Industrial oils

Методы очистки отработанных масел — утилизация отработанных масел — waste oil treatment methods

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ МАСЕЛ

Технологии регенерации отработанного масла

В процессе эксплуатации масел в них накапливаются продукты окисления, загрязнения и другие примеси, которые резко снижают качество масел. Масла, содержащие загрязняющие примеси, неспособны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям и должны быть заменены свежими маслами.

Отработанные масла собирают и подвергают регенерации с целью сохранения ценного сырья, что является экономически выгодным. За год на территории бывшего Советского Союза собирается около 1,7 млн. тонн масел, перерабатывается до 0,25 млн. тонн, т.е. 15%.

Переработать отработанные моторные масла совместно с нефтью на НПЗ нельзя, т.к. присадки, содержащиеся в маслах, нарушают работу нефтеперерабатывающего оборудования.

В зависимости от процесса регенерации получают 2-3 фракции базовых масел, из которых компаундированием и введением присадок могут быть приготовлены товарные масла (моторные, трансмиссионные, гидравлические, СОЖ, пластичные смазки). Средний выход регенерированного масла из отработанного, содержащего около 2-4 % твердых загрязняющих примесей и воду, до 10 % топлива, составляет 70-85 % в зависимости от применяемого способа регенерации.

восстановление отработанных масел

Для восстановления отработанных масел применяются разнообразные технологические операции, основанные на физических, физико-химических и химических процессах и заключаются в обработке масла с целью удаления из него продуктов старения и загрязнения.

В качестве технологических процессов обычно соблюдается следующая последовательность методов: механический, для удаления из масла свободной воды и твердых загрязнений; теплофизический (выпаривание, вакуумная перегонка); физико-химический (коагуляция, адсорбция).

Если их недостаточно, используются химические способы регенерации масел, связанные с применением более сложного оборудования и большими затратами.

Физические методы восстановление отработанных масел

Физические методы восстановления отработанных масел позволяют удалять из масел твердые частицы загрязнений, микрокапли воды и частично – смолистые и коксо-образные вещества, а с помощью выпаривания – легкокипящие примеси. Масла обрабатываются в силовом поле с использованием гравитационных, центробежных и реже электрических, магнитных и вибрационных сил, а также фильтрование, водная промывка, выпаривание и вакуумная дистилляция.

К физическим методам очистки отработанных масел относятся также различные массо- и теплообменные процессы, которые применяются для удаления из масла продуктов окисления углеводородов, воды и легкокипящих фракций.

предварительная подготовка к очистке масел методом отстаивания

Отстаивание  отработанных масел является наиболее простым методом, он основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды под действием гравитационных сил.

В зависимости от степени загрязнения топлива или масла и времени, отведенного на очистку, отстаивание применяется либо как самостоятельно, либо как предварительный метод, предшествующий фильтрации или центробежной очистке отработанных масел.

Основным недостатком этого метода является большая продолжительность процесса оседания частиц до полной очистки, удаление только наиболее крупных частиц размером 50-100мкм.

фильтрация отработанных масел

Фильтрация масел – процесс удаления частиц механических примесей и смолистых соединений путем пропускания масла через сетчатые или пористые перегородки фильтров. В качестве фильтрационных материалов используют металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные материалы и керамику. Во многих организациях эксплуатирующих СДМ реализован следующий метод повышения качества очистки моторных масел – увеличивается количество фильтров грубой очистки и вводится в технологический процесс вторая ступень – тонкая очистка масла.

центробежная очистка отработанных масел

Центробежная очистка отработанных масел осуществляется с помощью центрифуг и является наиболее эффективным и высокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды. Этот метод основан на разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежной силы. Применение центрифуг обеспечивает очистку масел от механических примесей до 0,005% по массе, что соответствует 13 классу чистоты по ГОСТ 17216-71 и обезвоживание до 0,6% по массе.

физико-химические методы очистки отработанных масел

Физико-химические методы очистки  отработанных масел нашли широкое применение, к ним относятся коагуляция, адсорбция и селективное растворение содержащихся в масле загрязнений, разновидностью адсорбционной очистки является ионно-обменная очистка.

очистка отработанных масел методом коагуляции

Коагуляция — укрупнение частиц загрязнений, находящихся в масле в коллоидном или мелкодисперсном состоянии, осуществляется с помощью специальных веществ – коагулятов, к которым относятся электролиты неорганического и органического происхождения , поверхностно активные вещества (ПАВ), не обладающие электролитическими свойствами, коллоидные растворы ПАВ и гидрофильные высокомолекулярные соединения. Процесс коагуляции зависит от количества вводимого коагулянта, продолжительности его контакта с маслом, температуры, эффективности перемешивания и т.д. Продолжительность коагуляции загрязнений в отработанном масле составляет, как правило 20-30 мин., после чего можно проводить очистку масла от укрупнившихся загрязнений с помощью отстаивания, центробежной очистки или фильтрования.

адсорбционная очистка отработанных масел

Адсорбционная очистка отработанных масел заключается в использовании способности веществ, служащих адсорбентами, удерживать загрязняющие масло продукты на наружной поверхности гранул и на внутренней поверхности пронизывающих гранулы капилляров. В качестве адсорбентов применяют вещества природного происхождения ( отбеливающие глины, бокситы, природные цеолиты) и полученные искусственным путем (силикагель, окись алюминия, алюмосиликатные соединения, синтетические цеолиты).

методы применения адсорбционной очистки в отработанных маслах

Адсорбционная очистка отработанного масла может осуществляться контактным методом – масло перемешивается с измельченным адсорбентом, перколяционным методом – очищаемое масло пропускается через адсорбент, методом противотока – масло и адсорбент движутся навстречу друг другу. К недостаткам контактной очистки следует отнести необходимость утилизации большого количества адсорбента, загрязняющего окружающую среду. При перколяционной очистке в качестве адсорбента чаще всего применяется силикагель, что делает этот медом дорогостоящим.

Наиболее перспективным методом является адсорбентная очистка масла в движущемся слое адсорбента, при котором процесс протекает непрерывно, без остановки для периодической замены, регенерации или отфильтрования адсорбента, однако применение этого метода связано с использованием довольно сложного оборудования, что сдерживает его широкое распространение.

ионообменная очистка отработанных масел

Ионно-обменная очистка отработанного масла основана на способности ионитов (ионно-обменных смол) задерживать загрязнения, диссоциирующие в растворенном состоянии на ионы. Иониты представляют собой твердые гигроскопические гели, получаемые путем полимеризации и поликонденсации органических веществ и не растворяющиеся в воде и углеводородах.

Ионно-обменная очистка позволяет удалять из масла кислотные загрязнения, но не обеспечивает задержки смолистых веществ.

Процесс очистки масла можно осуществить контактным методом при перемешивании отработанного масла с зернами ионита размером 0,3-2,0мм или преколяционным методом при пропускании масла через заполненную ионитом колонну. В результате ионообмена подвижные ионы в пространственной решетке ионита заменяются ионами загрязнений. Восстановление свойств ионитов осуществляется путем их промывки растворителем, сушки и активации 5%-ным раствором едкого натра.

селективная очистка отработанных масел

Селективная очистка отработанных масел основана на избирательном растворении отдельных веществ, загрязняющих масло: кислородных, сернистых и азотных соединений, а также при необходимости полициклических углеводородов с короткими боковыми цепями, ухудшающих вязкостно-температурные свойства масел.

селективные растворители для отработанных масел

В качестве селективных растворителей применяются фурфурол, фенол и его смесь с крезолом, нитробензол, различные спирты, ацетон, метил этиловый кетон и другие жидкости. Селективная очистка может проводиться в аппаратах типа «смеситель — отстойник» в сочетании с испарителями для отгона растворителя (ступенчатая экстракция) или в двух колоннах ¬ экстракционной для удаления из масла загрязнений и ректификационной для отгона растворителя (непрерывная экстракция).

Второй способ экономичнее и получил более широкое применение.

Разновидностью селективной очистки является обработка отработанного масла пропаном, при которой углеводороды масла растворяются в пропане , а асфальтосмолистые вещества, находящиеся в масле в коллоидном состоянии, выпадают в осадок.

химические методы очистки отработанных масел

Химические методы очистки масел основаны на взаимодействии веществ, загрязняющих отработанные масла, и вводимых в эти масла реагентов. При этом в результате химических реакций образуются соединения, легко удаляемые из масла. К химическим методам очистки относятся кислотная и щелочная очистки, окисление кислородом, гидрогенизация, а также осушка и очистка от загрязнений с помощью окислов, карбидов и гидридов металлов.

Наиболее часто используются:

сернокислотная очистка отработанных масел

Сернокислотная очистка  масла — по числу установок и объему перерабатываемого сырья на первом месте в мире находятся процессы с применением серной кислоты. В результате сернокислотной очистки образуется большое количество кислого гудрона — трудно утилизируемого и экологически опасного отхода. Кроме того, сернокислотная очистка не обеспечивает удаление из отработанных масел полициклических аренов и высокотоксичных соединений хлора.

гидроочистка отработанных масел

Гидроочистка масел— гидрогенизационные процессы все шире применяются при переработке отработанных масел. Это связано как с широкими возможностями получения высококачественных масел, увеличения их выхода, так и с большой экологической чистотой этого процесса по сравнению с сернокислотной и адсорбционной очистками. Недостатки процесса гидроочистки — потребность в больших количествах водорода, а порог экономически целесообразной производительности (по зарубежным данным) составляет 30-50 тыс. т/год. Установка с использованием гидроочистки масел, как правило, блокируется с соответствующим нефтеперерабатывающим производством, имеющим излишек водорода и возможность его рециркуляции.

очистка отработанных масел с помощью натрия и его соединений

Процессы с применением натрия и его соединений — для очистки отработанных масел от полициклических соединений (смолы), высокотоксичных соединений хлора, продуктов окисления и присадок применяются процессы с использованием металлического натрия. При этом образуются полимеры и соли натрия с высокой температурой кипения, что позволяет отогнать масло.

Выход очищенного масла превышает 80 %. Процесс не требует давления и катализаторов, не связан с выделением хлоро- и сероводорода. Несколько таких установок работают во Франции и Германии. Среди промышленных процессов с использованием суспензии металлического натрия в нефтяном масле наиболее широко известен процесс Recyclon (Швейцария).

Процесс Lubrex с использованием гидроксида и бикарбоната натрия (Швейцария) позволяет перерабатывать любые отработанные масла с выходом целевого продукта до 95 %.

Для регенерации отработанных масел применяются разнообразные аппараты и установки, действие которых основано, как правило, на использовании сочетания методов (физических, физико- химических и химических), что дает возможность регенерировать отработанные масла разных марок и с различной степенью снижения показателей качества.

регенерация отработанного масла для получения базовых масел

Необходимо отметить, что при регенерации масел возможно получать базовые масла, по качеству идентичные свежим, причем выход масла в зависимости от качества сырья составляет 80-90%, таким образом, базовые масла можно регенерировать еще по крайней мере два раза., но это возможно реализовать при условии применения современных технологических процессов.

Одной из проблем, резко снижающей экономическую эффективность утилизации отработанных моторных масел, являются большие расходы, связанные с их сбором, хранением и транспортировкой к месту переработки.

мини комплексы для регенерации и восстановления отработанных масел

Организация мини-комплексов по регенерации масел для удовлетворения потребностей небольших территорий (края, области или города с населением 1-1,5 млн. человек) позволит снизить транспортные расходы, а получение высококачественных конечных продуктов — моторных масел и консистентных смазок, приближает такие мини-комплексы по экономической эффективности к производствам этих продуктов из нефти.

осветление и очистка масел для промышленности

Очистка индустриальных, гидравлических и турбинных масел с осветлением.

Индустриальные масла общего назначения служат для смазывания наиболее распространенных узлов и механизмов оборудования в различных отраслях промышленности. Масла И-20А (И-30А, И-40А, И-50А) – дистиллятные или смесь дистиллятного с остаточным из сернистых и малосернистых нефтей селективной очистки либо из малосернистых нефтей кислотно-щелочной очистки. Их употребляют в качестве рабочих жидкостей в гидравлических системах станочного оборудования, автоматических линий, прессов.

