Polymeric Sorbents for the Collection of Oil and Oil Products from the Surface of Reservoirs: a 2000–2017 Review of the Russian-language Literature (Part 3)
The Russian 2000–2017 scientific, technical and patent literature devoted to the problems of the development and practical applications of polymeric sorbents for the collection of spilled oil and oil products from the surface of reservoirs and for the purification of hydrocarbon-containing aquatic environments was searched and analyzed. Several polymeric oil sorbents produced on the basis of foamed urea-formaldehyde resins (Unipolymer-M™, UnipolymerBio™), polypropylene and polyethylene terephthalate by to the melt blowing technology (IRVELEN™) and polysaccharide microgels (BiomicroGel®), commercially available in the Russian Federation, are considered. The maximum oil sorption for Unipolymer-M™ reaches 43–67 g/g; that for polypropylene-based IRVELEN™ reaches 7.0–22.0 g/g (a wetting mode) and 5.0–9.0 g/g (a nonpressure filtration mode), and IRVELEN™ based on polyethylene terephthalate shows 8.0–13.0 g/g and 3.0–9.0 g/g for both modes, respectively. The sorbent BiomicroGel™ transfers water in oil products into a gel-like state, preventing their spreading and ignition. Researches in the field of the most promising polymeric materials with high sorption ability to hydrocarbons are analyzed. Several major classes of modern polymeric sorption materials are resolved, namely: foamed polymeric sorbents, materials based on the processing of secondary polymeric raw materials, sorbents made of synthetic polymers, sorbents based on cellulose-containing (polysaccharide-containing) and other natural polymeric raw materials, and biohybrid polymeric materials. Characteristics of the proposed oil sorbents are given. The maximum sorption for these materials is: 53.2 g/g for oil (nonwovens of bonded hydrophobic and hydrophilic fibers), 70 g/g for fuel oil (biohybrid nonwovens of polypropylene, the copolymer of acrylonitrile with methyl acrylate, and polyester), 19.6–25.2 g/g for diesel fuel, compressor and transformer oil (foamed polymeric sorbents made of a mixture of secondary polyethylene with acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer), and 1.6–2.5 g/g for gasoline and fuel oil (hydrophobized hydrolyzed lignins). The prospects of using the sorbents of these classes for cleaning the surfaces of reservoirs from oil spills and oil products are estimated.
1. Каменщиков Ф. А., Богомольный Е. И. Удаление нефтепродуктов с водной поверхности и грунта. М. ; Ижевск : Ин-т компьютерных исследований, 2006. 528 с.
2. Генис А. В., Байдаков Б. В., Синдеев А. А., Андрианова Л. Н., Идиатулов Р. К. Оценка сорбционных свойств полипропиленовых нетканых материалов, используемых для сбора нефтепродуктов // Нетканые материалы. Продукция, оборудование, технологии. 2012. № 3. С. 24–28.
3. Кащеева П. Б. Создание новых функциональных материалов для очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов : дис. … канд. хим. наук. М., 2014. 107 с.
4. 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.
5. Веприкова Е. В., Терещенко Е. А., Чесноков Н. В., Щипко М. Л., Кузнецов Б. Н. Особенности очистки воды от нефтепродуктов с использованием нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей // J. of Sib. Federal Univ. Chemistry. 2010. № 3. С. 285–304.
6. Ботин Г. В., Серебреникова Ю. Г., Кайзер Ю. Ф., Мелкозеров В. М. Исследования свойств полимерных сорбентов, используемых при разливах дизельных топлив // Состояние и перспективы развития социально-культурного и технического сервиса : материалы I Всерос. науч.-практ. конф. / под ред. В. И. Беляева. Бийск : Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2013. С. 195–197.
7. URL: http://sibecosorb.ru/kratko-o-sorbentah/ (дата обращения: 29.06.2018).
8. Пат. 2587440 РФ. Композиция для получения сорбента на основе карбамидоформальдегидной смолы / Мелкозеров В. М., Васильев С. И., Лапушова Л. А. ; опубл. 2016. Бюл. № 17.
