…7 [4]. Известен сорбент для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды, состоящий из 90. ..98 мас.% волокнистого целлюлозного материала в виде ватина, технической ваты, отходов текстильных производств и 2…10 мас.% блоксополимера с бутадиеном при соединении стирола от 10 до 50 мас.% [5]. К недостаткам известных сорбентов относится необходимость существенных затрат времени на сорбцию разлитых и собираемых жидкостей, повышенный расход модифицирующих материалов, а также усложненная технология модифицирования. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и решаемым задачам по совокупности существенных признаков является сорбент нефтепродуктов, содержащий волокнистый носитель – 93,0…99,5 мас.%, активное органическое вещество в виде смеси фракций алкилкарбоновых веществ – 0,4…0,5 мас.% и гидрофобный компонент, в частности полибутадиен – 0,1…2,0 мас.% [6]. Этот сорбент имеет недостаточную сорбционную емкость и содержит дорогостоящие и дефицитные компоненты – алкилкарбоновые кислоты. Целью предлагаемого изобретения является получение сорбента повышенной сорбционной емкости, простого в изготовлении, без использования дорогостоящих и дефицитных материалов. Указанная цель достигается модификацией поверхности природных целлюлозных волокнистых материалов, включая поверхности пор, капилляров и других плоскостей, соединениями типа полидиенов, но, в отличие от известного, в качестве полидиенов берут 1,2 – полидиены на основе мономеров с числом углеводородных атомов в цепи 4 – 5 в синдиотактической форме и имеющих молекулярную массу 100000. .. 300000 а.е.м., причем последние берут в количестве 0,5…1,0 мас.% Предлагаемый материал отличается особым характером взаимодействия адсорбента с адсорбатом, в частности за счет образования мостиковых связей между молекулами целлюлозы и полидиенов. Обеспечивается высокая устойчивость к вымыванию нефтепродуктами и высокая гидрофобность сорбента, а кластерное взаимодействие на контактной поверхности модификатор-целлюлоза позволяет получить высокую сорбционную емкость и возможность многократного регенерирования материала – допускает более 10-ти циклов регенерации; материал обладает повышенной плавучестью. Модификация целлюлозы осуществлялась путем обработки водным раствором полидиенов при комнатной температуре с последующей сушкой до постоянного веса. Экспериментально установлено, что при использовании менее 0,5% полидиенов для модификации, сорбент получает отрицательную плавучесть, а при использовании более 1,0% – ухудшается поглощение нефти и увеличивается рост затрат на производство сорбента. Пример. 9,25 г технической ваты небеленой обрабатывают 33%-ной водной эмульсией полидиенов, после чего высушивают до постоянного веса; масса сорбента составила 10 г. В кристаллизатор с водой заливают товарную смесь Западно-Сибирских нефтей в количестве 200 г и опускают сорбент на загрязненную нефтью поверхность. Через 5 мин сорбент извлекают, помещают в предварительно взвешенный бокс и взвешивают. По разнице между массами бокса с сорбентом, пустого бокса и сорбента определяют количество сорбента нефти, которое составило 200 г. Таким образом, сорбционная емкость предлагаемого сорбента составила 20,0 г нефти на 1 г сорбента. По аналогичной методике определяют скорость поглощения принятой навески нефти; для условий приведенного примера, время полного поглощения 200 г нефти составило 2 мин 30 сек. Результаты испытаний предлагаемого сорбента при различных концентрациях модификатора представлены в таблице. Сорбенты модифицированные оптимальным количеством полидиенов – 0,5…1,0 мас. % сохраняют сорбционную емкость в течение 10…15 циклов сорбции-регенерации. Источники информации 1. Заявка Японии N 5433887, B 01 D 15/00, опубл. 1979 г. 2. Патент РФ N 2126715, B 01 J 20/22; C 02 F 1/28; В 23 В 3/10, 1995 г. 3. Заявка РФ N 97101310/25, C 02 F 1/28; B 01 J 20/26, 1997 г. 4. Бембель В. М. , Госсен Л. П. и др. “Модификация целлюлозы в целях использования ее в качестве средства очистки воды от нефти и неф тепродуктов” – Сб. “Теоретические и практические основы физико-химического регулирования свойств нефтяных дисперсных систем”, ИХН СО РАН. г. Томска, 1997 г., стр. 117…124. 5. Патент РФ N 2097125, B 01 J 20/22, 1995 г. 6. Патент РФ N 2071829, B 01 J 20/22, 1993 г. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 29.09.2003
Извещение опубликовано: 10.12.2004 БИ: 34/2004
NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Извещение опубликовано: 10.02.2005 БИ: 04/2005
|
||||||||||||||||||||||||||
