ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Применение полимерных сорбентов «Униполимер-М», Униполимер-Био» и копозиционно-сорбирующего препарата «Меном» для очистки поверхности воды и грунта от нефти и нефтепродуктов

Рекомендуемая область пременения

Рекомендуемые области применения – локализация и ликвидация разливов нефти, нефтепродуктов, в том числе эмульгированных на реках, озёрах, болотах, грунтах, нефтепромыслах, нефтебазах, нефтеперекачивающих и нефтеналивных станциях, на морских и речных терминалах, подводных нефтепроводных переходах, АЗС, локомотивных депо, автотранспортных предприятий и других промышленных объектах, где возможны аварийные утечки нефти и нефтепродуктов, а также защита котлованов, земляных нефтешламовых амбаров от фильтрации и испарения нефти с поверхности, дегазация рабочих мест в различные сезоны года.
Сорбенты серии «Униполимер-М», «Униполимер-Био», агрохимикат «Меном» в зависимости от природно-климатических условий, давности сроков и степени загрязнения объектов (пахотные, засушливые поля, торфяники, болота, водоемы, очистные устройства промышленных предприятий и т.д.) могут использоваться в комплексе или отдельно друг от друга по разработанным методикам и инструкциям. Сорбент «Униполимер-М» в сочетании с агрохимикатом-аэрантом «Меном» может эффективно применяться при проведении очистных мероприятий, локализации сбора нефти, очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов и неполярных жидкостей.
На базе технологии сорбентов можно получать модифицированные быстротвердеющие высокократные пожаротушащие композиции, пены и термостойкие защитные полимерные покрытия в виде тонких пленок (противофильтрационных экранов) для решения следующих технологических задач:
- локализация очагов возгорания и тушения пролитых нефти и нефтепродуктов при добычи нефти, ремонтных работах на магистральных нефтепроводах (разгерметизация, раскачивании нефтепроводов), с обеспечением норм экологической и пожарной безопасности;
- защита поверхностей котлованов и амбаров от испарений углеводородов, дегазация рабочих мест, биоконсервация нефтешламов, биоремедиация загрязнённых земель;
- создание негорючей искусственной предварительной огневой преграды путем формирования и обваловывания временных нефтяных амбаров, нефтехранилищ, шламобассейнов огнезащитным олеофобным полимером - олигомером;
- окарауливание временным сорбционным противопожарным защитным барьером необходимой ширины и высоты резервуарного парка, линейных задвижек, вантузов и другого оборудования с соблюдением технологической дисциплины при помощи полимерных термостойких материалов;
- закрепление песчаных склонов и откосов при проведении гидромелиоративных работ при строительстве новых магистральных трубопроводов, защита почв и грунтов от водной и ветровой эрозии;
- тушение пожаров и прокладка опорных полос, предотвращающих распространение фрагментов пламени на другие объекты;
- санация нарушенных участков путём аэрирования и прямого стимулирования нефтезагрязнённых земель за счёт азотно-модулирующей активности внесения мелиорантов-агрохимикатов в грунт.
Технология производства сорбентов и модифицирующих изделий из них является безвредной и безопасной, разрешенной к применению в различных сферах, не вызывает нарушения экологического равновесия в экосистемах, не оказывает отрицательного воздействия на биотипы различного трофического уровня.

Назначение, цели и задачи проекта

Цель проекта - организация промышленного производства полимерных сорбентов.

         Отработка оптимальных композиционных рецептур и технологических параметров по изготовлению различных сорбентов (в т.ч. гидрофобных), промышленный их выпуск.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В последние годы существенно возрос уровень загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами. Это связано с разливом нефти при ее добыче, транспортировке и переработке. Тонна нефти загрязняет 12 км² водной поверхности, литр нефти лишает кислорода 40 м³ воды. Ежегодно в воды рек, озер и Мирового океана по различным причинам попадает от 2 до 10 млн. т нефти. По данным “Гринпис” количество безвозмездно теряемой нефти достигает 20 млн. т в год.

Таким образом, проблема очистки окружающей среды от нефти стоит остро.

Основными средствами, применяемыми для удержания нефти и нефтепродуктов при аварийных выбросах на месте разлива, являются боновые ограждения различной конструкции и дамбы с водопропускниками, сооружаемые в процессе ликвидации аварий. Как показал опыт, около 50% вылитой нефти уносится за барьер бонового ограждения при скоростях потока в поверхностном слое больше 0,16 м/с за 20 - 30 мин независимо от глубины погружения барьера в поток.

При скорости 0,16 м/с использование двухбарьерной системы удерживает 9 5- 97 % нефти,  находящейся  на  поверхности  водного объема,  и 2-5 % теряется безвозвратно. Это обусловлено тем, что тяжелые фракции нефти и примеси частично оседают на дно, часть испаряется, а другая - растворяется в воде и уносится течением.

