Очистка различных поверхностей от нефтяных загрязнений

1. ОЧИСТКА РАЗЛИЧНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Казахский Национальный университет им. аль-Фараби
Факультет химии и химической технологии
Кафедра аналитической, коллоидной химии и технологии редких
элементов
ОЧИСТКА РАЗЛИЧНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТ
НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Выполнила: Расылхан А.Е.
Научный руководитель: д.х.н.,
профессор Омарова К.И.
Алматы 2014

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Цель работы – разработка композиционных
систем на основе высоко- и низкомолекулярных
ПАВ для очистки различных поверхностей.
Задачи исследования:
Изучение поверхностной активности
композиционных систем на границах раздела
вода/воздух и вода/масло
Выявление закономерностей моющего действия
композиционных систем на твердые поверхности
Оценка закономерностей действия магнитных
жидкостей в процессе очистки поверхности воды
от нефти.

3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Объекты исследования: нефть, месторождения Новый
Узень (Жанаозен), поверхностно - активные вещества
(ПАВ) – сульфанол, ОП-10, водорастворимый полимер полиэтиленполиамин (ПЭПА) и композиционные
системы на их основе, магнетит.
Методы исследования:
Сталагмометрический метод определения
поверхностного натяжения
Определение содержания воды в нефтепродукте
методом Дина – Старка
Метод удаления нефтепродуктов с поверхности воды с
помощью магнитной жидкости
Метод очистки твердой поверхности от нефтяных
загрязнений.

4. Изотермы поверхностного натяжения водных растворов сульфанола (1) и ПЭПА (2)

ИЗОТЕРМЫ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ВОДНЫХ
РАСТВОРОВ СУЛЬФАНОЛА (1) И ПЭПА (2)
1
2
σ,
мДж/м2
70
60
50
40
30
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Сульфанол (1); ПЭПА (2)
С, %

5. Изотермы поверхностного натяжения композиционных систем на основе сульфанола и ПЭПА

ИЗОТЕРМЫ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
КОМПОЗИЦИОННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ
СУЛЬФАНОЛА И
ПЭПА
σ,
2
мДж/м27,0
2
1
26,9
26,8
26,7
26,6
26,5
26,4
26,3
26,2
26,1
26,0
25,9
1:1
1:2
1:3
1:4
1:5
n
Сульфанол + ПЭПА (1); ПЭПА + сульфанол (2)

6. \ Изотермы поверхностного натяжения на границе раздела вода/масло

ИЗОТЕРМЫ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА
ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ВОДА/МАСЛО
σ,
мДж/м217
1
2
16
15
14
13
12
11
10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
С, %
Сульфанол 1% (1); сульфанол + ПЭПА (2)

7. Кинетика смещения нефтяного слоя под действием водных растворов индивидуальных компонентов

КИНЕТИКА СМЕЩЕНИЯ НЕФТЯНОГО СЛОЯ ПОД
ДЕЙСТВИЕМ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ
КОМПОНЕНТОВ
l·103,
1
2
3
м
20
15
10
5
0
0
100
200
300
400
500
600
700
t, сек
Сульфанол 2% (1); сульфанол 1% (2); ПЭПА 1% (3)

8.

Кинетика смещения нефтяной подложки,
сформированного на стекле, под действием
композиционной смеси сульфанол + ПЭПА
1
2
3
4
5
l·103, м
7
6
5
4
3
2
1
0
0
200
400
600
800
1000
t, сек
Соотношение компонентов: 1:1 (1); 1:2 (2); 1:3 (3);
1:4 (4); 1:5 (5)

9. Кинетика смещения нефтяной подложки, сформированного на стекле, под действием композиционной смеси ПЭПА + сульфанол

КИНЕТИКА СМЕЩЕНИЯ НЕФТЯНОЙ ПОДЛОЖКИ,
СФОРМИРОВАННОГО НА СТЕКЛЕ, ПОД ДЕЙСТВИЕМ
КОМПОЗИЦИОННОЙ СМЕСИ ПЭПА + СУЛЬФАНОЛ
1
2
3
4
5
l·103, м
6
5
4
3
2
1
0
0
200
400
600
800
1000
t, сек
Соотношение компонентов: 1:1 (1); 1:2 (2); 1:3 (3);
1:4 (4); 1:5 (5)

10. Кинетика смещения нефтяного слоя на поверхности воды под действием магнитной жидкости

КИНЕТИКА СМЕЩЕНИЯ НЕФТЯНОГО СЛОЯ НА
ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНОЙ
ЖИДКОСТИ
0.2мл
0.3мл
0.4мл
0.5мл
0.6мл
l·102, м
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0
20
40
60
80
100
120
t·10-2, сек

11. Кинетика смещения нефтяного слоя на поверхности воды под действием магнитной жидкости, модифицированного 2% раствором

КИНЕТИКА СМЕЩЕНИЯ НЕФТЯНОГО СЛОЯ НА
ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНОЙ
ЖИДКОСТИ, МОДИФИЦИРОВАННОГО 2% РАСТВОРОМ
СУЛЬФАНОЛА
0.2мл
0.3мл
0.4мл
0.5мл
0.6мл
l·102, м
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0
20
40
60
80
100
120 -2
t·10 , сек

12. Кинетика смещения нефтяного слоя на поверхности воды под действием магнитной жидкости, модифицированного 2% раствором ОП-10

КИНЕТИКА СМЕЩЕНИЯ НЕФТЯНОГО СЛОЯ НА
ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНОЙ
ЖИДКОСТИ, МОДИФИЦИРОВАННОГО 2% РАСТВОРОМ
ОП-10
0.2мл
0.3мл
0.4мл
0.5мл
0.6мл
l·102, м
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0
20
40
60
80
100
120
t·10-2, сек

13. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.Изучена поверхностная активность композиционных систем и
индивидуальных компонентов этой смеси. Установлено, что как
индивидуальные компоненты, так и композиции на их основе
проявляют высокую поверхностную активность на границе
вода/воздух (снижение σ до 32 мДж/м2) и на границе вода/масло
(снижение σ до 4 мДж/м2).
2.Показано, что изученные индивидуальные компоненты и смеси на их
основе оказывают моющее действие на нефтяные подложки,
сформированные на поверхности стекла. Установлены оптимальные
соотношения компонентов для достижения максимального моющего
действия: сульфанол – ПЭПА 1:2, ПЭПА – сульфанол 1:4.
3.Установлено, что ликвидация нефтяных загрязнений с поверхности
воды можно проводить с использованием магнитной жидкости.
Регулируя размеры частиц, объемы, вводимой магнитной жидкости, и
природы модифицирующего вещества можно добиться максимальной
очистки поверхности воды.
4.Запланированной объем работы полностью выполнен. Изученные
композиционные системы могут быть рекомендованы для очистки
поверхности твердых тел, а магнитные жидкости – для очистки
поверхности водоемов от нефтяных загрязнений.