RU2188072C1 - Polyurethane sorbent for hydrocarbons and a method for cleaning water and solid surfaces from hydrocarbon pollutants using this sorbent - Google Patents

Abstract

FIELD: oil pollution removal. SUBSTANCE: block-shaped, crumbed or powdered polyurethane sorbent is product of interaction of (i) one or several polyetherpolyols with molecular weight between 300 and 6000 and containing 2 to 5 hydroxyl groups per molecule with (ii) aromatic isocyanate containing 2-3 isocyanate groups per molecule and (iii) water at weight ratio 1:(0.5-2.0): (0.083-0.25). Sorbent is characterized by apparent density up to 20 kg/cu. m and 50% fraction of pores with size not superior to 50 mcm. EFFECT: enhanced cleaning efficiency. 4 cl, 8 ex

Description

Изобретение относится к сорбентам углеводородов, таких как нефть и жидкие нефтепродукты, растительные масла, гидравлические жидкости, краски, и может быть использовано для очистки водных сред и твердых поверхностей от их загрязнений разлившимися нефтепродуктами. The invention relates to sorbents of hydrocarbons, such as oil and liquid petroleum products, vegetable oils, hydraulic fluids, paints, and can be used to clean aqueous media and solid surfaces from pollution by spilled petroleum products.

Для очистки поверхности воды или почвы, асфальта, бетона и прочих от загрязнений нефтью и нефтепродуктами используют непористые и пористые сорбенты, в частности, пористые полимерные сорбенты на основе полиэтилена, полипропилена, полисилоксана в форме порошка, гранул, блоков (RU 2091159 С1; 2095318 С1; 2071829 С1). Non-porous and porous sorbents, in particular, porous polymer sorbents based on polyethylene, polypropylene, polysiloxane in the form of powder, granules, blocks (RU 2091159 C1; 2095318 C1, are used to clean the surface of water or soil, asphalt, concrete and others from oil and oil products pollution). ; 2071829 C1).

Известно использование полиуретановых сорбентов для очистки водной среды от нефти и нефтепродуктов. В заявке WO 93/12878, 08.07.93, раскрывается использование полиуретанового сорбента, представляющего собой пористый твердый продукт в виде крошки, полученный взаимодействием смеси двух предполимеров, содержащих концевые изоцианатные группы в присутствии сложного эфира, например этилацетата, при 180-200^oС, с последующим разбавлением спиртом (этанолом), введением алюмосиликатных микросфер и взаимодействием с гексаметилентетрамином.It is known to use polyurethane sorbents for cleaning the aqueous medium from oil and oil products. WO 93/12878, 07/08/93, discloses the use of a polyurethane sorbent, which is a porous solid product in the form of crumbs, obtained by reacting a mixture of two prepolymers containing terminal isocyanate groups in the presence of an ester, for example ethyl acetate, at 180-200 ^{° C.} followed by dilution with alcohol (ethanol), the introduction of aluminosilicate microspheres and interaction with hexamethylenetetramine.

В заявке отмечается, что полученный полиуретановый сорбент обладает высокой адсорбирующей способностью в отношении таких подвижных углеводородов, как керосин, но недостаточно эффективен в отношении таких вязких углеводородов, как нефть, для которых необходимо использование разбавителя для доведения вязкости до нужного уровня. The application notes that the obtained polyurethane sorbent has a high adsorption capacity with respect to mobile hydrocarbons such as kerosene, but is not effective enough for viscous hydrocarbons such as oil, which require the use of a diluent to bring the viscosity to the desired level.

Недостатком известного сорбента является также сложность технологии его получения, обусловленная многостадийностью и труднодоступностью исходных изоцианатных предполимеров. A disadvantage of the known sorbent is also the complexity of the technology for its production, due to the multi-stage and inaccessibility of the initial isocyanate prepolymers.

Известно использование полиуретановых сорбентов, содержащих свободные изоцианатные группы, для очистки водных сред от углеводородных загрязнений по принципу образования пористого материала, формирующегося при контакте изоцианатсодержащих соединений непосредственно с водой - носителем загрязнения. В патенте RU 2107033 С1 такого рода предполимер с концевыми изоцианатными группами получают взаимодействием избыточного количества ароматического изоцианата с полиэфирполиолом, содержащим от 2 до 4 ОН-групп в молекуле и имеющим средний эквивалентный вес от 500 до 3000. It is known to use polyurethane sorbents containing free isocyanate groups for the purification of aqueous media from hydrocarbon contaminants according to the principle of formation of a porous material formed upon contact of the isocyanate-containing compounds directly with water, the pollution carrier. In patent RU 2107033 C1, such an isocyanate-terminated prepolymer is obtained by reacting an excess amount of aromatic isocyanate with a polyether polyol containing from 2 to 4 OH groups in the molecule and having an average equivalent weight of from 500 to 3000.

