Способы очистки масла при работе

Способы очистки масла при работе

Утилизация отработанного масла сама по себе требует финансовых затрат, но еще более неэкономичным оказывается одноразовое использование смазочных масел, стоимость которых может быть очень высока в связи со сложностью их производства. Экономичнее проводить регенерацию смазочных масел при которой из них удаляются скопившиеся загрязнители, и оно может быть использовано повторно и возвращено в систему смазки.

Конкретный метод очистки выбирается исходя из характера загрязнения, общего состава масла и требуемой степени очистки. При комплексном загрязнении может быть использовано несколько стадий очистки масла с использованием разных методов. Работает общий принцип, что в первую очередь проводят очистку от наиболее крупных и наиболее легко отделяемых загрязнителей, после чего следует стадия тонкой очистки. Если установка очистки ориентирована на работу с различными сортами масла и видами их загрязнителей, то в ее состав могут входить аппараты очистки различных конструкций, подключаемых в работу по необходимости в зависимости от конкретного случая.

Все методы очистки масел принято делить на три общих группы:

Физические методы

При очистке физическими методами масло не претерпевает каких-либо химических изменений, а процесс осуществляется с применением определенного физического воздействия. Может быть использовано поле гравитационных или центробежных сил, электрическое или магнитное поле и т.д. Также применяются различные теплообменные процессы, фильтрация и вибрационное воздействие. Методы этой группы обычно выступают в качестве вступительной стадии очистки, на которой удаляются механические примеси, жидкие загрязнители (включая воду) и газовые включения. Наиболее распространенные физические методы очистки включают в себя следующие позиции:

Отстаивание

Данный метод является наиболее простым в реализации, но имеет небольшую производительность из-за длительности процесса. Отделению подвергаются относительно крупные механические или водные включения, оседающие на дно под действием сил земного притяжения. Отстаивание происходит в аппаратах простой конструкции, называемых отстойниками. Особенности этого метода делают его предпочтительным в качестве предварительного этапа очистки с целью снизить нагрузку на последующие аппараты тонкой очистки.

Сепарация

Это процесс центрифугирования масла, который принципиально схож с отстаиванием, однако вместо относительного слабого поля сил притяжения земли используется поле центробежных сил, значения которых могут быть на несколько порядков выше, что существенно интенсифицирует процесс разделения. Платой за ускорение процесса становится использование более сложного оборудования – центрифуг, требующих дополнительного источника энергии (обычно электродвигатели) для функционирования.

Фильтрация

Она заключается в пропускании загрязненного масла через объем фильтрующего материала, пористая или сетчатая структура которого позволяет ему пропускать компоненты масла и задерживать механические и часть жидких включений. Степень очистки зависит как от размеров отделяемых частиц, так и от размеров пор или ячеек сетки. В качестве фильтрующего материала могут использоваться металлические или пластмассовые сетки, керамика, ткани, бумага и более сложные композитные материалы. Аппарат для проведения фильтрации называется фильтром. Правильный подбор фильтрующего материала позволяет настроить фильтр как для грубой, так и тонкой очистки. Основным недостатком данного процесса является необходимость регенерации фильтрующих перегородок, подверженных закупориванию по ходу применения, либо же их утилизации в случае невозможности восстановления работоспособности.

Физико-химические методы

При использовании методов данной группы компоненты масла могут претерпевать частичные химические изменения в ходе очистки. Как правило они более сложные в реализации и затратные в сравнении с физическими, однако обеспечивают более глубокую и полною очистку масел. Физико-химическими методами очистки являются:

• адсорбция;
• коагуляция;
• термовакуумная сушка;
• селективное растворение.

Адсорбция

Адсорбционная очистка масла заключается в его пропускании через слой адсорбента – высокопористого вещества, структура которого позволяет задерживать в себе ряд растворенных примесей. В качестве такого высокопористого материала могут выступать природные материалы, такие как отбеливающая глина и бокситы, а также специально подобранные материалы, такие как силикагель или окись алюминия. Эффективность адсорбционной очистки сильно зависит от соотношения размеров пор и задерживаемых частиц. Высокая степень очистки данных методов имеет обратную сторону в виде дороговизны производства адсорбирующих материалов, которые в ходе эксплуатации требуют периодической регенерации, а в худшем случае являются одноразовыми. Природные адсорбенты обходятся дешевле, но и эффективность их заметно уступает искусственным. Аппараты для проведения адсорбции называются адсорберами.

