吸油毡对柴油的吸油特性及其应用探究

蓝竹俊++竺柏康++姜鑫涛

摘要：探究了复杂水文状况下吸油毡对柴油的吸油性能，利用红外分光测油仪测定了经吸油毡处理后的污水中的油含量。改变温度和风速等环境条件，对PP2、混纺、羊毛毡三种吸油毡的吸油效果和污油回收率进行了测试分析，并为舟山地区石油仓储企业溢油应急物资储备提供参考。通过实验可知，温度对吸油毡的吸油性能影响较大。同时，通过对舟山海域水文条件的模拟实验得出，PP2更适宜在该地区应用。

关键词：吸油毡； 柴油； 油回收； 溢油

中图分类号： TQ424

文献标识码： A 文章编号： 16749944（2015）06017603

1 引言

据不完全统计，我国平均每4d发生1起溢油事故，其中大规模海上溢油事故中溢油量超过20万t，百吨级事故约有近百次，而溢油量为几十吨的事故更是多得无法确切统计。发生在我国近海的溢油事故主要原因是石油开采和油轮倾覆，分别占总事故发生率的18.4%和77.7%。大规模的海洋运输和超级油轮的迅速发展，无疑增加了海上溢油事故发生的风险。吸油毡吸油量大、保油性好、便于打捞、对船只要求不高、同时廉价，性价比高，能够广泛应用在溢油事故的应急任务中。

随着舟山大型储油基地的建设，该地区石油类海洋环境污染问题也日趋严重。舟山是我国重要的石油中转储运基地之一，舟山港在我国石油及其产品进口贸易中占有重要地位。目前，舟山全境拥有石油库总容量为 2.1×107m3，预计到 2015 年末，舟山石油储量将增长到 4×107m3，并稳居我国单一地区石油库总容量的首位。调研资料显示2011年舟山港全年进口原油及其产品就达到2.5×107t，预计到 2015 年，舟山港域原油吞吐量将达到 4.55×107t。同时，随着舟山本岛及附近岛屿新建、扩建油库、油码头，油品的吞吐量、储运量增加，使得泄漏事故发生几率增大。对此，了解各类吸油毡在不同温度下对吸油性能的影响是有重大意义的，同时我国海域辽阔，就舟山而言，模拟海上风速环境对研究吸油毡的吸油性也至关重要。文章针对3种吸油毡对柴油吸油性与风速、温度之间的关系进行试验与探究。

2 实验部分

2.1 实验原料

-10号柴油6L；混纺吸油毡，羊毛吸油毡，PP2吸油毡3种；玻璃棒、试管、量筒各2个，试管架、烧杯、塑料盆各1个，漏斗、刻度尺、铅笔、剪刀、温度计、电子秤各1个。

2.2 实验仪器

2.3 实验程序

（1）打开电脑和水中油份浓度分析仪，在4cm比色皿中倒入纯四氯化碳约2/3处，进行比色皿调零。

（2）油水配比；用50mL的量筒量取20mL-10号柴油，倒入含有500mL纯净水的大烧杯中。混合静置2分钟。

（3）剪取大小为8cm×8cm的吸油毡一张，放入盛有油水混合物的烧杯中，任其吸取油水混合物静置5min。

（4）捞出吸油毡，用镊子夹取吸油毡在烧杯上方任其滴水1min，再把吸油毡放入样本烧杯中，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着在其上面的油，其后再把萃取液倒入萃取漏斗中。

（5）倒去烧杯中的水，将含油烧杯用电子秤称重，记录质量，以备后续处理。

（6）用ET3200B自动萃取仪搅拌溶液4min后，静置溶液1min，当萃取漏斗最下端20mL处液体不存在气泡时进行分液。

（7）按要求在漏斗上放入滤纸，在滤纸上放入20g无水硫酸钠吸收水，滴取20g滤液，倒入调零过的4cm比色皿中。

（8） 在水中油份浓度分析仪中测定滤液中油份浓度，取平均值。

3 实验测试

3.1 温度对柴油吸附效果的测试

以温度为变量，探讨在温度为20℃和30℃下对于PP2吸油毡对柴油的吸油处理效果。用恒温水浴锅来达到控制温度，重复实验7次，表2为其中一组实验数据。把数据处理得图1。