В WO 97/01512, 16.01.97 предлагается при использовании указанного сорбента предварительно, за 5-20 с до контактирования с загрязненной нефтепродуктом водой, смешивать его с 2-100 массовыми частями чистой воды на 1 массовую часть предполимера. In WO 97/01512, 01/16/97, it is proposed, when using the specified sorbent, to mix it with 2-100 parts by weight of pure water per 1 part by weight of prepolymer 5 to 20 seconds before contacting with water contaminated with oil.

Недостатком известных сорбентов является необходимость наличия значительного количества воды, образующей при взаимодействии с изоцианатными группами предполимера твердую пену, которая, собственно, и служит сорбентом нефтепродуктов. Как правило, количество воды должно составлять не менее 20 массовых частей на 100 массовых частей предполимера. Таким образом, указанные сорбенты непригодны для сорбции нефтепродуктов с твердых безводных поверхностей. Кроме того, расход предполимеров составляет 5-200 массовых частей на 100 массовых частей нефтепродуктов, то есть сорбционная емкость указанных сорбентов невелика. A disadvantage of the known sorbents is the need for a significant amount of water to form a solid foam when interacting with the isocyanate groups of the prepolymer, which, in fact, serves as the sorbent of oil products. As a rule, the amount of water should be at least 20 mass parts per 100 mass parts of prepolymer. Thus, these sorbents are unsuitable for sorption of oil products from solid anhydrous surfaces. In addition, the consumption of prepolymers is 5-200 mass parts per 100 mass parts of petroleum products, that is, the sorption capacity of these sorbents is small.

В US 4366067, 28.12.82 раскрывается способ очистки водных сред от нефти с помощью помещенных в специальные мешки и рукава частиц диаметром от 1 до 5 см, полученных путем дробления жесткой закрытопористой полиизоциануратной пены с кажущейся плотностью от 1,5 до 2,0 фунтов/куб.фут (24,3 - 32,4 кг/м³).In US 4366067, 12/28/82, a method is disclosed for purifying water from oil using placed particles in a special bag and sleeve with a diameter of 1 to 5 cm, obtained by crushing a rigid closed-cell polyisocyanurate foam with an apparent density of from 1.5 to 2.0 pounds / cubic foot (24.3 - 32.4 kg / m ³ ).

Полиизоциануратную пену получают взаимодействием низкомолекулярного полиэфирполиола с избытком ароматического полиизоцианата. Конкретные показатели эффективности сорбента не приводятся. Polyisocyanurate foam is prepared by reacting a low molecular weight polyether polyol with an excess of aromatic polyisocyanate. Specific indicators of the effectiveness of the sorbent are not given.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности очистки водных сред или твердых поверхностей от углеводородных загрязнений с использованием полиуретанового сорбента. The objective of the present invention is to increase the efficiency of cleaning aqueous media or solid surfaces from hydrocarbon contaminants using a polyurethane sorbent.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый полиуретановый сорбент представляет собой продукт взаимодействия одного или нескольких полиэфирполиолов с молекулярной массой 300-6000, содержащих от 2 до 5 гидроксильных групп в молекуле, с ароматическим изоцианатом, содержащим от 2 до 3 изоцианатных групп в молекуле, и водой, при массовом соотношении 1:0,5-2,0: 0,083-0,25 соответственно с кажущейся плотностью не более 20 кг/м³ и долей пор размером не более 50 мкм, составляющей не менее 50% от общего числа пор. При этом предлагаемый сорбент имеет форму блока, а также крошки или порошка. Поставленная задача решается также разработкой способа очистки водных сред и твердых поверхностей от углеводородных загрязнений с использованием указанного полиуретанового сорбента.The problem is solved in that the proposed polyurethane sorbent is a product of the interaction of one or more polyether polyols with a molecular weight of 300-6000 containing from 2 to 5 hydroxyl groups in the molecule, with an aromatic isocyanate containing from 2 to 3 isocyanate groups in the molecule, and water , with a mass ratio of 1: 0.5-2.0: 0.083-0.25, respectively, with an apparent density of not more than 20 kg / m ³ and a fraction of pores with a size of not more than 50 microns, comprising at least 50% of the total number of pores. Moreover, the proposed sorbent has the form of a block, as well as crumbs or powder. The problem is also solved by the development of a method for cleaning aqueous media and solid surfaces from hydrocarbon contaminants using the specified polyurethane sorbent.

