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文檔簡介
1、高效環(huán)保消油劑研制文獻(xiàn)綜述1.1海上溢油污染治理1.1.1概述海洋表面溢油污染的治理方法可以分為物理機(jī)械回收法、化學(xué)處理法和生物處理法2-4,6,7。一般來說,處理海上溢油的最理想的方法是物理處理法,采用物理處理法可以避免溢油對環(huán)境的進(jìn)一步危害,到目前為止該法還是溢油處理的主要手段和方法。化學(xué)處理法主要是利用化學(xué)藥劑改變溢油物理性質(zhì)便于溢油回收處理或減少油污染的危害。油化學(xué)處理劑主要用于機(jī)械、物理方法處理后無法再處理的薄油層處理,但是在海況惡劣場合,無法用機(jī)械、物理方法處理時,也可作為單獨(dú)的處理方法5,7, 8,13,14。生物化學(xué)法較物理和化學(xué)方法成本低、投資少、效率高、無二次污染也已廣泛為
2、各國采用9。1.1.2溢油物理機(jī)械回收法物理機(jī)械回收法主要用于溢油量大、油層較厚的回收,通常用于油層厚度在0.5cm以上的油膜回收,物理機(jī)械回收法包括溢油的圍控設(shè)備、溢油回收機(jī)械設(shè)備、溢油的物理吸收。溢油的圍控設(shè)備是圍油欄,其主要作用將溢油海域圍住,防止溢油擴(kuò)散,縮小溢油面積,配合回收和處理溢油。圍油欄材料應(yīng)具備滯油性強(qiáng),隨波性好,抗風(fēng)浪能力強(qiáng),強(qiáng)度高,耐磨、耐撕裂,容易清洗,使用方便等性能,圍油欄圍住的油一般要回收,溢油回收機(jī)械設(shè)備通常有油回收船、油吸引裝置(撇油裝置)、網(wǎng)袋回收裝置、油拖把等,這些機(jī)械設(shè)備能夠回收大量的不同類型的的溢油。溢油的物理回收法是采用吸油材料回收海上溢油,屬于物理吸
3、附法。目前,吸油材料吸附法是目前經(jīng)常采用的一種簡單有效的治理溢油的方法,可以反復(fù)使用,無二次污染問題,今后仍會被廣泛利用8。1.1.3溢油的化學(xué)處理法1、溢油燃燒法7-9,13,14燃燒法是真正的化學(xué)方法,過去由于人們擔(dān)心燃燒的蔓延會危及附近的船舶和設(shè)施,油層的燃燒時會產(chǎn)生濃煙也會污染大氣,因此只是在離岸相當(dāng)遠(yuǎn)的公海才使用的方法。采用各種助燃的方法,使大量的溢油能在不長的時間內(nèi)燃盡,故比其它方法徹底,處理時無需復(fù)雜的裝置,處理費(fèi)用低。2、使用油化學(xué)處理劑7-9,13,14 油化學(xué)處理劑包括乳化分散劑(消油劑,oil dispersant),凝油劑和集油劑。它們的作用是輔助油回收船和油回收裝置,
4、處理那些油回收器難以見效的0.3mm以下厚度的薄油層,在特定的條件下(如氣象、海況比較惡劣時)它也可成為治理溢油事件的主要手段而大量的大面積的使用。消油劑是一類表面活性劑溶液,它能夠顯著降低溢油和海水(水)之間的界面張力,降低溢油的粘度,形成穩(wěn)定的水包油(o/w)型乳狀液,使溢油迅速分散到海水(水)中,由于分散的油的表面積增加,從而加速了溢油的生物降解。從而減少了溢油對海洋環(huán)境的危害。溢油集油劑也稱聚油劑、化學(xué)圍油欄、油控試劑、活塞膜、單分子表面膜等。它是一種水面溢油的化學(xué)處理劑,由表面活性劑和溶劑組成。通過油膜周圍水面或直接在油膜上噴灑集油劑改變油膜周圍水面或油表面張力,能夠阻止油膜擴(kuò)散,增
5、加油膜內(nèi)聚力,使油膜自動聚積收縮到最小面積,起到減少溢油污染危害,并為其它方法回收和處理溢油創(chuàng)造有利條件。溢油凝油劑也稱膠凝劑、油固化劑,它是一種使溢油膠凝成塊狀物的化學(xué)試劑。膠凝后的油塊浮于水面上,便于用網(wǎng)等機(jī)械設(shè)備回收。凝油劑通常低毒或無毒,與溢油膠凝后一起被回收。1.1.4溢油的生物處理法使用微生物來降解解石油,最終將石油烴氧化成無毒產(chǎn)品co2和h20。這個過程就是溢油生物處理技術(shù)的理論基礎(chǔ)。生物處理法目前主要有菌種法和營養(yǎng)法兩種類型,具有高效、費(fèi)用低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但一旦出現(xiàn)大規(guī)模溢油而造成較厚油膜對,由于營養(yǎng)和氧氣供應(yīng)不足,就會抑制細(xì)菌的生長。微生物的凈化作用就會受限制。不過,當(dāng)
6、處理無法消除的較薄油膜和化學(xué)藥品受限制不允許使用時,生物技術(shù)便顯示出重要的作用。營養(yǎng)劑法9 由于海水中可利用的n、p不足,將限制石油烴的生物氧化。所以要求向海水中添加一定量的親油性能同油膜漂浮在一起的長效肥料,來補(bǔ)充微生物的營養(yǎng),促進(jìn)微生物的降解。但是在添加營養(yǎng)元素n、p時,應(yīng)注意兩點(diǎn):避免引起大量海藻的生成,以致產(chǎn)生富營養(yǎng)化和赤潮;由于風(fēng)浪的作用,有時會影響作用效果。茵種法9 運(yùn)用細(xì)菌、酵母菌、真菌中能高效降解石油烴的微生物來降解溢油,主要采取超級細(xì)菌法和混和菌群法兩種形式。因?yàn)槲⑸锝到馐蜔N受到dna的控制,而在一定條件下,dna可在不同的菌株間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。通過這種方式就可得到超級細(xì)菌。而
7、由于一種烴類氧化茵可氧化一種或少數(shù)幾種石油烴,那么將這些氧化菌進(jìn)行混和培養(yǎng),形成溫和苗群,便可處理多種烴類。并且這兩種方法都獲得了很大成功。其它生物處理方法 考慮沿岸區(qū)域生物種群的改變,強(qiáng)化天然凈化過程,從中除去油污并將石油轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)排泄物。其中軟體動物最有希望,這種方法不但對海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展具有特殊意義。而且能有效地降解非常令人頭癰的沉降于海底的石油。亦可引入合適的微生物酶作用物,加速海上油膜的微生物降解。1.1.5溢油的應(yīng)急處理許多石油生產(chǎn)國都十分重視海洋溢油回收的處理技術(shù)的研究。為防止海洋石油污染,國際上已制定了一系列法律和條令,如美國的“聯(lián)邦污染控制法”、英國的“水利資源(防止污染)法