Коагуляция

Метод направлен скорее на усиление эффективности ряда физических методов, так как в его основе лежит принцип слипания и укрупнения (коагуляции) коллоидных частиц загрязнителей масла, неотделимых или трудно отделимых фильтрацией и отстаиванием, которые после укрупнения уже могут быть отделены вышеназванными физическими методами. Для осуществления коагуляции используют ряд физических воздействий (электрический ток, перемешивание, сильный нагрев или охлаждение и т.д.), а также применяют специальные вещества коагулянты.

Термовакуумная сушка

Данным образом из масла удаляется большая часть воды и растворенных газов. В основе метода лежит разность температур кипения воды и масла, что дополнительно усиливается приложением низкого давления к камере, в которой происходит испарение воды. Масло дополнительно рассеивают, чтобы многократно увеличить площадь испарения, чем обеспечивается более полное и быстрое протекание процесса очистки масла. Необходимые для проведения процесса аппараты имеют относительно простую конструкцию и достаточно просты в эксплуатации, однако необходимо контролировать уровень их герметизации и не допускать попадания атмосферного воздуха.

Селективное растворение

Процесс основан на использовании селективных растворителей, которые должны не смешиваться с маслом и значительно лучше растворять в себе те вещества, подлежащие удалению из масла. При смешении масла и растворителя создается развитая поверхность контакта фаз, через которую происходит интенсивный переход загрязнителя из масла в растворитель. Затем фазы разделяются, после чего растворитель также может быть очищен от растворенного в нем загрязнителя и использован повторно для очистки масла. Метод имеет высокую эффективность, однако при наличии в масле присадок, что случается довольно часто, его применение недопустимо, так как в большинстве случаев вместе с загрязнителями в селективные растворители переходят и присадки, из-за чего масло теряет свои основные качества.

Химические методы

Методы данной группы используют различные реагенты, вступающие в химические реакции с загрязняющими компонентами масла. То есть обязательно наличие химических превращений в масле. Выделяют кислотную и щелочную обработку.

Кислотная обработка

В большинстве случаев применяется серная кислота. Данный метод уже далеко не нов, однако временем подтвердил свою эффективность. Его применяют для удаления асфальто-смолистых веществ, ненасыщенных углеводородов и других соединений, выпадающий в осадок при взаимодействии с серной кислотой. Такой осадок, достаточно легко отделяемый от масла, принято называть кислым гудроном. В качестве завершающей стадии использую щелочную обработку для нейтрализации остатков кислого гудрона и самой кислоты.

Щелочная обработка

Ее используют при сильной изношенности масла, когда требуется удалить различные органические кислоты и эфиры. При этом образуются химические соединения, легко растворяющиеся в воде, что делает эффективной последующую промывку. Как уже упоминалось выше, щелочная обработка может выступать в качестве завершающей стадии кислотной обработки, но также может выступать и в роли самостоятельного этапа очистки масла.

Источник

Очистка отработанного масла: методы, установки для регенерации, восстановление в домашних условиях

Утилизация отработанного масла финансово затратна, но одноразовое использование оказывается еще более нецелесообразным.

Регенерация «отработки», при которой удаляются загрязнители, позволяет вернуть масло в систему и использовать повторно.

Кроме того, ст. 50 «Модельного закона об отходах производства и потребления» предупреждает о высокой потенциальной опасности отработанных нефтепродуктов для окружающей среды, запрещает их открытое сжигание и сброс в канализацию.

Ответственность собственника опасного отхода и финансовая составляющая вопроса делают регенерацию масла особенно привлекательной для хозяйствующих субъектов и просто частных лиц.

Сегодня поговорим о способах восстановления масла и установках для его очистки, а также о том, как в домашних условиях очистить моторное масло и самостоятельно дать ему вторую жизнь.

Закон об «отработке» – несколько тезисов

По ГОСТ Р 56 828.42−2018 к отработанным маслам относят жидкости из нефти или искусственного происхождения, бывшие в применении в качестве смазочного или специального материала, утратившие качества.

Стандарт дает определение утилизации отработанных масел: это их прямое (или иное) использование после восстановления первоначальных качеств.

Кроме того, регенерированное масло может применяться как сырье для производства товарной нефтепродукции.

