CC BY
43
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 1(46), 2018 | ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
71
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 628.620
СОРБЕНТ НА ОСНОВЕ ИЗНОШЕННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
Шыхалиев Карам Сефи
Д. Т.Н.,профессор- академик ЕАЕН. Пофессор Азербайджанского Государственного Универстета Нефти и Про ышленности
Shixaliyev Kerem Sefi
d. t. n ., Professor - academician EANS Professor, Department of "O rganicheskih substances and technology of macromolecular compounds "
Azerbaijan State University of oil and industry. Baku . Azerbaijan
АННОТАЦИЯ
Проблема очистки поверхностных и сточных вод от нефти является одной из кардинальных проблем охраны окружающей среды, поскольку нефть и нефтепродукты наносят колоссальный урон биосфере
Сорбент RH (резиновая пыль)
После применения в Каспийском море показали, что сорбент на основе изношенных шин значительно превосходит по эксплуатационным характеристикам остальные сорбенты.
Его применение для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов значительно целесообразнее в связи с тем, что он плавая и собирая в себя нефть и нефтепродукты образует агломерат. Агломерат способен для плавания на поверхности воды и собирает к себе нефть и нефтепродукты.
Нефтесорбент Rn значительно превосходит по своим характеристикам сорбенты нефтепродуктов из природного сырья других сорбентов, преимуществом которых является исключительно их низкая цена. Одновременно сорбент Rn обладает высокой сорбционной емкостью и скоростью (90-95 кг/мин/кг), степень очистки составляет 99,5-99,8%.
В связи с этим, была исследована возможность использования резиновой крошки, полученной из протекторной части изношенных автомобильных шин, в качестве сорбента для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов
Ключевые слова: Сорбент изношенных автомобильных шин, переработки изношенных шин, очистки поверхности воды,протектор, бутадиен-стирольный каучук, нефть и нефтепродукты, биосферa, экология , агломерат, коэффициент поглощения
SORBENT BASED ON PROCESSINQ OF WORN CAR TYRES FOR CLEANING OF WATER SURFACE FROM OIL AND OIL PRODUCTS
SUMMARY
The problem of cleaning surface and sewage from oil is one of cardinal problems of environmental protection as oil and oil products cause an enormous loss to the biosphere
RP sorbent (rubber dust)
After application in the Caspian Sea showed that the sorbent on the basis of worn-out buses considerably exceeds remaining sorbents on utilization properties.
Its application for cleaning of a water surface from oil and oil products is much more expedient because it floating and collecting in itself oil and oil products forms agglomerate. Agglomerate is capable for float on a water surface and collects to itself oil and oil products.
RP petrosorbent considerably exceeds according to the characteristics sorbents of oil products from natural raw materials of other sorbents which advantage is only their low price. At the same time the sorbent of RP has the high getter capacity and speed (90-95 kg/min.), the level of cleaning makes 99,5-99,8%.
In this regard, the possibility of use of the rubber crumb received from a tire-tread part of worn-out car tires as a sorbent for cleaning of a water surface from oil and oil products was probed
Keywords: A sorbent of worn-out car tires, processings of worn-out buses, cleanings of a water surface, a protector, butadiene - styrene rubber, oil and oil products, the biosphere, ecology, agglomerate
Оценка современного экологического состояния планеты в целом указывает на необходимость безотлагательного решения проблемы охраны окружающей среды.
Известно, что при ликвидации экологического загрязнения при разливах нефти и нефтепродуктов из танкеров и трубопроводов в водоемах, для
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) #1 (46), 2018\ ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
72
очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов используются сорбенты. Однако, все известные сорбенты не обеспечивают необходимой степени очистки и для поглощения нефти и нефтепродуктов требуется большое время.
В последнее время проводятся исследования по использованию резиновой крошки в смеси с другими компонентами в качестве сорбента для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов, однако эти известные сорбенты также не обеспечивают необходимой степени и скорости очистки(1.с41,2.47,3.с65,4.с552)
Резина, являясь эластомерным материалом с уникальным комплексом свойств, представляет собой особо многотоннажный продукт химической технологии, один из конечных продуктов цепочки переработки нефти и газа, который широко используется в различных отраслях промышленности и в быту. Масштабы производства резиновых изделий чрезвычайно велики и также велики масштабы образующихся резиновых отходов(6. с.185)
Экологическая проблема утилизации изношенных автомобильных шин остро стоит в большинстве развитых стран мира, причем ежегодный объем старых шин, подлежащих утилизации, составляет миллионы тон. Учитывая, что полимеры биологически не разлагаемы, они наносят большой экологический вред флоре и фауне. Из-за отсутствия специальных площадей изношенные автомобильные шины, выбрасываются на свалки, вдоль дорог, в водные бассейны и т.д., нанося не только экологический вред, но и являясь причиной возникновения ряда болезней (например, астма, болезни кожи и появление опухолей). При возникновении пожара на свалках, где накапливаются изношенные автомобильные шины, имеющиеся в составе шин, полимеры могут нанести урон экологии, а устранение таких пожаров может обойтись в миллионы долларов. Учитывая все это, переработка изношенных автомобильных шин для получения различных материалов и изделий является самой актуальной на сегодняшний день.
Громадное количество ежегодно производимых в мире автомобильных покрышек и их относительная недолговечность обеспечивают более чем достаточные объемы сырья для переработки. Проблема экономически эффективной переработки изношенных шин и утильных РТИ полностью не решена ни в одной стране, хотя ей уже более полувека.
Резиновые изделия ввиду своего химического строения (трехмерная химическая сетка) долгое время считались в принципе не перерабатываемым и поэтому проблемным материалом. Измельчение отходов резины признается самым простым и рациональным способом переработки, поскольку позволяет максимально сохранить физико-механические и химические свойства материала. В настоящее время изношенные автомобильные покрышки перерабатываются в больших количествах в резиновую крошку или резиновую пыль. Однако, именно конечная стадия использования полученной
крошки и является камнем преткновения экономически эффективного решения проблемы данного рециклинга резиновых отходов.
В связи с этим, нами была исследована возможность использования резиновой крошки, полученной из протекторной части изношенных автомобильных шин, в качестве сорбента для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов
Протекторная часть автомобильных шин изготавливается из протекторной резины на основе смеси бутадиен-стирольного и дивинильного кау-чуков БСК + СКД (70 : 30), содержащей 50 мас. ч. технического углерода.
Проведенные нами исследования показали, что крошка протекторной резины отличается от крошки других шинных резин тем, что благодаря высокой жесткости при дроблении не сворачивается в рулон, а имеет структуру эластичной сетки, поэтому обладает большой адсорбционной поверхностью. Кроме того, перечисленные особенности протекторной резины позволили получить на ее основе не слипающуюся резиновую крошку размером 0,06-0,08 мм, без использования дополнительных материалов и успешно ее использовать.
Важная особенность резиновой крошки, как сорбента - это ее аналогичная нефти плавучесть.
Резиновая крошка протекторной резины, благодаря своей сетчатой структуре, набухает в нефти и обеспечивает ее удержание. В результате на обрабатываемой поверхности образуется агломерат, имеющий более низкую, чем вода, плотность и занимающий существенно меньшую площадь по сравнению с пятном сорбируемой нефти. Этот агломерат легко собирается любым механическим способом, например, с помощью изготовленных из металлической сетки ковшей. Полученный агломерат после максимального отделения нефти может быть использован повторно, а затем для модификации дорожного битума.
В последнее время проводятся исследования по использованию резиновой крошки в смеси с другими компонентами в качестве сорбента для очистки поверхности воды от нефти и нефтепро-дуктов[ 2.с.47,3.с.65)], однако эти известные сорбенты также не обеспечивают необходимой степени и скорости очистки. Экологическая проблема утилизации изношенных автомобильных шин остро стоит в большинстве развитых стран мира, причем ежегодный объем старых шин, подлежащих утилизации, составляет миллионы тон. Протекторная часть автомобильных шин изготавливается из протекторной резины на основе смеси бутадиен-стирольного и дивинильного каучуков БСК + СКД (70 : 30), содержащей 50 мас. ч. технического углерода. Проведенные нами исследования показали, что крошка протекторной резины отличается от крошки других шинных резин тем, что благодаря высокой жесткости при дроблении не сворачивается в рулон, а имеет структуру эластичной сетки, поэтому обладает большой адсорбционной поверхностью. Кроме того, перечисленные особенности
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 1(46), 2018 \
73
протекторной резины позволили получить на ее основе не слипающуюся резиновую крошку размером 0,06-0,08 мм, без использования дополнительных материалов и успешно ее использовать.
Важная особенность резиновой крошки, как сорбента - это ее аналогичная нефти плаву-честь[7.с.31,8.с.131)].
В результате на обрабатываемой поверхности образуется агломерат, имеющий более низкую, чем
вода, плотность и занимающий существенно меньшую площадь по сравнению с пятном сорбируемой нефти. Этот агломерат легко собирается любым механическим способом, например, с помощью изготовленных из металлической сетки ковшей. Полученный агломерат после максимального отделения нефти может быть использован повторно, а затем для модификации дорожного битума.
Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1, 2
Количество Количество Количество по- Коэффициент по- Степень очистки по-
сорбента, г разлитой нефти, г глощенной нефти, г глощения нефти верхности воды нефти и нефтепродуктов, %
0,5 10 2,5 5 25
1,0 10 5,0 5 50
1,5 10 7,5 5 75
2,0 10 10 5 100
Таблица 1 . Степень очистки поверхности воды нефти и нефтопродуктов
Таблица 2. Степень поглошения нефти
Время поглощения нефти сек. Степень поглощения нефти, %
Известный сорбент Предлагаемый сорбент
60 145 -
5 - 350
10 - 420
15 - 500
20 - 500
Как видно из табл. 1и2 резиновая крошка, полученная на основе протекторной части изношенных автомобильных шин, обеспечивает высокую сорбционную способность поглощения нефти (1:5) и быструю (за 15 сек.) сорбцию нефтяного пятна, значительно превосходя как по скорости, так и по
степени поглощения нефти известные сор-бенты.Основные технические характеристики сор-бентаКЩрезиновая пыль)предоставлены в таб.3
Сорбент может также применяться для очистки промышленных сточных вод от нефти и нефтепродуктов.
Таблица3. Технические характеристики сорбентаЯП
Наименование показателя Значение
Массовая емкость поглощения нефтепродуктов, кг/кг Shelltic W 14-20
Насыпная плотность, кг/м3 85
Размер частиц, мм 0,06-0,09
Улавливание и удержание паров и запахов, % 98
Термостойкость, °С 200
рН водной вытяжки 5,5-6,5
Абразивность Отсутствует
Степень очистки промышленных стоков от нефтепродуктов, % 99,1
Степень очистки воды от тяжелых металлов (№, О), % 88,3-99,5
Степень очистки воды от углеводородов, % 99,5-99,6
Степень очистки воды от пестицидов, % 99,4-99,9
После применения в Каспийском море показали, что сорбент на основе изношенных шин значительно превосходит по эксплуатационным характеристикам остальные сорбенты.
Эффективность применения предлагаемого сорбента для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов определяется высокой способно-
стью поглощения нефти и нефтепродуктов, надежностью извлечения набухшей в нефти и нефтепродуктах резиновой крошки, возможностью локализации нефтяного пятна и обеспечением защиты кромки берега.
Сорбент может также применяться для очистки промышленных сточных вод от нефти и нефтепродуктов(таб.4)
74
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) #1 (46), 2018\
Таблица4. Технические характеристики
Наименование показателя Значение
Массовая емкость поглощения нефтепродуктов, кг/кг Shelltic W 14-20
Насыпная плотность, кг/м3 85
Размер частиц, мм 0,06-0,09
Улавливание и удержание паров и запахов, % 98
Термостойкость, °С 200
рН водной вытяжки 5,5-6,5
Абразивность Отсутствует
Степень очистки промышленных стоков от нефтепродуктов, % 99,1
Степень очистки воды от тяжелых металлов ^^ О), % 88,3-99,5
Степень очистки воды от углеводородов, % 99,5-99,6
Степень очистки воды от пестицидов, % 99,4-99,9
Сорбент на основе изношенных шин совре-меннй высокоэффективных экологически чистый гидрофобный материал способный улавливать на своей поверхности нефть и нефтепродукты, масло, дизельное топливо, бензин, толуол, метанол и т.д. Нефтесорбент на основе резиновой пыли практически не смачивается водой и способен задерживать на своей поверхности нефтепродукты в количестве 10-12 раз превышающий собственный вес.
После применения в Каспийском море показали, что сорбент на основе изношенных шин значительно превосходит по эксплуатационным характеристикам остальные сорбенты.
Его применение для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов значительно целесообразнее в связи с тем, что он плавая и собирая в себя нефть и нефтепродукты образует агломерат. Агломерат способен для плавания на поверхности воды и собирает к себе нефть и нефтепродукты.
Нефтесорбент RП значительно превосходит по своим характеристикам сорбенты нефтепродуктов из природного сырья других сорбентов, преимуществом которых является исключительно их низкая цена. Одновременно сорбент RП обладает высокой сорбционной емкостью и скоростью (90-95 кг/мин/кг), степень очистки составляет 99,5-99,8%.
Регенерация сорбента осуществляется отжимом с помощью пресса. Утилизация отработанного сорбента RП (осуществляется) применяется в модификации дорожного нефтяного битума. Нефте-
емкость сорбента Rn составляет 38-42 г/г в зависимости нефтепродукта, что в 2-4 раза выше. Чем у лучших зарубежных сорбентов
Литература
1. Кахраманлы Ю.Н., Мартынова Г.С. Всероссийская конференция «Современные проблемы химической науки и образования», Россия, г.Чебоксары.- 19-20.04.-2012.- С.41
2. Кахраманлы Ю.Н. Азербайджанское нефтяное хозяйство. 2012. № 9, с.47-52
3. Кахраманлы Ю.Н. Вода: химия и экология. № 1. Москва. - 2012, -С.65-70
4. Gagramanly J.N., Khalilov E.N. Proceedings of the International Congress "Natural cataclysms-global problem of the modern civilization'' Geocata-clysm-2011. Istanbul. Turkey. 19-21 september -2011.-P.552-556
5.Кахраманов Ю.Н. Пенополимерные нефтяные сорбенты. Экологические проблемы и их решение. Баку, Элм, -2013,- 315С.
6.«Руководство по строительству дорожных и аэродромных одежд с асфальтбетонным покрытием в Азербайджанской Республике»( Азербайджанско - Германское СП «АзВИРТ» Т00-Баку,-2005.-185.С
7.Шыхалиев К.С.,Абдуллаева М.Я.Сорбент на основе изношенных шин для отчистки поверхности воды от нефти .ЕАСУ научный журнал №4 -2016.-С.31-35
8..Шыхалиев К.С.Композиция на основе битума и резиновой пыли. Резиновая промышлен ность. Москва, -2005, -С. 131-142.