Многочисленные опыты, проведенные сотрудниками Уфимского государственного нефтяного института в 1993-95 гг., показали, что удерживающая способность боновых ограждений значительно зависит от скорости потока. Раздельное течение нефтеводной  смеси обеспечивается лишь при скорости  потока не более 0,16 м/с  (критическая скорость), а при превышении возникают пульсации в потоке и глобулы нефти начинают отрываться от общей задержанной массы и проскакивать под заграждение. При скоростях более 0,16 м/с  глобулы нефти за боном всплывают, плотность распределения их приближается к экспоненциальному распределению.

Распространенный до последнего времени способ очистки территорий от нефти путем простого сжигания не обеспечивает полного удаления загрязнений и наносит экологический ущерб как воде, так и атмосфере. Более современные методы механизированного удаления нефти - сбор пенососами, вихревыми устройствами, барабанами, адгезионными дисками хотя и обеспечивают высокую производительность сбора нефти, но не удаляют остаточные пленки нефти.

Химические методы, способствующие осаждению нефти на дно водоемов, опасны для окружающей среды не менее самих разливов нефти.

Микробиологические методы эффективны для доочистки нефти, но требуют длительного времени, определенных климатических условий и внесения специальных питательных добавок (минеральных солей).

Одним из самых эффективных методов удаления нефтяной пленки является применение нефтяных сорбентов. Среди сорбентов наиболее емкими являются сорбенты из полимеров. Они могут применяться в виде матов, гранул или ткани. Использование в виде тонких порошков, по мнению специалистов “Маннесман - Италия” затрудняет утилизацию сорбентов путем сжигания.

Разработанная технология получения и применения сорбентов включает получение пенообразующих растворов, получение пены, отверждение пены, формование сорбента в специальных пеногенерирующих установках, сушку сорбента, нанесение пены через распределительное устройство или рассев сухого сорбента над загрязненной поверхностью, огражденной бонами, последующий сбор конгломерата пропитанного нефтью сорбента. Сбор конгломерата осуществляется специализированными нефтесборщиками, транспортировка его в емкости-накопители и на отжимные устройства  или на переработку. Извлечение нефти из сорбента осуществляется компрессионными методами (отжим на фильтр-прессах и на центрифугах) или термическими методами (отгонка летучих фракций нефти путем нагрева сорбентов без доступа воздуха до 250 - 300 °С). Степень извлекаемости нефти из сорбентов компрессионным методом составляет 95 - 98 %. В этом отношении компрессионные методы являются более дешевыми, но при их использовании нарушается структура сорбента, поэтому применение их не может быть многократным. Как правило, кратность не превышает трех, а сорбционная емкость при повторном использовании снижается в несколько раз.

После окончания очистных мероприятий отработанный сорбент можно формовать в топливные брикеты или использовать в качестве смолистых добавок к асфальтовым смесям.

Производство сорбента является безотходным, поскольку все компоненты взаимодействия, кроме воды полностью остаются в составе готового продукта. Вода выделяется в виде пара в процессе сушки сорбента. Из конгломерата с нефтью выделения токсичных веществ не наблюдается. Сорбционная емкость сорбентов составляет до 60 - 87 г нефти на 1г сорбента при температуре около 20°С и уменьшается в 2 - 3 раза при снижении температуры окружающей среды до 0 - 5 °С. Используемый в настоящее время сорбент ЭЛАСТЭК (США) ЗОРБОЛАЙТ (Голландия) имеет сорбционную емкость по нефти в 3 - 8 раз ниже.

Сорбенты имеют плавучесть 100 %. Сорбированная нефть и нефтепродукты из сорбента не вымываются даже при длительном пребывании их на водной поверхности. При сборе и отжиме нефти из сорбента возможно выделение в окружающую среду в основном летучей части нефти и нефтепродуктов. Выделение это несущественно, так как продолжительность сорбции невелика и составляет 5 - 30 мин.

Отработанный сорбент после отжима нефти может использоваться в качестве топлива в мелкодисперсном виде или после брикетирования. Сжигание осуществляется обычным способом. Продукты горения характерны для органического топлива.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Технология изготовления сорбента “Униполимер-М” включает получение пенообразующих растворов, получение пены, отверждение пены, формирование сорбентов в специальных пеногенерирующих установках. Сушку сорбента, нанесение пены через распределительное устройство или рассев сухого сорбента над загрязненной поверхностью, огражденной бонами, последующий сбор конгломерата пропитанного нефтью сорбента.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

По структуре рыночных долей основных видов зарубежных и отечественных сорбентов с учетом эффективности по критериям цена/нефтеемкость "Униполимер-М", «Униполимер-Био» и препарат «Меном»  составляют 0,09-0,1, что в 10 и более раз ниже известных сорбентов. При этом на сбор 1 тонны нефтепродуктов расходуется 18-23 кг сорбента при его ориентировочной стоимости 150 – 250 руб. за 1 кг.