Тем же ГОСТом установлено: очищение отработанных масел от загрязняющих примесей, в т. ч. от механических включений и воды, является их подготовкой к утилизации.

Модальный закон устанавливает в качестве НДТ утилизации отработанных масел, кроме переработки способом термического крекинга, их регенерацию.

Законом установлено, что правила по обращению с отработанными маслами, в том числе его очистка, регулируются техрегламентами страны.

Источники образования

Основные источники образования «отработки» – промышленное оборудование, технологические процессы, транспортные средства.

При работе оборудования и механизмов масло окисляется, загрязняется продуктами износа деталей, металлической пылью – физико-химические свойств масел ухудшаются, опускаясь ниже допустимых пределов.

В результате образуется отработанное масло – моторное, трансмиссионное, индустриальное, компрессорное, гидравлическое. Как правило, наиболее загрязненным оказывается моторное масло, слитое из картеров ДВС.

Образование и утилизация «отработки»:

Неутилизированные правильным способом отработанные ГСМ, отнесенные, как правило, к 3 классу опасности для ОС, способны нанести ущерб природе, отравляя воздух, воду и почву. Многие виды масел канцерогенны и долго не распадаются в естественной среде. И в то же время эти отходы – сырье для вторичного использования и должны собираться для регенерации.

Технологии очистки

Способ обработки загрязненных ГСМ выбирается в зависимости от состава исходного сырья, характера загрязнения и конечной степени очистки. Если загрязнение комплексное, применяются несколько этапов очистки на основе различных методов.

Основной принцип обработки заключается в том, что на первой стадии проводят отделение крупных включений, после чего следует тонкая очистка.

Часто применяются целесообразные для обработки разных типов масла комплексные установки – с различными устройствами очистки, подключаемые по необходимости.

Распространенный механизм таков, что в регенерационной установке сочетаются несколько физических методов, к примеру, магнитная сепарация металлических включений и фильтрация с помощью центрифуги.

Способы регенерации масел в зависимости от применяемого оборудования, вида воздействия, химического реагента, классифицируются как:

Физические методы

Физическое очищение не затрагивает химической основы масла – удаляются механические включения (пыль, песок, частицы металла), а также вода, другие жидкие загрязнители, смолистые вещества. Способы этой группы применяются, как правило, на предварительном этапе.

Отстаивание

Самый простой способ, но длительный и малопроизводительный. Отделение загрязнений происходит в устройствах простой конструкции – резервуарах-отстойниках, где механические и водные включения осаждаются на дно под воздействием гравитации.

Способ позволяет снизить нагрузку на аппараты тонкой очистки при следующих этапах регенерации.

Сепарация

Способ похож на отстаивание, но для ускорения регенерации используются центрифуги, где вместо относительно слабого гравитационного поля действуют центробежные силы.

Фильтрация

Технология заключается в прохождении загрязненного масла сквозь фильтрующий материал, задерживающий механические включения и частично жидкие вещества. Уровень очистки (грубая или тонкая) определяют размеры отделяемых частиц и величина ячеек фильтра.

Недостаток метода – периодическое закупоривание фильтров и как следствие – необходимость их восстановления или утилизации.

Перегонка

При этом способе от масла отделяются легколетучие фракции, например, бензин, попадающий в масло при неисправном ДВС. Более эффективна вакуумная перегонка, которая позволяет получить качественное базовое масло.

Перегонка выполняется в несколько этапов на тонкопленочном испарителе. Метод требует серьезных капи­тальных и текущих затрат.

Физико-химические методы

При применении методов этой группы химические компоненты масла частично трансформируются. Технологии более экономически затратные и сложные в реализации, но дают полную очистку.

Адсорбция

Адсорбция основана на способности материалов, используемых в качестве адсорбентов, удерживать в себе растворенные примеси. В качестве высокопористых поглотителей применяется природное сырье (глины, бокситы) и синтетические вещества (окись алюминия, синтетические цеолиты, силикагель).

Высококачественная регенерация в адсорберах имеет существенный недостаток – дороговизна искусственных материалов, как правило, однократного применения.

Природное сырье для адсорбции дешевле, но уступает по эффективности.