8、”、日本的“海洋污染防止法”和我國的“中華人民共和國海洋環(huán)境保護(hù)法”等。溢油多屬于突發(fā)性事故,發(fā)生緊急,危害嚴(yán)重,而且由于海洋環(huán)境特殊性造成處理難度大。溢油處理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要統(tǒng)一的指揮,調(diào)動各部門密切配合,動用各種方法、技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行處理才能成功。溢油發(fā)生后通常由溢油應(yīng)急處理中心發(fā)出警報,通過衛(wèi)星、飛機(jī)、及船只密切監(jiān)視溢油擴(kuò)散動向。根據(jù)溢油位置、溢油量和性質(zhì)決定采取的處理的方案。先用圍油欄或集油劑控制溢油的擴(kuò)散,迅速調(diào)集各部門的各種溢油處理機(jī)械設(shè)備,先回收厚油層油,然后用吸油材料、化學(xué)處理劑(消油劑、凝油劑)處理薄層油。圖1.1為溢油防除技術(shù)系統(tǒng)示意圖8。溢油燃燒處理應(yīng)急通訊預(yù)警系
9、統(tǒng)吸附沉降處理集油劑或圍油欄人工或機(jī)械回收吸油材料、化學(xué)處理劑(分散劑、凝油劑)外海區(qū)防止擴(kuò)散回收厚油層油處理薄油層油深海區(qū)預(yù)報擴(kuò)散方向統(tǒng)一調(diào)度處理方案圖1.1 為溢油防除技術(shù)系統(tǒng)示意圖1.2消油劑使用消油劑是海上溢油處理的重要手段之一,國際上對消油劑應(yīng)用于海面溢油處理的綜合評價,盡管有不同觀點(diǎn),但乳化分散型消油劑,消油效果好,使用簡便,且不受海況限制,已得到了廣泛地使用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,消油劑產(chǎn)品也必將得到不斷的更新發(fā)展。1.2.1概述消油劑活性成分是表面活性劑,根據(jù)使用的溶劑的不同,消油劑可分為三類:一類是以水為溶劑,稱水基消油劑,一類是以油為溶劑,稱烴基消油劑,還有一類是溶于水又溶于
10、油有機(jī)溶劑,稱有機(jī)溶劑基消油劑。消油劑按表面活性劑的含量多少一般分為普通型(或常規(guī)型)和濃縮型消油劑。按中華人民共和國海洋石油勘探開發(fā)常用消油劑性能指標(biāo)及檢驗(yàn)方法行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,常規(guī)消油劑中表面活性劑的含量小于30,粘度小于15.0mm2/s;濃縮型消油劑中的表面活性劑含量大于50。粘度大于15.0mm2/s。消油劑的應(yīng)用迄今有三十多年的歷史,從1967年torreycanyon事故以來消油劑產(chǎn)品也經(jīng)歷了不斷的發(fā)展。根據(jù)使用的溶劑不同和表面活性劑含量的不同消油劑產(chǎn)品的發(fā)展經(jīng)歷了三代:第一代為烴基消油劑,第二代為水基消油劑;第三代為有機(jī)溶劑濃縮型消油劑。消油劑中活性劑由陰離子而發(fā)展至聚氧乙烯型非離
11、子,非離子中又由醚型改換成酯型,溶劑由含大量低分子芳烴煤油而演變成液態(tài)石蠟;現(xiàn)代某些產(chǎn)品則用二醇醚類為溶劑,同時消油劑產(chǎn)品也由溶劑型(普通型)而發(fā)展至濃縮型。這一發(fā)展過程除了努力提高產(chǎn)品的乳化能力外,降低產(chǎn)品的毒性是個重要追求目標(biāo),同時也注意到產(chǎn)品的生物可降解性。1.2.2消油劑的作用機(jī)理油和水之間溶解度極低。由于油和水之間的表面張力非常大,水的表面張力比粘度小凝點(diǎn)低的油品的表面張力大的多,因此水面上油滴能很快擴(kuò)散,水表面被水污染。有表面活性劑存在時,油水之間能形成穩(wěn)定的乳狀液。乳狀液一般有兩種類型,即油包水型(w/o)和水包油型(o/w)。通過形成乳狀液,油可以分散到水體中,水也可以分散到油
12、中。乳狀液中油滴直徑大約15m。表面活性劑起到降低油水間界面張力并使乳化液能穩(wěn)定存在的作用。乳化分散作用是減少海面浮油危害的一種途徑,但油滴仍分散于水中,其毒性也繼續(xù)存在。研究表明,對于毒性低的消油劑,乳化分散的油易為水體生物降解和空氣氧化,起到促進(jìn)油類降解的作用。同時,油膜的乳化分散也降低了著火危險和油膜的污染。消油劑的作用機(jī)理如圖1.215所示。消油劑成微小的液滴噴灑到油片上。消油劑最好是濃縮的不要稀釋,這樣分散的效果會更好。在噴灑液滴的動量和溶劑的作用下,消油劑液滴滲透入油中并和油片混合。當(dāng)消油劑到達(dá)油片的底部,表面活性劑分子分散到油水界面,降低了界面張力。油的小液滴開始脫離出油片分散到
13、水域的上部,當(dāng)表面活性劑分子被油滴帶走后,在油相中的的表面活性劑重新充滿油和水的界面。這樣,當(dāng)微小油滴剝落脫離后,更多的表面活性劑達(dá)到界面,又剝離出微小的油滴,油片也就逐漸的耗盡完全分散入水中。由于表面活性劑層阻止了油滴間的聯(lián)合和再鋪平,使得形成的液滴穩(wěn)定存在。圖1.2 消油劑作用機(jī)理圖1.2.3消油劑作用效果(乳化率)的評價方法目前乳化率檢驗(yàn)主要分為實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)兩大類8,12,15,16。乳化率的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法很多,雖然這些試驗(yàn)方法在設(shè)計(jì)和方法上差別很大,但總的目標(biāo)則是一致的,那就是盡可能真實(shí)地模擬油在自然海況下與消油劑混合和分散的過程。現(xiàn)場試驗(yàn)是介于實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用之間的中
14、型試驗(yàn),其布油量從小于1噸到幾十噸,其目的在于更確切地考察所用消油劑處理溢油的實(shí)際效率。到目前為止,力圖把實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)與海上現(xiàn)場使用效率聯(lián)系起來的努力尚未成功。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室模擬不可能達(dá)到完全反映出自然海況下油與消油劑混合、作用的程度。表1.1 測定消油劑乳化率的各種試驗(yàn)方法試驗(yàn)法試驗(yàn)海水體積(l)特點(diǎn)槽試驗(yàn)法模擬環(huán)境槽試驗(yàn)(根據(jù)美國海軍試驗(yàn))119配備循環(huán)泵槽太平洋環(huán)境119配備攪拌器槽exxon calm海上模擬65空氣鼓泡系統(tǒng)bp sunbury和南非31波浪發(fā)生器mackaynadeausteelman6風(fēng)導(dǎo)渦動apibattelle160攪拌澳大利亞110沖洗槽旋轉(zhuǎn)分液漏斗試驗(yàn)法英國海