Используемый в качестве сорбента пенополиуретан представляет собой сверхлегкий полуэластичный открытопористый материал с оптимальным по способности сорбировать углеводороды распределением пор по размерам. The polyurethane foam used as a sorbent is an ultralight semi-elastic open-porous material with an optimal pore size distribution for hydrocarbon adsorption.

Предлагаемый полиуретановый сорбент обладает гидрофобной поверхностью, благодаря которой он не набухает в водных средах и практически не содержит воды после насыщения углеводородными загрязнениями. Количество извлеченных углеводородных загрязнений и скорость их поглощения определяются сорбционными характеристиками полиуретанового сорбента, которые превосходят сорбционные характеристики известных пористых полимерных сорбентов. The proposed polyurethane sorbent has a hydrophobic surface, due to which it does not swell in aqueous media and practically does not contain water after saturation with hydrocarbon contaminants. The amount of hydrocarbon contaminants recovered and their absorption rate are determined by the sorption characteristics of the polyurethane sorbent, which exceed the sorption characteristics of the known porous polymer sorbents.

Предлагаемый полиуретановый сорбент может быть изготовлен в виде блоков (пластин, матов, салфеток, губок и тому подобных изделий заданной формы), порошка, крошки, а также в виде элементов конструкционных узлов устройств и установок. В зависимости от конкретно решаемой задачи, а именно очистки речной или морской акватории от розлива нефти, сточных вод нефтехимических и машиностроительных производств, бетона, асфальта или иной непроницаемой для нефтепродуктов твердой поверхности от различных углеводородов, может меняться форма изготовления сорбента или аппаратурное оформление способа его применения, но при этом сохраняется сущность изобретения. The proposed polyurethane sorbent can be made in the form of blocks (plates, mats, napkins, sponges and the like products of a given shape), powder, crumbs, as well as elements of structural units of devices and installations. Depending on the specific task to be solved, namely, cleaning the river or sea water area from oil spills, sewage from petrochemical and engineering industries, concrete, asphalt, or other solid surface impervious to oil products from various hydrocarbons, the form of sorbent manufacturing or the hardware design of its application may change , but the essence of the invention is retained.

Предлагаемый полиуретановый сорбент распределяют на загрязненной нефтепродуктами водной или твердой поверхности. При этом химическое строение полимерной матрицы сорбента в сочетании с высокоразвитой поверхностью пор оптимального размера обеспечивают его высокое сродство к любым углеводородам и, в конечном итоге, низкий удельный расход по отношению к загрязняющему нефтепродукту. В зависимости от типа последнего сорбционная емкость полиуретанового сорбента находится, как правило, в интервале от 35 до 55 г/г. Поглощение сорбентом углеводородов проходит с высокой скоростью и завершается в течение не более 30 мин, при этом до 90% сорбционной емкости реализуется уже в течение первых 1-2 мин. По окончании сорбции насыщенный нефтепродуктом сорбент может быть собран с очищенной поверхности с помощью обычных плавающих преград (сети, ограждающие боны и т.п.) и удален с помощью обычных механических устройств. The proposed polyurethane sorbent is distributed on a water or solid surface contaminated with oil products. In this case, the chemical structure of the polymer matrix of the sorbent in combination with a highly developed pore surface of optimal size ensures its high affinity for any hydrocarbons and, ultimately, low specific consumption in relation to the polluting oil product. Depending on the type of the latter, the sorption capacity of the polyurethane sorbent is, as a rule, in the range from 35 to 55 g / g. Absorption of hydrocarbons by the sorbent takes place at a high speed and is completed within no more than 30 minutes, with up to 90% of the sorption capacity being realized within the first 1-2 minutes. At the end of the sorption, the oil-saturated sorbent can be collected from the cleaned surface using conventional floating barriers (networks, enclosing booms, etc.) and removed using conventional mechanical devices.

