«Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе»

Изучение процесса сорбции растворенных нефтепродуктов из водных сред углеродсодержащим материалом

УДК: 661.18
DOI: 10.33285/2411-7013-2022-3(306)-60-66

Авторы:

¹ БГТУ им. В.Г. Шухова, Белгород, Россия

Ключевые слова: растворенные нефтепродукты, углеродсодержащий сорбционный материал, кизельгуровый шлам, термическая модификация, изотерма адсорбции, гидрофобность, термодинамические параметры процесса

Аннотация:

Представлены результаты исследований термически модифицированного кизельгурового шлама – отхода маслоэкстракционного производства – в качестве сорбционного материала для извлечения растворенных нефтепродуктов из модельных водных сред. Показано, что максимальная эффективность очистки (90 %) достигается при использовании углеродсодержащего материала, полученного при температуре обработки шлама 450 °C в условиях недостатка кислорода (ТКШ450). В режиме одноступенчатой статической адсорбции на модельных системах, содержащих растворенные нефтепродукты, исследованы сорбционные свойства ТКШ450; сорбционная емкость составила 0,043 моль/г. Построена изотерма адсорбции растворенных нефтепродуктов, рассчитаны константы уравнений Ленгмюра, Фрейндлиха и Дубинина – Радушкевича. Изотерма сорбции растворенных нефтепродуктов наиболее точно описывается уравнением Ленгмюра при коэффициенте корреляции 0,9931. Установлено, что сорбционное взаимодействие носит специфический характер и подтверждается величиной рассчитанной энергии сорбционной связи (15,369 кДж/моль); молекулы нефтепродуктов предположительно сорбируются за счет гидрофобного взаимодействия.

Список литературы:

1. Очистка воды от растворенных нефтепродуктов композитной динамической мембраной с поверхностным слоем из ацетата целлюлозы / Д.Д. Фазуллин, Л.И. Фазуллина, Г.В. Маврин, И.Г. Шайхиев // Вестн. технолог. ун-та. – 2021. – Т. 24, № 3. – С. 45–49.
2. Опасное и вредное воздействие нефти и нефтепродуктов на окружающую среду / А.П. Лапин, А.Н. Новиков, А.В. Глухов, Р.Р. Садыков // Мир транспорта и технологических машин. – 2009. – № 1/24(565). – С. 98–106.
3. Ивановский В.С., Игнатчик В.С., Саркисов С.В. Управление экологической безопасностью и экономической эффективностью систем водоотведения Минобороны России // Изв. Российской акад. ракетных и артиллерийских наук. – 2019. – № 4(109). – С. 52–58.
4. Домрачева В.А., Трусова В.В. Адсорбция нефтепродуктов углеродными сорбентами в динамических условиях // Вестн. ИрГТУ. – 2012. – № 7(66). – С. 135–138.
5. Особенности очистки воды от нефтепродуктов с использованием нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей / Е.В. Веприкова, Е.А. Терещенко, Н.В. Чесноков [и др.] // Журн. Сибирского федер. ун-та. Сер.: Химия. – 2010. – Т. 3, № 3. – С. 285–304.
6. Баринова О.В. Сорбенты для очистки сточных вод от нефтепродуктов (обзор) // Актуальные проблемы военно-научных исслед. – 2020. – № S8(9) – С. 163–175.
7. Влияние температуры обжига отхода водоочистки на сорбционные характеристики по нефтепродуктам / И.Г. Шайхиев, И.Н. Шумкова, С.В. Свергузова, Ж.А. Сапронова // Вестн. РУДН. Сер.: Экология и безопасность жизнедеятельности. – 2019. – Т. 27, № 4. – С. 264–274. – DOI: 10.22363/2313-2310-2019-27-4-264-274
8. Сорбент на основе продуктов пиролиза отходов сахарного тростника / Нгуен Динь Тьиен, А.И. Везенцев, В.А. Перистый, Л.Ф. Перистая // Вестн. технолог. ун-та. – 2019. – Т. 22, № 11. – С. 39–44.
9. Шайхиев И.Г., Денисова Т.Р., Свергузова С.В. Адсорбционная очистка водных объектов от нефти с использованием модифицированных отходов деревообработки. – Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2018. – 139 с.
10. Денисова Т.Р., Шайхиев И.Г., Сиппель И.Я. Применение модифицированных ультразвуком отходов деревообработки в качестве сорбционных материалов нефти // Энерго- и ресурсосберегающие экологически чистые химико-технологические процессы защиты окружающей среды: сб. докл. III Междунар. науч.-техн. конф., 14–15 нояб. 2017 г. – Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2017. – С. 27–31.
11. Применение карбонизованного углеродсодержащего отхода маслоэкстракционного производства для сорбционной очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов / А.Е. Никитина, И.В. Старостина, Е.В. Порожнюк [и др.] // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2018. – № 12. – С. 23–29. – DOI: 10.30713/0132-2222-2018-12-23-29
12. Трусова В.В. Очистка оборотных и сточных вод предприятий от нефтепродуктов сорбентом на основе бурых углей: дис. … канд. техн. наук: 05.23.04. – Иркутск, 2014. – 132 с.
13.Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учеб. пособие для вузов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
14. Фетисов Р.О. Сорбционная очистка сточных вод от СПАВ отходом производства сахарной промышленности – сатурационным осадком: дис. … канд. техн. наук: 03.02.08. – Белгород, 2015. – 145 с.
15. Свегузова 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. Использование отходов металлургического производства для удаления нефтепродуктов с поверхностей воды и почвы / Ю.К. Рубанов, И.В. Старостина, Е.В. Блайдо [и др.] // Вестн. БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2009. – № 4. – С. 126–127.
17. Studying the kinetics mechanism of emulsified petroleum products recovery from waste waters in dynamic conditions / I.V. Starostina, D.O. Polovneva, E.V. Porozhnyuk, R.G. Shevtsova // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2021. – V. 1089. V Int. Scientific and Technical Conf. "Energy Systems" (ICES 2020), Nov. 19-20, 2020, Belgorod, Russia. – DOI: 10.1088/1757-899X/1089/1/012030