15、事法庭1手搖晃或轉(zhuǎn)動shell(殼牌公司)1旋動燒杯ici(皇家化學(xué)工業(yè)公司)1.5搖晃燒杯petrofinalabofina0.25旋轉(zhuǎn)分液漏斗warren spring(uk)0.25旋轉(zhuǎn)分液漏斗imp(挪威)0.25旋轉(zhuǎn)分液漏斗界面張力試驗(yàn)法sbi(斯坦福研究所,美)0.05滴重測定spinning drop or kruss0.02測定旋轉(zhuǎn)滴的大小de nouy ring0.02測定液滴由界面通過環(huán)需要的力流水槽試驗(yàn)法連續(xù)流水槽0.6l/s油和消油劑連續(xù)的泵入流水槽的海水中現(xiàn)場試驗(yàn)有的是人工布油后噴灑消油劑,直接觀察處理效果,有的是利用已發(fā)生的溢油事故立即進(jìn)行乳化率試驗(yàn),從而確定消油效
16、率。這兩類方法各有優(yōu)、缺點(diǎn)。雖然實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)可以控制實(shí)驗(yàn)條件,取樣快并且可對各種參數(shù)進(jìn)行比較,所得試驗(yàn)結(jié)果的精密度較高。但所得結(jié)果與海上現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果并不是一個簡單的外推關(guān)系。另一方面,現(xiàn)場試驗(yàn)以及事故性溢油試驗(yàn),由于難于取樣和對結(jié)果作出解釋,后勤困難,尤其是當(dāng)不能對全部參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和控制時,不能使試驗(yàn)獲得完全成功。考慮到近海試驗(yàn)的高費(fèi)用和定量解釋這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)方面的困難,而實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)之間仍然存在著一定的相關(guān)性,在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)效率高的消油劑在現(xiàn)場試驗(yàn)中的效率也相對地高。所以我們通過實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)仍能區(qū)別出各種消油劑的相對乳化效率。因此實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)仍是一種有實(shí)際意義的方法。這也是實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)方法研究經(jīng)
17、久不衰的原因。消油劑乳化率檢驗(yàn)主要有水槽試驗(yàn)法、搖動或旋轉(zhuǎn)容器試驗(yàn)法、界面張力試驗(yàn)法、海上現(xiàn)場試驗(yàn)、flume(流水槽)試驗(yàn)法等,表1.116列出了目前測定消油劑乳化率的各種試驗(yàn)方法。通過表1.1介紹的乳化率檢驗(yàn)方法可以看出,消油劑乳化率檢驗(yàn)方法的研究領(lǐng)域相當(dāng)活躍。實(shí)驗(yàn)裝置和模擬方法也是多種多樣,不同體積不同材質(zhì)的水槽、燒杯、分液漏斗、定時擺動環(huán)(oscillation hoop)、振動環(huán)和流動水槽等。供給能量的方式也明顯不同,風(fēng)導(dǎo)渦動、空氣鼓泡、波浪發(fā)生器、循環(huán)泵、攪拌器、旋轉(zhuǎn)燒杯、往復(fù)振蕩和手搖等方式均被采用。盡管方式不同,但總目標(biāo)都是一致的,那就是盡最大可能模擬油在海上的自然運(yùn)動狀況。由
18、于原油在海上風(fēng)化速度快使用消油劑的決定必須在幾小時內(nèi)作出,所以簡便快速的現(xiàn)場檢驗(yàn)方法有著廣闊的發(fā)展前景,如界面張力法和粒徑檢驗(yàn)法等。海上現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)無疑是檢驗(yàn)消油劑乳化性能的最好方法,但由于其費(fèi)用昂貴、再加上船只和選擇批準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)海區(qū)等問題,不能作為常規(guī)的檢驗(yàn)手段。 目前,比較公認(rèn)的乳化率檢驗(yàn)方法是wsl旋轉(zhuǎn)瓶法和加拿大的mns法。byford和crowley等人都對英國和加拿大的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法做過對比實(shí)驗(yàn)。他們的研究結(jié)果表明,就所研究的幾種消油劑而言、兩種方法均給出相同的排列順序,而且這兩種方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與海上現(xiàn)場試驗(yàn)的結(jié)果也相當(dāng)吻合。這兩種方法均是目前國際上公認(rèn)的檢驗(yàn)方法。從常規(guī)分析的角度來說wsl
19、法更方便適用,而mns法則需要較多的時間,較大的空間和成本,工作量也較大。國內(nèi)目前采用250m1分液漏斗往復(fù)振蕩測定消油劑的乳化率。此方法與wsl法大體相似。區(qū)別只在供給能量方式不同,往復(fù)振蕩較之旋轉(zhuǎn)要猛烈的多,但是判斷標(biāo)準(zhǔn)也不一樣,就30秒乳化率而言,wsl法達(dá)到30為合格,而往復(fù)振蕩法需達(dá)60才合格。1.2.4消油劑表面活性劑選配方法要將原油有效分散到水中乳化,必須加入乳化劑改變體系的親水親油平衡,從而形成穩(wěn)定的乳化體系。乳化劑的選擇有以下幾種方法17,18-21:hlb值法、pit法、etp法、內(nèi)聚能比法、cmc法、有機(jī)性與無極性數(shù)值法等。1. 以hlb值為依據(jù)選擇乳化劑表面活性劑的分子
20、結(jié)構(gòu)中同時具有親水和親油集團(tuán),表面活性劑的功能受分子中的親水和親油基平衡的影響很大。親水親油平衡就是指表面活性劑的親水基和疏水基之間的大小和力量的平衡關(guān)系。反映這種平衡程度的量被稱為親水親油平衡(hlb)。由于表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)所顯示出來的親水性,可以用hlb值表示,所以hlb值與表面活性劑用途之間的關(guān)系就非常明顯了。下表1.217是乳化各種油相所需的hlb值。表1.2 乳化各種油相所需的hlb值油相o/w乳狀液hlb值油相w/o乳狀液hlb值苯甲酮14氯化石蠟8月桂酸16礦油14亞油酸16羊毛脂(無水)12蓖麻醇酸16鄰二氯苯13油酸17芳烴礦物油12硬脂酸17烷烴礦物油10十六醇15礦脂