В соответствии с другой формой практического воплощения настоящего изобретения вместо свободного диспергирования в воде сорбент может быть помещен внутрь сетчатого рукава (чулка) требуемого диаметра и длины. Такая форма применения сорбента в виде ограждающих - поглощающих бонов удобна во всех тех случаях, когда требуется предотвратить распределение разлившихся в результате аварий или при операциях при загрузке танкеров нефтепродуктов по водной поверхности, осуществить локализацию нефтяного пятна и его траление к месту сбора нефти. In accordance with another form of practical embodiment of the present invention, instead of free dispersion in water, the sorbent can be placed inside a mesh sleeve (stocking) of the desired diameter and length. This form of application of the sorbent in the form of enclosing - absorbing booms is convenient in all cases where it is necessary to prevent the distribution of oil spilled as a result of accidents or during operations when loading oil product tankers over the water surface, to localize the oil slick and trail it to the oil gathering site.

Благодаря эластичности полиуретановый сорбент (равно как поглощенный им нефтепродукт) может быть многократно регенерирован путем отжима с использованием несложных валковых устройств. С каждым циклом "сорбция-отжим" поглощающая способность, эластичность и прочность сорбента постепенно снижаются, после чего отработанный сорбент подлежит утилизации путем добавления в битумные мастики и асфальтобетонные составы или через сжигание в специальных высокотемпературных печах. Due to its elasticity, the polyurethane sorbent (as well as the oil product absorbed by it) can be repeatedly regenerated by pressing using simple rolling devices. With each sorption-spin cycle, the absorption capacity, elasticity and strength of the sorbent are gradually reduced, after which the spent sorbent must be disposed of by adding to bituminous mastics and asphalt mixes or by burning in special high-temperature furnaces.

Помимо отжима на валках, применимы и другие известные методы регенерации сорбентов, такие как центрифугирование и экстракция. In addition to the spin on the rolls, other well-known methods of sorbent regeneration are applicable, such as centrifugation and extraction.

Полиуретановый сорбент обладает высокой удерживающей способностью, то есть поглощенный нефтепродукт в течение длительного времени (от 1 ч до нескольких суток) не вытекает из его пор, что позволяет без проблем транспортировать насыщенный сорбент к месту его регенерации. The polyurethane sorbent has a high retention capacity, that is, the absorbed oil product for a long time (from 1 h to several days) does not flow from its pores, which allows transporting the saturated sorbent to the place of its regeneration without problems.

Полиэфирполиолы, используемые для получения сорбента по предлагаемому изобретению, включают как простые полиэфиры, полученные полимеризацией окисей пропилена и/или этилена в присутствии полифункциональных инициаторов, так и сложные полиэфиры, полученные поликонденсацией дикарбоновых кислот и их ангидридов с полифункциональными гидроксилсодержащими соединениями, а также смеси простых и сложных полиэфиров. The polyether polyols used to produce the sorbent according to the invention include both polyethers obtained by polymerization of propylene and / or ethylene oxides in the presence of polyfunctional initiators, and polyesters obtained by polycondensation of dicarboxylic acids and their anhydrides with polyfunctional hydroxyl-containing compounds, as well as mixtures of simple and polyesters.

Они имеют молекулярную массу от 300 до 6000, предпочтительно 3000-5000. Если молекулярная масса полиэфира меньше 300, получается очень хрупкий, "рассыпающийся в труху" пенополиуретан, не имеющий практического применения. Если молекулярная масса полиэфира больше 6000, он становится непригодным к переработке ввиду высокой вязкости композиции. They have a molecular weight of from 300 to 6000, preferably 3000-5000. If the molecular weight of the polyester is less than 300, it turns out to be very brittle, "crumbling into dust" polyurethane foam, which has no practical use. If the molecular weight of the polyester is more than 6000, it becomes unusable due to the high viscosity of the composition.

Содержание гидроксильных групп в молекуле полиэфира (смеси полиэфиров) должно составлять от 2 до 5, предпочтительно 3-4. При содержании гидроксильных групп менее 2 получается крупнопористый полиуретан, непригодный в качестве сорбента углеводородов (низкая сорбционная емкость, низкая селективность в системе вода-углеводород). При содержании гидроксильных групп более 5 пенополиуретан вообще не получается ввиду полного коллапса пены. The content of hydroxyl groups in the molecule of the polyester (mixture of polyesters) should be from 2 to 5, preferably 3-4. When the content of hydroxyl groups is less than 2, a large-pore polyurethane is obtained, unsuitable as a hydrocarbon sorbent (low sorption capacity, low selectivity in the water-hydrocarbon system). When the content of hydroxyl groups is more than 5, polyurethane foam does not work at all due to the complete collapse of the foam.

Ароматический изоцианат по предлагаемому изобретению может быть выбран из изомеров толуилендиизоцианата, дифенилметандиизоцианата или жидких производных 4,4'-дифенилметандиизоцианата, полученных путем введения в него уретониминных и/или карбодиимидных групп. Наиболее предпочтительным является так называемый полиизоцианат (неочищенный, сырой или полимерный МДИ), представляющий собой смесь дифенилметандиизоцианатов и их олигомеров с содержанием изоцианатных групп от 2 до 3 на молекулу. При содержании изоцианатных групп менее 2 пенополиуретан не получается из-за разрушения пены, а при их содержании более 3 образуется закрытоячеистый пенополиуретан, не способный поглощать углеводороды. The aromatic isocyanate according to the invention can be selected from isomers of toluene diisocyanate, diphenylmethanediisocyanate or liquid derivatives of 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, obtained by introducing into it uretonimine and / or carbodiimide groups. Most preferred is the so-called polyisocyanate (crude, crude or polymeric MDI), which is a mixture of diphenylmethanediisocyanates and their oligomers containing 2 to 3 isocyanate groups per molecule. When the content of isocyanate groups is less than 2, polyurethane foam is not obtained due to the destruction of the foam, and when they contain more than 3, a closed-cell polyurethane foam is formed that is not able to absorb hydrocarbons.

Для получения сорбента с высокими сорбционными характеристиками должно соблюдаться соотношение полиэфирполиола изоцианата и воды 1:0,5-2,0:0,083-0,25 соответственно предполагающее большой избыток воды против стехиометрии, т. е. количества, теоретически способного вступать в реакцию с изоцианатом. При меньшем содержании воды в рецептуре образуется "обычный" пенополиуретан, малоэффективный в качестве сорбента (сорбционная емкость не выше 10 г/г, поглощает воду в той же степени, что и углеводороды, не способен длительно удерживать нефтепродукты в своем объеме). При превышении оптимального содержания воды в рецептуре пенополиуретан получить не удается: крупные дефекты структуры (раковины, трещины) исключают возможность его использования в качестве сорбента. To obtain a sorbent with high sorption characteristics, the ratio of polyether polyol of isocyanate and water must be observed 1: 0.5-2.0: 0.083-0.25, respectively, assuming a large excess of water against stoichiometry, i.e., the amount theoretically capable of reacting with isocyanate . With a lower water content in the formulation, an “ordinary” polyurethane foam is formed, ineffective as a sorbent (sorption capacity of not more than 10 g / g, absorbs water to the same extent as hydrocarbons, is not able to retain oil products for a long time). If the optimum water content in the formulation is exceeded, polyurethane foam cannot be obtained: large structural defects (shells, cracks) exclude the possibility of its use as a sorbent.

Нижеследующие примеры поясняют, но не ограничивают настоящее изобретение. The following examples illustrate but do not limit the present invention.

Пример 1. Example 1

Полиуретановый сорбент углеводородов получают из композиции, содержащей простой полиэфир марки Лапрол 5003-2Б-10 (молекулярная масса 5000; 3 гидроксильных группы в молекуле), взаимодействием с полиизоцианатом марки Б (содержание изоцианатных групп в молекуле 2,5) и водой при массовом соотношении
Полиэфирполиол - 1
Изоцианат - 0,5
Вода - 0,083
Реакционную смесь выливают в предварительно выложенный изнутри полиэтиленовой пленкой фанерный ящик с размерами 2х1х0,5 м, где в течение нескольких минут завершаются процессы вспенивания и отверждения. Полученный пенополиуретан имеет кажущуюся плотность 16 кг/м³ и открытопористую структуру с 80%-ной долей пор размером менее 50 мкм. Готовый сорбент режут на блоки в форме прямоугольного параллепипеда с размерами, определяемыми требованиями заказчика и носящими тривиальные названия "листы", "бруски", "салфетки", "пластины" и т.п.The polyurethane sorbent of hydrocarbons is obtained from a composition containing a Laprol 5003-2B-10 polyester (molecular weight 5000; 3 hydroxyl groups in a molecule) by reaction with grade B polyisocyanate (the content of isocyanate groups in the molecule is 2.5) and water in a weight ratio
Polyester Polyol - 1
Isocyanate - 0.5
Water - 0,083
The reaction mixture is poured into a plywood box with dimensions of 2x1x0.5 m preliminarily laid out from the inside with polyethylene film, where the foaming and curing processes are completed within a few minutes. The resulting polyurethane foam has an apparent density of 16 kg / m ³ and an open-porous structure with an 80% pore fraction less than 50 microns in size. The finished sorbent is cut into blocks in the form of a rectangular parallelepiped with dimensions determined by customer requirements and bearing the trivial names of “sheets”, “bars”, “napkins”, “plates”, etc.

В процессе резки образуется большое, до 50% от массы сорбента, количество побочного продукта в виде срезанных боковых, верхних и нижних технологических корок и кусков неправильной формы различного размера. Эти обрезки дробят на роторных дробилках с получением крошки - частиц неправильной формы со средним размером от 0,5 до 5 см, предпочтительно 1,5-2 см, и собирают в отдельную тару. During the cutting process, a large, up to 50% by weight of the sorbent, amount of a by-product in the form of cut side, upper and lower technological crusts and pieces of irregular shape of various sizes is formed. These scraps are crushed on rotary crushers to obtain crumbs - particles of irregular shape with an average size of 0.5 to 5 cm, preferably 1.5-2 cm, and collected in a separate container.

Кроме того, в процессе резки и дробления сорбента образуется порошок - мелкая фракция частиц размером от 10 до 100 мкм, которая также находит применение в качестве одной из выпускных форм сорбента нефтепродуктов. In addition, during the cutting and crushing of the sorbent, a powder is formed - a fine fraction of particles ranging in size from 10 to 100 microns, which also finds application as one of the final forms of sorbent for oil products.

Пример 2. Example 2

Полиуретановый сорбент углеводородов получают из композиции, содержащей смесь простого полиэфира марки Лапрол 5003-2Б-10, простого полиэфира марки ПЭГ-400 (молекулярная масса 400; 2 гидроксильных группы в молекуле) и сложного полиэфира марки П-7 (молекулярная масса 550; 3 гидроксильные группы в молекуле), взятых в соотношении 50:25:25, взаимодействием с полиизоцианатом марки Б и водой при массовом соотношении:
Смесь полиэфирполиолов - 1
Изоцианат - 2
Вода - 0,25
Полученный пенополиуретан имеет кажущуюся плотность 10 кг/м³ и открытопористую структуру с 55%-ной долей пор размером менее 50 мкм.A hydrocarbon polyurethane sorbent is obtained from a composition containing a mixture of Laprol 5003-2B-10 polyester, PEG-400 polyester (400 molecular weight; 2 hydroxyl groups in the molecule) and P-7 polyester (molecular weight 550; 3 hydroxyl groups in the molecule), taken in a ratio of 50:25:25, by interaction with a grade B polyisocyanate and water in a mass ratio:
A mixture of polyester polyols - 1
Isocyanate - 2
Water - 0.25
The resulting polyurethane foam has an apparent density of 10 kg / m ³ and an open-porous structure with a 55% pore fraction less than 50 microns in size.

Пример 3. Example 3

Полиуретановый сорбент углеводородов получают из композиции, содержащей смесь простого полиэфира марки Лапрол 5003-2Б-10 и простого полиэфира марки Лапрол 373 (молекулярная масса 450; 3 гидроксильных группы в молекуле), взятых в соотношении 85:15, взаимодействием с изоцианатом, представляющим собой смесь полиизоцианата марки Б и толуилендиизоцианата марки Т80, взятых в соотношении 50:50, и водой при массовом соотношении:
Смесь полиэфирполиолов - 1
Смесь изоцианатов - 1,3
Вода - 0,15
Полученный пенополиуретан имеет кажущуюся плотность 12 кг/м³ и открытопористую структуру с 60%-ной долей пор размером менее 50 мкм.A hydrocarbon polyurethane sorbent is obtained from a composition containing a mixture of Laprol 5003-2B-10 polyester and Laprol 373 polyester (molecular weight 450; 3 hydroxyl groups in a molecule) taken in a ratio of 85:15 by reaction with an isocyanate, which is a mixture grade B polyisocyanate and T80 toluene diisocyanate, taken in a ratio of 50:50, and water in a mass ratio:
A mixture of polyester polyols - 1
A mixture of isocyanates - 1.3
Water - 0.15
The resulting polyurethane foam has an apparent density of 12 kg / m ³ and an open-porous structure with a 60% fraction of pores less than 50 microns in size.

Пример 4. Example 4

В кювету с площадью поверхности 0,2 м² наливают 1 л воды и добавляют 50 г сырой нефти. Поверх образовавшейся нефтяной пленки помещают блок (пластину) полученного по примеру 1 полиуретанового сорбента размерами 100х100х10 мм и весом 1,6 г. По прошествии 30 мин, когда процесс сорбции полностью завершается и на поверхности воды не остается видимых следов нефтяного загрязнения, насыщенный нефтью сорбент извлекают из водной среды и подвергают регенерации путем прокатывания металлического валика по пластине сорбента, размещенной на наклонной плоскости. В результате отжима извлекают 48 г пригодной для переработки нефти, а регенерированный сорбент пригоден для повторного использования.1 liter of water is poured into a cuvette with a surface area of 0.2 m ² and 50 g of crude oil is added. A block (plate) of the polyurethane sorbent obtained in Example 1, 100 × 100 × 10 mm in size and 1.6 g in weight, is placed on top of the resulting oil film. After 30 minutes, when the sorption process is complete and there are no visible traces of oil pollution, the oil-saturated sorbent is removed from the aqueous medium and is subjected to regeneration by rolling a metal roller on a sorbent plate placed on an inclined plane. As a result of the extraction, 48 g of oil suitable for processing are recovered, and the regenerated sorbent is suitable for reuse.

Пример 5. Example 5

В условиях описанного выше примера 4 добавляют 50 г дизельного топлива. По прошествии 10 мин, когда процесс сорбции полностью завершается и на поверхности воды не остается видимых следов нефтепродукта, насыщенный им сорбент извлекают из водной среды и подвергают регенерации путем пропускания пластины сорбента между двумя валками. Отжатое дизельное топливо собирают и вновь добавляют в воду, а регенерированный сорбент повторно используют для его поглощения и т.д. Under the conditions of Example 4 above, 50 g of diesel fuel is added. After 10 minutes, when the sorption process is completed and there are no visible traces of oil on the surface of the water, the sorbent saturated with it is removed from the aqueous medium and regenerated by passing a sorbent plate between two rolls. The extracted diesel fuel is collected and re-added to the water, and the regenerated sorbent is reused to absorb it, etc.

После 5 циклов сорбции - регенерации из водной фазы выделено 49 г дизельного топлива. After 5 cycles of sorption - regeneration, 49 g of diesel fuel was isolated from the aqueous phase.

Пример 6. Example 6

Полиуретановым сорбентом, полученным в виде крошки по примеру 2, заполняют эластичный двухслойный рукав (внутренний слой - хлопчатобумажный чулок, наружный - армирующая стекловолоконная сетка) длиной 10,5 м и диаметром 0,1 м, оставляя не заполненными крошкой концы рукава по 0,25 м с обеих сторон. Свободные концы перевязывают полипропиленовым шпагатом и связывают друг с другом. В результате получают плавучий всасывающий и ограждающий валик в виде круга, который размещают на поверхности воды с целью локализации пятна пролитого нефтепродукта. Внутрь круга выливают 1 кг отработанного моторного масла, поверх которого насыпают 20 г полиуретанового сорбента в виде крошки. Через 3 мин на поверхности воды не остается видимых следов масла. Насыщенную нефтепродуктом крошку с помощью мелкой металлической сетки извлекают из водной фазы и направляют на утилизацию путем сжигания в качестве высококалорийного топлива. Ограждающий валик пригоден для многократного повторения описанной операции; по мере постепенного насыщения нефтепродуктом он подлежит регенерации путем отжима. A polyurethane sorbent obtained in the form of crumbs according to Example 2 is filled in an elastic two-layer sleeve (inner layer is cotton stocking, outer layer is a reinforcing fiberglass mesh) 10.5 m long and 0.1 m in diameter, leaving the ends of the sleeve not filled with crumbs of 0.25 m on both sides. The free ends are tied with polypropylene twine and tied to each other. The result is a floating suction and enclosing roller in the form of a circle, which is placed on the surface of the water in order to localize the stains of spilled oil. Inside the circle, 1 kg of used motor oil is poured, on top of which 20 g of a polyurethane sorbent are crushed. After 3 minutes, no visible oil residue remains on the water surface. Saturated petroleum product crumb using a fine metal mesh is removed from the aqueous phase and sent for disposal by burning as high-calorie fuel. The guarding roller is suitable for repeated repetition of the described operation; as it gradually saturates with oil, it is subject to regeneration by extraction.

