DE2132039A1

DE2132039A1 - Verfahren zur Beseitigung von OEl aus oelhaltigen Substraten

Info

Publication number: DE2132039A1
Application number: DE19712132039
Authority: DE
Inventors: Siviour Neil Graham; Pearson Grant Marshall; Cullen Geoffrey Victor
Original assignee: University of Melbourne
Current assignee: University of Melbourne
Priority date: 1970-06-29
Filing date: 1971-06-28
Publication date: 1972-01-20
Also published as: GB1317525A

Description

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Verfahren zur Beseitigung von öl aus ölhaltigen Substraten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sammeln von auf Wasseroberflächen befindlichem ölschlick und insbesondere zur Trennung von Öl/Wasser-Gemischen. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine mindestens teilweise Beseitigung des Öls aus ölverschmutzten Sandstränden oder anderem, ölverschmutztem teilchenförmigem Material φ

Die Beherrschung und/oder Sammlung von auf Wasseroberflächen befindlichem ölschlick ist insbesondere im Hinblick auf das Auslaufen von Heizöl und Rohöl aus Tankern und anderen Schiffen Gegenstand zahlreicher Untersuchungen gewesen. Zur Lösung dieses Problems wurden bereits die verschiedensten Vorschläge gemacht. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, das Ausbreiten des Ölschlicks durch Verwendung von Auslegern zu verhindern oder das öl an saugfähige Materialien in teilchenförmiger oder langgestreckter Form zu absorbieren und dadurch "unbeweglich" zu machen. Andere Vorschläge zielten darauf ab, das öl von den Wasseroberflächen mittels sich kontinuierlich bewegender Matten oder Bänder zu absorbieren und/oder abzuheben. Da bei der Beseitigung von ölschlick

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oder Ölrückständen die diesbezüglichen Kosten eine erhebliche Rolle spielen, besteht ein erheblicher Bedarf nach möglichst billigen Absorptionsmitteln.

Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Sammeln von öl aus ölhaltigen Substraten, insbesondere von ölschlick auf Wasseroberflächen, zu schaffen, das mit vergleichsweise billigen und leicht verfügbaren Materialien durchführbar ist.

Es hat sich nun gezeigt, daß Braunkohle und verkokte Braunkohle, wie sie bei der Pyrolyse von Braunkohle anfällt, von der Wasseroberfläche Öle, z.B. Erdölkohlenwasserstoffe, absorbieren und/oder adsorbieren. Hierbei bilden sich zusammenhängende Klumpen, die sich leicht z.B. auf mechanische Weise von der Wasseroberfläche abheben lassen. Weiterhin kann Braunkohle oder verkokte Braunkohle beim Ausbreiten auf einem ölverschmutzten Sandstrand eine wirksame Entfernung mindestens eines Teils des Öls aus dem Sand exmöglichen. Die Ausdrücke "absorbieren" und "Absorption" bedeuten, da der genaue Mechanismus nicht bekannt ist, hier und im folgenden Adsorption und/oder Absorption. Unter dem Ausdruck "Braunkohle" ist auch Lignit zu verstehen. Letzterer Ausdruck stellt in der Eegel ein Synonym zu Braunkohle dar.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Sammeln von Ol aus ölhaltigen Substraten, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Öl und/oder das ölhaltige Substrat mit teilchen!'örmiger Braunkohle oder teilchenförmiger verkokter Braunkohle in Berührung bringt.

Gemäß einer vorteilhaften Aus führung; si'orm labt sich das Verfahren gemäß dei? Erfindung auf das Sammeln oder die ae-

- 3 1 09884/ 1 166 **^D ®^mmAL

seitigung von auf einer Wasseroberfläche befindlichem ölschlick anwenden, indem man teilchenf örmige Braunkohle oder teilchenförmige verkokte Braunkohle der geschilderten Art auf dem öl oder der Wasseroberfläche verteilt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bietet das Verfahren gemäß der Erfindung die Möglichkeit zur Beseitigung von öl aus ölver schmutz tem Sand, Kies oder ähnlichen teilchenförmigen Substraten, indem man mindestens die Oberfläche dieser Substrate mit teilchenförmiger Braunkohle oder teilchenf örmiger verkokter Braunkohle in Berührung bringt. In beiden Fällen wird dann die mit öl getränkte Braunkohle oder verkokte Braunkohle von der Wasseroberfläche oder den anderen Substraten entfernt.

