Статья опубликована в рамках: CLXIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 20 июля 2023 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Технологии
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
дипломов
КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЯНЫХ СОРБЕНТОВ
CLASSIFICATION OF PETROLEUM SORBENTS
Nikita Denisov
Student, Geology and Oil and Gas Business, Sakhalin State University,
Russia, Yuzhno-Sakhalinsk
Yanina Denisova
Scientific supervisor, Candidate of Sciences, Associate Professor, Sakhalin State University,
Russia, Yuzhno-Sakhalinsk
АННОТАЦИЯ
Нефтяные загрязнения негативно влияют на окружающую среду. Для очистки от нефти и нефтепродуктов рассматривается физико-химический метод – сорбционный метод. Рассматривается обобщенная классификация сорбентов, используемых при разливах нефти и нефтепродуктов, по следующим признакам: происхождению исходного сырья, агрегатному состоянию, типу и структуре сорбента, степени дисперсности, пористости, характеру смачивания водой, назначению сорбента, его специальным свойствам и степени плавучести, а также способам регенерации и утилизации. Приводятся конкретные примеры современных нефтесорбентов, используемых на производственных площадках.
ABSTRACT
Oil pollution negatively affects the environment. A physico-chemical method, the sorption method, is considered for purification from oil and petroleum products. A generalized classification of sorbents used in oil and petroleum product spills is considered according to the following characteristics: the origin of the feedstock, the aggregate state, the type and structure of the sorbent, the degree of dispersion, porosity, the nature of wetting with water, the purpose of the sorbent, its special properties and degree of buoyancy, as well as methods of regeneration and disposal. Specific examples of modern oil sorbents used at production sites are given.
Ключевые слова: нефтесорбенты; классификация; разливы нефти и нефтепродуктов.
Keywords: oil sorbents; classification; oil and petroleum product spills.
Одной из главных отраслей мировой экономики является нефтедобывающая отрасль. Объемы добычи нефти постоянно увеличиваются. На производственных площадках, при транспортировке, хранении происходят разливы нефти и нефтепродуктов. В результате негативного воздействия загрязняющих веществ на окружающую среду наблюдается гибель живых организмов, изменение структуры биоценозов, вплоть до деградации экосистемы [1].
Ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов происходит различными способами (ручной, термический, механический, физико-химический, микробиологический) [1, 4]. В мировой практике для удаления нефтепродуктов из воды и почвы чаще применяется ряд материалов, способных поглощать и удерживать на своей поверхности нефть и нефтепродукты, - нефтяные сорбенты [5].
В настоящее время известно большое количество нефтесорбентов и сорбирующих материалов. К каждому из них предъявляются особые требования для выполнения функции очистки воды или почвы. Нефтесорбенты должны обладать высокой пористостью, нефтеёмкостью, плавучестью, скоростью поглощения, низким водопоглощением, доступностью исходного вещества и утилизируемостью, нетоксичностью и экологической чистотой. Наибольшей популярностью пользуются сорбенты, изготовленные из вторичного сырья [2].
Нефтесорбенты классифицируют по следующим признакам: происхождению исходного сырья, агрегатному состоянию, типу и структуре сорбента, степени дисперсности, пористости, характеру смачивания водой, назначению сорбента, его специальным свойствам и степени плавучести, а также способам регенерации и утилизации. Обобщенная классификация сорбентов, используемых для очистки окружающей среды от углеводородов, приведена в таблице 1.
Таблица 1.
Классификация сорбентов углеводородов
№ |
Признак |
Тип и подтип |
Примеры |
1 |
Происхождение исходного сырья (материал аппретируемой подложки) |
Органические: |
|
- каустобиолиты |
уголь графит торф |
||
- природное сырье растительного и животного происхождения и отходы их переработки |
торф, шерсть, шелуха зерновых, сечка пшеницы и камыша, мох, листва, кора, опилки, отходы переработки трав, сорбент на основе целлюлозного материала - ваты или отходов хлопчатобумажного производства, лузга подсолнечника, макулатура, кукурузные початки (отходы) |
||
- органоминеральные |
Сланцы, сапропель, диатомиты, трепел, опока, опал |
||
- синтетические |
Полипропилен, полиуретан, тефлон, вторичный ПЭТ, бензиновый спирт (БС) и пластификатор дибутилфталат (ДБФ), |
||
Неорганические: |
|
||
- естественные минералы |
дисперсные кремнеземы, цеолиты, слоистые силикаты, палыгорскиты, цеолиты, бентониты, диатомит, глауконит |
||
- искусственные минералы |
Перлит, керамзит, силикагель |
||
2 |
Тип сорбента |
Природные |
Мох, торф, глауконит |
Синтетические |
полиэтилен с полимерными наполнителями, полиуретан, гранулированный или волокнистый пенополистирол, полипропилен, поролон, синтепон, порошок формальдегидной смолы, каучуковая крошка |
||
3 |
Форма сорбента |
Рассыпной |
Торфяной, каучуковая крошка |
Сорбент, заключенный в сетчатый материал (подушечки) |
|
||
Сорбент в виде разрыхленных волокон (форма петли или трала) |
Полипропиленовые ленты |
||
4 |
По агрегатному состоянию |
Жидкие |
