油补救组合物、生产所述油补救组合物的方法及补救溢油的方法与流程

相关申请本申请基于并要求于2019年3月20日提交的序列号为62/821,100的美国临时专利申请和于2018年11月8日提交的序列号为62/757,404的美国临时专利申请的优先权，这两个申请均通过引用整体并入本文。背景每年都会产生大量的植物材料残余物作为农业生产过程和/或工业生产过程的副产品。例如，在一个实施方案中，植物材料残余物可以包含农作物的副产品。每年大量产生的植物材料残余物包括，例如，亚麻碎屑、玉米秸秆、小麦秸秆、大麦秸秆、柳枝稷(switchgrass)、甘蔗渣等。例如，将亚麻秸秆作为用于从该植物中提取纤维的商品作物来生长。亚麻纤维可用于多种不同的应用。当从亚麻秸秆中提取亚麻纤维时，剩余的非纤维植物材料残余物称为亚麻碎屑。碎屑可以占亚麻秸秆总重量的20％至85％。因此，碎屑是亚麻秸秆加工的主要副产品。过去，亚麻碎屑被用于生产动物草垫，或作为燃料燃烧，或通过土地应用或在卫生填埋场处置来处理。然而，存在进一步使用和应用植物材料副产品例如亚麻碎屑的需求。发明概述通常，本公开涉及由植物材料残余物，特别是由农作物副产品生产新的且有用的产品。根据本公开，使植物材料残余物密实化，然后分解为离散的碎片。已经发现所得的组合物具有独特的混合物理性能。例如，已发现该产品非常适合吸附和/或吸收油性物质以用于清理溢油。例如，在一个实施方案中，本公开涉及补救溢油的方法。该方法包括使油性物质与油吸附组合物接触。油吸附组合物例如包含密实植物材料残余物的碎片。植物材料残余物可包括非纤维植物物质。根据本公开，密实植物材料残余物的碎片的堆密度为约0.2g/cm3至约0.5g/cm3，例如约0.25g/cm3至约0.4g/cm3。密实植物材料残余物的碎片可以含有各种不同的植物物质。例如，密实植物材料残余物可包括亚麻碎屑、玉米秸秆、大麻杆芯、甘蔗渣、小麦秸秆、大麦秸秆、柳枝稷等。在一个实施方案中，油吸附组合物含有按重量计大于约70％，例如按重量计大于约80％，例如按重量计大于约90％，例如按重量计大于约95％的密实植物材料残余物。油吸附组合物可用于补救所有不同类型的油性物质。例如，在一个实施方案中，该油吸附组合物可用于清理石油基产品或衍生自石油的物质。另外，油吸附组合物可用于吸附所有不同类型的液态烃。油吸附组合物具有优异的油吸附性能。例如，当根据astmtestf726-17测试时，油吸附组合物可以显示出大于约0.7，例如约0.75至约1.00的基于体积(cm3/cm3)的d5平均油吸附性。本公开还涉及包含密实植物材料残余物的碎片的油补救组合物。植物材料残余物可包括例如亚麻碎屑、玉米秸秆、大麻杆芯、甘蔗渣、小麦秸秆、大麦秸秆、柳枝稷等。密实植物材料的碎片的密度通常为约0.7g/cm3至约1g/cm3，例如约0.75g/cm3至约0.95g/cm3。密实植物材料残余物的碎片的堆密度可以为约0.2g/cm3至约0.5g/cm3，例如约0.25g/cm3至约0.4g/cm3。在一个实施方案中，油补救组合物由亚麻碎屑制成。例如，该组合物可包含按重量计大于约70％，例如大于约80％，例如大于约90％的亚麻碎屑。本公开还涉及用于生产上述油补救组合物的方法。该方法包括使植物材料残余物密实化成团块(briquette)。例如，可以使植物材料残余物经受足以产生密度大于约0.6g/cm3，例如约0.7g/cm3至约1g/cm3的团块的压力。例如，压力可以大于约2500psi，例如大于约3000psi，例如大于约3500psi，并且通常小于约50,000psi。根据本公开，然后将团块减小成离散的碎片。离散的碎片的大小可以是，大于50％的碎片可以具有约0.5英寸至约5英寸，例如约0.5英寸至约3英寸的最大尺寸。可以使用各种方法和技术将团块减小成离散的碎片。