21、78癸醇14松脂16十二醇14蜂蠟9十三醇14石蠟10苯15棉籽油待添加的隱藏文字內(nèi)容37.5四氯化碳16硅油16蓖麻油14一般來說當(dāng)了解乳化各種油相所需hlb值后,就可以根據(jù)已知表面活性劑的hlb值來選擇合適的乳化率,特別是不知用何種表面活性劑而舉棋不定時,用hlb值選乳化劑是最值得考慮的方法。2、pit法pit法是相轉(zhuǎn)變溫度法(phase inversion temperature)的英文縮寫。是繼hlb值法之后又一種重要的方法。它彌補(bǔ)了hlb值法沒有考慮溫度變化對hlb值影響的不足。乳狀液的類型是與溫度有關(guān)的,在一定的溫度下會發(fā)生轉(zhuǎn)型,如o/w型轉(zhuǎn)變?yōu)閣/o型,在特定體系中發(fā)生相轉(zhuǎn)變的溫
22、度是該乳化劑親水親油性質(zhì)恰好達(dá)到適當(dāng)平衡的溫度。利用相轉(zhuǎn)變溫度不僅可以判斷乳狀液的穩(wěn)定性,也可以用來說明乳狀液乳化劑的性質(zhì)。但pit法只適用選擇聚氧乙烯型非離子表面活性劑時使用。3、eip法eip法是乳液轉(zhuǎn)變點(diǎn)法的英文縮寫,是乳狀液從w/o型轉(zhuǎn)變?yōu)閛/w型的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。乳化劑親水性越強(qiáng)。hlb值越高,發(fā)生乳狀液從w/o型轉(zhuǎn)變?yōu)閛/w型所需加入水的體積越小,eip點(diǎn)越低。選擇eip法最低的乳化劑可配成最穩(wěn)定的o/w型乳狀液。 4、內(nèi)聚能比法這是選擇乳化劑的另一種方法,它把hlb值與winsor建議的內(nèi)聚能概念聯(lián)系起來。內(nèi)聚能比r=alo/ahw。式中alo是表面活性劑親油基與油之間的內(nèi)聚能,ahw是
23、表面活性劑親油基與水之間的內(nèi)聚能。r值因體系的組成、添加劑不同或溫度的變動而變動。內(nèi)聚能比法要求將油、乳化劑的hlb值以及它們的分子體積、形狀、化學(xué)性質(zhì)都獲得匹配,由于這些分子參數(shù)的數(shù)值有限,所以離實(shí)用還有一段距離。5、cmc法在選擇同類乳化劑時,盡量選擇臨界膠束濃度低的乳化劑,因?yàn)楫?dāng)cmc低時容易形成膠束,同樣濃度下形成膠束數(shù)量多,無效乳化劑減少,由于cmc數(shù)據(jù)容易查找,并且可以很方便測量,適合于同類乳化劑選擇的方便方法。6、有機(jī)性與無機(jī)性數(shù)值法有機(jī)化合物是由非極性部分及極性部分組成,它們的親油和親水的程度用數(shù)字表示,將有機(jī)化合物的有機(jī)性和無機(jī)性定量的表示出來。以無機(jī)性為縱坐標(biāo),有極性為橫坐
24、標(biāo),組成有機(jī)概念圖。按化合物的有機(jī)性和無機(jī)性數(shù)值在圖上標(biāo)出。利用有機(jī)概念圖來選擇乳化劑。1.2.5消油劑用表面活性劑和溶劑消油劑的主要構(gòu)成可分為表面活性劑和溶劑兩部分。消油劑有如下的性能要求1,5,8:a 對溢油的乳化分散性優(yōu)良,用量少;b 毒性低,對水產(chǎn)資源無不良影響;c 消油劑本身易生物降解,無二次污染產(chǎn)生;d 燃點(diǎn)高,不易著火;e 粘度低,噴灑方便,容易使用;f 價格便宜。1、消油劑用表面活性劑表面活性劑分子都是由極性的親水基和非極性的憎水基兩部分組成的。親水基使分子引入水,而憎水基使分子離開水,即引入油,因此它們是兩親分子。這種親水、親油的性質(zhì),能顯著降低溶液(一般為水)表面張力和液一
25、液界面張力,能起乳化、分散、增溶、洗滌、潤濕等一系列作用。由于親水基團(tuán)在種類上和結(jié)構(gòu)上的改變,遠(yuǎn)比親油基團(tuán)的改變對表面活性劑的影響大。因此,表面活性劑一般以親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)為依據(jù)來分類。通常分為離子型和非離子型兩大類。離子型表面活性劑在水中電離,形成帶陽電荷或帶陰電荷的憎水基。前者稱為陽離子表面活性劑,后者稱為陰離子表面活性劑。在一個分子中同時存在陽離子基團(tuán)和陰離子基團(tuán)者稱為兩性表面活性劑。非離子表面活性劑在水中不電離,呈電中性。兩性表面活性劑、陽離子表面活性劑由于價格高,陽離子表面活性劑容易吸附在固體表面,且毒性大,這兩類表面活性劑很少用于消油劑產(chǎn)品中。用于消油劑的表面活性劑主要是陰離子表面活
26、性劑和非離子表面活性劑15,8,22。陰離子表面活性劑 陰離子表面活性劑是最早應(yīng)用的一種表面活性劑,其價格低,應(yīng)用性能是多方面的,常見的有烷基苯磺酸鹽、肥皂、琥珀酸二異辛酯磺酸鈉。其可單獨(dú)使用或和非離子類表面活性劑配合使用。具有良好的乳化性和洗凈性,烷基苯磺酸鹽、肥皂由于對水生生物的毒性大,現(xiàn)已不再使用。非離子表面活性劑非離子表面活性劑是消油劑產(chǎn)品中主要的成份,這類表面活性劑對溢油有很好的乳化分散性,因?yàn)樵谌芤褐胁怀孰x子狀態(tài),穩(wěn)定性高,不受無機(jī)鹽電解質(zhì)類影響,也不受酸堿的影響。非離子表面活性劑和其它類表面活性劑相容性好,能很好地混合使用,在水和有機(jī)溶劑中都有較好的溶解性,目前,非離子表面活性劑
27、是消油劑產(chǎn)品中的主要成分。烷基酚聚氧乙烯醚 其乳化性能良好,20世紀(jì)60年代時大量用于消油劑,由于毒性高,不易生物降解,現(xiàn)已不用。烷基聚氧乙烯醚 如聚氧乙烯壬基苯基醚和聚氧乙烯油酸醚都是乳化性很好的表面活性劑,在20世紀(jì)60年代時大量用于消油劑,但由于其對魚類tlm(24h)小于150mg/l,毒性高,現(xiàn)已不在使用。脂肪酸聚氧乙烯酯 一般是聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚氧乙烯月桂酸酯,其聚氧乙烯相對分子量為400600為宜,其乳化性能優(yōu)越,毒性低,tlm(24h)在30004200 mg/l之間,現(xiàn)已成為消油劑所用表面活性劑主流,已申請了許多專利。失水山梨醇酯和聚乙二醇失水山梨醇酯 如失
