VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Сорбционный метод является одним из основных в области защиты окружающей среды и на рынке предлагаются множество различных видов нефтесорбентов. Много внимания в последнее время уделяется волокнистым полимерным нефтесорбентам, отличающимся высокими техническими и эксплуатационными характеристиками. Кроме того, выгодным отличием полимерных нефтесорбентов, по сравнению с традиционными природными зернистыми нефтесорбентами, является их технологичность, благодаря форме изготовления в виде полотна.

Основным свойством нефтесорбентов, определяющим их эффективность, является сорбционная емкость, однако при применении на практике, следует учитывать рабочие условия, которые могут значительно повлиять на ее значение. Одним из таких условий является водная среда.

В существующих методиках [1, 2,] по определению характеристик волокнистых полимерных нефтесорбентов не учитывается влияние степени их водонасыщенности на нефтеемкость. В связи с этим была поставлена задача изучения свойств волокнистого полимерного нефтесорбента и разработка простого и эффективного метода определения сорбционной нефтеемкости сорбентов от степени их водонасыщения.

В качестве полимерного нефтесорбента был использован нетканый волокнистый материал на основе полипропилена марки «Экосорб» (ООО «ЭКОсервис-НЕФТЕГАЗ», г. Москва).

Предварительно были проведены эксперименты по определению водопоглощения «Экосорба» в зависимости от времени нахождения в водной среде в погруженном состоянии. Результаты (рис. 2) показывают, что «Экосорб» обладает достаточно хорошей гидрофобностью в течение достаточно длительного периода времени, что позволяет применять его в качестве сорбирующего элемента в составе технических устройств, предназначенных для защиты водных объектов при аварийных разливах нефтепродуктов

Рис. 1. Зависимость водопоглощения "Экосорба" от длительности нахождения в воде

Описание методики определения нефтеемкости водонасыщенных полимерных нефтесорбентов (рис 2).

В сосуд с измерительной объемной шкалой (1) заливается некоторое количество воды (2), в который полностью погружается образец сорбента (3) с известным весом с помощью жесткой проволоки (4), на которую сорбент прикрепляется на определенный период времени для пропитывания до заданной степени водонасыщения. В мерный цилиндр аккуратно заливается определенный объем нефти или исследуемого вида нефтепродукта (5). По истечению необходимого времени для водонасыщения до заданной степени сорбент осторожно перемещается в слой нефти или нефтепродукта, плотность которого меньше чем плотность воды. При этом высота слоя нефти или нефтепродукта должна быть достаточной, чтобы сорбент полностью находился в нем. Через 5 мин. после полного нахождения в слое нефти или нефтепродукта сорбент удаляют из мерного цилиндра. Затем, аккуратно подвесив над мерным цилиндром, дают стечь излишкам нефти/нефтепродуктов. После этого образец сорбента взвешивается. Водонасыщенность данного образца определяем по делениям на мерном объемном цилиндре (разность объема воды до погружения образца сорбента и объема воды после изъятия образца). Расчет сорбционной емкости М рассчитывается по формуле: М = р(С₁ – С₂) / m, где ; p – плотность нефтепродукта, (С₁) – объём нефти или нефтепродукта до введения сорбента, (С₂) – объём нефти или нефтепродукта после удаления сорбента, m – масса сухого сорбента.

Рис. 2. Схема устройства, где образец водонасыщенного нефтесорбента из слоя воды погружается в слой нефти/нефтепродукта.

Разработан метод определения сорбционной нефтеемкости нефтесорбентов от степени их водонасыщения. Преимущество данного метода заключается в исключении дополнительных операций переливания, взвешивания сосудов и сорбента, что упрощает и повышает точность определения сорбционной емкости нефтесорбентов, водонасыщенных в различной степени.

Предварительные результаты по данному методу относительно нефтесорбента «Экосорб» показывают, что после нахождения под водой до 14 суток его нефтеемкость изменяется от 9,97 до 12,832 г/г, т.е. «Экосорб» способен в течение длительного периода времени находиться под водой и сохранять высокую нефтеемкость. Установлено, что достигается это частично благодаря тому, что нефтепродукт вытесняет из объема нефтесорбента поглощенную воду.

Литература

1. 1. Есенкова Н.П., Михалькова А.И., Бачерникова С.Г. Нетканые сорбенты для сбора разливов нефтепродуктов и экспресс-метод определения их сорбционной емкости // НефтьГазПромышленность. – 2004. - № 3. [URL: http://oilgasindustry.ru/?id=3804]

2. ГОСТ Р 54872-2011. Полотна нетканые и изделия из них. Методы определения впитываемости / Гос. стандарты. – Изд. офиц. – М.: ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 2012.

Научный руководитель: к.т.н., с.н.с. ИПНГ СО РАН Герасимов А.И.

Код для цитирования: Скопировать