例如，在一个实施方案中，可供给团块使其通过两个旋转辊之间形成的辊隙。可以将两个旋转辊间隔开以形成一个间隙，供给团块使其通过该间隙。间隙的距离可以为约0.5英寸到约2英寸。然而，在替代的实施方案中，通过供给团块使其通过辊磨机或锤磨机，而由这些团块形成离散的碎片。分解的离散碎片或碎屑提供多种优点和益处。例如，碎屑不会产生大量令人讨厌的灰尘，并且比许多其他油或化学补救产品更轻。发现本公开的碎屑出乎意料地耐燃，特别是与密实化之前的植物材料残余物相比。由于耐燃、不产生令人讨厌的灰尘以及比其他产品轻，本公开的植物材料碎屑增加了工人的安全性。一旦使用离散碎片或碎屑来清理溢油或化学溢漏物，就可以焚化碎屑，而不是将其放置在填埋场中。下面更详细地讨论本公开的其他特征和方面。附图简要描述在说明书的余下部分中，更具体地阐述了本公开的完整且可行的公开内容，包括对附图的参考，其中：图1-4是对下文的实施例获得的结果的图示。在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明的相同或相似的特征或要素。详述本领域普通技术人员应当理解，本讨论仅是对示例性实施方案的描述，并无意限制本公开的更广泛的方面。总体来说，本公开涉及由植物材料残余物制成的溢漏物补救组合物。例如，溢漏物补救组合物可以由农作物副产品制成。根据本公开，使植物材料残余物密实化，然后分解成离散的碎片。通过该方法，植物材料残余物的吸附和吸收特性在体积基础上得到了显著和出乎意料地改善。尽管该组合物可以吸收或吸附所有不同类型的液态物质，但是本公开的组合物特别适合吸附油性物质，例如石油基材料或烃类液体。例如，通过本公开的方法，植物材料残余物的油吸附性能在体积基础上可以增加大于100％，例如大于150％。除了具有优异的油吸附性能之外，还发现本公开的植物材料残余物出乎意料地耐燃。发现这种固有的性能是令人惊奇的，因为未加工的植物材料残余物通常被用作燃料组分。由于耐燃，将本公开的植物材料残余物存储在工业场所是非常安全的，这在通常存在易燃材料例如油和其他化学品的场所提供了重要益处。除了耐燃外，植物材料残余物产生极少、甚至不产生令人讨厌的灰尘，这进一步有助于工人的安全。可以将各种不同的植物材料残余物掺入本公开的组合物中。例如，在一个具体实施方案中，该组合物含有亚麻碎屑。亚麻碎屑是从亚麻秸秆中提取纤维成分后留下的副产品。碎屑包括纤维提取后残留的所有材料。除亚麻碎屑之外，可以掺入本公开的组合物中的植物材料残余物可以包括玉米秸秆、大麻杆芯、甘蔗渣、小麦秸秆、大麦秸秆、柳枝稷及其混合物。玉米秸秆一般是指联合收割后剩下的残余物或副产品。玉米秸秆可以包括玉米芯、叶(leafmatter)、茎等。大麻杆芯类似于亚麻碎屑，是从麻类植物中提取纤维后留下的副产品。另一方面，甘蔗渣是指从甘蔗植物的糖提取中留下的植物物质残余物或副产品。小麦秸秆、大麦秸秆和柳枝稷还指已识别植物的任何部分，包括农作物的副产品。通常，为了制备本公开的补救组合物，首先使植物材料残余物密实化。例如，可以使植物材料残余物经受足以形成团块的高压。植物材料残余物被密实化后，接着将密实材料减小成离散的碎片。例如，在一个实施方案中，可以将由密实植物材料残余物制成的团块供应给将团块减小成碎片的粉碎装置，所述碎片具有改善该材料吸收和/或吸附诸如油性物质等液体的能力的尺寸，同时具有便于处理和运输的尺寸。为了使植物材料残余物密实化，可以使用任何合适的压实装置。在一个实施方案中，例如,可以使用压块机。例如在一个实施方案中，可以将植物材料残余物，例如亚麻碎屑，供给到压块机所含的压缩室(compressionchamber)中。在压缩室中时，使用例如活塞或柱塞将材料压制成团块。压缩后，可以经由模具供给密实植物材料残余物，并冷却。在密实化过程中施加于植物材料残余物上的压力的量可以根据具体植物物质和所需结果而变化。