28、水山梨醇聚氧乙烯(20)單月桂酸酯(吐溫20)、失水山梨醇聚氧乙烯(20)三油酸酯(吐溫85)和失水山梨醇單油酸酯(司班80)等,其乳化性好,基本無毒性,近年來也已大量用于消油劑。其它 如蓖麻子油的聚氧乙烯加成物、脂肪酸聚乙二醇酯類、硬酯酰聚氧乙烯(9)酯、月桂酯酰聚氧乙烯(9)酯、油酰聚氧乙烯(9)酯等也都有良好的乳化分散性,均適用于消油劑配方。早期的消油劑選用的陰離子表面活性劑如烷基苯磺酸鹽、十二烷基磺酸鈉,十二烷基硫酸鈉等。它們雖有較優(yōu)秀的乳化分散性能,但本身生物毒性大,尤其是烷基苯磺酸鹽不易生物降解,在現(xiàn)在的消油劑產(chǎn)品中已很少使用。早期的消油劑選用的非離子表面活性劑如具有良好乳化分散性
29、能的烷基酚聚氧乙烯醚類、脂肪酸聚氧乙烯醚類,由于其生物毒性高,和生物降解性差也已被禁止使用。目前世界各國生產(chǎn)的消油劑所選用的表面活性劑多半都是以天然動植物油類為原料而合成的酯型非離子表面活性劑,如聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯類、蓖麻油聚氧乙烯醚類、聚乙二醇脂肪酸酯類等。對于從生物毒性上講,非離子表面活性劑的hlb值越低,毒性越高。即滲透性越大者,毒性越強(qiáng),從生物降解方面講,非離子表面活性劑生物降解不存在什么問題。非離子表面活性劑由于乳化性好,毒性低,生物降解性好,可單獨(dú)在消油劑產(chǎn)品中應(yīng)用,海水的鹽度幾乎不影響它的乳化效果,但是它易受溫度的影響而改變其親水親油能力,從而改變?nèi)榛Ч虼嗽谙蛣┡?/p>
30、方設(shè)計(jì)中,往往采用非離子和陰離子表面活性劑的復(fù)配,從文獻(xiàn)介紹15,22來看,消油劑的表面活性劑一般是一種或多種的非離子表面活性劑(在配方中的比例為15%到75%)和一種陰離子表面活性劑(在配方中的比例是5%到25%),這樣不僅保持了非離子表面活性劑的耐鹽性,也減少溫度對親水親油能力的影響。并且兩者協(xié)同作用較易形成膠束,能使cmc大大降低,從而也提高了其乳化能力。2、消油劑用溶劑1.5,8消油劑產(chǎn)品中另一重要的組成部分為溶劑,溶劑的作用是降低表面活性劑的粘度,增強(qiáng)消油劑的擴(kuò)散能力,并降低溢油粘度,在使用條件下將活性劑帶入溢油中,使溢油油塊破碎,減少海水與油界面的摩擦阻力,從而促進(jìn)油向海水中分散。
31、消油劑也可以根據(jù)溶劑的對水對油的溶解情況分為油溶性的消油劑、水溶性的消油劑、以及既溶于油又溶于水的消油劑,根據(jù)消油劑產(chǎn)品的性能要求,溶劑的選擇也要考慮以下幾個方面:1、 能溶解表面活性劑,能和表面活性劑形成穩(wěn)定的體系;2、 毒性低,對水生生物危害小;3、 易于生物降解,不產(chǎn)生二次污染;4、 粘度低;5、 燃點(diǎn)高,不易著火;6、 密度適中;7、 價格便宜;最早的消油劑產(chǎn)品中的溶劑是油溶性,典型的溶劑如芳烴、煤油和脫芳烴的煤油、液體石蠟、溶劑油以及氯代烷烴等,油溶性的消油劑它很容易進(jìn)入溢油中,與溢油混合效果好,使得消油劑中的表面活性劑很容易分散進(jìn)入油中,能充分的起到降低油水界面張力和乳化作用,但是
32、,由于芳烴等油溶性的溶劑毒性大,易于著火,生物降解困難,其本身也是需要乳化的對象,所以目前除毒性較低、較易生物降解的脫芳煤油、液體石蠟外油溶性的溶劑目前在國外基本很少使用。水溶性的溶劑通常為異丙醇、聚乙二醇、乙二醇、丙二醇等,這類溶劑毒性較低,但由于其對油的溶解能力差,使得表面活性劑在沒有進(jìn)入溢油之前就很容易進(jìn)入水中,使消油劑的活性組分損失很大,降低了消油劑的使用效果,因此以這類為溶劑的消油劑的產(chǎn)品消油效果比較差,一般來說它們對低粘度以及剛出現(xiàn)的浮油分散效果還是明顯的。溶于水又溶于油的溶劑目前是消油劑開發(fā)所選用的熱點(diǎn),因?yàn)檫@類溶劑本身就是具有表面活性的小分子,它溶于油,使消油劑中的表面活性劑很
33、容易分散進(jìn)入油中,能充分的起到降低油水界面張力和乳化作用,它又溶于水,和表面活性劑協(xié)同作用,起到很好的乳化分散效果,典型的這類溶劑為:乙二醇醚、二乙二醇醚、丙二醇醚、二丙二醇醚,丁醇等,這類溶劑的特點(diǎn)是毒性小易于生物降解,但價格較高,目前最先進(jìn)的消油劑配方中均選用此類溶劑。1.2.6消油劑的性能指標(biāo)消油劑是處理水面浮油的化學(xué)制劑,其作用是將浮油乳化、分散到廣闊的水域內(nèi),使各局部水體油分濃度降低,進(jìn)而被水中微生物降解或被溶解氧氧化,從而獲得凈化水體的效果。由于消油劑是直接用于水域環(huán)境的,所以除了要求對油的乳化效率高以外,它還應(yīng)具有低毒、可生物降解、使用方便,安全不易燃等其它物理性能。一九九二年八
34、月二十日國家海洋局根據(jù)中華人民共和國海洋石油勘探開發(fā)環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例的規(guī)定,制定了海洋石油勘探開發(fā)化學(xué)消油劑使用規(guī)定。其中規(guī)定的第四條嚴(yán)格規(guī)定了消油劑的性能。海洋石油勘探開發(fā)化學(xué)消油劑使用規(guī)定第四條消油劑的性能應(yīng)符合下列要求1,7,8:燃點(diǎn)():70粘度(30):60600sec20(標(biāo)準(zhǔn)油為100蒸餾的勝利原油)生物毒性(魚種為蝦虎魚):24hlc50(mg/l)3000生物降解度:boc/cod(%)301.3吸油材料高吸油材料是近十幾年得到迅速發(fā)展的一種可吸油(包括有機(jī)液體)的功能性材料。它最初是由于油污染治理的需要而使廣大研究人員對它產(chǎn)生了濃厚興趣。隨著工業(yè)的發(fā)展,含油污的廢水、廢液、
35、海洋石油泄漏等造成的污染已不容忽視,使用吸油材料已成為一種處理廢油的重要手段,特別是用于原油泄漏(海上和陸上)的處理23-25。1.3.1吸油材料的分類表1.3 吸油材料概況分類種類應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)無機(jī)包藏型粘土工廠廢油處理溢油處理低價安全吸油少運(yùn)輸成本高體積大,也吸水不可燃棄二氧化硅珠層鐵石灰天然包藏型棉油炸食品廢油處理工廠廢油處理溢油處理低價安全可燃棄受壓漏油也吸水體積大泥碳沼木棉紙漿有機(jī)合成包藏型pp織物工廠廢油處理工廠含油排放水處理溢油處理漏油處理吸速快可燃棄受壓漏油也吸水體積大聚苯乙烯織物聚氨酯泡沫合成凝膠型金屬皂類油炸食品廢油處理油粘度調(diào)整劑流出油處理漏油處理安全可燃棄體積小需加熱
