Zastosowanie nanokompozytów do usuwania węglowodorów z wody
złożowej w instalacji napowierzchniowej kopalni ropy naftowej
W ramach pracy doktorskiej opracowano biosorbenty na bazie miękiszu słonecznika zwyczajnego (łac. Helianthus annuus) modyfikowanego nanokrzemionką. Do wytworzenia tych materiałów hybrydowych zastosowano dwie metody immobilizacji nanocząstek na powierzchni włókien roślinnych. Wykonano pełną charakterystykę fizykochemiczną surowego miękiszu i otrzymanych kompozytów oraz określono ich własności sorpcyjne w warunkach statycznych i dynamicznych. Do danych eksperymentalnych dopasowano odpowiednie modele matematyczne, co pozwoliło ustalić mechanizm wiązania zanieczyszczeń ropopochodnych z adsorbentami. Aby określić przydatność wytworzonych materiałów do oczyszczania zaolejonych solanek złożowych przeprowadzono badania dynamiki adsorpcji w kolumnie z nieruchomym złożem adsorbentu. Wyznaczono krzywe przebicia w zależności od stężenia początkowego ropopochodnych w solance, jej objętościowego natężenia przepływu i wysokości złoża. Zastosowanie uproszczonych modeli matematycznych Yoona-Nelsona, Boharta-Adamsa, Wolborskiej, Clarka oraz Beltera do opisu krzywych pozwoliło na określenie wpływu poszczególnych parametrów operacyjnych na efektywność procesu. Wytworzone biosorbenty, wobec dobrej selektywności i wysokiej pojemności sorpcyjnej, wydają się być atrakcyjną alternatywą dla sorbentów mineralnych czy syntetycznych.
Application of nanocomposites for the removal of hydrocarbons from
produced (reservoir) water in surface facilities in oil fields
In the present work a hydrophobic sorbent based on pith from sunflower (lat. Helianthus annuus) stems impregnated with SiO2 nanoparticles was prepared. Here, two methods to immobilize nanosilica on plant fibres were applied. For raw pith and its composites, both an in- depth physicochemical characterization and sorption properties were studied. The adsorption equilibrium and kinetics were investigated under static conditions to identify the mechanism of crude oil sorption on the prepared materials. Subsequently the performance of a column bed consisting of these sorbents for removal of oil from brine was evaluated. In a batch process, the effects of various parameters such as bed height, initial oil concentration and flow rate were considered. Yoon-Nelson, Bohart-Adams, Wolborska, Clark and Belter models were used to analyse and simulate the breakthrough curves. The performance of oily wastewater treatment was greatly improved after application of the nano-SiO2 coating onto the raw pith surface. The prepared composites, due to high sorption capacity and selectivity, could be an attractive alternative to commercially available mineral and synthetic sorbents.
