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:
Слученкова В.В., Копаева Е.Ю., Пяк Е.А. [и др.] СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕЁМКОСТИ И ВЛАГОЕМКОСТИ СЫПУЧИХ СОРБЕНТОВ НА ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ, КЕРОСИНЕ И БЕНЗИНЕ В ПРЕСНОЙ ВОДЕ. // Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке: сб. ст. по матер. XI междунар. науч.-практ. конф. № 2(11). – Новосибирск: СибАК, 2018. – С. 22-28.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕЁМКОСТИ И ВЛАГОЕМКОСТИ СЫПУЧИХ СОРБЕНТОВ НА ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ, КЕРОСИНЕ И БЕНЗИНЕ В ПРЕСНОЙ ВОДЕ.

Слученкова Виктория Владимировна

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

РФ, г. Владивосток

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

Зацепина Полина Павловна

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

РФ, г. Владивосток

Ключевые слова: сорбент, нефтеёмкость, влагоёмкость, дизельное топливо, бензин, керосин.

 

Проблема очистки твердой и водной поверхности, сточных вод от органических соединений, нефти, нефтепродуктов, ряда химических и нефтехимических производств являются одной из важных проблем охраны окружающей среды в связи с тем, что нефть и нефтепродукты наносят колоссальный вред окружающей среде.

Основной целью работы является оценка эффективности сыпучих сорбентов и уточнение их технических параметров в лабораторных условиях.

В ходе проведения опытов были определены основные характе­ристики сорбентов – нефтеёмкость и влагоемкость

Используемые материалы представлены адсорбентами (сорбент терморасщепленный графитовый – СТРГ, нефтесорбент торфяной – НСТ) – для которых характерен процесс поглощения путем обвола­кивания их поверхности, и абсорбентом (Биоматрикс) – для которого характерен диффузионный процесс поглощения всем своим объемом.

Использовалась стандартная методика [3].

Определение нефтеёмкости состояло в том, что в три емкости с прес­ной водой налили по 50 мл, 100 мл, 150 мл дизельного топлива - , взвесив, мы получили их массу соответственно 38,5 г ,77 г и 115,5 г, обозначив её . В каждую из емкостей добавили определенное коли­чество сорбента ( ), взвешенного на кальке ( ) и оставили на 15 минут.

После чего насыщенный сорбент собрали, взвесили, и поставили на стекание в течении 15 минут, далее снова взвесили и рассчитали массу собранного нефтепродукта и сорбционную емкость сорбента. Так же была рассчитана масса необходимого сорбента для полного поглощения нефтепродукта. На основе этих данных были составлены таблицы.

Таблица 1.

Определение нефтеёмкости сорбентов на дизельном топливе при +23 °С

Вид сорбента

Мсорб, г

Мдс, г

МН, г

С, %

Биоматрикс

9

44

22,6

251

НСТ

30

81,1

41,6

139

СТРГ

2

48,1

34,7

1735

 

Примечание: Мсорб – масса сорбента, Мдс масса кальки с насыщенным сорбентом, МН – масса собранного нефтепродукта, С – сорбционная ёмкость.

 

По расчетным данным можно сделать вывод, что в пресной воде на дизельном топливе сорбционная способность СТРГ оказалась выше материалов, участвовавших в эксперименте и составила 1:17,35. НСТ показал наименьшую эффективность, его сорбционная способность оказалась не более 1:1,39. Нефтеемкость Биоматрикса равна 1:2,51.

Таблица 2.

Определение нефтеёмкости сорбентов на керосине при +23 °С

Вид сорбента

Мсорб, г

Мдс, г

МН, г

С, %

Биоматрикс

9

24,7

31,2

346

НСТ

30

79,3

41,7

139

СТРГ

2

43

34

1700

 

По представленным в таблице показателям можно сделать вывод, что в пресной воде на керосине сорбционная способность СТРГ оказалась выше, чем у других сорбентов, участвовавших в эксперименте и составила 1:17,00. Нефтеемкость Биоматрикса равна 1:3,46. НСТ же показал наименьшую эффективность в сравнении с СТРГ и Био­матриксом, его сорбционная способность оказалась не более 1:1,39.

Таблица 3.

Определение нефтеёмкости сорбентов на бензине при +23 °С

Вид сорбента

Мсорб, г

Мдс, г

МН, г

С, %

Биоматрикс

9

47,3

26,8

297

НСТ

30

75,5

31,8

106

СТРГ

2

36,5

20,1

1005

 

По представленным в таблице показателям можно сделать вывод, что в пресной воде на бензине сорбционная способность СТРГ оказалась выше, чем у других сорбентов, участвовавших в эксперименте и составила 1:10,05. Нефтеемкость Биоматрикса равна 1:1,06. НСТ же показал наименьшую эффективность в сравнении с СТРГ и Биоматриксом, его сорбционная способность оказалась не более 1:1,06.

