книги / Нефтяные сорбенты
..pdfФ .А. Каменщиков, Е.И. Богомольный
НЕФТЯНЫЕ СОРБЕНТЫ
Москва ♦ Ижевск
F.A. Kamenshchikov, Ye.l. Bogomolny
OIL SORBENT PRODUCTS
Moscow ♦ Izhevsk
УДК 536
Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И.
Нефтяные сорбенты. - Москва-Ижевск: Институт компьютерных ис следований. 2003. - 268 с.
Вкниге рассмотрены вопросы происхождения потерь нефти и методов
ееобнаружения на водной поверхности. Освещены вопросы диагностики тру бопроводной системы.
Классифицированы и определены основные свойства нефтяных сорбен тов, изложены требования, предъявляемые к разработке сорбентов и техноло гии их получения. Значительное внимание уделено методам самоочищения и принудительной ликвидации нефтезагрязнений, теоретическим основам сор бционной технологии. Приведены результаты экспериментальных исследова ний сорбентов на основе неорганических материалов, отходов древесины, цел люлозосодержащего и растительного сырья, торфа и сапропеля. Описаны ме тоды получения синтетических сорбентов и биосорбентов.
Книга предназначена для широкого круга специалистов нефтедобывающей отрасли, занимающихся вопросами удаления нефтезагрязиешш. Будет полезна студентам и аспирантам вузов нефтяного профиля и отраслевых институтов.
Kamenshchikov F. A., Bogomolny Ye. I.
Oil Sorbent Products
The book covers the problems of oil loss control and the methods of oil detection on water surface. The issues of pipe system diagnostics are also discussed.
We determine and classify the main properties of oil sorbent products and specify the requirements to be fulfilled in development of sorbents and in sorbent production technology. A special emphasis is made on the methods of water self-purification and forced oil contamination removal, the theoretical grounds of sorption technology are also thoroughly discussed. We give the results of experimental studies of sorbents based on inorganic materials, timber waste, cellulose-containing and vegetable raw materials, peat, and sapropel. The techniques for production of synthetic sorbents and biosorbents are described.
The book is recommended to all oil industry specialists interested in the problems of oil contamination removal. It should also prove useful for students and post graduates of oil colleges and institutes.
ISBN 5-93972-309-8
©Ф.А. Каменщиков, Е.И. Богомольный, 2003
©Институт компьютерных исследований, 2003
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.......................................................................................... |
8 |
В ведение................................................................................................ |
9 |
Глава 1. Нсфтезагрязнения. Диагностика.................................. |
11 |
1.1. Оценка проблемы................................................................... |
11 |
1.2. Методы обнаружения нефтезагрязнений на водной |
|
поверхности.............................................................................. |
19 |
1.3. Диагностика трубопроводной системы............................. |
24 |
Глава 2. Методы ликвидации загрязнений |
|
с водной поверхности.................................................................. |
28 |
2.1.Классификация методов удаления нефтезагрязнений 28
2.2.Методы ликвидации нефтезагрязнений с водной
поверхности............................................................................. |
28 |
2.2.1. Самоочищение.............................................................. |
28 |
2.2.2. Принудительная ликвидация нефтезагрязнений 33 |
|
Глава 3. Основы сорбционной технологии................................. |
63 |
3.1. Основные понятия................................................................. |
63 |
3.2. Кинетика и динамика сорбции из водных растворов.. 74 |
|
Глава 4. Классификация нефтяных сорбентов......................... |
77 |
4.1. Требования, предъявляемые к разработке сорбентов, |
|
и технологии их получения................................................. |
77 |
4.2. Методы определения основных свойств сорбентов...... |
78 |
4.3. Оценка эффективности сорбентов.................................... |
83 |
4.4. Классификация нефтяных сорбентов.............................. |
86 |
4.5. Влияние физико-химических свойств нефти |
|
на поглотительную способность сорбентов..................... |
92 |
Глава 5. Сорбенты............................................................................ |
101 |
5.1. Неорганические сорбенты................................................... |
101 |
5.1.1. Углеродные сорбенты................................................. |
101 |
5.1.2. Неуглеродные сорбенты............................................. |
106 |
5.2. Целлюлозосодержащие сорбенты..................................... |
129 |
5.2.1. Сорбенты на основе отходов целлюлозного |
|
производства................................................................. |
129 |
5.2.2. Сорбенты на основе отходов древесины............. |
134 |
5.2.3. Сорбенты на основе целлюлозосодержащих |
|
материалов..................................................................... |
139 |
5.3. Сорбенты на основе торфа и сапропеля......................... |
143 |
5.3.1. Сорбенты на основе торфа........................................ |
143 |
5.3.2. Сорбенты на основе сапропеля................................ |
155 |
5.4. Сорбенты на основе сырья растительного |
|
и животного происхождения.............................................. |
161 |
5.4.1. Растительные сырье и отходы его переработки |
161 |
5.4.2. Сорбенты на основе животного сырья.................. |
166 |
5.5. Синтетические сорбенты..................................................... |
172 |
5.6. Биосорбенты........................................................................... |
190 |
Глава 6. Промышленно выпускаемые сорбенты..................... |
205 |
6.1. Рекламные иллюзии и реальные перспективы |
|
применения нефтяных сорбентов..................................... |
205 |
6.2. Промышленно выпускаемые сорбенты........................... |
211 |
Техническая характеристика некоторых видов |
|
сорбентов, производимых в России................................. |
214 |
Заключение...................................................................................... |
221 |
Приложение 1. Предметный указатель..................................... |
224 |
Приложение 2. |
Экологические термины и понятия............. |
227 |
Приложение 3. |
Часто встречающиеся в экологических |
|
текстах английские термины, выражения |
|
|
и сокращения................................................................................ |
248 |
|
Список литературы......................................................................... |
253 |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Инженерная экология как комплексная научно-техничес кая дисциплина несет ответственность за организацию разум ной деятельности человека в контексте соизмеримости разно образных аспектов этой деятельности с потенциальными воз можностями биосферы и человеческого разума. С этой точки зрения доминирующая роль в обеспечении экологической чис тоты водных акваторий принадлежит инженерно-прикладным вопросам обезвреживания нефтезагрязнений, являющихся ре зультатом жизнедеятельности человеческого сообщест ва.
В этой связи перед авторами стояла задача обобщения и систематизации обширного материала, наработанного инжене- рами-практиками и учеными, занимающимися проблемой сор бционной очистки загрязненной нефтепродуктами водной по верхности.
Авторы ни в коей мере не претендовали на полноту разра ботки данной тематики, однако предполагали, что она будет полезна широкому кругу читателей. Понимая возможные упу щения существующей в практике многочисленной норматив но-технической документации, авторы будут признательны всем за любые критические замечания, пожелания и предложения, способствующие улучшению настоящего пособия.
Пособие рассчитано на студентов втузов, преподавателей и научных работников, специализирующихся в разработках на стыке специальных технических наук и экологии, а также ин- женеров-практиков различных специальностей.
А вт оры
ВВЕДЕНИЕ
Увеличивающиеся масштабы производства и повышение тре бований к качеству воды диктуют поиск все более эффективных способов удаления загрязнений из природных, попутно-добыва- емых и сточных вод производств различного назначения и, прежде всего, нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего комплек са, возврата очищенных стоков для повторного их использова ния. Нефтяное загрязнение отличается от других антропоген ных воздействий тем, что оно дает не постоянную, а «залповую» нагрузку на среду, вызывая ее быструю ответную реакцию. При оценке последствий такого загрязнения не всегда можно одно значно судить о возможности возврата экосистемы к ее устойчи вому состоянию. Во всех мероприятиях, связанных с ликвидаци ей загрязнения, с восстановлением экосистемы, необходимо ис ходить из главного принципа: не нанести экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении [78]. Среди методов, успешно применяющихся для решения этой задачи, сорбционная очистка воды является одним из наиболее эффек тивных способов. К преимуществам сорбционного метода мож но отнести: возможность удаления загрязнений чрезвычайно широкой природы практически до любой остаточной концент рации независимо от их химической устойчивости, отсутствие вторичных загрязнений и управляемость процессом.
Под сорбционной очисткой воды обычно подразумевается сорбция вещества на поверхности или в объеме твердого мате риала. Любое тело в пространстве ограничено поверхностью, и, следовательно, вещество его потенциально является сорбентом. Однако в практике очистки воды используются лишь сорбенты с развитой или специфической поверхностью, применение ко торых значительно эффективнее.
История применения сорбентов неразрывно связана с мик ропористыми углеродными материалами —активными углями.
Дальнейшие тенденции развития технологий сорбционной очи стки воды определяются все возрастающим ассортиментом и количеством естественных минеральных и органических ве ществ, созданием новых синтетических сорбентов и, особенно, сорбентов с иммобилизированными углеводородокисляющими микроорганизмами - биосорбеитов.
Авторы книги выражают огромную признательность и бла годарность всем ученым и исследователям, чьи публикации в той или иной мере использованы при изучении и описании процессов сорбционной очистки водных поверхностей от не фтяных загрязнений. Это прежде всего В.Ж.Аренс, О.М. Гри дин, И.И. Мазур, Н.М. Ануфриева, М.М. Дубинин, Н.А. Кирее ва, А.Д. Смирнов, Е.В. Минаев, Ю.И. Тарасевич, В.М. Бембель, Г.А. Сафонов, А.А. Берлин, А.М. Когановский, Р.Н. Хлесткий.
Авторы благодарны всем за оказанную помощь и содей ствие и выражают надежду, что книга окажется полезной.