CC BY
114
УДК 665.61
Сорбционные особенности пенополимерных
сорбентов на основе смеси полиамида, полиуретана и абс-сополимера
с каждым годом по мере роста геологоразведочных работ и наращивания объёма нефтедобычи всё больше увеличивается необходимость транспортировки нефти в различные регионы мира. В процессе транспортировки нефти и нефтепродуктов увеличивается риск аварийных разливов в результате нарушения целостности корпуса танкеров и нефтепроводных линий. Еще большая опасность возникает в процессе нефтедобычи со дна морской акватории. В результате внезапного локального аварийного разлива создается экологически опасная техногенная ситуация, сопровождаемая загрязнением окружающей среды. Полностью предотвратить аварийные ситуации практически не представляется возможным. В связи с этим, возникает необходимость оперативного решения проблем, связанных с локализацией и ликвидацией не-фтезагрязнённого участка. Особенно опасными являются аварии, происходящие на водной поверхности [1-3].
В мире существует несколько методов очистки водной поверхности от нефтеразливов: механические, физико-химические, сорбционные, термические и биологические. За последние годы все больше предпочтения дается использованию сорбционных методов очистки [4-6]. За последние годы для ликвидации нефтяных разливов особенно предпочтительными являются пенополи-мерные сорбенты. Объясняется это тем, что пенополимерные сорбенты являются нетоксичными, отличаются достаточно высокой сорбционной ёмкостью, гидрофобностью, плавучестью и способностью к многократной регенерации. В ряде работ было показано, что наиболее перспективными являются пенополимерные сорбенты, полученные на основе смесей полимеров, имеющие высокую сорбционную емкость [4-6]. Немаловажную роль в улучшении сорбционных характеристик играют полярные группы, содержащиеся в структуре полимеров. В совокупности, эти качественные преимущества открывают широкую возможность их использования непосредственно в процессе локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.
В связи с этим, представлялось интересным разработать пе-нополимерные сорбенты на основе тройной полимерной смеси, в которой достигается высокая сорбционная ёмкость по нефти и нефтепродуктам.
Экспериментальная часть
В качестве исходного объекта исследования использовали полимерную смесь, состоящую из полиамида, полиуретана и АБС-сополимера. Для увеличения гидрофобности в полимерную смесь вводили нефтяной битум, в качестве вспенивающего агента использовали азодикарбонамид, в качестве сшивающего агента — пероксид дикумила. Полимеры одновременно смешивали и подвергали механохимическому синтезу в процессе экструзии. Полученные пеноматериалы пространственной структуры имели объемную массу (кажущуюся плотность) в довольно широких пределах от 25 до 400 кг/м3.
Н.Т. КАХРАМАНОВ, доктор хим. наук, проф.,
Международный научно-технический комплекс «Интергео-Тетис», Азербайджан, г. Баку, пр. Нариманова, 51/53.
Р.Ш. ГАДЖИЕВА, научн. сотр., Азербайджанская государственная нефтяная академия, Азербайджан, г. Баку, Проспект Азадлыг-20.
E-mail: [email protected]
Рассмотрены сорбционные особенности пенополимерных сорбентов на основе смеси полиамида, полиуретана и АБС-пластика. Установлена закономерность изменения сорбционной емкости по нефти и нефтепродуктам в зависимости от соотношения компонентов смеси, объемной массы сорбентов и диаметра ячеек и пор. Показано влияние температуры окружающей среды, толщины нефтяной плёнки на водной поверхности и кратности регенерации сорбента на его сорб-ционную ёмкость.
Ключевые слова: пенополимер-ный сорбент, объёмная масса, сорбционная ёмкость, макроструктура.
Объёмную массу определяли, как отношение массы образца к его геометрическому объёму.