36、熔融價高12羥基硬酯酸芐叉山梨糖醇氨基酸類合成復(fù)合型聚降冰片烯樹脂廢油處理漏油處理可燃棄體積小高價,吸油慢吸油量少不吸油脂類吸油材料可以根據(jù)不同的分類方法進(jìn)行多種分類8,23,24。按原料分,吸油材料可以分為無機(jī)吸油材料和有機(jī)吸油材料,有機(jī)吸油材料又可以分為天然有機(jī)吸油材料和合成有機(jī)吸油材料。按吸油材料的吸油機(jī)理可以分為吸藏型、凝膠型和吸藏凝膠復(fù)合型。按吸油材料的產(chǎn)品外觀可分為片狀類、粒狀固體類、粒狀水漿類、編織布類、包裹類、乳液類等。按相對密度大小可分為相對密度比海水小的和相對密度比海水大的材料。相對密度比海水小的吸附材料吸油后能漂浮于海面,回收容易,可反復(fù)使用;相對密度比海水大的材料吸油后
37、沉入海底,一次性使用,又叫沉油劑。主要用于深海區(qū)水面除油。沉降劑會把溢油污染帶到水域底部,危害底棲生物的生長,潮汐作用還可能將其帶入淺海區(qū),繼續(xù)污染海洋,一般不予采用。將通用吸油材料的種類、應(yīng)用領(lǐng)域及特征歸納見表1.323。1.3.2吸油材料的作用機(jī)理吸油機(jī)理到目前為止研究的不是很多,大部分只能從定性的角度來分析,能夠量化的很少。大部分研究人員都認(rèn)為吸油機(jī)理基本上可以分為吸藏型、凝膠型和吸藏凝膠復(fù)合型23。1、吸藏型 吸藏型的吸油材料往往是具有疏松多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì),它利用毛細(xì)管現(xiàn)象吸油。這種吸油材料典型的有粘土、棉、pp織物等。吸藏型的吸油材料吸油速度比較快,但缺點(diǎn)明顯,也吸水、保油性差。2、凝
38、膠型 凝膠型的吸油材料大多是低交聯(lián)的親油高聚物。它的吸油機(jī)理類似于高吸水樹脂的吸水機(jī)理,原則上用親油基取代高吸水樹脂中的親水基,使高吸水樹脂轉(zhuǎn)化為高吸油樹脂。利用高聚物中的親油基與油分子相互親和作用力作為吸油推動力,油吸入后儲藏在樹脂內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)空間中,高聚物交聯(lián)度越低,則它的網(wǎng)絡(luò)空間越大,吸油儲油能力也越大,但同時,由于交聯(lián)度降低將會導(dǎo)致高聚物在油中的溶解度增大。因此,這是一對矛盾,需要合理地把握兩者的平衡。凝膠型的吸油材料吸油倍率大,保油性好。3、吸藏凝膠復(fù)合型即以上兩種機(jī)理的結(jié)合。圖1.3 吸油材料的吸油機(jī)理 吸油材料的吸油機(jī)理可以用圖1.323來表示。與吸水樹脂相比,吸油樹脂的吸收倍率要
39、遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸水樹脂的吸收倍率。這其中的原因除了吸油樹脂發(fā)展得比較緩慢之外,還有一些本質(zhì)上的原因:(1)液體密度不同。水的密度大于油的密度,如果兩樹脂吸收同樣體積的水和油,它們的吸收倍率會相差很多。(2)吸收推動力不同。在吸油樹脂中只能由范德華力作吸油推動力,而范德華力是一種弱推動力。而在吸水樹脂中,其推動力除了范德華力之外,還有很強(qiáng)的氫鍵作用力和滲透壓作用,而后兩種作用力在吸油樹脂中是無法實(shí)現(xiàn)的。1.3.3吸油材料吸油效果的評價指標(biāo)吸油材料的主要評價指標(biāo)如下23-27:1、吸油倍率(吸油率)吸油倍率多用質(zhì)量比來表示,即: (吸油后吸油材料的質(zhì)量吸油前吸油材料的質(zhì)量)吸油前吸油材料的質(zhì)量(gg)。
40、2、吸油速率吸油速度可以用單位質(zhì)量的吸油材料在一定時間內(nèi)吸多少油來表示,也可以用單位質(zhì)量的吸油材料吸一定量的油需要多少時間來表示。3、油水選擇性油水選擇性可以用吸油量吸水量來表示,也可以用吸水量吸油量來表示。就高吸油材料而言,我們希望它多吸油,少吸甚至不吸水。 需要說明的是,以上各指標(biāo)中所提到的油并沒有統(tǒng)一的規(guī)定,使用相對較多的是對苯和對煤油的情況。油種類的選擇對各指標(biāo)影響很大,選用不同的油,各指標(biāo)的結(jié)果將會不同。1.4溢油處理溢油多屬突發(fā)性事故,發(fā)生緊急,危害嚴(yán)重,而且由于溢油泄露環(huán)境的特殊性造成處理難度大,溢油處理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要統(tǒng)一的指揮,調(diào)用各部門密切配合,動用各種方法、技術(shù)
41、、設(shè)備進(jìn)行處理才能成功。在一般的海區(qū)都有專門的海上溢油應(yīng)急反應(yīng)中心,當(dāng)接到發(fā)生溢油事故的行政指令或請求方的援助請求時,就會啟動溢油應(yīng)急的行動程序。溢油應(yīng)急反應(yīng)流程圖86.1如下:溢油發(fā)生接受通知或協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)通知或協(xié)議評估信息形成方案批準(zhǔn)調(diào)動行動執(zhí)行行動終止行動總結(jié)索賠檢查與匯編圖1.4 溢油應(yīng)急反應(yīng)流程示意圖否是是溢油應(yīng)急中心備有處理溢油的設(shè)備器材,主要的設(shè)備可分為溢油圍控、溢油清除、溢油卸載、溢油臨時儲存、噴灑裝置、溢油清潔和輔助設(shè)備器材7大類。備有的器材主要是吸油氈和消油劑。溢油事故發(fā)生后由溢油應(yīng)急處理中心發(fā)出警報。通過衛(wèi)星、飛機(jī)及船只密切監(jiān)視溢油擴(kuò)散動向。根據(jù)溢油位置、溢油量、和性質(zhì)決定采
42、取處理方案。1.4.1溢油防治方法的選擇1.4.1.1根據(jù)石油特性進(jìn)行選擇原油的性質(zhì)不僅影響溢油后的物理化學(xué)變化和飄散過程,而且在決定采用何種機(jī)械設(shè)備回收溢油,用何種方法處理溢油時都必須參考的因素8。對于凝點(diǎn)高的原油,如我國的大慶、任丘、印尼原油等凝點(diǎn)都在30以上、運(yùn)輸過程中需加溫,一旦泄露到海上遇到溫度較低的海水馬上凝固,經(jīng)風(fēng)浪作用。形成大小不等的片狀和塊狀在海面上漂浮。對于這樣的溢油采用消油劑、吸油材料處理是無效的,也不能用吸油泵等吸油裝置回收溢油,而采用刮板式、傾斜板式油回收船和網(wǎng)袋回收裝置以及人工回收方式是有效的。對于凝點(diǎn)低的原油,如中東阿拉伯原油及輕質(zhì)原油,常溫下多呈液體狀態(tài),一旦溢
