吸油氈對柴油的吸油特性及其應(yīng)用探究

藍竹俊++竺柏康++姜鑫濤

摘要：探究了復(fù)雜水文狀況下吸油氈對柴油的吸油性能，利用紅外分光測油儀測定了經(jīng)吸油氈處理后的污水中的油含量。改變溫度和風(fēng)速等環(huán)境條件，對PP2、混紡、羊毛氈三種吸油氈的吸油效果和污油回收率進行了測試分析，并為舟山地區(qū)石油倉儲企業(yè)溢油應(yīng)急物資儲備提供參考。通過實驗可知，溫度對吸油氈的吸油性能影響較大。同時，通過對舟山海域水文條件的模擬實驗得出，PP2更適宜在該地區(qū)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：吸油氈； 柴油； 油回收； 溢油

中圖分類號： TQ424

文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06017603

1 引言

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國平均每4d發(fā)生1起溢油事故，其中大規(guī)模海上溢油事故中溢油量超過20萬t，百噸級事故約有近百次，而溢油量為幾十噸的事故更是多得無法確切統(tǒng)計。發(fā)生在我國近海的溢油事故主要原因是石油開采和油輪傾覆，分別占總事故發(fā)生率的18.4%和77.7%。大規(guī)模的海洋運輸和超級油輪的迅速發(fā)展，無疑增加了海上溢油事故發(fā)生的風(fēng)險。吸油氈吸油量大、保油性好、便于打撈、對船只要求不高、同時廉價，性價比高，能夠廣泛應(yīng)用在溢油事故的應(yīng)急任務(wù)中。

隨著舟山大型儲油基地的建設(shè)，該地區(qū)石油類海洋環(huán)境污染問題也日趨嚴重。舟山是我國重要的石油中轉(zhuǎn)儲運基地之一，舟山港在我國石油及其產(chǎn)品進口貿(mào)易中占有重要地位。目前，舟山全境擁有石油庫總?cè)萘繛?2.1×107m3，預(yù)計到 2015 年末，舟山石油儲量將增長到 4×107m3，并穩(wěn)居我國單一地區(qū)石油庫總?cè)萘康氖孜?。調(diào)研資料顯示2011年舟山港全年進口原油及其產(chǎn)品就達到2.5×107t，預(yù)計到 2015 年，舟山港域原油吞吐量將達到 4.55×107t。同時，隨著舟山本島及附近島嶼新建、擴建油庫、油碼頭，油品的吞吐量、儲運量增加，使得泄漏事故發(fā)生幾率增大。對此，了解各類吸油氈在不同溫度下對吸油性能的影響是有重大意義的，同時我國海域遼闊，就舟山而言，模擬海上風(fēng)速環(huán)境對研究吸油氈的吸油性也至關(guān)重要。文章針對3種吸油氈對柴油吸油性與風(fēng)速、溫度之間的關(guān)系進行試驗與探究。

2 實驗部分

2.1 實驗原料

-10號柴油6L；混紡吸油氈，羊毛吸油氈，PP2吸油氈3種；玻璃棒、試管、量筒各2個，試管架、燒杯、塑料盆各1個，漏斗、刻度尺、鉛筆、剪刀、溫度計、電子秤各1個。

2.2 實驗儀器

2.3 實驗程序

（1）打開電腦和水中油份濃度分析儀，在4cm比色皿中倒入純四氯化碳約2/3處，進行比色皿調(diào)零。

（2）油水配比；用50mL的量筒量取20mL-10號柴油，倒入含有500mL純凈水的大燒杯中。混合靜置2分鐘。

（3）剪取大小為8cm×8cm的吸油氈一張，放入盛有油水混合物的燒杯中，任其吸取油水混合物靜置5min。

（4）撈出吸油氈，用鑷子夾取吸油氈在燒杯上方任其滴水1min，再把吸油氈放入樣本燒杯中，用量筒（500mL）量取杯中溶液200mL倒入萃取漏斗中，另用量筒（100mL）量取50mL四氯化碳，倒入之前500mL量筒中，萃取原先油水混合液附著在其上面的油，其后再把萃取液倒入萃取漏斗中。