Сорбция проводилась следующим образом: на поверхность воды, содержащую плёнку нефти или нефтепродукта толщиной до 1 мм вводили заранее взвешенные гранулы пенополимерного сорбента размером 5-7 мм. Через определённые промежутки времени сорбент изымался и взвешивался на аналитических весах. По разности весов до и после сорбции определяли количество сорбированного сорбата. Сорбционную ёмкость определяли из отношения поглощённой нефти (или нефтепродукта) на исходный вес сорбента.
В качестве сорбата использовали нефть, нефтяные масла, дизельное топливо, керосин и автомобильный бензин следующего качества:
• бинагадинская нефть Апшеронского полуострова: плотность при 293 К — 851 кг/м3, кинематическая вязкость — 5,5010-6 м2/с при 323 К, температура вспышки — 433 К;
• индустриальное масло И-8А: плотность 880 кг/м3, кинематическая вязкость при 313 К — 9,0 мм2/с, температура застывания — 258 К;
• керосин: кинематическая вязкость — 2,2 мм2/с, плотность при 293 К — 810 кг/м3, температура вспышки — 323 К;
• дизельное топливо марки DQ: плотность при 293 К — 860 кг/м3, кинематическая вязкость при 323 К — 1910-6 м2/с, температура вспышки — 340 К;
• автомобильный бензин АИ-93: плотность не менее 755 кг/м3.
Результаты и их обсуждение
Полученные в результате механохимического синтеза пенополимеры представляли собой полимерную композицию полиамида (ПА), полиуретана (ПУ) и АБС-пластика сшитой структуры. Сшивка, с одной стороны, обеспечивала вынужденную совместимость сложной смеси полимерных компонентов и получение нового типа полимера с пространственной структурой. С другой стороны, сшивка способствовала некоторому повышению вязкости расплава полимерной смеси в материальном цилиндре экс-трудера, при котором достигалось максимальное диспергирование и удерживание образовавшихся газовых пузырьков в расплаве полимера [7].
В данной работе необходимо было исследовать сорбционную ёмкость пенополимерной композиции в зависимости не только от объемной массы, но и от соотношения компонентов в смеси.
Известно, что нефть характеризуется наличием в своем составе углеводородных, кислородсодержащих, азотных и ряда других соединений с гетероа-томными группами. С целью улучшения смачиваемости поверхности сорбента с нефтью важно было подобрать такие полимерные компоненты, которые содержали бы в своем составе аналогичные группы. Исходя из принципа «подобное растворяется в по-
добном», авторами в качестве компонентов смеси использовались полимеры, содержащие в своем составе уретановые, амидные, ароматические группы и звенья макроцепи с С^группами. Полученные пенополимеры характеризовались высокой степенью плавучести, гидрофобностью, при которых исключалась возможность миграции воды в диффузионный объём ячеистой макроструктуры.
Первоначально необходимо было рассмотреть влияние ряда факторов (соотношения основных полимерных компонентов, объёмной массы и типа сорбата) на сорбционную ёмкость пенополимерных сорбентов.
Результаты экспериментального исследования представлены в табл. 1.
Анализируя данные, представленные в табл. 1, можно установить, что соотношение вышеуказанные полимерных компонентов, а также объёмная масса пе-нополимерных сорбентов оказывают довольно ощутимое влияние на величину их сорбционной емкости по нефти и нефтепродуктам. При этом в зависимости от типа сорбата закономерность изменения сорбционной емкости проявляется совершенно по-разному. Так, например, в процессе сорбции нефти пенополимерными сорбентами самые высокие значения сорбционной емкости имеют сорбенты с минимальными значениями объемной массы, равными 25-55 кг/м3. Дальнейшее увеличение объемной массы сорбента способствует уже значительному снижению сорбционной ёмкости по нефти примерно в 3-5 раз. Существенное влияние объемной массы пенополимерного сорбента на сорбцию нефти свидетельствует, прежде всего, о сложных диффузионных и адгезионных процессах, протекающих на поверхности ячеек и пор. Установлено, что с уменьшением объемной массы пенополимерного сорбента наблюдается увеличение диаметра пор и ячеек. Так, для образцов пенополимерных сорбентов, полученных на основе полимерной смеси ПА+ПУ с объёмной массой 25-55 кг/м3, диаметр ячеек составляет 0,91,2 мм. Для образцов с объёмной массой 150-250 кг/м3 диаметр ячеек равен 0,2-0,4 мм, а для образцов с объёмной массой 300-400 кг/м3 — 0,02-0,05 мм. Таким образом, становится очевидным, что на сорбционную способность нефти существенное влияние оказывает диаметр ячеек. В данном случае, чем больше диаметр ячеек, тем легче протекает миграция нефти в ячеистую поверхность сорбента. Однако этого нельзя сказать о других нефтепродуктах, которые, наоборот, проявляют относительно слабую сорбционную способность на сорбентах с объемной массой, равной 25-55 кг/м3.