43、流到海面,在迅速擴(kuò)散的同時,低沸點(diǎn)成分不斷揮發(fā)。在有可能引起火災(zāi)以前,作為應(yīng)急處理措施。噴灑消油劑使溢油乳化分散是很有必要的。但若溢出已超過30分鐘,低沸點(diǎn)成分幾乎揮發(fā)完了之后,也可以考慮使用圍油欄、并采用刮板式、傾斜式油回收裝置,吸油泵、吸油材料和油拖把等回收溢油;水面少量的漂浮溢油最后再用消油劑處理。溢油量一般按大、中、小分3類。既500噸以上、10500噸及10噸以下3類。小型溢油多屬油輪裝卸時的跑、冒、滴、漏和小型油輪事故及岸上油罐溢油事故等,多在港區(qū)內(nèi)發(fā)生的溢油,一般情況比較穩(wěn)定。事故一旦發(fā)生,立即用圍油欄或使用集油劑防止擴(kuò)散,并聚集海面溢油,再用簡易的收油工具使用吸油材料進(jìn)行人工回
44、收,也可以用網(wǎng)袋回收裝置回收溢油,剩余的那些難于回收的薄油層可噴灑消油劑處理。中等溢油場合、如果僅靠人工回收是很困難的。根據(jù)溢油性狀、氣相條件、水文情況。可考慮使用圍油欄、集油劑、油回收船、吸油裝置、膠凝劑、油拖把、消油劑、吸油材料等處理溢油。對于大型的溢油場合,需動用大型油回收船、圍油欄、吸油裝置。膠凝劑等各種回收溢油的機(jī)械設(shè)備和使用吸油材料和消油劑。若在遠(yuǎn)洋可考慮用燃燒法處理。1.4.1.2根據(jù)氣相水文條件選擇目前所使用的防止溢油擴(kuò)散和回收裝置在風(fēng)浪、潮流大的場合使用效果均較差。圍油欄一般只適用于風(fēng)速10m/s,波高1m,潮流1kn以下的場合,大圍油欄可在風(fēng)速15m/s,潮流2kn,波高2
45、3m的海況下使用,在風(fēng)浪大的場合,可考慮使用膠凝劑、消油劑。借風(fēng)浪的攪拌作用,凝膠和乳化分散能良好,可以起到減少油污染的危害。1.4.2消油劑和吸油材料在溢油處理中的應(yīng)用溢油處理一般是先用圍油欄或集油劑控制溢油的擴(kuò)散,迅速調(diào)集各部門的各種油處理機(jī)械設(shè)備,先回收厚油層油,然后用吸油材料、消油劑處理薄層油。但是在海況惡劣的場合,無法用機(jī)械物理方法處理時,消油劑也可作為單獨(dú)的方法處理溢油8。1.4.2.1吸油材料在溢油處理中的應(yīng)用吸油材料在溢油回收中作用很大,根據(jù)使用方便程度,可以加工成球狀、塊狀、纖維可織或毛毯狀或拖把掃帚狀,使用時將吸油材料直接向溢油撒布,待其達(dá)到飽和吸油量時及時收回,經(jīng)擠壓處理
46、吸附的油,還可以再一次吸油使用。海上回收吸油材料,小量時可乘小船或作業(yè)船通過人力用網(wǎng)袋撈,大量時可用作業(yè)船拖帶網(wǎng)袋方式回收。吸油材料還可以制成吸油設(shè)備的關(guān)鍵部件,例如圍油欄的浮體就可采用聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫吸油材料,圍油欄群體也可采用聚乙烯、聚酯、尼龍等纖維編織物吸油材料。這樣就可以保證圍油欄具有較強(qiáng)的滯油性,隨波性好,抗風(fēng)浪能力強(qiáng),強(qiáng)度高,耐磨、耐撕裂,容易清洗,使用方便等性能。發(fā)生溢油時,根據(jù)溢油的性狀、水文氣相條件及周圍環(huán)境可選擇不同的方式布設(shè)圍油欄8。(1)包圍法 在溢油初期或者溢油量不多的情形,在溢油周圍布設(shè)圍油欄,在溢油擴(kuò)散后方留一作業(yè)船進(jìn)出口,進(jìn)行溢油處理時用。在風(fēng)浪、
47、潮流較大時,可在第一道圍油欄外面布設(shè)第二道圍油欄,確保溢油不會露出。(2)等待法 在溢油量大圍油欄數(shù)量不足或者風(fēng)和潮流影響大,難以將溢油包圍的情況可采用等待法攔油。該法是下風(fēng)口或潮流前方離溢油源一定距離布設(shè)傘形圍油欄,等待攔油,也根據(jù)具體情況布設(shè)二道或三道圍油欄。(3)閉鎖法 溢出源在岸邊或狹窄水域,可充分利用陸地地形攔截溢油。(4)誘導(dǎo)法 溢油量大,風(fēng)、潮流的影響大。現(xiàn)場攔油不可能的情況,或者為了保護(hù)特定的海域、海岸不受溢油的污染,可用圍油欄在溢油擴(kuò)散前方一側(cè)布設(shè),將溢油引導(dǎo)到能夠進(jìn)行回收作業(yè)或者污染損失較小的海面上。根據(jù)情況可布設(shè)多道圍油欄。(5)移動法 在深水的海面或風(fēng)、潮流大的情況下,
48、可用兩條作業(yè)船拖拽圍油欄攔油。上述5種方法屬于基本的布設(shè)圍油欄方法,實(shí)際應(yīng)用時,可根據(jù)具體情況靈活運(yùn)用,溢油一旦發(fā)生,關(guān)鍵是設(shè)法將圍油欄及時運(yùn)到現(xiàn)場,減少溢油的擴(kuò)散帶來的污染危害。吸油材料還用在其它溢油回收機(jī)械設(shè)備中,如轉(zhuǎn)筒吸附式油回收裝置轉(zhuǎn)筒表面敷設(shè)一層耐用的吸油材料、吸油繩式撇油器中的吸油繩、油拖把等。1.4.2.2消油劑在溢油處理中的應(yīng)用使用消油劑處理海面浮油是處理海上溢油的重要手段之一,具有下列優(yōu)點(diǎn)14:1、 不受天氣及水面狀況的影響(嚴(yán)格的說受溫度的影響)可直接對浮油噴灑;2、 消除浮油速度快,處理方式簡便;3、 可增加油分散程度,有利于細(xì)菌的氧化分解,加速生物降解作用;4、 對易揮
49、發(fā)的的輕質(zhì)油類可消除火災(zāi)隱患;5、 減少對岸邊及灘涂的污染。因?yàn)橄蛣┛煞譃槠胀ㄐ拖蛣┖蜐饪s型消油劑,當(dāng)用消油劑處理溢油時,不同的消油劑的使用方法不同。對于普通型消油劑中屬于烴類溶劑型的,用量可以按油與消油劑的體積比在10:1與10:3之間。將消油劑直接噴灑在水面溢油表面,邊噴灑邊機(jī)械攪拌,30秒鐘后,油即被乳化分散到水體中。對于濃縮型的消油劑,因?yàn)槠淙軇┝啃。苄院谩L幚碛蜁r用量按濃縮型消油劑與油的體積比為1:30選用。使用前先用水不同比例稀釋,再用小型噴霧器或船用噴水器噴灑,邊噴灑邊攪拌,30秒鐘后,油即被乳化分散到水體中。船用噴灑器噴撒量8:q(l/min)=30.87vlec (式
50、11) 式中,30.87為船的噴灑覆蓋系數(shù);v為船的速度(km/h);l為噴霧臂的寬度(加船舷兩側(cè)的寬度)(m);e為油膜的平均厚度(mm);c為分散1升油需要用純消油劑的用量。飛機(jī)噴灑量按下式計(jì)算8:q(l/min)=0.447vswer (式12)式中,0.447為噴灑覆蓋系數(shù);v為飛機(jī)的速度(km/h);sw在水面的噴灑幅度(m);e為油膜的平均厚度(mm);r為消油劑與油的劑油比。在外海或海水交換好的海域,由于有的乳狀液能快速分散,所以可用使用消油劑,不會有副作用。為了使消油劑充地發(fā)揮作用,消油劑要撒在油面上,并且要進(jìn)行攪拌,使之充分的混合。風(fēng)浪大時,風(fēng)浪可替代人工攪拌。一般撒消油劑的
