ЭКОЛОГИЯ/2.Экологические и метереологические

проблемы больших городов и промышленных зон

д.х.н. Кахраманов Н.Т., Гаджиева Р.Ш., к.т.н. Кахраманлы Ю.Н.

Азербайджанская Государственная Нефтяная Академия, Азербайджан

Перспективные возможности использования пенополимерных

сорбентов для очистки водной поверхности от нефти и

нефтепродуктов

Одной из актуальных проблем современного мира является все возрастающее загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами. Процесс загрязнения происходит с момента бурения, добычи и до переработки и хранения нефти. Наряду с этим, добыча нефти с морского дна и ее транспортировка танкерами, подводными магистральными трубами, безусловно, несут большую опасность загрязнения водного пространства. Вот почему все острее становится необходимость разработки новых методов, способных быстро и эффективно свести до минимума экологическую напряженность в особенности в нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих странах [1].

Существующие механические, биологические, химические, термические, физико-химические и др. методы очистки загрязненных участков постоянно совершенствуются в направлении оперативного и быстрого сбора и утилизации нефтепродуктов. Большое внимание уделяется тому, чтобы используемые методы очистки отличались простотой, доступностью и высокой эффективностью.

На основании вышеизложенного, в данной работе основное внимание уделяется использованию пенополимерных сорбентов, отличающихся гидрофобностью, высокой нефтепоглощаемостью, плавучестью и способностью к многократной регенерации. В качестве полимерной основы пеносорбента использовали вторичные материалы на основе индивидуальных полимеров: поливинилхлорида (ПВХ), полиолефинов (полиэтилена, полипропилена), полиамида, стирольных пластиков, полиуретана, а также, полимерных смесей. Пенополимерные сорбенты получали непрерывным экструзионным методом. Кажущуюся плотность (объемную массу) сорбентов регулировали в пределах 25 – 570 кг/м³. Введение в состав полимерной композиции газообразующих и сшивающих агентов способствовало получению вспененных, сшитых, обладающих плавучестью гидрофобных сорбентов с закрытоячеистой макроструктурой. На долю открытых пор приходилось 13-16% [2].

В процессе исследования сорбционных характеристик пенополимерных материалов на основе различных типов индивидуальных полимеров вырисовывалась очень важная особенность процесса сорбции нефтепродуктов. В частности, было установлено, что нефть и мазут с наибольшей эффективностью сорбируются на сорбентах с объемной массой 25-70 кг/м³. Компрессорное и трансформаторное масла лучше сорбируются на сорбентах с объемной массой, равной 230-340 кг/м³, а наибольший эффект сорбции дизельного топлива достигается на сорбентах со сравнительно высокой объемной массой – 480-530 кг/м³. Полученные результаты однозначно свидетельствовали в пользу того, что на пенополимерных сорбентах сорбция нефти и нефтепродуктов протекает избирательно.

При использовании сорбентов на основе смесей полиэтилена со стирольными полимерами, а также, полиамида с полимерами стирола сорбционная емкость по нефти и нефтепродуктам заметно возрастала, в особенности при соотношении полимерных компонентов в пределах 40/60 – 60/40. Объясняется это множеством факторов. Нефть имеет довольно сложный состав, состоящий преимущественно из парафинов, ароматических, алициклических соединений, кислород, азот, серо-содержащих групп и т.д.. Одним из непременных условий высокой эффективности сорбции нефти и нефтепродуктов являлась хорошая смачиваемость поверхности ячеек и пор сорбента. Хорошая смачиваемость поверхности ячеек может быть достигнуто за счет сродства сорбента с сорбатом. В индивидуальных полимерах достигуть максимально возможного сродства сорбента с сорбатом было связано с определенными трудностями. Так, например, полиэтилен относится к числу неполярных полимеров, линейную часть макроцепи которого можно с определенным приближением сравнивать с макромолекулярным парафином. Если рассматривать полистирол и другие стирольные полимеры, то они напоминают полиароматическое соединение с боковыми ароматическими группами. При их совместном использовании в смеси, т.е., когда в композиции содержаться одновременно ароматические и парафиновые цепи, последнее обстоятельство в совокупности способствует еще большему повышению сорбционной емкости сорбентов на их основе. Именно поэтому, намного выгодно сорбцию нефти с водной поверхности осуществлять с помощью сорбентов, полученных на основе смеси полимеров.

Немаловажной характеристикой пенополимерных сорбентов является их способность к многократной регенерации и повторному использованию в процессе очистки водной поверхности. Так, например, было установлено, что пенополимерные сорбенты после 20-ти кратной регенерации сохраняют свою сорбционную емкость по нефти на 75-80%, а по маслам и дизельному топливу на 88-94%. Полученные данные позволяют считать, что разработанные нами сорбенты являются высокоэффективными, позволяющие их причислить к категории суперсорбентов с высокими эксплуатационными характеристиками.

Таким образом, анализируя результаты проведенных исследований можно констатировать, что для локализации аварийных разливов, своевременного сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности необходимо располагать данными относительно сорбционной емкости и объемной массы пенополимерных сорбентов.

Литература:

1. Гольдберг В.М., Зверев В.П., Арбузов А.И. и др. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия. М.:Недра. 2001. 150с.

2. Кахраманлы Ю.Н. Исследование влияния кажущейся плотности и

кратности регенерации полимерного сорбента на его сорбционную

емкость. //Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного

сырья. 2010. №1. С.30-35.