Die Braunkohle kann im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung in der Form, wie sie gefördert wurde, d.h. in "naturfeuchtem^M Zustand mit bis zu einem 70 gew.-%-igen Wassergehalt verwendet werden. Ihre Leistungsfähigkeit als Absorptionsmittel und gleichzeitig ihr Auftrieb werden verbessert, wenn man sie bis zu einem Wassergehalt von 0 bis etwa 50 Gew.-% trocknet. Verkokte Braunkohle ist nach ihrer Herstellung im wesentlichen wasserfrei. Bs ist nicht möglich, ein optimales Verhältnis Absorptionsmittel zu öl anzugeben. Ein derartiges Verhältnis ist, abgesehen davon, in der Praxis auch kaum zu erreichen. In der Regel werden jedoch selbstverständlich mit zunehmender Absorptionsmittelmenge bessere Ergebnisse erreicht. Versuche haben gezeigt, daß man zufriedenstellende Ergebnisse bereits bei (Gewichts-) Verhältnissen öl zu Braunkohle von bis 3*1 erreicht. Bei noch höheren Verhältnissen werden zumindest gleich gute Ergebnisse erhalten.

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Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren gemäß der Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1

Schmieröl, Kerosin und Heizöl wurden in Wassertröge gegossen, wobei sie auf der Wasseroberfläche Filme bildeten. Auf die auf der jeweiligen Wasseroberfläche befindlichen Kohlenwasserstoffschichten wurde hierauf feinteilige Braunkohle, entweder in trockener Form oder mit bestimmten Wasser-" gehalten, oder verkokte Braunkohle aufgestreut. Das von der Wasseroberfläche abgehobene Material bestand aus der Braunkohle oder der verkokten Braunkohle, dem jeweiligen Kohlenwasserstoff und einer geringen Menge Wasser. Der jeweilige Kohlenwasserstoff konnte höchst wirksam entfernt werden, wobei außer bei Verwendung der "natürfeuchten" Braunkohle jeweils nur eine äußerst geringe Menge an Kohlenwasserstoff auf der Wasseroberfläche als feinverteilter Film zurückblieb. Die "naturfeuchte" Braunkohle stellte kein wirksames Absorptionsmittel für die Kohlenwasserstoffe dar, und zwar insbesondere, wenn sie in Form dünner Filme auf der Wasseroberfläche vorlagen.

Um die nicht-beseitigten Rückstände quantitativ zu bestimmen, wurde das auf oder in dem Wasser verbliebene öl in zwei Versuchen nach der Behandlung durch Schütteln mit Benzol, Abtrennen des Benzol/Öl/Kohle-Extrakts, Abdampfen des Benzols und Wiegen des Gesamtrückstands aus Öl und Braunkohle ermittelt, Der Gehalt an Braunkohle im Rückstand wurde dadurch bestimmt, daß das öl wiederholt in Benzol rückextrahiert wurde, worauf die Braunkohle nach dem Abdekantieren getrocknet und gewogen wurde. Das ölgewicht wurde aus der Differenz ermittelt.

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Die Verfahrensparameter und die bei den einzelnen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen I bis III zusammengestellt.

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Tabelle I Ergebnisse der Absorptionsversuche flüssiger Kohlenwasserstoffe durch Braunkohle und verkokter Braunkohle

Absorptionsmedium	Medium	Wasser	Gewicht des	Kohlenwassers toff	Gew.-^, be	Wasser	entferntes	Jt-ualer Anteil	44	24,3 .
	gehalt	verwendeten	Art	zogen auf	gehalt	Gesamtge	des Kohlenwas	37,3	39,7
		Mediums		Braunkohle	im End	wicht	serstoffs in	26,2	37,0
		(bezogen auf		trocken	produkt		dem entfernten	37,8	43,2
		Tro ckengewi cht)		gewicht			Material	81,4	55,6
	in %	in g			in g	in g		98,9	45.0
Braunkohle	0	16,0		66	9,2	36	29,4	97,4	46,5
Braunkohle	0	12,4	Kerosin	100	5,7	30,6	40,8	29,6	40,5
Braunkohle	15	13,6	Kerosin	62	13,0	35	24,0	62,6	60,4
Braunkohle	15	10,2	Kerosin	109	5,5	26,8	41,4	71,5	49,4
Braunkohle	66	6,2	Kerosin	148			die gesamte Kohle ging unter	133,1	38,8 NJ
Braunkohle	0	16,0	Kerosin	67	17,3
Braunkonle	15	13,6	Schmieröl	109	8,9
Braunkohle	28	11,5	Schmieröl	84	5,0
Braunkohle	28	11,5	Schmieröl	142	10,0
Braunkohle	28	14,3	Schmieröl	316	21,9
Braunkohle	48	22,8	Schmieröl	195	31,7
Braunkohle	66	20,5	Schmieröl	220	31,7
Braunkohle	28	11,5	Schmieröl	104	5,1
«•■mm Braunkohle	28	17,7	Heizöl	214	7,1
verkokte Braunkohle	0	35,3	Heizöl	85	6,2
verkokte Braunkohle	0	51,6	Kerosin	104	27,8
	Schmieröl

