Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65

Статья опубликована в рамках: XI Международной научно-практической конференции «Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке» (Россия, г. Новосибирск, 31 января 2018 г.)

Наука: Междисциплинарные исследования

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Копаева Е.Ю., Пяк Е.А., Слученкова В.В. [и др.] СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕЕМКОСТИ И ВЛАГОЕМКОСТИ ЦЕОЛИТОВ ШИВЫРТУЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА МАЗУТЕ МАРОК М100 И М80 НА ПРЕСНОЙ ВОДЕ. // Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке: сб. ст. по матер. XI междунар. науч.-практ. конф. № 2(11). – Новосибирск: СибАК, 2018. – С. 28-34.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕЕМКОСТИ И ВЛАГОЕМКОСТИ ЦЕОЛИТОВ ШИВЫРТУЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА МАЗУТЕ МАРОК М100 И М80 НА ПРЕСНОЙ ВОДЕ.

Копаева Екатерина Юрьевна

студент, Морской Государственный Университет им. адм. Г. И. Невельского,

РФ, г. Владивосток

Пяк Елена Александровна

студент, Морской Государственный Университет им. адм. Г. И. Невельского,

РФ, г. Владивосток

Слученкова Виктория Владимировна

студент, Морской Государственный Университет им. адм. Г. И. Невельского,

РФ, г. Владивосток

Зацепина Полина Павловна

ст. преподаватель, Морской Государственный Университет им. адм. Г. И. Невельского, кафедра "Безопасность в нефтегазовом комплексе",

РФ, г. Владивосток

Ключевые слова: цеолиты, нефтеемкость, влагоемкость, нефтепродукты, мазут.

 

В связи с активной деятельность нефтедобывающей, перераба­тывающей, и транспортирующих производств актуальной является проблема предотвращения и ликвидации загрязнения суши, поверх­ностных и морских вод нефтью и нефтепродуктами. Нефтепродукты являются одним из главных загрязнителей окружающей среды, что обуславливает разработку эффективных методов борьбы с поллютантами.

Существует несколько способов ликвидации разливов нефте­продуктов, в том числе и использование сорбентов. В настоящее время можно найти множество сорбирующих материалов с различными характеристиками, ценой и качеством. Производство многих сорбентов сопряжено с потребление большого количества воды и энергии, в связи с чем возникает задача поиска недорогих и эффективных материалов, наносящих наименьший вред окружающей среде.

В качестве таких материалов могут быть рассмотрены отходы добычи минерального сырья – цеолиты. Это природный адсорбент, широко используемый в различных отраслях промышленности, начиная от собственно нефтехимии и заканчивая фармацевтической отраслью и сельским хозяйством. Цеолиты обладают прекрасным свойством поглощать тяжелые металлы, нитраты, пестициды и масла.

Таким образом, основная задача эксперимента заключается в оценке эффективности цеолитов как сорбирующих нефть препаратов. Опытными образцами выступали цеолиты Шивыртуйского место­рождения крупностью 5±3 мм; 0,5 мм; 5 мм; 1 ± 0,5 мм; 3 ± 1 мм, которые были обработаны ультразвуком. При ультразвуковой обработке материалов происходят изменения поперечного сечения и длины сердечника, что в дальнейшем позволяет увеличивать сорбционные способности цеолитов [5].

Оценка нефтеемкости проводилась в лабораторных условиях при температуре воздуха +23 ℃ на основе стандартной методики, суть которой заключается в следующем.

 На вырезанные из кальки прокладки ( ) поместили навеску цеолита ( ), после чего взвесили на весах и погрузили в нефтепродукт (мазут), выдержали 10…15 минут, затем взвесили ( ). После чего избыток мазута стёк естественным путем, а остаток взвешен ( ).

Тогда масса собранного мазута     характеризует массу нефти, поглощенной цеолитом.

Сорбционная способность рассчитывалась по формуле (1) согласно стандартной методике:

Сорбционная способность рассчитывалась по формуле (1):

 

                                              (1)

 

На основе полученных данных были составлены таблицы с усредненными показателями сорбционной емкости.

Таблица 1.

Определение нефтеёмкости цеолитов Шивыртуйского месторождения в пресной воде при +23°С

Крупность, мм

С М100, %

С М80, %

5±3

41

43

0,5

64

45

5

5

33

1±0,5

67

39

3±1

73

51

Примечание: C – сорбционная ёмкость, М100 и М80 – марки мазута

 

При проведении опыта на мазуте марки М100 наибольшую эффективность показал цеолит крупностью 3 ± 1 мм, его нефтеёмкость составила 73 %, а менее эффективным цеолит крупностью 5 мм со значением нефтеёмкости – 5 %.

Сравнивая показатели опытов на мазуте марки М80, можно сделать вывод, что наиболее эффективными также оказались цеолиты крупностью 3±1 мм, его нефтеёмкость составила 51 %, а наименее эффективными цеолитами являются цеолиты крупностью 5 мм со значением 33 %.

