183410. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vizek szénhidrogén szennyezéseinek eltázolítására alkalmas szilárd hidrofób anyagok előállítására
1 183 410 2 A találmány vizek szénhidrogén-szennyezéseinek (elsősorban olajszennyezéseinek) eltávolítására alkalmas, szilárd hidrofób anyagok előállítására vonatkozik. Ismert, hogy a természetes vizekbe (tavakba, folyókba, tengerekbe) kerülő olajszennyezések igen nagy mértékben károsítják, sőt esetenként teljesen el is pusztíthatják a vizek élővilágát. Különösen nagy mértékű a környezetszennyezés a tengeri olajszállító tankhajók katasztrófái esetén. Világszerte széleskörű kutatás folyik olyan anyagok előállítására, amelyekkel a vizek szénhidrogénszennyezései (elsősorban olajszennyezései) egyszerűen és lehetőleg teljes mértékben eltávolíthatók, a követelményeknek minden tekintetben megfelelő anyagokat azonban eddig még nem sikerült előállítani. Az egyik ismert megoldás szerint a vizek olajszennyezéseinek megszüntetésére felületaktív anyagokat alkalmaznak. A felületaktív anyagok hidrofil burkolatot képeznek az olajcseppecskék körül, és így a felszínen úszó alajat eloszlatják a vízben. Ezzel a módszerrel tehát az olajszennyezések nem távolíthatók el a vízből, csupán a felszínen úszó olaj oxigénelzáró hatása szüntethető meg. További hátrányt jelent, hogy felületaktív anyagok alkalmazásával csak viszonylag kis mennyiségű olajat lehet eloszlatni a vízben, így ez a megoldás nem alkalmazható akkor (pl. tankhajó-katasztrófáknál stb.), amikor igen nagy mennyiségű olaj kerül a víz felszínére. A nagyobb mennyiségű olajszennyezés eltávolítására eddig természetes eredetű, viszonylag hidrofób jellegű ásványi anyagokat - elsősorban perlitet - használtak fel. A szennyezett felületre (például tengervízre) szórt perlit megköti az olajszennyezést, és az olajjal átitatott perlit lesepréssel, lefúvással vagy lekanalazással eltávolítható a felületről. Hátrányt jelent azonban, hogy a perlit nem elég hidrofób jellegű, ezért a telítési olajmennyiséget csak viszonylag hosszú idő (néhány óra) alatt képes megkötni. Ezalatt az idő alatt azonban a perlit vízzel is nedvesedik, és a vízzel átnedvesedett perlitszemcsék elmerülnek a szennyezett vízben. Perlit felhasználásával tehát tökéletes olajmentesítés nem érhető el,és a perlit sok esetben csak nehezen választható el a kezelt hidrofil anyagtól (elsősorban víztől). Gazdaságossági szempontokból igen komoly hátrányt jelent az, hogy a perlitről még részben sem lehet a megkötött olajat visszanyerni, ezért az olajjal szennyezett perlitet általában el szokták égetni. A 2 355 000 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli közrebocsátási irat szerint vizek szerves szennyezésektől történő megtisztítására alkalmazható, poralakú ásványi szilárd anyagokból álló és a felületen ráojtással megkötött polimer láncokat tartalmazó kompozíciókat írtak le. A felhozott közrebocsátási irat szerint oldószeres közegben utólag viszik fel a hordozó felületére. Az eljárás hátránya, hogy rendkívül nagymennyiségű oldószer felhasználására van szükség. A nagy oldószer-térfogat szállítása, mozgatása, regenerálása és tisztítása egyrészről igen energiaigényes, másrészről számottevő oldószer-veszteséggel jár. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ha szemcsés szilárd hordozóanyagokra in situ polimerizációval hidrofób polimer bevonatot viszünk fel, olyan anyagokhoz jutunk, amelyek a perlittel lényegében azonos mértékben képesek olaj megkötésére, az olaj-telítettséget azonban lényegesen rövidebb idő alatt érik el, mint a perlit, és az általuk megkötött olaj részben vagy teljes egészében viszszanyerhető. A találmányunk szerinti eljárással előállított, polimer bevonattal ellátott szemcsés szilárd anya2 gok további előnye, hogy vízzel alig nedvesednek, így a kezelt vízzel legföljebb azonos fajsúlyú szemcsék nem merülnek el a vízben és könnyen eltávolíthatók a kezelt felületről. A találmányunk szerinti eljárással előállított hidrofób szemcsés anyagok tehát a perlitnél lényegesen előnyösebben és gazdaságosabban alkalmazhatók felületi olajszennyezések és egyéb szénhidorgén-szennyezések eltávolítására, és regenerálás után többször is felhasználhatók. Találmányunk tárgya eljárás vizek szénhidrogénszennyeződéseinek eltávolítására alkalmas szilárd hidrofób anyag előállítására, oly módon, hogy szervetlen vagy szerves, poralakú vagy szemcsés szilárd anyagot — előnyösen természetes vagy mesterséges szilikátot vagy alumínium-szilikátot, égetett agyagásványt, alkáliföldfémoxidot vagy alkáliföldfém-karbonátot, kokszot vagy szerves rostanyagot — polimerizálandó hidrofób oleofil monomerrel vagy monomerekkel — előnyösen etilénnel, propilénnel vagy sztirollal — hozunk érintkezésbe, adott esetben polimerizációs iniciátor vagy katalizátor jelenlétében és a monomer(ek)-ből a szilárd anyag felületén a szilárd anyag súlyára vonatkoztatva 0,5—700 súly % mennyiségű hidrofób polimer bevonatot alakítunk ki. Hidrofób, oleofil polimerekként előnyösen polialkiléneket (így polietilént, polipropilént, etilén-propilén kopolimereket), polialkilén-benzolokat (így polisztirolt), valamint apoláros csoportokat tartalmazó alkilén-polimereket és -kopolimereket használhatunk fel. A találmányunk szerinti eljárásnál a polimert kémiai úton magán a szemcsés szilárd anyagon alakítjuk ki úgy hogy a szemcsés szilárd anyagot a polimerizálandó monomerrel vagy monomerekkel hozzuk érintkezésbe adott esetben polimerizációs iniciátor vagy katalizátor jelenlétében, és a monomer(ek)ből önmagukban ismert polimerizációs körülmények között homopolimer vagy kopolimer bevonatot képezünk a szemcsés szilárd anyag felületén. Ennek az eljárásnak egyik előnye, hogy a korábban ismert módszerekhez viszonyítva lényegesen kisebb mennyiségű polimerrel is teljes mértékben hidrofóbbá tehetjük a szemcsék felületét. A találmányunk szerinti eljárás olyan kémiai módszer, melynek során monomerből indulunk ki és a katalizátort a monomer adagolás előtt adjuk a szilárd anyaghoz, illetve a szilárd anyag már eleve tartalmazza a polimerizáció megindításához szükséges aktív centrumokat. Ebben az esetben tehát kevesebb polimert (ténylegesen: kevesebb monomert) használunk fel ugyanolyan tulajdonságú anyag előállításához. A találmány szerinti eljárásnál kiindulási anyagként minden olyan szerves és szervetlen szemcsés anyagot felhasználhatunk, amelynek külső és/vagy belső felületén a hidrofób polimer meg képes tapadni. A szervetlen szemcsés szilárd anyagok közül példaként a kalcium-karbonátot, kalcium-szulfátot, magnézium-karbonátot, dolomitot, az agyagásványokat (így perlitet, zeolitot, kaolint, montmorillonitot stb.), égetett agyagásványokat (így téglaport) és kokszot, a szerves szemcsés szilárd anyagok közül pedig példaként a fűrészport, nádőrleményt, kukoricacsutka-őrleményt, növényi rostokat stb. említjük meg. A szemcsés szilárd anyaggal szemben támasztott további követelmény az, hogy nem befolyásolhatja hátrányosan a polimerizációt, és a reakció során meg kell tartania szerkezeti integritását. Egyes előnyös esetekben (például kationcserélő tulajdonságú szilárd anyagok alkalmazásakor, mint pl. természetes vagy mesterséges zeo-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