9. Пат. 2593160 РФ. Полимерная композиция для пенопласта / Мелкозеров В. М. , Васильев С. И., Ортман А. С. ; опубл. 2016. Бюл. № 21.
10. Лапушова Л. А., Васильев С. И. Результаты исследования структуры полимерных сорбентов «Униполимер-М» для ликвидации техногенных разливов нефти и нефтепродуктов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2015. № 6. С. 17–21.
11. Васильев С. И., Лапушова Л. А., Мелкозеров В. М., Матвейкина Я. В., Горбунова Л. Н. Результаты исследования гидрофильности полимерных сорбентов серии «Униполимер» // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 1 (29). С. 135–139.
12. Мелкозеров В. М., Васильев С. И., Вельп А. Я., Крылышкин Р. Н., Марьянчик Д. И. Эксплуатационные свойства полимерных сорбентов // J. of Sib. Federal Univ. Engineering & Technologies. 2011. № 4. С. 369–379.
13. Левченко А. Г., Витковский М. И., Куркин В. А., Федотова А. С. Рекультивация почв сельскохозяйственного назначения с применением сорбента «Униполимер-М» // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2013. № 10. С. 42–54.
14. Мелкозеров В. М., Васильев С. И., Горбунова Л. Н. Сравнительный анализ характеристик полимерных сорбентов // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. 2013. № 3. С. 10–14.
15. Вертячих И. М., Жукалов В. И. Полимерные волокнистые Melt Blowing материалы для ликвидации аварий с разливами нефти и нефтепродуктов // Чрезвычайные ситуации : образование и наука. 2011. Т. 6, № 1. С. 53–58.
16. Кравцов А. Г., Марченко С. А., Зотов С. В. Полимерные волокнистые фильтры для преодоления экологических последствий чрезвычайных ситуаций. Гомель : ГГТУ им. П. О. Сухого, 2008. 280 с.
17. URL: http://inotomsk.ru/products/vysokoeffektivnyysorbent-na-osnove-voloknist... (дата обращения: 29.06.2018).
18. Отмахов В. И., Филоненко Д. А., Волокитин Г. Г., Скрипникова Н. К., Авхимович А. В. Технологическая линия по производству полимерного волокнистого сорбента для очистки водных объектов от нефти и нефтепродуктов // Экология промышленного производства. 2007. № 2. С. 74–77.
19. Волокитин Г. Г., Отмазов В. И., Кузьменко Н. И., Петрова Е. В., Гопеев В. А. Сорбенты на основе полимерных волокон и их использование на предприятиях химической, радиохимической и нефтеперерабатывающей промышленности // Энергетика, технология, экология, безопасность. 2006. № 2. С. 78–81.
20. URL: https://irvelen.com/ (дата обращения: 29.06.2018).
21. URL: http://biomicrogel.com/ (дата обращения: 29.06.2018).
22. Пат. 2550425 РФ. Способ сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды (варианты) / Шулепов И. Д., Елагин А. А., Миронов М. А. ; опубл. 2015
23. Elagin A. A., Mironov M. A., Shulepov I. D. Material for skimming oil or oil products from the surface water and method for its utilisation (alternative versions). WO2015190951 A1, CA2951633A1, EP3156470A1, US20170130110. URL: https://www.google.com/patents/WO2015190951A1?cl=ru (дата обращения: 29.06.2018).
24. Самойлов Н. А., Хлесткин Р. Н., Шеметов А. В., Шаммазов А. А. Сорбционный метод ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. М. : Химия, 2001. 189 с.
25. Кулиев Т. Ф. Способы очистки грунта от нефтепродуктов на объектах железнодорожного транспорта. Иркутск : Изд-во ИрГУПС. 2003. 195 с.
26. Ксенофонтов М. А. Пенополиуретаны. Структура и свойства // Вестн. БГУ. Сер. 1. 2011. № 3. С. 48–52.