（5）倒去燒杯中的水，將含油燒杯用電子秤稱重，記錄質(zhì)量，以備后續(xù)處理。

（6）用ET3200B自動萃取儀攪拌溶液4min后，靜置溶液1min，當(dāng)萃取漏斗最下端20mL處液體不存在氣泡時進行分液。

（7）按要求在漏斗上放入濾紙，在濾紙上放入20g無水硫酸鈉吸收水，滴取20g濾液，倒入調(diào)零過的4cm比色皿中。

（8） 在水中油份濃度分析儀中測定濾液中油份濃度，取平均值。

3 實驗測試

3.1 溫度對柴油吸附效果的測試

以溫度為變量，探討在溫度為20℃和30℃下對于PP2吸油氈對柴油的吸油處理效果。用恒溫水浴鍋來達到控制溫度，重復(fù)實驗7次，表2為其中一組實驗數(shù)據(jù)。把數(shù)據(jù)處理得圖1。

由表2和圖1分析可得溫度的高低對PP2吸油氈的吸油能力影響很大。查的文獻也發(fā)現(xiàn)吸油氈的吸油過程有兩大因素，一為表面吸附，二為吸油氈內(nèi)部油污滲透。這兩個方面都為物理過程，不存在化學(xué)作用。在溫度升高過程中，油污中各類分子運動加劇，導(dǎo)致油污黏附在吸油氈表面的量增多，滲透到吸油氈內(nèi)部的油污也增多。且由實驗延伸總結(jié)，PP2吸油氈（圖2）在30℃時吸油處理油污能力最佳，經(jīng)PP2吸油氈吸附過后水中油份濃度平均只剩128.14mg/L左右。-10號柴油的密度為0.8400～0.8600g/mL，可得試驗樣品中柴油的質(zhì)量：

3.2 不同吸油氈對柴油吸附效果的測試

將已經(jīng)配好的6組油污水大燒杯放到已設(shè)定成25℃的恒溫水浴鍋中，將已剪好的8cm×8cm驗結(jié)果如表3所示

由表3數(shù)據(jù)處理可得經(jīng)純羊毛、混紡、PP2三類吸油氈處理后油污水混合液中柴油油份平均含量為323.21mg/L、322.66mg/L、194.34mg/L、197.42mg/L、268.73mg/L、257.41mg/L。同種吸油氈在實驗數(shù)據(jù)結(jié)果相差不大，變化在0.5～1.5mg/L之間。本身剪取的吸油氈樣本體積也偏小，每次油污水的吸取接近飽和，變化基本不大，因此會帶來微小的實驗誤差，但不影響實驗結(jié)論，可以忽略不考慮。三種吸油氈在同種溫度下，吸油處理能力相差很多，純羊毛吸油氈過于緊密，基本只靠表面吸附使柴油黏附，很少滲透到內(nèi)部，所以純羊毛的吸油能力最差。PP2類吸油氈在處理柴油油污水樣品時，-10號柴油大部分滲透到內(nèi)部，部分黏附于表面，但實驗過程中發(fā)現(xiàn)PP2過于蓬松，取出油面上PP2吸油氈時，-10號柴油黏附不住，順?biāo)位赜臀鬯旌弦褐?，不利于回收?；旒徫蜌治托Ч詈?，從樣液拿出來的過程中黏附能力強，很少有滴回樣液里的情況。吸油氈的表面吸附情況如圖3示例。

圖3 混紡吸油氈與純羊毛吸油氈實驗

4 結(jié)論

本實驗基于-10號柴油為研究對象，通過實驗室各類儀器已經(jīng)進行了不同溫度下PP2對-10號柴油的吸油影響，在海域平均溫度為25℃下混紡、PP2、純羊毛

三類吸油氈對-10號柴油的吸油效果進行了一系列的探究檢驗。綜上所述得到以下結(jié)論。

（1） 溫度對吸油氈吸油的影響非常大，溫度影響著油污水在吸油氈表面附著和內(nèi)部滲透，以PP2為例，30℃時稀有效果最佳，以30℃為中間點，隨著溫度下降，吸油黏附效果逐漸變差；隨著溫度升高，吸油黏附效果有微弱波動，直至接近飽和。經(jīng)實驗所得的含20mL即換為質(zhì)量為16.8g的-10號柴油30℃被8cm×8cmPP2吸油氈黏附吸取了14.24g，濾液中油份為128.14mg/L。

（2） 吸油氈種類的選擇對于-10號柴油的吸油黏附能力也有相當(dāng)大的影響，在模擬25℃海域溫度下選取混紡、純羊毛、PP2三類吸油氈對-10號柴油進行吸附，純羊毛因材料過于緊密黏附效果最差；PP2吸油氈由于自身材料過于蓬松導(dǎo)致在回收過程中已黏附的油重新滴落回樣液，不易回收，效果也不好；混紡吸油氈吸油黏附能力都非常好，清理回收-10號柴油百分比高達90%以上，且都接近黏附飽和值。所以在黏附吸油效果：混紡>PP2>純羊毛。

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