Пример 7. Example 7

Связав последовательно несколько плавучих всасывающих и ограждающих валиков, изготовленных по примеру 6, получают бон для очистки движущихся водных сред, в частности для сбора нефтепродуктов с водной поверхности на водовыпусках городской ливневой сети. Перегораживают боном акваторию водовыпуска, параллельно ему устанавливают еще один, резервный бон. По мере насыщения нефтепродуктами первого, находящегося выше по течению, бона, о чем свидетельствует потемнение его окраски и частичное погружение, его извлекают для регенерации, и в работу включается второй бон. Затем его заменяют на регенерированный первый бон и т.д. Having connected several floating suction and enclosing rollers made in accordance with Example 6 in series, a bon is obtained for cleaning moving aqueous media, in particular, for collecting oil products from the water surface at the outlets of the city stormwater network. The water area of the outlet is blocked off with a boom, and another, reserve boom is installed in parallel with it. As the first upstream boom is saturated with oil products, as evidenced by the darkening of its color and partial immersion, it is removed for regeneration, and the second boon is included in the work. Then it is replaced by the regenerated first bon, etc.

Пример 8. Example 8

Для сбора углеводородов (включая нефтепродукты, растительные масла, краски), разлившихся по твердым малопроницаемым поверхностям (полы производственных и торговых помещений, асфальтобетонные покрытия автодорог и аэродромов), применяют сорбент, полученный по примеру 3 в виде порошка. To collect hydrocarbons (including petroleum products, vegetable oils, paints) spilled on hard low-permeable surfaces (floors of industrial and commercial premises, asphalt concrete coatings of roads and airfields), a sorbent obtained as a powder in accordance with Example 3 is used.

На асфальтовой поверхности разливают 1 кг сырой нефти. Нефтяное пятно посыпают порошком сорбента в количестве 35 г с помощью совка. В течение 2 мин процесс сорбции заканчивается, при этом нефть скатывается в мелкие шарики, не отделяющие жидкой фазы. Образовавшуюся субстанцию собирают с помощью совка и веника в тару (ведра, пластиковые мешки, бочки и т.п.) для последующей утилизации. 1 kg of crude oil is poured onto the asphalt surface. An oil slick is sprinkled with sorbent powder in an amount of 35 g using a scoop. Within 2 minutes, the sorption process ends, while the oil rolls into small balls that do not separate the liquid phase. The resulting substance is collected using a scoop and a broom in a container (buckets, plastic bags, barrels, etc.) for subsequent disposal.

Claims (4)

1. Полиуретановый сорбент углеводородов, отличающийся тем, что он представляет собой продукт взаимодействия одного или нескольких полиэфирполиолов с молекулярной массой 300-6000, содержащих от 2 до 5 гидроксильных групп в молекуле, с ароматическим изоцианатом, содержащим от 2 до 3 изоцианатных групп в молекуле, и водой, при массовом соотношении 1 : 0,5-2,0 : 0,083-0,25 соответственно, с кажущейся плотностью не более 20 кг/м³ и долей пор размером не более 50 мкм, составляющей не менее 50% от общего числа пор.1. Polyurethane sorbent of hydrocarbons, characterized in that it is a product of the interaction of one or more polyether polyols with a molecular weight of 300-6000 containing from 2 to 5 hydroxyl groups in the molecule, with an aromatic isocyanate containing from 2 to 3 isocyanate groups in the molecule, and water, with a mass ratio of 1: 0.5-2.0: 0.083-0.25, respectively, with an apparent density of not more than 20 kg / m ³ and a fraction of pores with a size of not more than 50 microns, comprising at least 50% of the total since 2. Полиуретановый сорбент по п.1, отличающийся тем, что он представляет собой продукт в форме блоков. 2. The polyurethane sorbent according to claim 1, characterized in that it is a product in the form of blocks. 3. Полиуретановый сорбент по п.1, отличающийся тем, что он представляет собой продукт в форме крошки или порошка. 3. The polyurethane sorbent according to claim 1, characterized in that it is a product in the form of crumbs or powder. 4. Способ очистки водных сред и твердых поверхностей от углеводородных загрязнений путем их обработки сорбентом, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют полиуретановый сорбент углеводородов по пп.1-3. 4. The method of cleaning aqueous media and solid surfaces from hydrocarbon contaminants by treating them with a sorbent, characterized in that the polyurethane sorbent of hydrocarbons according to claims 1-3 is used as the sorbent.