диэтиленгликоли (ДЭГ), триэтиленгликоли (ТЭГ), меремоноэтиленгликоль (МЭГ) |
Твердые: |
|
||
- порошкообразные |
КААС (измельченная зола от сжигания углей); сорбент на основе древесного лигнина, зола шлам-лигнина |
||
- гранулированные |
вспученный вермикулит, грануляты на основе полиуретановой пены, перлита |
||
- волокнистые |
|
||
5 |
Структура сорбента |
Закрытая |
Полистирольный гранулированный пенопласт, карбамидоформальдегидная смола |
Открытая (глобулярная) |
Поролон, каучуковая крошка |
||
Волокнистая |
Нетканый материал, синтепон, фиброил, пеньковолокно, полипропиленовые, полиэтиленовые волокна, карбоксилатные латексы |
||
6 |
Степень дисперсности |
Дисперсные: |
|
- мелкодисперсные |
порошки |
||
- крупнодисперсные |
крошка, гранулы, хлопья |
||
Формованные: |
|
||
- волокнистые |
тканые и нетканые рулонные материалы |
||
- прессованные |
плиты, маты, салфетки |
||
- комбинированные |
сорбирующие боны подушки маты с оболочкой из проницаемого материала |
||
7 |
Пористость |
Непористые |
песок, сера |
Крупнопористые (r >200 нм) |
керамзит, перлит, синтетические сорбенты, кирпичная крошка |
||
Мезопористые (r = 1,5-200 нм) |
диатомитовые глины, силикагель, некоторые виды активных углей |
||
Мелкопористые (r <1,5 нм) |
активные угли |
||
Гетеропористые |
сорбенты из торфа на основе древесины и на основе сельскохозяйственных отходов |
||
С изотропной пористостью |
минеральные сорбенты, сорбенты из угля, графита, нефтяных остатков, вспененные синтетические сорбенты |
||
С анизотропной пористостью |
сорбенты из волокнистых синтетических материалов, сорбенты из волокнистых природных материалов |
||
8 |
Характер смачивания водой |
Гидрофильные (статический угол смачивания < 90) |
Силикагель, полиэфирные, полиамидные волокна |
Гидрофобные (статический угол смачивания > 90) |
керамзит, перлит, вермикулит, минеральная вата, торфоминеральный нефтяной сорбент «Сорбонафт», «Сорбойл», торф |
||
Безразличного смачивания (статический угол смачивания ≈ 90) |
|
||
9 |
Назначение сорбента |
Наносимые на поверхность для удаления поверхностных загрязнений воды и почвы |
объемно-пористые, торфяные, волокнистые природные |
Загружаемые в фильтры для удаления объемных загрязнений воды |
поликарбамидное волокно, дисперсные кремнеземы, цеолиты, слоистые силикаты |
||
10 |
Специальные свойства сорбента |
Магнитные |
«Сорбест» Б, «Сорбойл» марки Б, керамзит, гидрофобные карбонатный (КС) и глауконитовый сорбенты (ГС) |
Содержащие ПАВ диспергаторы |
Corexit-7664, ЭПН-5, ДИ-75 на носителях |
||
Содержащие реагенты-сгустители |
ДИ-75 на носителе |
||
Содержащие микробиологические культуры |
Сорбест–био, Деворойл, Путидойл, Биокрин на биоразлагаемых носителях |
||
Иные |
Переменной плотности, ионообменные |
||
11 |
Степень плавучести |
Высокой плавучести (более 72 часов) |
сорбент на основе резиновой крошки, сорбент на основе карбамида («Унисорб», «Унисорб-Био», «Униполимер-М») |
Ограниченной (2-72 часа) |
сорбент на основе угля и продуктов пиролиза древесины («СТРГ», «МИУ-С», «Форест»), торфа («Сорбойл», «Нефтесорб», «Ньюсорб»), мха («Спилл-сорб», «Лессорб») |
||
Неплавучие (до 3 часов) |
Гранулированные сорбенты на основе лигнина |
||
12 |
Способ регенерации и утилизации |
Отжим-сжигание |
Хлопковые волокнистые, синтетические-волокнистые |
Отжим-захоронение |
объемно-пористые, синтетические, графитовые |
||
Обжиг-захоронение |
кремнеземистые, слоисто-силикатные |
||
Сжигание |
угольные, лигниновые |
||
Биоразложение |
природно-волокнистые, торфяные |
Итак, перспективными и эффективными решениями при ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов являются сорбционные технологии, которые предусматривают использование специальных нефтепоглощающих материалов. В настоящее время разработано большое количество сорбентов, используемых для очистки окружающей среды от углеводородов на основе разнообразных материалов: природных минералов органического и неорганического происхождения, промышленных отходов и др. У каждой группы сорбционных материалов есть свои преимущества и недостатки, поэтому при выборе сорбента, исходя из поставленной задачи, необходимо проводить анализ целого комплекса параметров сорбента для достижения эффективной очистки.
Список литературы:
- Барыкин Д.А. Влияние нефтяных разливов на компоненты природной среды // Молодой исследователь: вызовы и перспективы: сборник статей по материалам CXCVIII международной научно-практической конференции. – Москва, 2021. – С. 120-122.
- Денисов Н.Е., Ненашев А.В. К вопросу изготовления нефтесорбентов из вторичного сырья // Научное сообщество студентов. Междисциплинарные исследования: сборник статей по материалам CXXXV студенческой международной научно-практической конференции. – Новосибирск, 2022. – С. 34-37.
- Ненашев А.В., Денисов Н.Е. Краткая характеристика некоторых методов ликвидации аварийных разливов нефти // Научное сообщество студентов XXI столетия. Технические науки: сборник статей по материалам CXI студенческой международной научно-практической конференции. – Новосибирск, 2022. – С. 69-72.
- Поварова Л.В. Влияние нефтяных загрязнений на окружающую среду и определение методов борьбы с ними // Вестник студенческой науки кафедры информационных систем и программирования. – 2019. – № 1 (7). – С. 40-73.
дипломов
Оставить комментарий