Наиболее широко применяют масло И-20А в гидравлических системах промышленного оборудования, для строительных, дорожных и других машин, работающих на открытом воздухе. Применение указанных масел в тех или иных механизмах масла используют в более нагруженных и менее быстроходных механизмах.

Удаление продуктов загрязнений из индустриального масла

Основным видом загрязнений индустриальных масел являются механические примеси, поступающие от трущихся смазываемых рабочих поверхностей (частички металлов, пластмасс, резины из уплотнений), а также влага. Кроме того, по мере эксплуатации в маслах накапливаются продукты окисления углеводородной основы, находящиеся в маслах в растворенном и коллоидном состоянии, которые также изменяют физико-химические свойства масла. Удаление продуктов загрязнений из индустриального масла способствует продлению срока службы как самих масел, так и смазываемых ими деталей механизмов.

удаление продуктов старения из индустриальных масел

Для очистки работающих индустриальных масел рекомендуется использование фильтрующих систем различного конструктивного оформления. При значительном изменении основных показателей масла (вязкости, плотности, кислотного числа, температуры вспышки, цвета) масло рекомендуется подвергнуть регенерации. Одним из простейших способов восстановления свойств масел является удаление из них продуктов «старения» углубленной очисткой.

Наиболее доступным способом углубленной очистки индустриальных масел является термическое удаление влаги и извлечение загрязнений сорбентами с последующим отстаиванием масла или его фильтрованием (центрифугированием).

Использование предлагаемой технологии основано на применении доступных химических реагентов и дешевых сорбентов.

Полученное после углубленной очистки масло отвечает всем требованиям, предъявляемым к индустриальным маслам общего назначения.

В таблице 1 приведены характеристики отработанного индустриального масла И-20, подвергнутого углубленной очистке по разработанной технологии

Таблица 1

Видно, что по основным физико-химическим показателям очищенное масло И-20А может быть повторно использовано по прямому назначению как у свежего.

Очистка отработанных масел компрессоров холодильных машин

Известен способ очистки отработанных масел холодильных машин, заключающийся в том, что отработанное компрессорное масло холодильных машин предварительно очищают от аммиака (хладагента), затем перемешивают и разогревают до температуры 85±5о C, производят трехкратную промывку водой, для чего в перемешанное масло добавляют воду с температурой не менее 50 о C в количестве 50% от массы масла, смесь перемешивают и отстаивают. Образовавшийся водно-грязевой шлам дренируют, а очищенное масло подают в печь, где его нагревают до температуры 150 о C и направляют в испаритель для удаления паров воды. Затем масло охлаждают в охладителе до 80 о C, фильтруют, адсорбируют с использованием силикагеля для снижения кислотного числа, фильтруют и собирают в емкость для хранения.

Указанный способ регенерации отработанных масел холодильных машин имеет следующие недостатки:

— высокая сложность осуществления технологического процесса, состоящего из очистки масла от хладагента (аммиака), трехкратной промывки, дренирования водно-грязевого шлама, удаления паров воды, охлаждения, фильтрации, адсорбции с использованием силикагеля и фильтрации;

— нагрев масла до температуры 150 C приводит к его дополнительному окислению;

— не обеспечивается удаление растворимых в масле окислов железа.

Преимущества технологии и оборудования предлагаемого нашей компанией:

а) Содержание примесей загрязнения в очищенном масле на уровне свежего масла.

б) Вода в очищенном масле отсутствует полностью.

в) Компрессорные масла холодильных машин очищаются с полной нейтрализацией и удалением аммиака.

технологический процесс очистки:

Отработанное масло (для самого трудно очищаемого компрессорного масла холодильных машин) закачивается в бак – реактор, где производится его нагрев и нейтрализация аммиака.

Нагретое и подготовленное масло дополнительно очищается от воды, механических примесей, продуктов окисления и остаточных “следов” аммиака в реактивных масляных центрифугах.

Очищенное масло пригодно для повторного применения с ресурсом 90 – 95% от ресурса свежего масла.

методы очистки отработанного масла

методы очистки отработанных масел

Масла индустриальные-Ура