通常，施加于植物材料残余物上的压力的量大于约2,000psi，例如大于约2,500psi，例如大于约3,000psi，例如大于约3,500psi，例如大于约4,000psi。在其他实施方案中，施加于植物材料残余物上的压力可以大于约10,000psi，例如大于约15,000psi，例如大于约20,000psi，例如大于约25,000psi。施加于植物材料残余物上的压力的量通常小于约75,000psi，例如小于约50,000psi，例如小于约40,000psi。该施加于植物材料残余物上的压力的量可能导致细胞分解和细胞物质的释放。在一个实施方案中，由于密实化期间的机械摩擦，植物材料残余物的温度升高。例如，压缩室内的温度可以大于约50℃，例如大于约60℃，例如大于约70℃，例如大于约80℃，例如大于约90℃，例如大于约100℃，并且通常小于约130℃。在一个实施方案中，例如，压缩室内的温度可为约105℃至约115℃。这些温度导致植物材料残余物中的水分蒸发。通常，供给到该过程中的植物材料残余物应具有足够的水以促进形成团块的密实化过程，但水分不应过高以至于形成有害量的蒸汽。通常，植物材料残余物的含水量按重量计应大于约6％，例如大于约10％，例如大于约12％，并且通常小于约20％，例如小于约15％。致密化后所得团块的尺寸通常并不关键。因此，根据本公开可以形成任何尺寸的团块。在一实施方案中，团块在离开模具后的形状可以为圆柱形。仅出于示例性目的，可以根据本公开制成的圆柱形团块的直径通常可以大于约40mm，例如大于约50mm，例如大于约60mm，例如大于约70mm，并且通常小于约110mm，例如小于约100mm，例如小于约90mm，例如小于约80mm。使植物材料残余物的密度增加足以改善材料的吸附性能的量。例如，密实植物材料残余物的所得密度通常可以大于约0.6g/cm3，例如大于约0.7g/cm3，例如大于约0.75g/cm3，例如大于约0.8g/cm3，例如大于约0.85g/cm3。密实植物材料残余物的密度通常小于1g/cm3，例如小于约0.95g/cm3。植物材料残余物的初始密度通常可以为约0.1g/cm3。因此，在密实化期间，植物材料残余物的密度增加到大于约6倍，例如大于约7倍，例如大于约8倍。根据本公开，一旦使植物材料残余物密实化，则将密实物质分解或粉碎成碎片。所得碎片的尺寸足以增加用于吸附或吸收物质的表面积，而不会产生大量细屑。通常，碎片的尺寸应使材料易于处理。例如，在一个实施方案中，大于50％的密实植物物质残余物碎片的最大尺寸大于约0.25英寸，例如大于约0.5英寸，例如大于约0.75英寸，例如大于约1英寸，例如大于约1.25英寸，例如大于约1.5英寸，例如大于约1.75英寸，例如大于约2英寸，例如大于约2.25英寸，例如大于约2.5英寸，例如大于约2.75英寸，例如大于约3英寸，例如大于约3.25英寸，例如大于约3.5英寸，例如大于约3.75英寸，例如大于约4英寸。大于50％的碎片的最大尺寸通常小于约20英寸，例如小于约10英寸，例如小于约8英寸，例如小于约4英寸。可以使用astmstandardtestsieve(astm标准测试筛)测定粒径。例如，standardtestsieves(标准测试筛)可从许多渠道购得，例如得克萨斯州webster的customadvancedconnections。除非另有说明，否则大于50％的碎片的上述尺寸基于样品的总重量。然而，在其他实施方案中，粒径和粒径分布可基于体积。在一个实施方案中，密实植物物质残余物的碎片的平均最大尺寸为约0.25英寸至约20英寸，例如约0.5英寸至约15英寸，例如约1英寸至约4英寸。通常，可以使用任何合适的方法或技术，以将密实植物材料残余物分解或粉碎成离散的碎片。例如，在一个实施方案中，可以使用辊磨机以分解密实植物材料残余物。