Оценка влагоемкости также проводилась на основе стандартной методики: навески цеолита весом по 15 г помещены в чашки разного диаметра, заполненные водой таким образом, чтобы в чашке самого большого диаметра слой цеолита составлял 3…5 мм. В следующих, с последовательно уменьшающимся диаметром, слой цеолита составил 5…7 мм, 10 мм, 20 мм, 30 мм соответственно.

Через три часа материалы извлечены из чашек и помещены в предварительно взвешенные на аналитических весах стаканы, что позволило оценить массу сырого цеолита.

Для расчета влагоемкость использована формула (2):

                                             (2)

где:   МС, М - соответственно масса сырого и сухого сорбента, г.

На основе полученных данных были составлены таблицы с усредненными показателями влагоёмкости.

Таблица 2.

 Определение влагоёмкости цеолитов Шивыртуйского месторождения в пресной воде при +23°С

Крупность, мм

W, %

5±3

59

0,5

61

5

59

1±0,5

93

3±1

81

Примечание: W – влагоёмкость.

 

Таким образом, из представленных видов цеолитов, самыми влагоемким оказался цеолит Шивыртуйского месторождения крупность: 1 (+/-) 0,5 мм, его показатель равен 93 %. Цеолиты крупностью: 5 (+/-) 3 мм и 5 мм в ходе исследования показали достаточно низкие показатели влагоёмкости по 59 %.

Рассчитав данные, составим сравнительные таблицы со значениями нефтеёмкости и влагоёмкости цеолитов в пресной воде для мазутов марки М100 и М80.

Таблица 3.

Характеристики цеолитов Шивыртуйского месторождения в пресной воде при +23°С на мазуте марки М100

Крупность, мм

С, %

W, %

5±3

41

59

0,5

64

61

5

5

59

1±0,5

67

93

3±1

73

81

Примечание: C – сорбционная ёмкость, W – влагоёмкость

 

На основе этой таблицы была составлена сравнительная диаграмма для простоты оценки эффективности цеолитов.

 

Рисунок 1. Сравнительная диаграмма нефтеемкости и влагоемкости цеолитов Шивыртуйского месторождения в пресной воде при +23°С на мазуте марки М100

 

Для нефтепродукта марки М100 наиболее эффективным сорби­рующим образцом в пресной воде является цеолит Шивыртуйского месторождения крупностью 0,5 мм, это единственный вариант с превышением нефтеемкости над влагоемкостью, наиболее нефтеёмким в данных условиях является цеолит с крупностью 3 ± 1 мм, но влаго­емкость все же выше. Наименее эффективный образец крупностью 5 мм, влагоёмкость превышает нефтеемкость почти в 12 раз.

Таблица 4.

Характеристики цеолитов Шивыртуйского месторождения в пресной воде при +23°С на мазуте марки М80

Крупность, мм

С, %

W, %

5±3

43

59

0,5

45

61

 

5

33

59

1±0,5

39

93

3±1

51

81

Примечание: C – сорбционная ёмкость, W – влагоёмкость.

 

На основе этой таблицы была составлена сравнительная диаграмма для простоты оценки эффективности цеолитов.

 

Рисунок 2. Сравнительная диаграмма нефтеемкости и влагоемкости цеолитов Шивыртуйского месторождения в пресной воде при +23°С на мазуте марки М80

 

Для нефтепродукта марки М80 наиболее эффективными сорби­рующими образцами в пресной воде являются цеолиты Шивыртуйского месторождения крупностью 0,5 мм и 5 ± 3 мм, оба образца имеют одинаковую эффективность относительно соотношения нефтеёмкости и влагоёмкости. наименее эффективным является цеолит с крупностью 1±0,5 мм, его влагоёмкость превышает нефтеёмкость в 2,5 раза. Самые высокие показатели нефтеёмкости у цеолита с крупностью 3 ± 1 мм, но и влагоёмкость тоже достаточно высока.

Для пресной воды показатели нефтеёмкости превысили влаго­ёмкость лишь в одном случае - для М100, образцы крупностью 0,5 мм.

 

Список литературы:

  1. Каменщиков Ф.А. Удаление нефтепродуктов с водной поверхности и грунта / Ф.А. Каменщиков, Е.И. Богомольный. - М. – Ижевск. Институт компьютерных исследований, 2006. – 528 с.
  2. Курносов А.Д. Защита внутренних водных путей и прибрежного шельфа морей от загрязнения нефтью и нефтепродуктами / А.Д. Курносов. – Новосибирск. Сибирское соглашение, 2005. – С. 94‑104.
  3. Каменщиков Ф.А. Нефтяные сорбенты / Ф.А. Каменщиков, Е.И. Богомольный. – М. – Ижевск. Институт компьютерных исследований, 2003. – 268 с.
  4. Горожанкина Г.И. Сорбенты для сбора нефти: сравнительные характе­ристики и особенности применения / Г.И. Горожанкина, Л.И. Пинчукова. – М. Трубопроводный транспорт нефти, 2000. – С. 12–17.
  5. Студопедия: ультразвуковая обработка [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studopedia.ru/3_89817_ultrazvukovoy-obrabotki.html (Дата обращения: 25.01.2018).
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом