消油劑

消油劑又稱溢油分散劑,它是用來減少溢油與水之間的界面張力,從而使油迅速乳化分散在水中的化學藥劑。在許多不能採用機械回收或有火災危險的緊急情況下,及時地噴灑溢油分散劑,是消除水面石油污染和防止火災的主要措施。

簡介

消油劑消油劑

消油劑學名溢油分散劑,是由多種表面活性劑和強滲透性的溶劑組成,主要用於處理海上溢油及清洗油污,是治理海洋石油污染的必備品。消油劑的作用機理是將水面浮油乳化,形成細小粒子分散於水中,主要適用於開闊海域的溢油處理。消油劑分為常規型號和濃縮型兩種,主要區別在於活性物含量的高低。

基本資料

一般消油劑的用量為溢油的20-30%(常規型)10-20%(濃縮型)

消油劑國標:GB 18188.1-2000!

相關認證:交通部環境保護中心的檢驗報告、海事局型式認可證書、海洋局型式認可證書。

分類特點

消油劑消油劑

迄今世界上溢油分散劑產品大體可分為兩類。溢油分散劑國家標準(GB18188.1—2000)將溢油分散劑分為常規型(也稱普通型)和濃縮型。

普通型溢油分散劑的表面活性劑含量一般只有10%~20%;其溶劑比例高達80%~90%,因而普通型溢油分散劑溶解溢油能力強,處理高粘度油及風化油的效果好。使用時應直接噴灑,但噴灑後要攪拌。該類分散劑使用前不能用水稀釋,使用比率(分散劑/油)在1∶1至1∶3之間為宜。

濃縮型溢油分散劑的表面活性劑多數是從天然油脂中提取的脂肪酸,從糖、玉米及甜菜中提取的梨醣醇,基本上無毒。濃縮型溢油分散劑的表面活性劑含量較高,一般為40%~50%,因此能迅速地分散溢油。相對於普通型而言,濃縮型溢油分散劑的溶劑含量較低,為50%~60%。濃縮型溢油分散劑多為水溶性,分散溢油效率高,但處理高粘度油效果差。使用時可直接噴灑,也可以與海水混合噴灑,但前者效果更好。該類分散劑噴灑後不需攪拌,使用比率(分散劑/油)在1∶10至1∶30為宜。

使用問題

對處理水域溢油的化學製劑統稱謂油處理劑。按其類型可分為凝集沉降型、凝集上浮型和乳化分散型3種。當前各國使用最多、效果較好的是乳化分散型油處理劑,也稱之為化學消油劑或溢油分散劑。但化學消油劑在套用中若使用的是乳化效率差、毒性大、不易降解的劣質分散劑,或者在水交換差的局限水域內使用分散劑,就可能出現油被乳化進入水體卻不能擴散,水體油份濃度急驟增加而窒息水生物。破壞生態環境的局面,或發生劣質分散劑毒死水生物的情況。這就是人們所說的“二次污染”問題。安全合理地使用和管理消油劑,是項操作複雜的工作。當前,許多船舶、作業單位或其代理人對消油劑的相關知識以及管理和使用規定知之甚少,同時,又缺乏這方面的培訓。而合理地正確使用合格的分散劑是保護海洋環境所必須。

發展歷史

化學消油劑研發始於20世紀60年代初,至今,其發展大致經過3個階段。

第一代稱謂“醚型”產品,採用毒性很大的陰離子表面活性劑,如烷基酚聚氧乙烯醚類。

第二代稱謂“酯型”產品,這種消油劑是非離子的,毒性小,乳化性良好,如聚乙二醇油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯等。

第三代主要是指濃縮型的,且其原料山梨醣醇、脂肪酸等都是來自農副產品,溶劑是用合成的聚乙二醇,毒性非常小,只是第一代產品的1‰。

作用

化學消油劑是表面活性劑、溶劑及少量助劑復配而成的油處理劑。其作用機理是利用表面活性劑的乳化作用,使油膜乳化形成O/w型乳狀液。溶劑能降低油類黏度,使其易於乳化。而少量助劑能促進乳化分散過程,提高乳化效率,增加乳狀液的穩定性。

當將足夠量的化學消油劑噴灑在溢油膜上時,表面活性劑分子即刻在油一水界面上發生定向吸附,親油基伸向油,親水基伸向水,使界面張力大大下降,並形成具有一定強度的界面膜。其結果削弱和降低了油膜的黏聚性,使油膜易於乳化分散成小油滴而轉入水體中,尤其是在外動力(由風、浪或工作船引起)作用下,能加快其乳化分散過程而形成O/W型乳狀液。且其沉降深度不超過3 m,易於在海面上擴散,並經歷物理的、化學的、生物的變化而使其消失。

優缺點

消油劑消油劑

1.化學消油劑的優點

快速形成水包油型微粒子,降低了油分濃度,增大了油粒子的表面積。利於石油的溶解蒸發、生物降解和氧化作用(主要是光氧化反應)的進行,加速自然淨化消散過程;同時使水生生物不能與油粒子表面直接接觸,避免或減少了石油對水生生物的毒害;使石油失去了黏附力,不再黏附船舶、礁石和海上建築物;防止形成油包水型乳狀液(朱古力奶油凍),減少了石油沉積;在海浪高於1.5 m,不能使用圍油欄和撇油器等機械清除溢油的情況下,選用直接噴灑消油劑的方法,實現對海面大面積溢油的控制和清除處理;可減少烴類擴散,減少爆炸和火災危險。

2.化學消油劑的缺點

在短暫時間內化學消油劑的局部濃度較高,可能與水體內的生物有短暫接觸,會給某些生物的發育生長帶來影響。市場上流通的化學消油劑,對高黏稠油(如高黏度重油、高蠟質油等)以及在低溫(10℃以下)下使用,還存在著乳化率低或無效的弱點。費用昂貴,消油劑的用量起碼為溢油量的20%以上,以30%~40%為好,而有時在處理粘度小或薄油層時耗量更可達到溢油量的100%。在實際處理大規模油膜時,採用如此高的消油劑和溢油量的比值導致處理價格相當高。消油劑通常要採用特殊裝置如船舶、飛機進行噴灑,飛機噴灑用於處理不規則的大片油膜,覆蓋海面的油膜厚度不一,所噴的消油劑不可能都與油膜相遇,造成消油劑的大量浪費,增加了處理成本。而且油污在分解過程中產生的一些有害物質,會先被海洋生物吸收並累積,隨著食物鏈的傳遞,最後威脅到人的身體健康。這些分解物當中,有一些有致癌成分,這也是一種嚴重的生態危害。

適用條件

適合在開闊水域、水流快、溫度高的水域使用,適合處理5mm以下厚度的溢油。如果溢油厚度過大,不但乳化分散溢油的效果不佳而且其使用量過大。通常處理水上溢油首先是使用機械回收方法,儘量將溢油回收之後,再使用溢油分散劑處理殘油。

適合於處理比重中等且具有揮發性的原油和燃料油。輕質燃料油和輕質原油比重小,易於揮發,其風化的半衰期只有十幾小時,因此溢油可以自然消散入大氣中;比重大的原油和燃料油不易於揮發,其風化的半衰期長達一百多小時,使用溢油分散劑效果不佳。比重更大的重原油和殘油,幾乎不揮發,使用溢油分散劑無效。

適合處理粘度小於1000×10-6m2/s的油品,因為隨著溢油粘度的增大,其處理效果降低。

影響乳化分散效果的因素

消油劑消油劑

在抗溢油的實踐中,化學消油劑的乳化分散效果,除主要取決於化學消油劑本身性能外,還受油的性狀(黏度、傾點、組成)和環境條件(水穩、水分含鹽量、水動力作用)等因素的影響。因此,了解這些因素的影響,對化學消油的套用是至關重要的。
1.油黏度的影響
一般常用的化學消油劑只適用於黏度原油(300 CSC以下)和中黏度原油(2 000 csc以下)的乳化分散處理。對高黏度原油(2 000 CSC以上)是難於乳化分散的,甚至噴與不噴化學消油劑的作用效果是一樣的。例如,高黏稠原油、高臘質原油以及風化油(朱古力奶油凍)、焦油球等。
2.傾點的影響
實踐證明,化學消油劑只能對流動的油有效,而對凝集成塊或形成硬表面的油,由於化學消油劑不能滲透其中,甚至較快的從其表面滑落水中,就無法使油乳化分散。因而,使用化學消油劑的環境溫度應高於石油的傾點溫度。但考慮到石油是一種以烴類為主的多點組分混合物以及傾點本身表征石油特性的局限性等因素,並非各種原油都要在其傾點溫度下,被化學消油劑乳化分散而轉入水體中。例如,渤海埕北B平台原油傾點溫度為9.5°С,但可使其化學分散的溫度至少要在14°С以上。這種情況大多發生在傾點溫度較低的原油。對於傾點溫度較高的原油,皆可在其傾點溫度下有較好的化學分散性(原油黏度低於2 000 csc)。因此,使用化學消油劑處理溢油時,其環境水溫應不低於擬處理油的傾點,最好要高於擬處理油的傾點5°С以上。

3.組成的影響
國內外的許多結果表明,黏度相同的原油,具有不同的乳化效率,甚至可相差l倍以上。其主要原因是由於原油中固有的天然表面活性物所導致的結果。天然表面活性物的存在,增大了原油的油一水界面張力,降低了化學消油劑對油的乳化分散效果。原油的化學可分散性,並非僅由黏度的單一因素所決定的。
4.溫度的影響
國內外的研究結果都已證實,對給定的受試油和化學消油劑,其乳化分散效果是隨溫度的下降而降低。目前國內外市場上流通的化學消油劑商品,水溫大都要求在15°С以上使用,否則會影響其乳化分散效果,並可能加重海洋環境負荷,不利於海洋的自淨化過程。
5.鹽度的影響
消油劑主要用於海面溢油處理。有關鹽度對其乳化分散效果的影響,國內外的研究結果表明,化學消油劑對油的乳化分散效果是隨環境水體鹽度的增加而提高。鹽度的影響主要是表面活性劑的HLB值,使其表面活性提高。
6.其他因素的影響
除前邊所討論的影響因素外,還有諸如化學消油劑的用量、噴灑技術(噴灑方法及其設備)以及水動力波作用等,皆可對化學消油劑乳化分散效果造成影響。

使用管理

消油劑消油劑

1.消油劑檢驗核准
消油劑的檢驗核准是一項政策性和權威性極強的工作。海事局於2000年10月27日頒布了《消油劑產品檢驗發證管理辦法》。規定消油劑產品必須由經過認可的檢驗單位進行檢驗,並取得海事局頒發的有效的產品型式認可證書。產品檢驗項目有:外觀、PH值、燃點、粘度、乳化率、魚類急性毒性和可生物降解性。檢驗必須符合交通部標準JT2013《溢油分散劑技術條件》的要求。

2.海事部門對船舶、碼頭、設施使用化學消油劑作業實行嚴格的行政許可制。船舶、作業單位或其代理人應具備條件:

1)、申請使用的化學消油劑為交通部海事局認可;2)、符合《溢油分散劑使用準則(GB 18188.2—2000)》規定的使用條件;3)、使用符合《溢油分散劑使用準則(GB 18188.2—2000)》的規定;4)、申請使用的數量與處理的溢油適當,並提交材料:①使用化學消油劑申請;②擬使用消油劑的品種型號及使用說明材料;③說明申請使用消油劑的使用區域和污染情況、使用方法、使用時間、計畫用量、使用理由和對使用效果的預測的材料;④有關專家或相關人員的評估意見(大量使用時);⑤使用化學消油劑情況報告(經批准使用後提交)。
3.使用分散劑時,需要考慮使用時間以及地點的限制,還要注意使用現場的具體情況,如溢油區域的氣象、水文、海況、溢油狀態、油膜類型、乳化程度油膜厚度等
溢油入海後,通常經過2小時便形成所謂“朱古力奶油凍”,含水率達到60%,消油劑對其無能為力。因此,在處理海面溢油時,消油劑的使用必須做到不誤時機,搶在溢油發生後2小時內到位。特別要注意限制使用溢油分散劑的幾個原則,a)溢油為汽油、煤油等易揮發的輕質油,或呈現彩虹特徵的薄油膜; b)溢油為高蠟含量、高傾點的難於化學分散的油; c)溢油在環境水溫下不呈流態或經過幾天風蝕後形成具有清晰邊緣的油包水乳化物的厚碎片; d)溢油發生在封閉的淺水區或平靜的水域;e)溢油發生在淡水水源或對水產資源有重大的區域。
4.消油劑時操作複雜,操作人員必須有熟練的技術,未經訓練的人員很難勝任工作
分散劑的噴灑,一般是用船舶或飛機來進行。選用何種噴灑方法,主要取決於分散劑的類型、溢油的位置、面積大小以及噴灑分散劑的船舶或飛機的有效利用率。表2概括了各種噴灑裝置的主要特性。
5.不同水域分散劑的使用情況
不同水域對分散劑的使用要求也不同,根據水域的水深、水體交換能力以及海洋生物等情況將使用分散劑的水域分成三種情況:
允許使用分散劑。當被分散的油能均勻的混合進入水體,並能發生大範圍的混合稀釋,使得分散油的濃度很低,對該水域的任何生物都不會造成影響,這種水域對分散劑的使用可不做任何限制,使用量根據油量確定。如水深在20米以上的開闊海洋屬於這一類。
允許使用分散劑,但使用時間受限或使用量受限。像封閉的海灣和港灣,如這類水域具有較強的水體交換能力,一天內可以交換90%以上,就允許使用。在使用時還要考慮季節、水深和潮汐特點,如在敏感生物產卵季節就要限制使用或限量使用。
通常情況下不允許使用分散劑,如敏感岸線不宜使用分散劑。但當油的影響周期很長的話,也可以考慮使用。

運輸和貯藏

溢油分散劑非易燃品,化學性質穩定,對金屬無腐蝕作用,運輸比較安全,其應儲存在岸上或船上的乾燥通風處,避免曝曬或雨淋。目前有的船舶公司已將溢油分散劑列入了《船上油污應急計畫》防污器材中。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們