Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SUBSTANCE FOR REMOVING OILS FROM SOIL AND HARD SURFACES, AND METHOD FOR USING SAID SUBSTANCE (VARIANTS)
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/178597
Kind Code:
A1
Abstract:
The claimed group of inventions relates to the field of organic chemistry and can be used for removing oils, including petroleum, fuel oil, fuels, hydrocarbons and liquid fuel, from soil; and can also be used for processing and gathering petroleum, oils, fuel oil, fuels, hydrocarbons and other petroleum products from hard surfaces, for example, from the inner surfaces of tanks for storing petroleum or petroleum products, of equipment used during the recovery, re-processing and transportation of petroleum, of equipment used for producing petroleum products, drilling sludge, gravel or sand in storage facilities, or from other hard surfaces. The substance for removing oils, including petroleum and petroleum products, from soil and hard surfaces is in the form of an aqueous solution of a natural polysaccharide and a surfactant. Unlike the prototype, microgels of polysaccharides having a molecular mass of 20 000 to 200 000 daltons and a particle size of 10 to 1000 nm are used as a natural polysaccharide; furthermore, the overall concentration of the microgels of the polysaccharides and the surfactant in the aqueous solution is at least 0.05 g/l, while the ratio of the microgels of the polysaccharides to the surfactant is in the range of 100:1 to 1:100. The claimed group of inventions makes it possible to achieve an increase in the effectiveness of the removal of oils, including petroleum and petroleum products, from hard surfaces or soil; a decrease in the specific consumption of the reagents while simultaneously increasing the environmental safety of the process of removing oils from hard surfaces or soil, and providing for the possibility of re-using the oils removed from the soil and the hard surfaces, and also the surfactants.

Inventors:
ELAGIN, Andrey Aleksandrovich (ul. Tsvillinga, d. 48 kv. 2, Ekaterinburg 2, 620142, RU)
MIRONOV, Maksim Anatolievich (ul. Volgogradskaya, d. 182 kv. 3, Ekaterinburg 2, 620102, RU)
SHULEPOV, Il'уа Dmitrievich (ul. Metallurgov, d. 10 A kv. 7, Ekaterinburg 9, 620109, RU)
Application Number:
RU2015/000855
Publication Date:
November 10, 2016
Filing Date:
December 08, 2015
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OBSCHESTVO S OGRANICHENNOJ OTVETSTVENNOSTYU "NPO BIOMIKROGELI" (ul. Bolshakova, d. 22 korp. 3, of. 9, Ekaterinburg 0, 620100, RU)
International Classes:
B09C1/00; C09K3/32; C09K17/00; B82Y30/00; C09K101/00
Foreign References:
RU2002129150A
RU2514645C12014-04-27
US7229952B22007-06-12
US6153017A2000-11-28
RU2012142940A2014-04-20
Attorney, Agent or Firm:
OBSCHESTVO S OGRANICHENNOJ OTVETSTVENNOSTYU "TSARSKAYA PRIVILEGIYA" (Sibirskii trakt, 8 korpus V,a/ya 96, Ekaterinburg 0, 620100, RU)
Download PDF:
Claims:
Формула группы изобретений

1. Вещество для очистки почвы и твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, в виде водного раствора природного полисахарида и поверхностно-активного вещества, отличающееся тем, что в качестве природного полисахарида используют микрогели полисахаридов молекулярной массой от 20 ООО до 200 000 дальтон и размером частиц от 10 до 1000 нм., при этом общая концентрация микрогелей полисахаридов и поверхностно-активного вещества в водном растворе составляет не менее 0,05 г/л, а соотношение микрогелей полисахаридов к поверхностно- активному веществу находится в диапазоне от 100: 1 до 1 : 100.

2. Вещество по п. 1, отличающееся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве поверхностно- активного вещества используют анионное поверхностно-активное вещество.

3. Вещество по п. 1 , отличающееся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе пектиновых веществ, содержащих карбоксильную группу, а в качестве поверхностно-активного вещества используют анионное поверхностно-активное вещество.

4. Вещество по п. 1 , отличающееся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе хитозана, а в качестве поверхностно-активного вещества используют катионное поверхностно-активное вещество.

5. Вещество по п. 1 , отличающееся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе пектиновых веществ, содержащих аминогруппу, а в качестве поверхностно-активного вещества используют катионное поверхностно-активное вещество.

6. Способ очистки почвы от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, включающий обработку частиц почвы реагентом в виде водного раствора природного полисахарида и поверхностно-активного вещества с последующим сбором продукта взаимодействия реагента с маслом, отличающийся тем, что первоначально осуществляют сбор почвы с погружением ее в реагент, в качестве природного полисахарида используют микрогели полисахаридов молекулярной массой от 20 000 до 200 000 дальтон и размером частиц от 10 до 1000 нм., при этом общая концентрация микрогелей полисахаридов и поверхностно-активного вещества в водном растворе составляет не менее 0,05 г/л. а соотношение микрогелей полисахаридов к поверхностно-активному веществу находится в диапазоне от 100: 1 до 1 : 100.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что дополнительно до погружения почвы в реагент или в процессе нахождения почвы в реагенте почву измельчают механическим способом, с образованием частиц почвы размером не более 50 мм.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве поверхностно- активного вещества используют анионное поверхностно-активное вещество.

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе пектиновых веществ, содержащих карбоксильную группу, а в качестве поверхностно-активного вещества используют анионное поверхностно-активное вещество.

10. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе хитозана, а в качестве поверхностно-активного вещества используют катионное поверхностно-активное вещество.

1 1. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе пектиновых веществ, содержащих аминогруппу, а в качестве поверхностно-активного вещества используют катионное поверхностно-активное вещество.

12. Способ очистки твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, включающий обработку твердой поверхности реагентом в виде водного раствора природного полисахарида и поверхностно-активного вещества с последующим сбором продукта взаимодействия реагента с маслом, отличающийся тем, что в качестве природного полисахарида используют микрогели полисахаридов молекулярной массой от 20 ООО до 200 000 дальтон и размером частиц от 10 до 1000 нм., при этом общая концентрация микрогелей полисахаридов и поверхностно-активного вещества в водном растворе составляет не менее 0,05 г/л, а соотношение микрогелей полисахаридов к поверхностно-активному веществу находится в диапазоне от 100: 1 до 1 : 100.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве поверхностно- активного вещества используют анионное поверхностно-активное вещество.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе пектиновых веществ, содержащих карбоксильную группу, а в качестве поверхностно-активного вещества используют анионное поверхностно-активное вещество.

15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе хитозана, а в качестве поверхностно-активного вещества используют катионное поверхностно-активное вещество.

16. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в качестве микрогелей полисахаридов используют микрогели на основе пектиновых веществ, содержащих аминогруппу, а в качестве поверхностно-активного вещества используют катионное поверхностно-активное вещество.

Description:
ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ И ТВЕРДЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ МАСЕЛ,

СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Заявляемая группа изобретений относится к области органической химии и может быть использована для очистки почвы от масел, в том числе от нефти, мазута, топлив, углеводородов, жидкого топлива, а также для обработки и сбора нефти, масел, мазута, топлив, углеводородов и других нефтепродуктов с твердых поверхностей, например, с внутренних поверхностей цистерн для хранения нефти или нефтепродуктов, оборудования, применяемого при добыче, переработке, транспортировке нефти, оборудования, применяемого для получения нефтепродуктов, бурового шлама, гравия, песка в хранилищах или с других твердых поверхностей.

Очистка загрязненных нефтью и нефтепродуктами твердых поверхностей и почвы является актуальной задачей, так как множество используемых на практике технологий добычи, переработки, траспортировки масел связаны с появлением подобных поверхностей и загрязненных почв. Примером таких поверхностей являются емкости для хранения и транспортировки нефтепродуктов, промышленное оборудование, входящее в контакт с маслами при осуществлении различных технологических процессов, нефтепромысловое оборудование, загрязненное нефтепродуктами. гравий на железнодорожном полотне, загрязненный песок, почва, грунт, образующиеся при добыче нефти. Традиционные методы очистки включают обработку поверхностно-активными соединениями, окислителями, щелочами отдельно или в комбинации друг с другом. Кроме того, используются высокотемпературные методы, такие как обработка паром или обжиг поверхности. В зависимости от вида поверхности и состава загрязнителя могут использоваться определенные методы или их комбинации. Однако, несмотря на множество известных подходов, задача очистки твердых поверхностей и почвы от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов не может считаться полностью решенной, так как при использовании всех выше перечисленных методов образуются токсичные для окружающей среды отходы, которые необходимо утилизировать.

Известно вещество для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов, включающее мелассу и ПАВ в диапазоне концентрации 10-40 мг/кг почвы, а мелассу вносят до конечной концентрации Сахаров 3-10 г/кг почвы [Патент на изобретение RU2301258, МП C12N1/26, В09С 1/10, 05.04.2005].

Известно вещество для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов в виде сорбента на основе поливинилхлорида, в качестве сорбента берут полистирол, полипропилен, полиэтилен, их сополимеры в любом молекулярном соотношении с полидисперсностью частиц 5-200 мкм. [Заявка на изобретение RU94030825, МПК Е02В 15/04, C02F1 28, 18.08.1994].

В качестве прототипа выбрано вещество для очистки твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов, которое включает водный кислый раствор, содержащий полимер, замещенный аминогруппой, галогенирующий агент и одно или более поверхностно-активное вещество. В качестве полимера, замещенного аминогруппой, предпочтительно используют хитозан, а галогенирующий агент предпочтительно представляет собой раствор гипохлорита натрия [Патент на изобретение US7229952B2. МПК CI 1D3/30, C02F1/52, C02F1/56, Е21 В43/22, 19-Dec-2002].

Недостатком прототипа является использование полисахаридов, которые не обладают поверхностно-активными свойствами, что значительно увеличивает их расход в процессе очистки почвы и твердых поверхностей, а также понижает их маслоотмывающие свойства.

Общими недостатками известных веществ являются высокий расход реагентов в процессе очистки почвы и твердых поверхностей и их низкие маслоотмывающие свойства, невозможность регенерации и повторного использования нефти и нефтепродуктов, удаленных с твердых поверхностей и из почвы, а также повторного использования моющих составов.

Известен способ очистки почвы от нефтяных загрязнений, заключающийся во внесении в почву питательной добавки, включающей мелассу, стимулирующей рост содержащихся в почве нефтеокисляющих микроорганизмов, причем добавка дополнительно содержит ПАВ в диапазоне концентрации 10-40 мг/кг почвы, а мелассу вносят до конечной концентрации Сахаров 3-10 г/кг почвы [Патент на изобретение RU2301258, МПК C12N1/26, В09С 1/10, 05.04.2005].

Известен способ удаления углеводородных материалов из твердого грунта, который включает приготовление водной суспензии из смеси гидрофобного адсорбента, выбранного из вспененных синтетических материалов, и указанного грунта в прису тствии воды, при этом адсорбент имеет плотность меньше, чем плотность воды, перемешивание указанной суспензии и осуществление гравитационного отделения адсорбента от полученной таким образом водной смеси [Патент на изобретение US6153017A. МПК В09С1/02, C10G1/00, 29-Jan-1998].

Известен способ сорбции нефти, нефтепродуктов с поверхностей воды и почвы, включающий напыление сорбента на основе поливинилхлорида с последующим сбором нефти, причем с целью увеличения избирательности и эффективности сорбции, в качестве сорбента используют полистирол, полипропилен, полиэтилен, их сополимеры в любом молекулярном соотношении с полидисперсностью частиц 5-200 мкм. [Заявка на изобретение RU94030825, МПК Е02В15/04, C02F1/28, 18.08.1994].

Общими недостатками известных способов очистки почвы являются высокий расход реагентов в процессе очистки почвы от нефти и их низкие маслоотмывающие свойства, невозможность регенерации и повторного использования нефти и нефтепродуктов, удаленных из почвы, а также самих моющих составов.

Известен способ очистки поверхностей от нефти и нефтепродуктов, включающий обработку поверхностей дисперсным полимеросодержащим композиционным материалом с последующей регенерацией или утилизацией отработанного продукта, в котором в качестве полимера используют латекс натурального каучука или бутадиен-стирольного каучука, нанесенный на инертный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют материал с развитой удельной поверхностью, получаемый вспениванием исходного компонента непосредственно перед нанесением на него полимера, а обработку наполнителя полимером осуществляют при пониженном давлении в диапазоне от 0,9 ат до 1 * 10-4 ат. [Заявка на изобретение RU201 1 108189. МПК Е02В15/04, C02F1/28, С09КЗ/32, B01J20/32, 02.03.201 1].

Известен способ очистки твердых поверхностей от нефтезагрязнений, включающий струйную отмывку твердых поверхностей в потоке моющей жидкости и последующее фазовое разделение загрязненной моющей жидкости, причем в качестве моющей жидкости используют 1-15%-ную водную дисперсию монодисперсных твердых частиц, представляющих собой полистирольные микросферы или минеральные частицы, имеющие размер, выбираемый из интервала 0,2-6,0 мкм, поверхность, модифицированную кремнийорганическим поверхностно-активным веществом, и максимальное двумерное давление 2D пленок, сформированных из них, от 12 до 18 мН/м, причем фазовое разделение загрязненной моющей жидкости осуществляют добавлением водного раствора электролита [Патент на изобретение RU2500490, МПК В08ВЗ/08, 29.06.2012].

Наиболее близким к заявляемым способам является способ очистки твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов путем обработки их присадками, который включает водный кислый раствор, содержащий полимер, замещенный аминогруппой, галогенирующий агент и одно или более поверхностно-активное вещество. В качестве полимера, замещенного аминогруппой, предпочтительно используют хитозан, а галогенирующий агент предпочтительно представляет собой раствор гипохлорита натрия [Патент на изобретение US7229952B2, МПК C 1 1 D3/30, C02F1/52, C02F1/56. Е21 В43/22, 19-Dec-2002]. Способ выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является использование полисахаридов, которые не обладают поверхностно-активными свойствами, что значительно увеличивает их расход в процессе очистки твердых поверхностей от масел, а также понижает их маслоотмыващие свойства.

Общими недостатками известных способов очистки твердых поверхностей являются высокий расход реагентов в процессе очистки твердых поверхностей от масел и их низкие маслоотмывающие свойства, невозможность регенерации и повторного использования нефти и нефтепродуктов, удаленных с твердых поверхностей, а также самих моющих составов.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое вещество - повышение эффективности очистки почвы и твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, с одновременным повышением экологической безопасности процесса очистки почвы и твердых поверхностей от масел и обеспечением возможности повторного использования удаленных из почвы и с твердых поверхностей масел, а также поверхностно-активных веществ.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое вещество - повышение маслоотмывающих свойств, уменьшение удельного расхода реагентов, используемых в процессе очистки почвы и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов, с одновременным повышением экологической безопасности процесса очистки почвы и твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти или нефтепродуктов, и обеспечением возможности повторного использования удаленных из почвы и с твердых поверхностей масел, а также поверхностно-активных веществ.

Сущность заявляемого вещества заключается в следующем.

Вещество для очистки почвы и твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, в виде водного раствора природного полисахарида и поверхностно - активного вещества. В отличие от прототипа, в качестве природного полисахарида используют микрогели полисахаридов молекулярной массой от 20 ООО до

200 000 дальтон и размером частиц от 10 до 1000 нм., при этом общая концентрация микрогелей полисахаридов и поверхностно-активного вещества в водном растворе составляет не менее 0,05 г/л, а соотношение микрогелей полисахаридов к поверхностно- активному веществу находится в диапазоне от 100: 1 до 1 : 100.

Техническая задача, на решение которой направлен заявляемый способ очистки почвы от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов - повышение эффективности очистки почвы от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, с одновременным повышением экологической безопасности процесса очистки почвы от масел и обеспечением возможности повторного использования удаленных из почвы масел, а также поверхностно-активных веществ.

Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый способ очистки почвы от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов - повышение эффективности очистки почвы от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, уменьшение удельного расхода реагентов, используемых в процессе очистки почвы от масел, с одновременным повышением экологической безопасности процесса очистки почвы от масел и обеспечением возможности повторного использования удаленных из почвы масел, а также поверхностно-активных веществ.

Сущность заявляемого способа очистки почвы от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, заключается в следующем.

Способ очистки почвы от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, включает обработку частиц почвы реагентом в виде водного раствора природного полисахарида и поверхностно-активного вещества с последующим сбором продукта взаимодействия реагента с маслом. В отличие от прототипа, первоначально осуществляют сбор почвы с погружением ее в реагент, в качестве природного полисахарида используют микрогели полисахаридов молекулярной массой от 20 000 до 200 000 дальтон и размером частиц от 10 до 1000 нм., при этом общая концентрация микрогелей полисахаридов и поверхностно- активного вещества в водном растворе составляет не менее 0,05 г/л, а соотношение микрогелей полисахаридов к поверхностно-активному веществу находится в диапазоне от 100: 1 до 1 : 100.

Дополнительно до погружения почвы в реагент или в процессе нахождения почвы в реагенте почву могут измельчать, предпочтительно механическим способом, с образованием частиц почвы размером не более 50 мм. До погружения почвы в реагент почву измельчают, например с помощью шнека, дробилки, грохота, мельницы или иных средств для измельчения. В процессе нахождения почвы в реагенте почву измельчают, например с помощью мешалки, шнека, мельницы или иных средств для измельчения.

Техническая задача, на решение которой направлен заявляемый способ очистки твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов - повышение эффективности очистки твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, с одновременным повышением экологической безопасности процесса очистки твердых поверхностей от масел и обеспечением возможности повторного использования удаленных с твердых поверхностей масел, а также поверхностно-активных веществ.

Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый способ очистки твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов - повышение эффективности очистки твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, уменьшение удельного расхода реагентов, используемых в процессе очистки твердых поверхностей от масел, с одновременным повышением экологической безопасности процесса очистки твердых поверхностей от масел и обеспечением возможности повторного использования удаленных с твердых поверхностей масел, а также поверхностно-активных веществ.

Сущность заявляемого способа очистки твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, заключается в следующем.

Способ очистки твердых поверхностей от масел, в том числе от нефти и нефтепродуктов, включает обработку твердой поверхности реагентом в виде водного раствора природного полисахарида и поверхностно-активного вещества с последующим сбором продукта взаимодействия реагента с маслом. В отличие от прототипа, в качестве природного полисахарида используют микрогели полисахаридов молекулярной массой от 20 ООО до 200 ООО дальтон и размером частиц от 10 до 1000 нм., при этом общая концентрация микрогелей полисахаридов и поверхностно-активного вещества в водном растворе составляет не менее 0,05 г/л, а соотношение микрогелей полисахаридов к поверхностно-активному веществу находится в диапазоне от 100: 1 до 1 : 100.

Далее представлены признаки, общие для каждого из заявляемых объектов.

Микрогели полисахаридов представляют собой разветвлённые полимерные коллоидные частицы с диаметром 0,01 - 1 мкм, которые способны набухать в растворителях из-за электростатического или стерического отталкивания между заряженными группами. Они образуются в результате направленной полимеризации мономеров или рН-инициированной нейтрализации растворов синтетических или природных полимеров, несущих карбоксильные или аминогруппы. К микрогелям полисахаридов, используемым в данной группе изобретений, могут относиться коллоидные растворы природных полисахаридов: низкозамещенная (<40%) карбоксиметилцеллюлоза и ее соли с алифатическими аминами (бутиламин, бензиламин. этилендиамин. гексаметилендиамин); хитозан со степенью деацетилирования 90-97%; пектиновые вещества, содержащие карбоксильные и/или аминогруппы, с остаточным количеством метокси групп < 25%, а также другие микрогели полисахаридов. Молекулярная масса продуктов может варьироваться в пределах от 20 тыс. до 200 тыс. Д. при этом высокомолекулярные (более 200 тыс. Д) и низкомолекулярные (менее 20 тыс. Д) производные полисахаридов не применимы для заявляемых изобретений. Для получения более устойчивых в течение длительного времени микрогелей полисахаридов применяют химическую сшивку полимерных цепей полисахаридов с помощью ангидридов и активированных эфиров дикарбоновых кислот, диизоцианидов, диизоцианатов и других сшивающих агентов. Диаметр химически сшитых частиц микрогеля полисахаридов варьируют предпочтительно в пределах 50-600 нм. Микрогели полисахаридов, используемые в данной группе изобретений, могут быть получены путем физической ассоциации или химической сшивки. Опытные данные показывают, что минимальная концентрация микрогелей полисахаридов в водном растворе должна быть не менее 0,025 г/л, предпочтительно не менее 0,1 г/л. При этом использование более концентрированных растворов обеспечивает более выраженный эффект, однако приводит к большему расходу реагента. Предпочтительно концентрация микрогелей полисахаридов в водном растворе составляет менее 10 г/л, что обусловлено увеличением вязкости рабочих растворов, которая негативно влияет на проникновение раствора в поры материала и, таким образом, понижает его моющую способность.

Известно, что микрогели полисахаридов имеют выраженное сродство к межфазным поверхностям, что является основой для их практического применения. Они образуют монослои на поверхности твердых тел, таких как частицы почвы, металлы, силикаты, пластмассы и других материалов, а также способны капсулировать органические растворители (бензол, толуол, хлоруглеводороды), нефть, нефтепродукты, растительные масла.

В качестве поверхностно-активных веществ в заявляемой группе изобретений могут быть использованы различные (используемые в промышленности) неионогенные. анионные и катионные поверхностно-активные вещества. Используемые поверхностно- активные вещества подбирают таким образом, чтобы при взаимодействии с микрогелями полисахаридов не образовывалось нерастворимых в воде осадков. В сочетании с микрогелями на основе карбоксиметилцеллюлозы и микрогелями на основе пектиновых веществ, содержащих карбоксильную группу, предпочтительно используют анионные поверхностно-активные вещества, а в сочетании с микрогелями на основе хитозана и микрогелями на основе пектиновых веществ, содержащих аминогруппу - катионные поверхностно-активные вещества. Минимальная концентрация поверхностно-активного вещества в рабочем растворе должна обеспечивать эффективное снижение поверхностного натяжения на границе раздела фаз на обрабатываемой поверхности или частице почвы. Опытные данные показывают, что для большинства поверхностно- активных веществ этот эффект достигается при концентрации в растворе не менее 0,025 г/л., при этом предпочтительно концентрация поверхностно-активных веществ в водном растворе составляет не менее 0, 1 г/л. Предпочтительно концентрация поверхностно- активных веществ в водном растворе составляет менее 50 г/л, что обусловлено тем, что использование более концентрированных растворов приводит к неоправданно высокому расходу поверхностно-активных веществ.

В качестве поверхностно - активных веществ могут быть использованы лаурилсульфат натрия и другие сульфированные жирные спирты, стеарат натрия и другие соли жирных кислот, цетилпиридиний хлорид и другие четвертичные соли, оксиэтилированные спирты, сахара и фенолы.

Предпочтительно общая концентрация микрогелей полисахаридов и поверхностно- активного вещества в водном растворе составляет не менее 0,2 г/л, что повышает эффективность очистки от масел.

Соотношение микрогелей полисахаридов и поверхностно-активных веществ в растворе должно находиться в диапазоне от 100: 1 до 1 : 100. Нижняя граница соотношения микрогелей полисахаридов и поверхностно-активных веществ обусловлена тем, что избыток микрогеля приводит к снижению подвижности капель масла, что в свою очередь приводит к невозможности их извлечения из пористых тел, например таких как частицы почвы. Верхняя граница соотношения микрогелей полисахаридов и поверхностно- активных веществ обусловлена тем, что избыток поверхностно-активного вещества приводит к выраженному эффекту вторичного загрязнения твердой поверхности или частиц почвы. Предпочтительно соотношение микрогелей полисахаридов и поверхностно- активных веществ в растворе находится в диапазоне от 10: 1 до 1 : 10.

Применение микрогелей полисахаридов позволяет свести к минимуму вторичное осаждение масел на поверхности за счет гидрофилизации поверхности и капсулирования капель масла. Гидрофилизация поверхности достигается образованием монослоя частиц микрогелей полисахаридов на очищаемой поверхности. В свою очередь, капсулирование капель масел происходит за счет осаждения микрогеля полисахаридов на границе раздела фаз масло-вода. Эти эффекты позволяют повысить маслоотмывающие свойства реагента и снизить расход поверхностно-активных веществ.

Смесь микрогелей полисахаридов с поверхностно-активным веществом образует устойчивую пену, что обеспечивает возможность ее нанесения на обрабатываемую твердую поверхность или поверхность частиц почвы. При растекании раствора по поверхности происходит вымывание капель масла при одновременной гидрофилизации поверхности. Таким образом, использование смеси микрогеля полисахаридов и поверхностно-активного вещества позволяет получить синергетический эффект. Поверхностно-активные вещества проявляют высокое сродство к поверхности раздела фаз и снижают поверхностное натяжение на границе вода-масло, в тоже время микрогели полисахаридов имеют высокое сродство к маслам, формируя вязкую пленку на их поверхности. Вместе эти эффекты приводят к формированию устойчивых капель масла, которые отделяются от твердых поверхностей и поверхностей частиц почвы. Использование микрогелей полисахаридов и поверхностно-активных веществ по отдельности является менее эффективным, так как нанесение микрогелей полисахаридов приводит к формированию пленок, снижающих подвижность капель масла, особенно в пористых субстратах. В тоже время, применение поверхностно-активных веществ без микрогелей полисахаридов приводит к их повышенному расходу из-за вторичного осаждения масла на субстрате.

При этом повышение маслоотмыващих свойств реагента, используемого для очистки почвы и твердых поверхностей от масла, и уменьшение их удельного расхода позволяет повысить эффективности очистки почвы и твердых поверхностей от масла, в том числе от нефти и нефтепродуктов.

Во всех заявляемых способах реагенты наносятся на поверхность частиц почвы или твердые поверхности в виде раствора или пены вручную или при помощи специального устройства (брандспойт, распылитель). Капли масла всплывают на поверхность раствора и уносятся его потоком. Разделение масляной эмульсии и воды осуществляется с помощью любого известного метода, например, отстаиванием или центрифугированием. Регенерация масла осуществляется разрушением эмульсии при добавлении противоположного по знаку полимера, например, полиаминов в случае микрогелей, содержащих карбоксильную группу, или поликислот в случае микрогелей, содержащих аминогруппу. В некоторых случаях осаждение достигается добавлением противоположных по знаку поликатионов, таких как соли алюминия или кальция. После разрушения эмульсии масляную фазу отделяют отстаиванием, центрифугированием или механическим отжимом пленок геля, в зависимости от соотношения реагент-масло в эмульсии. Таким образом, при использовании заявляемых изобретений для очистки почвы и твердых поверхностей от масел, в том числе нефти или нефтепродуктов, обеспечивается возможность повторного использования удаленных из почвы и с твердых поверхностей поверхностно-активных веществ и масел, что повышает экологическую безопасность процесса очистки почвы и твердых поверхностей от масел.

Сравнение заявляемого вещества с известным позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

Сравнение заявляемых способов с известными позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых решений критерию «новизна».

Ни микрогели полисахаридов, ни их смеси с поверхностно-активными веществами ранее не применялись для очистки твердых поверхностей и почвы от масел. Использование поверхностно-активных веществ в сочетании с микрогелями полисахаридов позволяет повысить эффективность очистки за счет одновременной гидрофобизации поверхности и перевода масла в капсулированное состояние.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию «изобретательский уровень».

Заявляемое вещество может быть произведено в реальных условиях с помощью известных средств и операций. Заявляемые способы осуществимы в реальных условиях, с использованием известных материалов и веществ. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых объектов критерию «промышленная применимость».

Заявляемое вещество и заявляемые способы характеризуются следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. (по изобретению)

Удаление мазута с поверхности стальной емкости с помощью раствора, содержащего смесь физически ассоциированного микрогеля на основе хитозана и катионного ПАВ.

Хитозан ( 1 г) со степенью деацетилирования 95% и молекулярным весом от 60 до 100 тыс. Д растворяют в 1 л 0.01 М соляной кислоты. К этому раствору добавляют раствор гидроксида натрия 0.05 М до рН 7.5. К полученной суспензии микрогеля хитозана добавляют катионный ПАВ - цетилпиридиний хлорид (5 г/л) и полученный раствор используют для удаления мазута с внутренней поверхности стальной емкости. Стальная емкость объемом 25 л используется для хранения нефтепродуктов.

В стальную емкость заливают 0.5 л полученного раствора и интенсивно перемешивают. При этом наблюдается образование монослоя частиц микрогелей полисахаридов на очищаемой поверхности и последующее осаждение микрогеля полисахаридов на границе раздела фаз масло-вода, а капли масла всплывают на поверхность раствора и уносятся его потоком. Для регенерации масляной эмульсии к ней добавляют 5% раствор полиакриловой кислоты, образовавшийся осадок отфильтровывают и отжимают на механическом прессе для извлечения мазута, при этом в емкости остается водный раствор поверхностно-активного вещества. Эффективность извлечения мазута (отношение количества полученного продукта к исходному продукту, нанесенного на твердую поверхность) при этом составила 98%.

Пример 2. (по изобретению)

Ликвидация разлива сырой нефти на поверхность почвы с помощью раствора физически ассоциированного микрогеля на основе солей карбоксиметилцеллюлозы и анионного ПАВ.

Натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (20 г) со степенью замещения по карбоксиметильным группам в пределах 25-30 % и молекулярным весом от 30 до 50 тыс Д растворяют в 1 л воды. К этому раствору добавляют концентрированный раствор соляной кислоты до кислой рН = 3-4 реакции. Полученный раствор микрогеля карбоксиметилцеллюлозы с концентрацией 2% масс разбавляют водой в десять раз, добавляют 50 г анионного ПАВ - лаурилсульфата натрия и используют для очистки почвы от нефти. Для этого снятую с поверхности почву измельчают до размера менее 5 мм и заливают полученным раствором, предварительно нагретым до 80°С. При этом наблюдается образование монослоя частиц микрогелей полисахаридов на очищаемой поверхности и последующее осаждение микрогеля полисахаридов на границе раздела фаз масло-вода. Капли масла всплывают на поверхность раствора. Далее верхний слой раствора с каплями масла сливают и отправляют на регенерацию. Для регенерации масляной эмульсии к ней добавляют 5% раствор полигексаметиленгуанидина, образовавшийся осадок отфильтровывают и отжимают на механическом прессе для извлечения нефти. Эффективность извлечения нефти при этом составила 72%. Оставшийся раствор поверхностно-активного вещества может быть использован повторно.

Пример 3. (по изобретению)

Удаление толуола с поверхности песка с помощью раствора химически-связанного микрогеля на основе пектина и неионогенного ПАВ.

Пектин (5 г) со степенью метоксилирования 1 -5 % и молекулярным весом от 40 до

100 тыс Д растворяют в 1 л раствора гидроксида натрия (2т/ п). К этому раствору добавляют 2 г гидрохлорида бензиламина и 200 мг диизоцианопропилпиперазина. После полного растворения этих реагентов к раствору добавляют 3 мл формалина и оставляют на 2 ч при интенсивном перемешивании. Полученный раствор с концентрацией 0.5% подкисляют до рН 7 и добавляют 15 г неионогенного ПАВ - оксиэтилированного фенола

Игепал СО 520, полученный раствор используют для очистки песка от толуола. Для этого загрязненный толуолом песок заливают полученным раствором, выдерживают 5 мин при интенсивном перемешивании, отфильтровывают и отправляют на регенерацию. При этом в процессе перемешивания наблюдается образование монослоя частиц микрогелеля полисахаридов на очищаемой поверхности и последующее осаждение микрогеля полисахаридов на границе раздела фаз масло-вода. Капли масла всплывают на поверхность раствора, после чего их удаляют с поверхности мелкоячеистым ситом. Для регенерации масляной эмульсии к ней добавляют 1% раствор хлорида кальция, образовавшийся осадок отфильтровывают и отжимают на механическом прессе для извлечения толуола. Эффективность извлечения толуола составила 88%. Оставшийся раствор поверхностно-активного вещества может быть использован повторно.

Пример 4. (по изобретению)

Удаление дизельного топлива на основе рапсового масла с поверхности почвы с помощью раствора физически ассоциированного микрогеля на основе пектина и анионного ПАВ.

Гидразид пектина (20 г) со степенью замещения 25-40 % и молекулярным весом от

40 до 100 тыс Д растворяют в 1 л раствора гидроксида натрия (5г/л). К этом) раствору добавляют 2 г анионного ПАВ - стеарата натрия, полученный в результате раствор используют для очистки почвы от дизельного топлива на основе рапсового масла. Для этого снятую с поверхности почву измельчают до размера менее 5 мм и заливают полученным раствором при комнатной температуре, выдерживают 20 мин при интенсивном перемешивании, отфильтровывают и отправляют на регенерацию. При этом в процессе перемешивания наблюдается образование монослоя частиц микрогеля полисахарида на очищаемой поверхности и последующее осаждение микрогеля полисахаридов на границе раздела фаз масло-вода. Капли масла всплывают на поверхность раствора и собираются для последующей регенерации. Для регенерации масляной эмульсии к ней добавляют 1% раствор хлорида кальция, образовавшийся осадок отфильтровывают и отжимают на механическом прессе для и звлечения ди зельного топлива. Эффективность извлечения топлива составила 82%. Оставшийся раствор поверхностно-активного вещества может быть использован повторно.

Заявляемая группа изобретений позволяет достичь повышения эффективности очистки твердых поверхностей или почвы от масел, в том числе нефти и нефтепродуктов. уменьшения удельного расхода реагентов с одновременным повышением экологической безопасности процесса очистки твердых поверхностей или почвы от масел и обеспечением возможности повторного использования удаленных из почвы и с твердых поверхностей масел, а также поверхностно-активных веществ.




 
Previous Patent: LITHIUM-ION CELL

Next Patent: SUTURING APPARATUS