Анализируя данные, приведенные в табл. 1, можно установить, что для каждого типа сорбата существуют свои оптимальные значения объемной массы сорбента, при котором достигается их максимальная сорбция. Так, например, если для нефти оптимальными сорбентами являются образцы с объемной массой 25-55 кг/м3, то для индустриального масла — 150-250 кг/м3, а для дизельного топлива, керосина и автомобильного бензина эффективность сорбции
Таблица 1
Влияние характеристик пенополимерных сорбентов на основе смеси ПА+ПУ и типа сорбата на их сорбционную ёмкость*
Характеристики сорбентов Сорбционная ёмкость, кг/кг
Соотношение компонентов смеси ПА/ПУ Объёмная масса, кг/м3 Нефть Индустриальное масло Дизельное топливо Керосин Автомобильный бензин АИ-93
100/0 25-55 13,1 4,8 2,6 2,3 1,8
80/20 13,7 4,7 2,6 2,7 2,0
70/30 16,4 5,2 2,9 3,0 2,3
60/40 19,2 5,7 3,2 3,0 2,6
50/50 20,0 5,6 4,1 3,5 2,8
40/60 20,6 6,0 4,5 4,2 2,9
20/80 16,8 6,3 5,0 4,5 3,1
0/100 15,6 6,3 5,0 4,4 2,9
100/0 150-250 4,0 9,2 5,1 5,5 3,5
80/20 4,2 9,8 5,8 6,3 3,5
70/30 5,3 10,7 6,4 7,7 3,5
60/40 6,4 11,5 6,7 7,7 4,7
50/50 7,0 11,5 7,2 8,2 4,7
40/60 7,5 12,2 7,7 8,2 5,0
20/80 8,0 10,0 8,6 7,8 5,2
0/100 8,4 10,0 8,4 7,6 5,3
100/0 300-400 2,1 5,5 6,6 7,0 5,2
80/20 2,3 6,0 7,6 7,7 6,0
70/30 3,7 6,4 8,2 8,3 7,5
60/40 3,9 6,4 10,4 11,7 8,0
50/50 3,7 6,6 12,4 12,0 8,5
40/60 4,0 6,5 12,6 12,3 8,5
20/80 4,6 6,5 11,0 10,3 7,2
0/100 5,0 6,5 10,9 10,8 6,9
* Время сорбции 3 ч, температура 298 К.
принимает свои максимальные значения на сорбентах с объемной массой, равной 300-400 кг/м3.
Полученные результаты однозначно свидетельствуют в пользу того, что в пенополимерных сорбентах в зависимости от типа сорбата процесс сорбции протекает избирательно. Возникает вполне резонный вопрос относительно того, почему для нефтепродуктов сорбция на образцах с большим диаметром ячеек протекает хуже, чем в случае нефти? Возможно, что это связано со способностью ячеек удерживать нефтепродукт в своем объеме. И, если удерживающих сил становится недостаточно, то сорбат вытекает из ячеек, что, собственно, авторы и наблюдали в процессе взвешивания крошек сорбента. Самые низкие значения сорбции на сорбентах с объемной массой 25-55 кг/м3 имеют автомобильный бензин, керосин и дизельное топливо.