在替代的实施方案中，可以使用锤磨机以将密实植物材料残余物减小成离散的碎片。在一个实施方案中，可以将密实植物材料残余物或团块供给到在两个旋转辊之间形成的辊隙中。例如，辊可以隔开一定的距离，通过该距离供给密实植物材料残余物。例如，两个辊之间的间隙或辊隙距离可以大于约0.5英寸，例如大于约0.75英寸，例如大于约1英寸，例如大于约1.25英寸，并且通常小于约3英寸，例如小于约2英寸，例如小于约1.75英寸，例如小于约1.5英寸。当经由在旋转辊之间形成的辊隙供给团块时，团块被分解成具有所需尺寸的碎片。辊的间隙距离、旋转速度以及各种其他参数可以更改和修改，以确保所得组合物具有所需的尺寸和尺寸分布。在一个实施方案中，由上述方法产生的所得组合物生成平均最大尺寸可以为约0.5英寸至约2英寸的颗粒。在一个实施方案中，可将植物材料残余物密实化，然后分解成碎片，从而使所得组合物具有改善的吸收和吸附性能的堆密度。例如，所得组合物的堆密度通常可以大于约0.2g/cm3，例如大于约0.25g/cm3，例如大于约0.275g/cm3。堆密度通常小于约0.5g/cm3，例如小于约0.4g/cm3，例如小于约0.35g/cm3，例如小于约0.3g/cm3。在一个实施方案中，例如，所得组合物的堆密度可以为约0.26g/cm3至约0.29g/cm3。堆密度可以根据en15103:2009来测量。本公开的组合物可以完全由植物材料残余物制成。为了制成具有优异吸收和吸附性能、尤其是对于油性物质具有优异吸收和吸附性能的产品，不需要粘合剂或其他物质。因此，该组合物可以含有以下量的植物材料残余物：按重量计大于约70％，例如大于约80％，例如大于约90％，例如大于约95％，例如大于约98％。在一个实施方案中，该组合物完全由植物材料残余物制成。然而，如果需要的话，可以将各种其他添加剂和成分掺入组合物中。例如，在一个实施方案中，可以将其他吸收材料掺入组合物中。本公开的组合物具有许多用途和应用。在一个实施方案中，例如，该组合物可用作吸收或吸附所有不同类型的化学溢漏物的补救组合物。例如，该组合物可以用于清理所有不同类型的烃、氨和各种其他化学物质。在一个实施方案中，该组合物用于吸收和/或吸附油性物质。油性物质例如可以是植物油，动物油或石油基油。例如，油性物质可以包含石油或衍生自石油的物质。油性物质可以包含任何烃类液体。为了补救油性物质，该组合物仅需要接触该物质以进行吸收和/或吸附。如上所述，本发明的组合物特别适合油性物质的补救。例如，当根据astmtestf726-17测试时，本发明的组合物可表现出大于约0.7，例如大于约0.75，例如大于约0.8，例如大于约0.85，并且通常小于约1的基于体积(cm3/cm3)的d5平均油吸附性。该组合物可表现出大于约0.85，例如大于约0.9，例如大于约0.95，例如大于约1，并且通常小于约1.2(cm3/cm3)的n100油吸附性。本公开的组合物还可表现出大于约0.85，例如大于约0.9，例如大于约0.95，例如大于约1，例如大于约1.1，并且通常小于约1.4(cm3/cm3)的n750油吸附性。本公开的组合物还可表现出大于约0.9，例如大于约0.92，例如大于约0.94，并且通常小于约1.2的基于体积的d7500油吸附性。考虑到用于产生组合物的原料，上述油吸附性能是显著的且是出乎意料的。例如，植物材料残余物的油吸附性能在体积基础上可以增加大于约30％，例如大于约50％，例如大于约70％，例如大于约100％，例如大于约120％，例如甚至大于约150％。除了上述油吸附性能之外，还发现本发明的植物材料残余物出乎意料地耐燃。由于耐燃，因此该材料在使用前可以安全存储。当存储在易燃液体、气体和其他材料周围时，该材料的耐燃性能特别有利。另外，该材料产生极少的灰尘，甚至不产生灰尘。因此，该材料可以安全地存储和使用，而不会引起火灾或健康危害。在一个实施方案中，可以将本公开的植物材料残余物存储在工业场所，例如存储在石油平台上。该材料可用于捡拾溢油或其他化学溢漏物，而不会产生任何令人讨厌的灰尘。一旦用于吸收或补救溢油或化学溢漏物，就可以将用过的材料点燃并处置。例如，可以将该材料焚化，如果需要的话，由焚化产生的能量可以用来产生动力或以其他方式提供热量。以这种方式，本公开的植物材料残余物是完全可持续的，并且不会在填埋场中产生可处理废弃物(disposable)。参考以下实施例可以更好地理解本公开。实施例进行以下实施例以证明根据本公开制备的组合物的油吸附性能。根据本公开的内容制备下文的1号样品。为了产生样品，首先将亚麻碎屑密实化成直径为75mm、密度为0.883g/cm3的团块。使用来自c.f.nielsena/s公司的型号为bp6500的压块机将碎屑密实化。在形成团块之后，将团块供给到包括两个间隔开的辊的粉碎装置。将团块供给到由辊产生的辊隙中。辊隙间隙的距离约为一英寸。粉碎装置产生的颗粒尺寸从约0.5英寸到约2英寸不等。将根据本公开制备的组合物与如下的其他九种样品进行比较：2号样品：stardustspill产品，llc销售的stardust吸收剂3号样品：亚麻碎屑4号样品：newpigcorporation销售的pigdri吸收剂5号样品：can-rossenvironmentalservicesltd.销售的enviro-dri吸收剂6号样品：玉米芯吸收材料7号样品：gatorinternational销售的oilgator吸收剂8号样品：亚麻纤维9号样品：亚麻粉10号样本：木材覆盖物每个样品具有以下堆密度：表1样品编号堆密度(g/cm3)10.281620.183130.109440.633150.393560.333370.532480.082390.1692100.1730根据en15103:2009“固体生物燃料-堆密度的测定(solidbiofuels-determinationofbulkdensity)”测量堆密度。然后测试每个样品的油吸附性能。根据astmtestf726-17测试油吸附性。在22±2℃的温度和55±5％的相对湿度下，使吸附剂测试样品在实验室中适应至少24小时。使用源自paragonscientificltd.的通用黏度参考标准品进行分析。这些标准品是油基的，由白油和聚丁烯组成。表2：通用黏度参考标准品使用210微米/70目网篮分析1、3-6、8和10号样品。将37微米/400目网篮用于2、7和9号样品。每种吸附剂复制品使用最小重量4g。将吸附剂称重到标记的网篮中，然后放到预先装有所需油的测试室(最小液体层为2.5cm)中。15分钟±20秒后，取出装有吸附剂的篮子，并在金属丝架上沥干30±3s(对于黏度较高的d7500油，则使用2分钟±3s的沥干时间)。然后将吸附剂转移到称重的称重盘中，随后测定并记录样品重量。所有测试均一式三份进行。吸附的油与干吸附剂体积的体积比油吸附性v＝ssv/sov其中：ssv＝吸附的净油(ss)/油密度。sov＝初始干吸附剂重量(so)/吸附剂存储密度。容积率(cubagefactor)＝吸附的油与干吸附剂体积的体积比的倒数所测试的不同油的结果在下文呈现，并在图1至图4中示出。1号样品2号样品3号样品4号样品5号样品6号样品7号样品8号样品9号样品10号样品在不偏离所附权利要求书中更具体地阐述的本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以对本发明进行这些和其他修改和改变。另外，应当理解，各个实施方案的多个方面可以全部或部分互换。此外，本领域普通技术人员应当理解，前述描述仅是示例性的，并且不意在限制在该所附权利要求书中进一步描述的发明。当前第1页12