吸油氈對柴油的吸油特性及其應用探究

藍竹俊++竺柏康++姜鑫濤

摘要：探究了復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吸油氈處理后的污水中的油含量。改變溫度和風速等環境條件，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，并為舟山地區石油倉儲企業溢油應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更適宜在該地區應用。

關鍵詞：吸油氈； 柴油； 油回收； 溢油

中圖分類號： TQ424

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06017603

1 引言

據不完全統計，我國平均每4d發生1起溢油事故，其中大規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計。發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，分別占總事故發生率的18.4%和77.7%。大規模的海洋運輸和超級油輪的迅速發展，無疑增加了海上溢油事故發生的風險。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，能夠廣泛應用在溢油事故的應急任務中。

隨著舟山大型儲油基地的建設，該地區石油類海洋環境污染問題也日趨嚴重。舟山是我國重要的石油中轉儲運基地之一，舟山港在我國石油及其產品進口貿易中占有重要地位。目前，舟山全境擁有石油庫總容量為 2.1×107m3，預計到 2015 年末，舟山石油儲量將增長到 4×107m3，并穩居我國單一地區石油庫總容量的首位。調研資料顯示2011年舟山港全年進口原油及其產品就達到2.5×107t，預計到 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，模擬海上風速環境對研究吸油氈的吸油性也至關重要。文章針對3種吸油氈對柴油吸油性與風速、溫度之間的關系進行試驗與探究。

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，記錄質量，以備后續處理。

（6）用ET3200B自動萃取儀攪拌溶液4min后，靜置溶液1min，當萃取漏斗最下端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，重復實驗7次，表2為其中一組實驗數據。把數據處理得圖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。查的文獻也發現吸油氈的吸油過程有兩大因素，一為表面吸附，二為吸油氈內部油污滲透。這兩個方面都為物理過程，不存在化學作用。在溫度升高過程中，油污中各類分子運動加劇，導致油污黏附在吸油氈表面的量增多，滲透到吸油氈內部的油污也增多。且由實驗延伸總結，PP2吸油氈（圖2）在30℃時吸油處理油污能力最佳，經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量：

3.2 不同吸油氈對柴油吸附效果的測試

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

由表3數據處理可得經純羊毛、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據結果相差不大，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部，部分黏附于表面，但實驗過程中發現PP2過于蓬松，取出油面上PP2吸油氈時，-10號柴油黏附不住，順水滴回油污水混合液中，不利于回收。混紡吸油氈吸油效果最好，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。經實驗所得的含20mL即換為質量為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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