Другой немаловажный момент заключается в том, что при сорбции нефти на сорбентах с объемной массой, равной 25-55 кг/м3, с увеличением содержания ПУ в составе исходной полимерной смеси сорбционная емкость возрастает неравномерно. Из сопоставительного анализа видно, что сорбция на сорбентах из ППУ протекает интенсивнее, чем на ППА. Казалось бы, по мере увеличения концен-
трации ПУ в смеси последний будет способствовать монотонному росту сорбционной ёмкости сорбента. Вместо этого авторы наблюдали относительно более высокие значения сорбции нефти на сорбентах, в которых соотношение ПА:ПУ составляло от 60/40 до 40/60. На остальных сорбентах с объёмной массой, равной 150-250 и 300-400 кг/м3, наблюдается монотонное возрастание сорбционной емкости с увеличением соотношения в пользу ППУ.
Тот же самый эффект наблюдается при сорбции индустриального масла, у которого высокие сорб-ционные характеристик проявляются на сорбентах с объемной массой 150-250 кг/м3. И в данном случае, с изменением соотношения компонентов ПА/ ПУ максимальные значения сорбции приходятся на долю сорбентов, где это соотношение составляет от 40/60 до 60/40. На других сорбентах с объёмной массой 25-55 и 300-400 кг/м3 с изменением соотношения этих полимерных компонентов от 0/100 до 100/0 происходит монотонное увеличение сорбци-онной ёмкости.
При исследовании сорбции дизельного топлива, керосина и автомобильного бензина максимальный эффект был зафиксирован на сорбентах с объёмной массой 300-400 кг/м3. Сопоставительный анализ
Таблица 2
Влияние характеристик пенополимерных сорбентов на основе смеси ПА+ПУ+АБС-сополимер и типа сорбата на их сорбционную ёмкость*
Сорбат Объёмная масса, кг/м3 Сорбционная ёмкость, кг/кг, при соотношении компонентов в составе сорбента, % мас.
47,5 ПУ+ +47,5 ПА +5,0 АБС 45,0 ПУ+ +45,0 ПА +10,0 АБС 42,5 ПУ+ +42,5 ПА + 15,0 АБС 40,0 ПУ+ +40,0 ПА +20,0 АБС 50,0 ПУ+ 50,0 ПА
Нефть 25-55 23,2 25,8 27,4 24,4 20,0
150-250 8,2 8,5 9,8 8,1 7,0
300-400 4,3 5,2 5,2 5,0 3,7
Индустриальное масло 25-55 6,3 7,9 8,5 7,2 5,6
150-250 12,5 15,7 16,5 13,4 11,5
300-400 7,5 9,0 9,5 7,3 6,6
Дизельное топливо 25-55 4,5 5,8 6,2 6,0 4,1
150-250 7,4 9,6 10,3 8,2 7,2
300-400 12,8 15,5 16,6 13,5 12,4
Керосин 25-55 4,0 4,3 4,5 4,5 3,5
150-250 9,6 10,0 10,5 10,5 8,2
300-400 13,5 16,0 16,4 12,7 12,0
Автомобильный бензин АИ 93 25-55 2,5 2,5 2,5 2,7 2,8
150-250 5,4 5,5 5,4 5,5 4,7
300-400 8,9 10,0 10,7 9,2 8,5
* Время сорбции 3 ч, температура 298 К.
показал, что наибольший сорбционный эффект приходится на долю пенополимерных сорбентов с соотношением компонентов смеси ПА/ПУ от 40/60 до 60/40.
После того, как определены оптимальные концентрации компонентов смеси, при которых пено-полимерные сорбенты имеют максимальные значения сорбционной ёмкости, представлялось интересным проверить влияние третьего полимерного компонента — АБС-сополимера на сорбционные характеристики.