Следующим этапом эксперимента является определения влаго­ёмкости сорбентов. Оценка влагоемкости проводилась также по стандартной методике:

Навески сорбента весом 5 г помещены в чашки разного диаметра, заполненные водой таким образом, чтобы в чашке самого большого диаметра слой сорбента составлял 3…5 мм. В следующих, с последовательно уменьшающимся диаметром, слой сорбента должен составлять 5…7 мм, 10 мм, 20 мм, 30 мм соответственно.

Через три часа сорбент извлечен из чашек и помещен в предварительно взвешенные стаканы. Стаканы с сорбентом взвешены на аналитических весах и определяют массу сырого сорбента.

Затем для определения влагоемкости были проведены расчеты по следующей формуле [3]:

                                         (2)

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

Таблица 4.

Результаты оценки влагоемкости в пресной воде при +23°С

Сорбент

W, %

НСТ

62

СТРГ

52

Биоматрикс

450

Примечания: Буквенные обозначения в таблице: М - масса сухого сорбента, МС - масса сырого сорбента, W – влагоемкость.

 

Таким образом, из представленных видов сорбентов самыми влагоустойчивыми оказался НСТ, его показатель равен 1:0,52. СТРГ в ходе исследования показал достаточно низкий показатель влагоустой­чивости. Однако в результате эксперимента установлено, что чем ниже показатель влагоемкости, тем эффективность сорбента выше.

Рассчитав данные, составим сравнительную таблицу со значениями нефтеёмкости и влагоемкости сорбентов в пресной воде на дизельном топливе, керосине и бензине и сравним показатели с паспортными данными.

Таблица 5.

Характеристика нефтеемкости и влагоемкости сорбентов в пресной воде на дизельном топливе, керосине и бензине при +23°С

Название сорбента

Нефтеёмкость на дизельном топливе, %

Нефтеёмкость на керосине, %

Нефтеёмкость на бензине, %

Нефтеёмкость, паспортные данные, %

Влаго­емкость%

Биоматрикс

251

346

297

380

62

НСТ

139

139

106

120

52

СТРГ

1735

1700

1005

1660

450

 

На основе табличных данных была сделана сравнительная диаграмма нефтеемкости и влагоемкости сорбентов по трем видам топлива на рисунке 1.

 

Рисунок 1. Сравнительная диаграмма нефтеемкости сорбентов в пресной воде на дизельном топливе, керосине и бензине

 

По расчетным данным можно сделать вывод, что сорбционная способность СТРГ на дизельном топливе и керосине больше, чем у остальных и составила 1:17,35 и 1:17 соответственно, а влагоемкость равна 1:4,5. По двум видам топлива его показатели оказались выше представленных в паспорте, а данные по бензину оказались ниже. НСТ показал одинаковую эффективность с дизельным топливом и керосином, его сорбционная способность составила 1:1,39, так же как и предыдущий сорбент в лабораторных испытаниях показал результат выше, представленного в техническом документе по двум из трех видов топлива, данные влагоемкости составили 1:0,52. Сорбционная ёмкость Биоматрикса самая высокая на керосине и составила 1:3,46, а паспортные данные оказались выше лабораторных по отношению ко всем трем видам топлива, что касается показателя влагоемкости, ее величина равна 0,62.

Эффективность – это комплексный показатель, который включает в себя комплексную оценку таких характеристик сорбентов как нефтеёмкость и влагоёмкость.

Исходя из всех полученных данных, можно сделать вывод, что СТРГ является наиболее эффективным для всех видов светлых нефтепродуктов, с которыми были проведены испытания, так как влагоёмкость при всех испытаниях была значительно ниже показателей нефтеёмкости.

Далее, сравнивая между собой показатели Биоматрикса и НСТ, определено, что по двух показателям нефтеёмкость и влагоёмкость Биоматрикс показал наибольшую эффективность, как для дизельного топлива, так и для керосина и бензина, но в особенности для керосина, то есть соотношения между нефтеёмкостью и влагоёмкостью наиболь­шие. Для дизельного топлива показатели составили следующие значения, нефтеёмкость - 251, для керосина нефтеёмкость - 346, для бензина нефтеёмкость - 297, влагоёмкость во всех случаях равна 62. НСТ показал намного меньшую разницу в этих показателях, поэтому он считается менее эффективным.

Биоматрикс проявил себя, как наименее эффективный сорбент, так результаты испытаний показали, что его сорбционная емкость на использованных светлых нефтепродуктах ниже, чем у остальных сорбентов, и так же меньше заявленных в паспортных данных.

 

Список литературы:

  1. 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.
  2. Каменщиков Ф.А. Нефтяные сорбенты / Ф.А. Каменщиков, Е.И. Богомольный. – М. – Ижевск. Институт компьютерных исследований, 2003. – 268 с.
  3. Каменщиков Ф.А. Удаление нефтепродуктов с водной поверхности и грунта / Ф.А. Каменщиков, Е.И. Богомольный. - М. – Ижевск. Институт компьютерных исследований, 2006. – 528 с.
  4. 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.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом