Научно-технический журнал

«Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе»

ISSN 2411-7013

Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе
Новый магнитоуправляемый углеродсодержащий сорбционный материал для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов с поверхности водных объектов

УДК: 661.18
DOI: 10.33285/2411-7013-2022-1(304)-22-28

Авторы:

СТАРОСТИНА ИРИНА ВИКТОРОВНА1,
ПОРОЖНЮК ЛЮДМИЛА АЛЕКСЕЕВНА1,
МАКРИДИНА ЮЛИЯ ЛЕОНИДОВНА1,
ПИСКЛОВ МИХАИЛ АНАТОЛЬЕВИЧ1,
ЛУШНИКОВ АРТЕМ СЕРГЕЕВИЧ1
1 БГТУ им. В.Г. Шухова, г. Белгород, Россия

Ключевые слова: нефть и нефтепродукты, магнитоуправляемый углеродсодержащий сорбционный материал, отработанный кизельгуровый шлам, магнетит, термическая модификация, углеродный слой, гидрофобность, олеофильность, нефтеемкость, плавучесть

Аннотация:

Разработан новый магнитоуправляемый нефтесорбент в результате термической обработки при температуре 450 ºС сырьевой смеси, состоящей из кизельгурового шлама, образующегося в технологии производства рафинированных растительных масел на стадии винтеризации, и ферромагнитной составляющей – железорудного концентрата, получаемого обогащением железной руды, в количестве от 10 до 30 %. Установлено, что магнитные свойства полученных нефтесорбентов сохраняются после термической обработки, что обусловлено частичным окислением при температуре 450 °С магнетита до маггемита (γ-Fe2O3), обладающего также магнитными свойствами. Изучены основные свойства полученных магнитоуправляемых углеродсодержащих нефтесорбентов – нефтеемкость составила 3,05 г/г при содержании магнетита 10 %. Показано, что сорбционные материалы с различным содержанием магнетита обладают гидрофобностью и олеофильностью, что обусловлено наличием на углеродной поверхности сорбентов сложных эфиров или лактона, входящих в состав растительных восков и воскоподобных веществ кизельгурового шлама. В нефтенасыщенном состоянии полученные нефтесорбенты обладают высокой плавучестью – остаются на поверхности воды до 120 ч, что обеспечивает резерв времени для ликвидации разлива нефтепродуктов и сбора нефтенасыщенных сорбционных материалов.

Список литературы:

1. Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 528 с.
2. Харченко В.С. О международном сотрудничестве в борьбе с аварийными разливами нефти в мировом океане // Экология и пром-сть России. – 2017. – Т. 21, № 10. – С. 62–67. – DOI: 10.18412/1816-0395-2017-10-62-67
3. Ликвидация разливов нефти биоразлагающими сорбентами. – URL: https://terra-ecology.ru/likvidacija-razlivov-nefti-biorazlag (дата обращения 02.10.2019 г.).
4. Кулепанов В.Н. Очистка морских прибрежных акваторий от нефтяного загрязнения с помощью водорослей-макрофитов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2016. – № 3. – С. 17–22.
5. Матишов Г.Г., Инжебейкин Ю.И., Савицкий Р.М. Воздействие на среду и биоту аварийного разлива нефтепродуктов в Керченском проливе в ноябре 2007 г. // Водные ресурсы. – 2013. – Т. 40, № 3. – С. 259–273. – DOI: 10.7868/S0321059613020041
6. Овчаров С.Н., Долгих О.Г., Овчаров Д.С. Адсорбционные технологии и средства ликвидации нефтяного загрязнения воды // Вестн. Северо-Кавказского федер. ун-та. – 2013. – № 3(36). – С. 69–74.
7. Сироткина Е.Е., Новоселова Л.Ю. Материалы для адсорбционной очистки воды от нефти и нефтепродуктов // Химия в интересах устойчивого развития. – 2005. – Т. 13, № 3. – С. 359–377.
8. Телегин Л.Г., Ким Б.И., Зоненко В.И. Охрана окружающей среды при сооружении и эксплуатации газонефтепроводов. – М.: Недра, 1988. – 188 с.
9. Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И., Удаление нефтепродуктов с водной поверхности и грунта. – М.: Ин-т компьютер. исслед.; Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2006. – 526 с.
10. Комплексная переработка торфа месторождения Есмоновский Мох с получением наукоемкой продукции / И.И. Лиштван, В.М. Дударчик, В.М. Крайко [и др.] // Изв. Нац. акад. Беларуси. Сер. химических наук. – 2020. – Т. 56, № 1. – С. 96–104. – DOI: 10.29235/1561-8331-2020-56-1-96-104
11. Губкина Т.Г., Белявский А.Т., Маслобоев В.А. Способы получения гидрофобных сорбентов нефти модификацией поверхности вермикулита органосилоксанами // Вестн. МГТУ. Тр. Мурманского гос. техн. ун-та. – 2011. – Т. 14, № 4. – С. 767–773.
12. Обуздина М.В., Руш Е.А., Шалунц Л.В. Решение экологических проблем очистки сточных вод путем создания сорбента на основе цеолита // Экология и пром-сть России. – 2017. – Т. 21, № 8. – С. 20–25. – DOI: 10.18412/1816-0395-2017-8-20-25
13. Использование пеностекла и полимерных материалов в качестве эффективных нефтесорбентов / В.Е. Коган, П.В. Згонник, Д.О. Ковина, В.А. Черняев // Стекло и керамика. – 2013. – № 12. – С. 3–7.
14. Шмоткина А.Н., Шайхиев И.Г., Санатуллова З.Т. Исследование утиного пуха для удаления нефти и масел с твердой и водной поверхности // Вестн. Технолог. ун-та. – 2017. – Т. 20, № 3. – С. 190–193.
15. Свергузова С.В., Бомба И.В., Воронина Ю.С. Очистка маслосодержащих эмульсий листовым опадом вишни и рябины // Chemical Bulletin. – 2018. – Т. 1, № 4. – С. 4–10.
16. Гречина А.С., Степанова С.В., Шайхиев И.Г. Ликвидация разливов нефти на водных объектах соломой гречихи // Экологические проблемы нефтедобычи – 2018: материалы VII Междунар. конф. с элементами науч. шк. для молодежи, Уфа, 21 дек. 2018 г. – Уфа: Нефтегазовое дело, 2018. – С. 113–115.
17. Шайхиев И.Г., Низамов Р.Х., Степанова С.В. Отходы от переработки шерсти для очистки водных акваторий от нефти // Экспозиция Нефть Газ. – 2010. – № 4(10). – С. 11–14.
18. Очистка нефтесодержащих сточных вод магнитосорбентами на основе ферритизированного гальваношлама / И.В. Долбня, Е.А. Татаринцева, И.Г. Шайхиев [и др.] // Вестн. Технолог. ун-та. – 2016. – Т. 19, № 23. – С. 154–156.
19. Применение твердого остатка пиролиза для сорбции нефти с поверхности воды / А.А. Мухутдинов, Г.В. Минхайдарова, Э.А. Мухутдинов, А.А. Акмаева // Экология и пром-сть России. – 2007. – № 12. – С. 40–41.
20. Использование отходов растительного происхождения в качестве сорбентов нефти / С.В. Степанова, P.Х. Низамов, И.Г. Шайхиев, С.В. Фридланд // Безопасность жизнедеятельности. – 2010. – № 4(112). – С. 28–31.
21. Annunciado T.R., Sydenstricker T.H.D., Amico S.C. Experimental investigation of various vegetable fibers as sorbent materials for oil spills // Marine Pollution Bulletin. – 2005. – Vol. 50, Issue 11. – P. 1340–1346. – DOI: 10.1016/j.marpolbul. 2005.04.043
22. Mažeikienė A., Švedienė S. Experimental investigation of the plant sorbents in comparison with Fibroil usable for runoff cleaning from petroleum products // Ekologija. – 2014. – Vol. 60, No 2. – P. 19–26. – DOI: 10.6001/ekologija.v60i2.2911
23. Отходы переработки льна в качестве сорбентов нефтепродуктов. 2. Влияние химической обработки на гидрофобность и нефтепоглощение / И.Г. Шайхиев, С.В. Степанова, С.В. Фридланд, Э.М. Хасаншина // Вестн. Башкирского ун-та. – 2010. – Т. 15, № 3. – С. 607–609.
24. Губин А.С., Суханов П.Т., Кушнир А.А. Извлечение фенолов из водных сред с применением магнитных сорбентов, модифицированных гуминовыми кислотами // Вестн. Московского ун-та. Сер. 2: Химия. – 2019. – Т. 60, № 5. – С. 338–346.
25. Сучилина А.С., Соловьева Л.В. Применение магнитных углеродных нефтесорбентов из отходов угледобычи в арктических условиях // Современные тенденции и инновации в науке и производстве: сб. материалов X Междунар. науч.-практ. конф., Междуреченск, 22 апр. 2021 г. – Кемерево: Кузбасский ГТУ им. Т.Ф. Горбачева, 2021. – С. 170.1–170.6.
26. Рубанов Ю.К., Токач Ю.Е. Удаление разливов нефтепродуктов из прибрежных акваторий магнитными сорбентами // Морские биологические исследования: достижения и перспективы: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, приуроченной к 145-летию Севастопольской станции, Севастополь, 19–24 сент. 2016 г. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2016. – Т. 3. – С. 202–205.
27. Использование отходов металлургического производства для удаления нефтепродуктов с поверхностей воды и почвы / Ю.К. Рубанов, И.В. Старостина, Е.В. Блайдо, М.М. Флорес Ариас // Вестн. Белгород. гос. технолог. ун-та им. В.Г. Шухова. – 2009. – № 4. – С. 126–127.
28. Temperature Modification of Diatomite Sludge of Oil Extraction Production at Obtaining a Sorbent / I.V. Starostina, Yu.L. Makridina, Zh.A. Sapronova, I.V. Bomba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. BUILDINTECH BIT 2020. Innovations and Technologies in Construction, 8-9 Oct. 2020, Belgorod, Russian Federation. – 2020. – Vol. 945. – DOI: 10.1088/1757-899X/945/1/012078
29. Efficient Carbonaceous Sorbent Based on the Waste Sludge of Oil Extraction Industry for Purifying Wastewater from Petroleum Products / I.V. Starostina, A.E. Nikitina, M.M. Kosukhin, Y.L. Starostina // Int. J. of Engineering and Technology(UAE). – 2018. – Vol. 7, No 2. – С. 266–269. – DOI: 10.14419/ijet. v7i2.23.11928
30. Горшков В.С., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. – М.: Высшая шк., 1981. – 335 с.