由表2和图1分析可得温度的高低对PP2吸油毡的吸油能力影响很大。查的文献也发现吸油毡的吸油过程有两大因素，一为表面吸附，二为吸油毡内部油污渗透。这两个方面都为物理过程，不存在化学作用。在温度升高过程中，油污中各类分子运动加剧，导致油污黏附在吸油毡表面的量增多，渗透到吸油毡内部的油污也增多。且由实验延伸总结，PP2吸油毡（图2）在30℃时吸油处理油污能力最佳，经PP2吸油毡吸附过后水中油份浓度平均只剩128.14mg/L左右。-10号柴油的密度为0.8400～0.8600g/mL，可得试验样品中柴油的质量：

3.2 不同吸油毡对柴油吸附效果的测试

将已经配好的6组油污水大烧杯放到已设定成25℃的恒温水浴锅中，将已剪好的8cm×8cm验结果如表3所示

由表3数据处理可得经纯羊毛、混纺、PP2三类吸油毡处理后油污水混合液中柴油油份平均含量为323.21mg/L、322.66mg/L、194.34mg/L、197.42mg/L、268.73mg/L、257.41mg/L。同种吸油毡在实验数据结果相差不大，变化在0.5～1.5mg/L之间。本身剪取的吸油毡样本体积也偏小，每次油污水的吸取接近饱和，变化基本不大，因此会带来微小的实验误差，但不影响实验结论，可以忽略不考虑。三种吸油毡在同种温度下，吸油处理能力相差很多，纯羊毛吸油毡过于紧密，基本只靠表面吸附使柴油黏附，很少渗透到内部，所以纯羊毛的吸油能力最差。PP2类吸油毡在处理柴油油污水样品时，-10号柴油大部分渗透到内部，部分黏附于表面，但实验过程中发现PP2过于蓬松，取出油面上PP2吸油毡时，-10号柴油黏附不住，顺水滴回油污水混合液中，不利于回收。混纺吸油毡吸油效果最好，从样液拿出来的过程中黏附能力强，很少有滴回样液里的情况。吸油毡的表面吸附情况如图3示例。

图3 混纺吸油毡与纯羊毛吸油毡实验

4 结论

本实验基于-10号柴油为研究对象，通过实验室各类仪器已经进行了不同温度下PP2对-10号柴油的吸油影响，在海域平均温度为25℃下混纺、PP2、纯羊毛

三类吸油毡对-10号柴油的吸油效果进行了一系列的探究检验。综上所述得到以下结论。

（1） 温度对吸油毡吸油的影响非常大，温度影响着油污水在吸油毡表面附着和内部渗透，以PP2为例，30℃时稀有效果最佳，以30℃为中间点，随着温度下降，吸油黏附效果逐渐变差；随着温度升高，吸油黏附效果有微弱波动，直至接近饱和。经实验所得的含20mL即换为质量为16.8g的-10号柴油30℃被8cm×8cmPP2吸油毡黏附吸取了14.24g，滤液中油份为128.14mg/L。

（2） 吸油毡种类的选择对于-10号柴油的吸油黏附能力也有相当大的影响，在模拟25℃海域温度下选取混纺、纯羊毛、PP2三类吸油毡对-10号柴油进行吸附，纯羊毛因材料过于紧密黏附效果最差；PP2吸油毡由于自身材料过于蓬松导致在回收过程中已黏附的油重新滴落回样液，不易回收，效果也不好；混纺吸油毡吸油黏附能力都非常好，清理回收-10号柴油百分比高达90%以上，且都接近黏附饱和值。所以在黏附吸油效果：混纺>PP2>纯羊毛。

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