Ca) NJ O Ca) CO

Tabelle II

öl- und Braunkohlerückstand in Wasser nach dem Absorptionsversuch "

Gewicht der

getrockneten

Braunkohle

in g

Gewicht des Öls

in g

Rückstand

Gesamtgewicht in g

Gew.-#, bezogen auf das eingesetzte öl

16,0
16,0

10,5 10,0

0,108 0,025

1,05 0,25

Tabelle III

Verteilung von öl und Braunkohle im Rückstand nach dem Absorptionsversuch

Gewicht der	Gewicht	öl Gewicht in g	Rückstand	Braunkohle	Gew.~i6, bezogen auf das einge setzte öl
getrockneten Braunkohle in g	des Öls in g	0,012	Gew.-%, be zogen auf das einge setzte Öl	Gewicht in g	0,13
16,0	10,0	0,12	0,015

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Aus Tabelle I ergibt sich., daß das Kerosin, Schmieröl und Heizöl in einer bis zu etwa 1,1 -, 5,2 - bzw. 2,1 -fachen Menge, bezogen auf das Gewicht der verwendeten Braunkohle, absorbiert und entfernt wurden. Die Tabellen II und III zeigen, daß der Ge samt rückst and aus Öl und Braunkohle auf oder in dem Wasser nur 0,25% betrug. Hiervon bestanden.0,12% aus öl und 0,15% aus Braunkohle. Umgekehrt zeigt dieses Beispiel, daß durch das Verfahren gemäß der Erfindung bis zu 99,88% Öl beseitigt werden konnten.

" Die Versuche, deren Ergebnisse in den Tabellen zusammengestellt sind, bestanden aus Laborversuchen. Um die erfolgreiche Durchführbarkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung auch unter annähernd natürlichen Gegebenheiten zu demonstrieren, wurden die folgenden Beispiele in einer Meerwasserlagune durchgeführt.

Beispiel 2

157,5 kg leichtes Rohöl aus Bass Strait, Victoria, Australia wurden auf einem vom Rest der iiagune abgeteilten Gebiet

ρ
einer Fläche von etwa 55» 3i verteilt. Heben diesem Rohöl wurde die abgeteilte Fläche versehentlich auch noch mit einer unbekannten Menge eines anderen ölartigen Materials "verseucht", Auf dem gemischten Ölschlick wurde mit Hilfe von Schaufeln so lange Braunkohle gestreut, bis das gesamte öl absorbiert war. Hierzu wurden 426,8 kg Braunkohle benötigt.

Die verwendete Braunkohle war vorher in einer sich waagerecht drehenden Trommel teilweise, d.h. von ihrem natürlichen Wassergehalt von etwa 66% auf einen Wassergehalt von etwa 15 bis 20% getrocknet worden. Neben dem Trocknen wurden hierbei die Kohlestücke soweit zerkleinert, daß das gesamte Material durch ein Sieb einer Maschenweite von 6,55 nun hindurch ging.

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. Nachdem das öl von der Kohle aufgesaugt war, wurde das Gemisch mittels eines schwimmenden Holzauslegers, der an beiden Enden zur leichteren Bedienung mit einer Schlaufe versehen war, zu einem Ende der Lagune gezogen. Hierauf wurde das Öl/Kohle-Gemisch mit Hilfe von Draht sch opfern, deren Maschenweite eine solche Größe besaß, daß das Öl/Kohle-Gemisch festgehalten wurde, das nicht-absorbierte Wasser jedoch ablaufen konnte, in Trommeln gesammelt. Auf diese Weise wurden 706,7 kg Öl/Kohle-Gemisch gesammelt. Die Wasseroberfläche war praktisch ölfrei.

Eine sinnvolle quantitative Berechnung des Kohlebederfs für das Rohöl konnte wegen der versehentlichen zusätzlichen ölverschmutzung nicht durchgeführt werden. Darüberhinaus führte ein starker Wind zu einem beträchtlichen Verlust an Braunkohle während ihres Aufstreuens auf die Wasseroberfläche.

Beispiel 3

164,2 kg Schiffsheizöl (Bunkeröl) wurden auf einer Fläche

von 35,3 πι derselben Lagune wie in Beispiel 2 verteilt; auf das Öl wurden 283,5 kg Braunkohle gestreut. Sofort nach dem Aufstreuen der Braunkohle auf das Öl wurde das Öl/Kohle-Gemisch mit Hilfe des Auslegers und der Schöpfer von Beispiel 2 gesammelt. Hierbei wurden 378,75 kg Öl/Kohle-Gemisch erhalten; die Wasseroberfläche war praktisch ölfrei. Das Gewichtsverhältnis von Braunkohle zu öl betrug 1,75*1· Wiederum kam es infolge des Windes zu einem gewissen Braunkohleverlust. Eine Untersuchung des gesammelten Öl/Kohle-Gemisches zeigte, daß eine gewisse Menge Braunkohle kein freies öl enthielt, was darauf hindeutete, daß ein Überschuß an Braunkohle verwendet wurde. Es scheint folglich, als ob ein Braunkohle zu öl Ver-

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hältnis von 1:1 ausreicht, wenn geeignetere mechanische Applikationsmittel für die Braunkohle gewählt werden.

Obwohl in den Beispielen 2 und 3 die Mengen an verwendeter Braunkohle und verwendetem öl und das Gewicht des Öl/Kohle-Gemisches (zusammen mit etwas absorbiertem Wasser) aufgezeichnet wurden, wurden bei diesen Untersuchungen keine Versuche unternommen, die Menge an verwendeter Braunkohle zu optimieren. Der Hauptzweck dieser Versuche bestand darin, die Anwendbarkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung bei einer typischen ölverseuchung des Wassers zu zeigen.

In entsprechender Weise zeigen die zum Aufstreuen der Kohle und zum Entfernen des Öl/Kohle-Gemisches angewandten manuellen Maßnahmen klar und deutlich, daß sich diese Maßnahmen auch auf mechanischem Wege durchführen lassen.

Das folgende Beispiel zeigt die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Entfernung oder Beseitigung von öl aus einem ölver schmutz ten (von einem Sandstrand stammenden) Sand.

Beispiel 4

750 g (von einem Sandstrand stammender) Sand wurdenbis zu einer Höhe von 2,5 cm in eine Schale gefüllt. Auf dem Sand wurden 100 g Schmieröl verteilt und von diesem absorbieren gelassen. Der mit Öl getränkte Sand wurde mit einem Hylongewebe abgedeckt, worauf auf das Nylongewebe 100 g halbtrockene Braunkohle gestreut wurden. Zu verschiedenen Zeitpunkten wurde das die Braunkohle tragende Gewebe entfernt und die durch das Gewebe hinaurch in axe Braunkohle absorbierte Öl aus der Gewichtszunahme der Braunkohle bestimmt.

- 11 109884/11S6

Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt:

Tabelle IV Beseitigung von Öl aus Sand

Börührungsdauer % entferntes öl

in std

4- 58

17 75

- 12 -

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Claims

■■12~ 2132D39 Patentansürüche

1.) Verfahren zur Beseitigung von öl aus ölhaltigen Substraten, dadurch gekennzeichnet, daß nan das öl und/oder das öiha±tige Suostrat mit teilcnenlörmiger Braunkohle oder teilcheniörtniger verkokter Braunkohle in Berührung bringt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Beseitigung von Ölschlick von V/asser oberflächen dient, indem man auf der Öl- oder Wasseroberfläche teilchenförmige Braunkohle oder teilchenförmige verkokte Braunkohle verteilt.

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Beseitigung von Öl aus ölverschmutztem Sand, Kies oder entsprechenden teilchenförmigen Substraten dient, indem man mindestens die Oberfläche des Substrats mit teilchenförmiger Braunkohle oder teilchenförmiger verkokter Braunkohle in Berührung bringt.

4·) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man getrocknete oder teilweise getrocknete Braunkohle mit einem Wassergehalt bis zu etwa 50 Gew.-% verwendet.

ψ 5·) Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die mit Öl getränkte Braunkohle oder verkokte Braunkohle von der Wasseroberfläche oder dem anderen Substrat entfernt.

10 98 8 4/1166 sad ORDINAL