51、方法是用噴霧懸臂把消油劑直接撒在油面上,然后再用拖帶式攪拌裝置攪拌。另外,也可以由海水泵吸管吸引消油劑原液,與海水一起噴射到海面上,混合與攪拌同時進(jìn)行。在小范圍內(nèi)使用消油劑時,可以用噴霧器或柄勺來撒消油劑,而處理大規(guī)模的溢油可用飛機(jī)來噴灑消油劑8。在噴灑消油劑時,要帶上橡膠手套和防護(hù)眼鏡,以防止消油劑沾至皮膚上或吸入口鼻中。消油劑的用量取決于它的功效和混合方法、以及所處理油的性質(zhì),在條件好的情況下其使用量是處理油量的1020,當(dāng)油膜大而薄時,消油劑損失大,其劑量可能與油量相等。當(dāng)氣象和海況條件惡劣時,就可以直接用消油劑處理溢油4,5,8,11。噴灑消油劑時要注意風(fēng)向,風(fēng)的大小,噴灑距離,以及溢
52、油漂浮的方向,因?yàn)橄蛣╈F化成微小液滴時容易被風(fēng)帶走損失而增加處理的成本,噴灑消油劑時要順風(fēng)向,使消油劑盡可能都灑落在油面上。噴灑口應(yīng)該離油面距離適中,距離遠(yuǎn)消油劑隨風(fēng)帶走的多,損失大,距離太近,消油劑動量大,噴灑時還來不及和油接觸就容易進(jìn)入水中,也降低了實(shí)際應(yīng)用的效果。還應(yīng)該注意到噴灑消油劑最好逆著油漂浮的方向,這樣可使消油劑充分起到作用。對于那些飄浮擴(kuò)散到海灘并黏附在海灘植物和沙石上的溢油,比較好的處理方法是使用噴霧器噴灑消油劑來清洗,使那些黏附在海灘植物和沙石上的溢油回到海水中,在海浪的作用下,不斷擴(kuò)散,減少海灘積存的溢油,降低了溢油的局部濃度加速溢油的生物降解。1.5本論文的研究內(nèi)容本
53、論文主要任務(wù)是研制高效環(huán)保消油劑,同時考察與消油劑聯(lián)用的吸油材料的吸油性能。研究內(nèi)容如下:1、典型消油劑產(chǎn)品的分析:通過分析消油劑產(chǎn)品主要組成,為開發(fā)高效消油劑提供參考。2、表面活性劑的合成:消油劑的活性組分是表面活性劑,為了研制性能更好的消油劑產(chǎn)品,本課題合成一類適合作為消油劑配方組分的高性能表面活性劑。3、消油劑表面活性劑和溶劑的選擇以及消油劑的復(fù)配:消油劑由表面活性劑和溶劑組成,選擇合適的表面活性劑和溶劑并將它們合理的復(fù)配。4、消油劑乳化率評價以及乳化率影響主要因素的分析探討。5、消油劑生物降解及其它指標(biāo)的評價。6、消油劑作用效果探討。7、pp吸油材料對原油吸油性能的考察評價。 蕿薂膈羋
54、薈蚄羈膄薇螆膇肀薇罿羀蒈薆蚈袂莄薅螁肈芀薄袃袁膆薃薃肆肂螞蚅衿莁蟻螇肄芇蟻袀袇膃蝕蠆肅腿蠆螁羆蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅芃螈羂肁莂袀膈莀莁薀羀芆莀螂膆節(jié)荿裊聿膈荿羇袂蕆莈蚇肇莂莇蝿袀羋莆袁肅膄蒅薁袈肀蒄蚃肄荿蒃裊袆蒞蒃羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀肅蒀袂羃莂蕿薂膈羋薈蚄羈膄薇螆膇肀薇罿羀蒈薆蚈袂莄薅螁肈芀薄袃袁膆薃薃肆肂螞蚅衿莁蟻螇肄芇蟻袀袇膃蝕蠆肅腿蠆螁羆蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅芃螈羂肁莂袀膈莀莁薀羀芆莀螂膆節(jié)荿裊聿膈荿羇袂蕆莈蚇肇莂莇蝿袀羋莆袁肅膄蒅薁袈肀蒄蚃肄荿蒃裊袆蒞蒃羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀肅蒀袂羃莂蕿薂膈羋薈蚄羈膄薇螆膇肀薇罿羀蒈薆蚈袂莄薅螁肈芀薄袃袁膆薃薃肆肂螞蚅衿莁蟻螇肄芇蟻袀袇膃蝕蠆肅腿
55、蠆螁羆蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅芃螈羂肁莂袀膈莀莁薀羀芆莀螂膆節(jié)荿裊聿膈荿羇袂蕆莈蚇肇莂莇蝿袀羋莆袁肅膄蒅薁袈肀蒄蚃肄荿蒃裊袆蒞蒃羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀肅蒀袂羃莂蕿薂膈羋薈蚄羈膄薇螆膇肀薇罿羀蒈薆蚈袂莄薅螁肈芀薄袃袁膆薃薃肆肂螞蚅衿莁蟻螇肄芇蟻袀袇膃蝕蠆肅腿蠆螁羆蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅芃螈羂肁莂袀膈莀莁薀羀芆莀螂膆節(jié)荿裊聿膈荿羇袂蕆莈蚇肇莂莇蝿袀羋莆袁肅膄蒅薁袈肀蒄蚃肄荿蒃裊袆蒞蒃羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀肅蒀袂羃莂蕿薂膈羋薈蚄羈膄薇螆膇肀薇罿羀蒈薆蚈袂莄薅螁肈芀薄袃袁膆薃薃肆肂螞蚅衿莁蟻螇肄芇蟻袀袇膃蝕蠆肅腿蠆螁羆蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅芃螈羂肁莂袀膈莀莁薀羀芆莀螂膆節(jié)荿裊聿膈荿羇袂蕆莈蚇肇莂
56、莇蝿袀羋莆袁肅膄蒅薁袈肀蒄蚃肄荿蒃裊袆蒞蒃羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀肅蒀袂羃莂蕿薂膈羋薈蚄羈膄薇螆膇肀薇罿羀蒈薆蚈袂莄薅螁肈芀薄袃袁膆薃薃肆肂螞蚅衿莁蟻螇肄芇蟻袀袇膃蝕蠆肅腿蠆螁羆蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅芃螈羂肁莂袀膈莀莁薀羀芆莀螂膆節(jié)荿裊聿膈荿羇袂蕆莈蚇肇莂莇蝿袀羋莆袁肅膄蒅薁袈肀蒄蚃肄荿蒃裊袆蒞蒃羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀肅蒀袂羃莂蕿薂膈羋薈蚄羈膄薇螆膇肀薇罿羀蒈薆蚈袂莄薅螁肈芀薄袃袁膆薃薃肆肂螞蚅衿莁蟻螇肄芇蟻袀袇膃蝕蠆肅腿蠆螁羆蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅芃螈羂肁莂袀膈莀莁薀羀芆莀螂膆節(jié)荿裊聿膈荿羇袂蕆莈蚇肇莂莇蝿袀羋莆袁肅膄蒅薁袈肀蒄蚃肄荿蒃裊袆蒞蒃羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀肅蒀袂羃莂蕿薂膈羋薈蚄羈膄薇螆膇肀薇罿羀蒈薆蚈袂莄薅螁肈芀薄袃袁膆薃薃肆肂螞蚅衿莁蟻螇肄芇蟻袀袇膃蝕蠆肅腿蠆螁羆蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅芃螈羂肁莂袀膈莀莁薀羀芆莀螂膆節(jié)荿裊聿膈荿羇袂蕆莈蚇肇莂莇蝿袀羋莆袁肅膄蒅薁袈肀蒄蚃肄荿蒃裊袆蒞蒃羈膂芁蒂蚇羅膇蒁螀膀肅蒀袂羃莂蕿薂膈羋薈蚄羈膄薇螆膇肀薇罿羀蒈薆蚈袂莄薅螁肈芀薄袃袁膆薃薃肆肂螞蚅衿莁蟻螇肄芇蟻袀袇膃蝕蠆肅腿蠆螁羆蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿
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