27. Кахраманлы Ю. Н. Пенополимерные нефтяные сорбенты. Экологические проблемы и их решения. Баку : Элм, 2012. 305 с.
28. Кахраманлы Ю. Н., Аджамов К. Ю. Исследование процесса сорбции нефти и нефтепродуктов пенополимерными сорбентами при аварийных разливах на поверхности грунта // Нефть и газ Западной Сибири : материалы Международ. науч.-техн. конф., посвящ. 55-летию Тюмен. гос. нефтегаз. ун-та. Т. 4 / отв. ред. О. Ф. Данилов. Тюмень : ТюмГНГУ, 2011. С. 321–324.
29. Кахраманлы Ю. Н. Критерии подбора пенополимерных сорбентов в процессе локализации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на водной поверхности // Вода : Химия и экология. 2012. № 5. С. 70–75.
30. Кахраманлы Ю. Н. Классификация пенополимерных нефтяных сорбентов // Вода : Химия и экология. 2012. № 7. С. 39–43.
31. Чикина Н. С., Мухамедшин А. В., Зенитова Л. А. Сорбент на основе пенополиуретана и шелухи гречихи для сбора нефтяных разливов // Успехи в химии и химической технологии. 2007. Т. 21, № 5 (73). С. 38–42.
32. Веприкова Е. В., Терещенко Е. А., Чесноков Н. В., Кузнецов Б. Н. Волокнистые древесно-полистирольные сорбенты для ликвидации нефтяных загрязнений // J. of Sib. Federal Univ. Chemistry. 2011. № 4. P. 27–37.
33. Чикина Н. С., Мухамедшин А. В., Анкудинова А. В., Зенитова Л. А., Сироткин А. С., Гарабаджиу А. В. Снижение экологической нагрузки от разливов нефти и нефтепродуктов с помощью сорбента на основе пенополиуретана и отходов зерновых культур // Вестн. Казан. технол. ун-та. 2009. № 6. С. 184–192.
34. Магеррамов А. М., Азизов А. А., Алосманов Р. М., Керимова Э. С., Буниятзаде И. А. Использование полимеров в качестве сорбентов // Молодой учёный. 2015. Т. 8 4, № 4. С. 38–41.
35. Магеррамов А. М., Азизов А. А., Алосманов Р. М., Буниятзаде И. А. Исследование продуктов окислительного хлорфосфорилирования альфа-олефинов (гексена, октена, децена) в качестве реагентов для удаления тонкой пленочной нефти // Изв. вузов. Прикл. химия и биотехнология. 2012. Т. 2, № 1. С. 165–170.
36. Бухарова Е. А., Татаринцева Е. А., Ольшанская Л. Н. Исследование сорбционных свойств материала на основе полиэтилентерефталата для очистки сточных вод от нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов // XXI век : итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. Пенза : Изд-во Пенз. гос. технол. ун-та, 2014. № 1 (17). С. 118–122.
37. Кахраманлы Ю. Н. Особенности сорбции нефтепродуктов пенополимерными сорбентами на основе смеси полиэтилена и акрилонитрил-бутадиен-стирольного пластика // Вода : Химия и экология. 2012. № 1. С. 65–70.
38. Кахраманов Н. Т., Гаджиева Р. Ш. Сорбционные особенности пенополимерных сорбентов на основе смеси полиамида, полиуретана и АБС-сополимера // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2014. № 1. С. 47–53.
39. Грузинова В. Л. Вторичное использование отходов химической промышленности в системах очистки нефтесодержащих сточных вод // Вестн. Полоцк. гос. ун-та. Сер. F. Прикладные науки. Строительство. 2007. № 12. С. 151–155.
40. ПочиваловК. В., Бурмистрова М. Ю., Владимиров А. В., Голованов Р. Ю., Юров М. Ю., Сиганов Д. Л. Получение и использование сорбентов нефти и нефтепродуктов из отходов полиолефинов // Экология и промышленность России. 2005. № 10. С. 1–12.
41. Петрова Е. В., Асташкина А. П., Филоненко Д. А., Отмахов В. И., Изаак Т. И., Волокитин Г. Г. Исследование перспектив использования гидрофобных волокнистых сорбентов для очистки вод от ионов металлов // Изв. ТПУ. 2007. Т. 310, № 2. С. 136–140.
42. Сироткина Е. Е., Погадаева Н. И., Фуфаева М. С. Криогель-сорбент на основе поливинилового спирта и железосодержащего осадка для удаления нефти и фенола из воды // Изв. Том. политехн. ун-та. 2010. Т. 317, № 3. С. 49–53.
43. Дедов А. Г., Белоусова Е. Е., Кащеева П. Б., Беляева Е. И., Омарова Е. О., Лобакова Е. С., Иванова Е. А., Идиатулов Р. К., Генис А. В., Бузник В. М. Эффективные сорбирующие полимерные материалы для сбора нефти и нефтепродуктов // Хим. технология. 2013. Т. 10, № 14. С. 606–617.
44. Базунова М. В., Идрисов И. Ф., Базунов А. А., Ахметханов Р. М. Сорбционно-активные гибридные полимерные нанокомпозиты на основе полиэтилена и неорганических компонентов // Науч. альманах. 2017. № 2–3 (28). С. 422–426.
45. Пат. 2461421 РФ. Сорбирующий материал для сбора нефти и нефтепродуктов и способ его получения / Щипакина Е. Ф. ; опубл. 2012.
46. Пат. 2166362 РФ. Сорбирующий материал для сбора нефти и нефтепродуктов, способ его получения / Лакина Т. А., Дегтярев В. А. ; опубл. 2001.
47. Коган В. Е., Згонник П. В., Шахпаронова Т. С., Ковина Д. О. Физико-химические аспекты получения нефтесорбентов из фосфатных пеностекол и кинетика нефтепоглощения // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 4-1. С. 33–36.
48. Коган В. Е., Згонник П. В., Шахпаронова Т. С., Черняев В. А. Кинетика нефтепоглощения стеклообразными сорбентами органической природы // Междунар. науч.-исслед. журн. 2016. № 5 (47), ч. 5. С. 104–107.
49. Коган В. Е., Згонник П. В., Ковина Д. О., Черняев В. А. Использование пеностекла и полимерных материалов в качестве эффективных нефтесорбентов // Стекло и керамика. 2013. № 12. С. 3–7.
50. Коган В. Е. Стеклообразные пеноматериалы неорганической и органической природы и перспективы очистки окружающей среды от загрязнений нефтью и нефтепродуктами // Записки Горного института. 2016. Т. 218. С. 331–338.
51. Коган В. Е., Згонник П. В., Шахпаронова Т. С., Суворова З. В. Характер кинетических кривых нефтепоглощения стеклообразными сорбентами органической природы как функция структурных особенностей используемого полимера // Междунар. науч.-исслед. журн. 2017. № 6-2 (60). С. 88–93.
52. Семенович А. В., Лоскутов С. Р., Пермякова Г. В. Сбор проливов нефтепродуктов модифицированной корой хвойных пород // Химия растительного сырья. 2008. № 2. С. 113–117.
53. Маркин В. И., Курланова С. В., Ильичева Т. Н., Базарнова Н. Г., Колосов П. В. Биоразлагаемые сорбенты нефти // Биотехнология и общество в XXI веке : сб. ст. Барнаул : Изд-во Алт. ун-та, 2015. С. 207–209.
54. Буниятзаде И. А., Мамедов Г. Г., Азизов А. А., Алосманов Р. М., Магеррамов А. М. Магнитный сорбент для удаления тонких нефтяных пленок // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2010. Т. 53, № 4. С. 114–117.
55. Скопинцев И. В., Мелешкина А. М., Мясоедова В. В. Термохимическая конверсия и композиционные сорбенты для нефтепродуктов на основе смесей целлюлозсодержащих и полимерных отходов упаковки // Изв. МГТУ «МАМИ». 2013. Т. 2, № 3 (17). С. 86–90.
56. Скопинцев И. В., Мелешкина А. М., Камшад Ф. Новое применение вторичных полимерных композиционных материалов // Изв. МГТУ. 2012. № 2. С. 197–201.
57. Валинурова Э. Р., Кадырова А. Д., Кудашева Ф. Х. Адсорбционные свойства углеродного гидратцеллюлозного волокна // Вестн. Башкир. ун-та. 2008. Т. 13, № 4. С. 907–910.
58. Каблов В. Ф., Иощенко Ю. П. Проблема сбора нефти и нефтепродуктов при аварийных разливах // Фундаментальные исследования. 2004. № 6. С. 64–65.
59. Каблов В. Ф., Иощенко Ю. П., Жидков А. Ю. Разработка способов ликвидации аварийных разливов нефти на поверхности воды и грунта // Наука производству. 2005. № 1 (81). С. 13–17.
60. Аккулова З. Г., Амирханова А. К., Жакина А. Х., Василец Е. П., Арнт О. В., Кудайберген Г. К. Физико-химические свойства гуминовых нефтесорбентов // Изв. науч.-техн. о-ва «КАХАХ». 2017. № 1 (56). С. 19–27.
61. Гриншпан Д. Д., Телышева Г. М., Неавар Т. Н., Дижбит Т. Н., Цыганкова Н. Г., Аршаница А. С., Головко А. С., Солодовник В. П. Нефтесорбент на основе гидролизного лигнина // Вестн. НАН Беларуси. Сер. хим. наук. 2011. № 2. С. 23–28.
62. Лейкин Ю. А., Черкасова Т. А., Смагина Н. А. Саморегенерирующиеся сорбенты для очистки воды от нефтяных углеводородов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. Т. 8, вып. 4. С. 586–599.
63. Кобызева Н. В., Гатауллин А. Г., Силищев Н. Н., Логинов О. Н. Разработка технологии очистки сточной воды с использованием иммобилизованной микрофлоры // Вестн. ОГУ. 2009. № 1. С. 104–107.
64. Морозов Н. В., Хуснетдинова Л. З., Жукова О. В. Использование иммобилизованных на органическом сорбенте нефтеокисляющих микроорганизмов для очистки воды от нефти // Фундаментальные исследования. 2011. № 12. С. 576–579.
65. Пат. 2528863 РФ. Биоразлагаемый композиционный сорбент нефти и нефтепродуктов / Дедов А. Г., Иванова Е. А., Белоусова Е. Е., Кащеева П. Б., Карпова Е. Ю., Идиатулов Р. К., Кирпичников М. П., Лобакова Е. С., Васильева С. Г., Соловченко А. Е. ; опубл. 2014. Бюл. № 26.
66. Пат. 2469787 РФ. Сорбирующий композиционный материал / Дедов А. Г., Мясоедов Б. Ф., Бузник В. М., Омарова Е. О., Беляева Е. И., Некрасова В. В., Идиатулов Р. К., Генис А. В., Синдеев А. А., Перевертайло Н. Г., Кащеева П. Б, Тузинович А. М. ; опубл. 2012. Бюл. № 35.
67. Омарова Е. О., Лобакова Е. С., Дольникова Г. А., Некрасова В. В., Идиатулов Р. К., Кащеева П. Б., Перевертайло Н. Г., Дедов А. Г. Иммобилизация бактерий на полимерных матрицах для деградации нефти и нефтепродуктов // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 2012. № 1. С. 28–35.
68. Лобакова Е. С., Исмаилов А. Д., Кащеева П. Б., Алескерова Л. Э., Омарова Е. О., Идиатулов Р. К., Иванова Е. А., Белоусова Е. Е., Дедов А. Г. Определение токсичности нефтесорбентов на основе нетканых полимерныхматериалов биолюминисцентнымметодом // Хим. технология. 2013. Т. 14, № 11. С. 672–678.