В табл. 2 представлены результаты исследования влияния трехкомпонентного пенополимерного сорбента на сорбционную ёмкость. Необходимость использования смеси трех полимерных материалов в производстве пенополимерных сорбентов вызвано, прежде всего, высокими значениями сорбцион-ной емкости каждого из них по нефти и нефтепродуктам.
Из данных, представленных в табл. 2, видно, что с увеличением концентрации АБС-сополимера в составе пенополимерного сорбента до 15% мас. наблюдается рост сорбционной емкости по нефти и нефтепродуктам. При этом установлена интересная особенность сорбции, заключающаяся в том, что при сорбции нефти пенополимерными сорбентами с объемной массой, равной 25-55 кг/м3, этот процесс проходит через максимум. Максимальные значения сорбции различных сорбатов проявляются на сорбентах с 15% мас. содержанием АБС-сополимера в композиционном материале. Аналогичная зависимость установлена в процессе сорбции индустриального масла на сорбентах с объемной массой 150-
250 кг/м3, а также дизельного топлива, керосина и автомобильного бензина на сорбентах с объемной массой 300-400 кг/м3.
Авторы не исключают, что снижение сорбцион-ной способности пенополимерных сорбентов, содержащих свыше 15% мас. АБС-сополимера, может быть связано с ухудшением технологической совместимости полимерных смесей и, как следствие, нарушением равномерности диспергирования газовых пузырьков в полимерном объёме. Последнее обстоятельство является основополагающим фактором, влияющим на формирование дисбаланса в макроструктуре (твёрдое тело — газ) пенополи-мерного сорбента, сопровождаемый снижением его сорбционных возможностей.
В процессе механохимического синтеза полимерной композиции с содержанием АБС-сополимера свыше 20% мас. вообще не представлялось возможным получить образцы пенополимерных сорбентов, имеющих значение объёмной массы ниже 100 кг/м3. Авторы впервые столкнулись с ситуацией, когда соотношение полярных компонентов смеси может так сильно влиять на процесс газообразования и фиксацию газоструктурных элементов в макроструктуре полимерной фазы.
В процессе проведения работ по локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на водной поверхности, очень важно знать по какой закономерности будет протекать их сорбция в зависимости о толщины сорбата. И, перед тем, как приступить к изучению этого вопроса нами были отобраны образцы пенополимерных сорбентов, в которых установлены максимальные значения сорб-
Таблица 3
Влияние температуры среды и толщины углеводородного слоя на водной поверхности на сорбционную ёмкость пенополимерных сорбентов 42,5% ПУ+42,5% ПА+15,0% АБС-сополимера*
Сорбат Объёмная масса сорбента, кг/м3 Температура, К Сорбционная ёмкость, кг/кг, при толщине слоя углеводорода, мм
0,1-0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 5,0
Нефть 25-55 276 1,5 5,7 7,2 9,6 10,9 12,4
293 3,3 22,0 27,4 30,3 33,3 35,6
303 4,2 24,4 30,6 32,1 34,8 36,5
313 4,2 26,8 32,0 33,7 36,0 37,2
323 4,4 27,0 34,8 35,5 37,3 38,0
Индустриальное масло 150-250 276 2,2 5,8 8,9 10,4 11,7 12,3
293 3,8 10,4 16,5 17,5 18,6 18,6
303 4,5 12,5 18,1 19,6 20,8 21,0
313 4,9 13,3 19,4 20,3 21,9 22,0
323 5,2 14,8 20,5 21,5 22,3 23,0
Дизельное топливо 300-400 276 3,4 7,8 9,0 10,0 11,2 12,2
293 5,3 10,7 16,6 17,9 19,2 20,3
303 5,9 12,3 19,3 20,0 21,2 22,5
313 6,2 13,8 20,2 21,4 22,2 23,2
323 6,5 14,7 20,9 21,6 22,8 23,6
Керосин 300-400 276 3,5 9,4 10,6 11,5 12,3 12,9
293 5,2 10,4 16,4 17,2 19,0 20,1
303 6,1 12,8 17,6 18,7 19,5 21,0
313 6,7 14,2 19,2 20,4 21,0 21,2
323 6,9 15,3 19,9 21,2 22,5 23,2
Автомобильный бензин 300-400 276 4,0 9,0 9,6 9,6 9,6 9,7
293 5,2 9,6 10,7 11,8 12,0 12,0
303 5,5 9,9 12,2 12,4 12,5 12,4
313 6,6 10,4 12,5 12,6 12,8 12,9
323 6,6 10,0 12,0 11,3 11,4 11,8
* Время сорбции 3 ч.
ционной емкости по нефти и нефтепродуктам. Для сорбции нефти и нефтепродуктов это были образцы пенополимера с соотношением полимерных компонентов в смеси: 42,5% ПУ+42,5% ПА+15,0% АБС. Причем, для нефти использовали сорбенты с объемной массой, равной 25-55 кг/м3, для индустриального масла — 150-250 кг/м3, а для дизельного топлива, керосина и автомобильного бензина образцы с объёмной массой 300-400 кг/м3 (табл. 3).
Согласно данным, представленным в табл. 3, можно установить, что с увеличением температуры и толщины слоя нефти и нефтепродукта наблюдается общая тенденция к увеличению сорбционной ёмкости. Только в процессе сорбции автомобильного бензина при 323 К независимо от толщины слоя нефтепродукта начинается обратный процесс — десорбция, сопровождаемая незначительным снижением сорбционного объёма. И в этом нет ничего удивительного, так как бензин относится к числу легкоиспаряемых нефтепродуктов и сравнительно низкой способностью к удерживанию в ячейках пенополимерного сорбента. Согласно полученным данным при низкой температуре (276 К) сорбцион-ная ёмкость сорбентов понижается, что объясняется существенным ростом вязкости сорбата и замедле-
нием скорости диффузионных процессов в ячеистой поверхности. Следует при этом отметить, что при 276 К самая высокая сорбционная ёмкость сорбента обнаружена при сорбции керосина. Это объясняется, прежде всего, низкой вязкостью керосина при температуре 276 К (кинематическая вязкость при 276 К равна 0,04 см2/с). С увеличением температуры самые высокие значения сорбционной ёмкости сорбента установлены при сорбции нефти.
Следует иметь в виду, что, на сорбционную ёмкость сорбента помимо типа сорбата большое влияние оказывает его плотность и вязкость. Вязкость формирует способность сорбата к диффузии в микропористую поверхность пенополимерного сорбента, а плотность влияет на величину сорбционной ёмкости. Так, например, если два различных нефтепродукта в процессе диффузии в макроструктуру пенополимера занимают один и тот же объём, то сорбционная ёмкость будет выше у той, у которой выше плотность.
Характерно, что при толщине нефтяной пленки на водной поверхности в пределах 0,1-0,2 мм сорбционная ёмкость сорбента приобретает самые низкие значения. Причем изменение температуры от 276 до 323 К при этой толщине нефтяной пленки
Таблица 4
Влияние кратности регенерации на сорбционную ёмкость сорбента, кг/кг*
Сорбат Объёмная масса, кг/м3 Кратность регенерации
3 10 30 50
Нефть 25-55 25,8 24,6 22,0 21,2
Индустриальное масло 150-250 16,3 16,0 16,0 15,4
Дизельное топливо 300-400 16,4 16,2 16,0 16,2
Керосин 300-400 16,3 16,3 16,2 16,2
Автомобильный бензин 300-400 10,7 10,5 10,5 10,6
* Температура 293 К, толщина слоя нефтепродукта 1,0 мм. Время сорбции 3 ч.
не приводит к каким-либо существенным изменениям сорбционной ёмкости. Возможно, это связано с тем, что при минимальной толщине углеводородной пленки только весьма небольшая часть поверхности крошки пенополимерного сорбента принимает участие в сорбционных процессах. А это, в свою очередь, приводит к заметному снижению скорости сорбции и в целом сорбционной ёмкости по нефти и нефтепродуктам. Однако увеличение толщины нефтяной плёнки от 0,1 до 5,0 мм способствует существенному повышению поверхности контакта сорбента с сорбатом, и, как следствие, росту сорб-ционной ёмкости, примерно в 5-7 раз. Согласно данным табл. 3 максимальные значения сорбци-онной ёмкости по нефти, индустриальному маслу, дизельному топливу, керосину и автомобильному бензину соответственно равны 38,0, 23,0, 23,6, 23,2 и 12,9 кг/кг. Согласно этим данным максимальная скорость сорбции соответственно составляет 0,253; 0,153; 0,197; 0,155 и 0,086 (кг/кг)/мин.
Сопоставительный анализ показывает, что сравнительно небольшие значения сорбционной ёмкости установлены в процессе сорбции автомобильного бензина. Тут сказывается, в первую очередь, плотность бензина, которая является самой низкой из рассматриваемых сорбатов и составляет 755 кг/м3. Кроме того, бензин относится к числу легкокипящих нефтепродуктов и улетучивается даже непосредственно в процессе сорбции и взвешивания.
Одним из важных показателей сорбентов является их способность к многократной регенерации, которая, в конечном счёте, предопределяет практическую ценность и эффективность применения пе-нополимерного сорбента. В табл. 4 представлены результаты исследования влияния кратности регенерации на сорбционную емкость рассматриваемых сорбентов.
Сопоставительный анализ данных, приведенных в табл. 4, показывает, что с увеличением кратности регенерации до 50 практически во всех случаях наблюдается общая тенденция к некоторому снижению сорбционной ёмкости сорбентов по нефти и нефтепродуктам. Наибольшие изменения сорбци-онной ёмкости имеет место при регенерации нефти. Так, например, после 50-кратной регенерации сорб-ционная ёмкость нефти снижается на 22,6%, индустриального масла на 6,7%, дизельного топлива на
3,6%, керосина на 1,2% и автомобильного бензина на 1,9%. Это объясняется тем, что в составе нефти имеется много различных механических примесей или включений, которые в начальный момент способствуют снижению сорбционной емкости сорбента. Примечательным является то обстоятельство, что после 30-кратной регенерации дизельного топлива, керосина и автомобильного бензина процесс снижения сорбционной ёмкости не только приостанавливается, но и наблюдается даже весьма незначительное увеличение величины этого показателя. Последнее обстоятельство объясняется тем, что в процессе многократной регенерации вышеуказанных сорбатов стенки ячеек, представляющие собой тонкие полимерные пленки, в некоторой степени набухают в них, способствуя, тем самым, некоторому увеличению объема ячейки в макроструктуре пенополимерного сорбента.
Выводы
Таким образом, на основании проведенных исследований можно прийти к заключению, что полярные пенополимерные сорбенты на основе смесей ПА+ПУ+АБС способствуют существенному увеличению их сорбционной емкости по нефти и нефтепродуктам. Обнаруженные закономерности изменения сорбционной емкости в зависимости от различных факторов еще раз подтверждают большие возможности пенополимерных сорбентов при проведении комплекса мероприятий по очистке загрязненной нефтепродуктами водной поверхности. Высокая сорбционная емкость по нефти и нефтепродуктам, длительная плавучесть, способность к многократной регенерации, гидрофобность, отсутствие токсичности и т.д. в совокупности позволяют рассматривать пенополимерные сорбенты как весьма перспективные материалы, предназначенные для практического использования при проведении комплекса работ по очистке водной поверхности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Калимуллин АА., Хасанов И. Ю., Каримов Р.Ф. Комплексная система локализации и сбора нефти при аварийных разливах // Нефтяное хозяйство. — 2002. — № 4. — С. 13-16.
2. КаменщиковФА.,БогомольскийЕ.И. Нефтяные
сорбенты. — Москва-Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2005. — 268 с.
3. Мерициди ИА, Бороденко Д.В., Савелов С.В. Защита от нефтеразливов на акваториях // Территория нефтегаз. — 2005. — № 2. — С. 10-13.
4. Темирханов А.Д., Темердашев ЗА., Шпигун О.Л. Оценка некоторых свойств сорбентов при ликвидации нефтяных загрязнений // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. — 2005. — № 2. — С. 16-19.
5. Kakhramanov N.T. Influence of extraction
and transportation of oil ecology of the water and terrestrial surface / International Simposium, Natural Cataclysms and Global Problems of the Modern Civilization, Baku, International Academy of Science, 24-27 September, 2007. — P. 579-582.
6. Набаткин А.Н., Хлебников В.Н. Применение сорбентов для ликвидации нефтяных разливов // Нефтяное хозяйство. — 2000. — № 11.
7. Кахраманлы Ю.Н. Пенополимерные нефтяные сорбенты. Экологические проблемы и их решения. — Баку: Элм, 2012. — 305 с.
Конференция
«Модернизация производств для переработки нефти и газа. Нефтегазопереработка-2014».
11 сентября 2014 года
Участники конференции рассмотрят проблему модернизации мощностей, практику взаимодействия с инжиниринговыми компаниями, модели управления инвестиционными проектами, новые технологии и оборудование в нефтегазопереработке. Контакты
Тел.: (495) 514-44-68, 514-58-56; факс: (495) 788-72-79; e-mail: [email protected] www.http://n-g-k.ru/
SORPTION FEATURES FOAM POLYMER OF SORBENTS ON THE BASIS OF THE POLYAMIDE MIX, POLYURETHANE AND ABS-COPOLYMER
Kakhramanov N.T., Doctor of Chem. Sci., Prof., International Scientific and Technical Complex «Intergeo-Tethys» (Narimanov Avenue, 51/53, Baku, Azerbaijan)
Gadzhieva R. Sh., Researcher, Azerbaijan State Oil Academy (Azadliq avenue - 20, Baku, Azerbaijan)
ABSTRACT
Are examined sorption features polymer foam sorbents on the basis of a polyamide mix, polyurethane and ABS-plastic. Law of change sorption capacities on oil and mineral oil depending on a ratio of components of a mix, volume weight of sorbents and diameter of cells and a time is established. Influence of an ambient temperature, a thickness of an oil film on a water table and frequency rate of regeneration of a sorbent on it sorption capacity is shown.
Keywords: polymer foam, volume weight, sorptive capacity, macrostructure.
REFERENCES
1. Kalimullin A.A., Khasanov I. Yu., Karimov R.F. Neftyanoye khozyaystvo — Oil Industry, 2002, no. 4, pp.13-16.
2. Kamenshchikov F.A., Bogomol'skiy E.I. Neftyanyye sorbenty [Oil sorbents]. Moscow - Izhevsk: Regulyarnaya i khaoticheskaya dinamika. 2005, 268 p.
3. Meritsidi I.A., Borodenko D.V., Savelov S.V. Territoriya neftegaz — The territory Neftegas, 2005, no.2, pp. 10-13.
4. Temirkhanov A.D., Temerdashev Z.A., Shpigun O.L. Zashchita okruzhayushchey sredy v neftegazovom komplekse — Protection of the environment in the oil and gas sector, 2005, no. 2, pp. 16-19.
5. Kakhramanov N.T. Influence of extraction and transportation of oil ecology of the water and terrestrial surface/ International Simposium, Natural Cataclysms and Global Problems of the Modern Civilization, Baku, International Academy of Science, 24-27 September, 2007, pp. 579-582.
6. Nabatkin A.N., Khlebnikov V.N. Neftyanoye khozyaystvo — Oil Industry, 2000, no. 11.
7. Kakhramanly YU.N. Penopolimernyye neftyanyye sorbenty. Ekologicheskiye problemy i ikh resheniya [Polymer foam oil sorbents. Environmental problems and their solutions]. Baku: Elm. 2012. 305 p.