Таким образом, сорбенты серии «Униполимер» являются высококонкурентными продуктами на рынке сорбентов.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Сорбенты серии “Униполимер” относится к классу сорбентов природного и искусственного происхождения.

Производство сорбентов является безотходным, поскольку все компоненты взаимодействия, кроме воды, полностью остаются в составе готового продукта.

Вода выделяется в виде пара в процессе сушки сорбента. Из конгломерата с нефтью выделения токсичных веществ не наблюдается.

Сорбирующаяспособ­ность, г_нефти/г_{сорбента}:

- «Униполимер-М» - 43-67;

- «Униполимер-Био» - 30-60;

- «Меном»  - 41-73.

Возврат собранной нефти (нефтепродуктов), %:

- «Униполимер-М» - 95-97;

-   «Униполимер-Био» - 94-98 (биоразложение);

- «Меном»  - биоразложение.

Степень очистки, %:

- «Униполимер-М» - 98-99,5;

-   «Униполимер-Био» - 98-99,5;

- «Меном»  -  98-99,5.

Сорбенты «Униполимер-М», «Униполимер-Био» и препарат «Меном»  обладают уникальными сорбционными свойствами к широкому спектру различных нефтепродуктов с возможностью мгновенно создавать негорючее покрытие на поверхности легковоспламеняющихся жидкостей. Высоко эффективны, экономичны и экологически безопасны.

В отличие от известных на сегодняшний  момент зарубежных конкурентов (таких как: “Блэк-грин”, “Эластэк” (США), “Пит-сорб” (Канада), “Турбоджет” (Франция), сорбенты серии “Униполимер” по стоимости 2-3 раза дешевле конкурентной продукции и обладают большей нефтеемкостью в 8-10 раз.

Новые потребительские свойства продукции

Сорбенты серии «Униполимер»:
• применяются для сорбции углеводородосодержащих веществ на воде, земле, бетоне, асфальте и др. поверхностях в любое время года;
• изготавливаются из экологически чистых природных органических материалов, не токсичны и не опасны для окружающей среды;
• неабразивны, их можно использовать в контакте с металлическими и пластмассовыми, резиновыми частями механизмов;
• не требует применение средств защиты для обслуживающего персонала;
• сбор использованного сорбента может производится вручную, механическими приспособлениями (щётки, скребки и т.п.), а также при помощи пневматических установок;
• ускоряют рекультивацию нефтезагрязнённых почв и могут применяться одни и в комплексе с биопрепаратами;
• при соблюдении герметичности упаковки сохраняют свои свойства неограниченный срок;

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Сорбенты серии «Униполимер-М» имеют Паспорт безопасности материала Госстандарта РФ РПБ № 58171918.22.09074 от 15.02.2002, сертификат пожарной безопасности № ССПБ.RU ОР025.Н00145.ФГУ.ВНИИПО МЧС РФ и изготавливаются по ТУ 2223-004-00139152-2001 и ТУ 2250-001-5878464-2003 в виде гранул, крошки, порошка, матов, бон, фильтров и других формовочно-сорбирующих изделий.
Сорбенты серии «Униполимер-Био» и многофункциональный композиционно-сорбирующий препарат «Меном» изготавливаются по ТУ 2181-002-58171918-2003 в виде гранул, крошки и порошка.

Стадия и уровень разработки

Сорбенты прошли всесторонние испытания в реальных условиях различных промышленных предприятий и широко внедрены в системе магистральных трубопроводов ОАО АК "Транснефть"
В настоящее время имеется полный комплект технической документации. Проводится модернизация производства с целью улучшения и расширения потребительских свойств. Данному оборудованию не требуются усилия для сопровождения, кроме соблюдения правил эксплуатации.

Предлагаемые инвестиции

3 млн. руб.

Рынки сбыта

Предполагаемые рынки сбыта: регионы Западной, Восточной Сибири и Дальнего Востока.
Предполагаемый объём реализации 50-70 тонн в год.
К потребителям продукта относятся организации и подразделения МЧС Российской Федерации, нефтедобывающие и транспортирующие компании, автомобильные заправочные станции, строительно-монтажные, пожарные организации.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая в проекте технология и оборудование для ее реализации не имеет аналогов на мировом рынке аналогичной продукции и услуг.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

12

Дата поступления материала

13.10.2006