Коагуляция

Коагуляция – слипание и укрупнение загрязняющих частиц для их последующего удаления. Коагуляцию способны вызвать:

• введение раз­личных по своей природе агентов (коагулянтов);
• механическое воздействие (встряхивание или перемешивание);
• сильный нагрев или охлаждение;
• действие электрического и лучистой энергии.

В качестве коагулянтов используются электролиты (кальцинированная сода, тринатрийфосфат), ионогенные ПАВ, неэлектролиты, гидрофильные соединения, поверхностно-активные коллоиды.

Процесс продолжается 20-30 минут, после чего крупные рыхлые примеси убираются из масла с помощью одного из физических способов: отстаивания, фильтрации, центрифугирования.

Термовакуумная сушка

В основе метода лежит разность температур кипения воды и масла, воздействие низкого давления. В результате масло очищается от воды и растворенных газов. Чтобы значительно ускорить регенерацию, масло предварительно рассеивают, увеличивая при этом площадь испарения.

Ионообменная очистка

При этой технологии используются ионообменные смолы (иониты) – гигроскопические гели, нерастворимые в воде и углеводородах. Твердые вещества задерживают загрязняющие частицы, которые в растворенном виде диссоциируют на ионы.

Селективное растворение

При регенерации используются селективные растворители, обладающие способностью не соединяться с маслом, но растворять в себе загрязнители.

Масло и очиститель смешиваются, образуется контактная поверхность и все, что должно быть удалено, переходит в растворитель.

Затем фазы разделяются, причем селективные средства могут использоваться неоднократно. Технология считается высокоэффективной, но не подходит для масла с присадками, которые растворяются в очистителе. После такой обработки масло лишается первоначальных качеств.

Химические методы

При этом способе используются реагенты, вступающие с загрязнениями в химические реакции.

К химическим методам регенерации относятся:

• кислотная обработка;
• щелочное воздействие;
• восстановление гидридами металлов.

Применение химических способов позволяет избавить масло от воды, асфальто-смолистых, кислых соединений. Но после такой регенерации химические свойства масла меняются.

Кислотная очистка

В большинстве случаев используется концентрированная 96%-ная серная кислота. Масло нагревают до 40-50 °С чтобы оно стало менее вязким и лучше соединилось с кислотой.

Технологию применяют для удаления асфальто-смолистых веществ, ненасыщенных углеводородов и других соединений, выпадающих в осадок от действия кислоты.

Осадок называется кислым гудроном, легко отделяется от масла. На окончательной стадии кислота и гудрон нейтрализуются щелочью.

Щелочная очистка

Заключается в обработке масла щелочью – едким натром, кальцинированной содой, тринатрийфосфатом. Способ используют при сильной загрязненности ГСМ органическими кислотами и эфирами. В результате химической реакции образуются натриевая соль, удаляемая отстаиванием.

Восстановление масел гидридами металлов

При технологии обработки масла соединениями кальция, алюминия, лития удаляется вода и карбоновые кислоты. Однако эти реагенты стоят немало. Другие недостатки метода заключаются в том, что в результате химического взаимодействия выделяются газы, которые нужно нейтрализовать, а масло нуждается в дополнительном очищении от твердых продуктов реакции.

Оборудование для восстановления ГСМ

Рассмотрим принцип работы аппаратов для регенерации масла на примере трех различных устройств.

Передвижная установка очистки масла ИНТЕХ ГмбХ

Мобильный аппарат из углеродистой стали предназначен для максимальной очистки минерального и синтетического масла с уменьшением объема фильтруемой воды и газов. Производительность – 1400 л/час.

Этапы очистки:

1. Подача жидкости и снижение давления.
2. Закачивание жидкости через фильтр первого сепаратора (декантатора) для циркуляции в контур осушки.
3. Смешивание сырья с нагретой жидкостью, испарение воды и газов в колонне осушки.
4. Завершающий этап: фильтрование жидкостей при осушке для уменьшения количества нерастворимых частиц.

Стенды очистки жидкостей серии СОГ

Установки в основном эксплуатируются на пунктах технического обслуживания дорожной и строительной спецтехники. Принцип работы — в роторе центрифуги-насоса, оснащенной спиральной или тарельчатой вставкой, оседают нерастворимые загрязнители ГСМ.

Аппараты компактны и достаточно эффективны — очищение от абразивов по ГОСТ 17216–2001 – до 5-10 кл. при начальной загрязненности 15-17 кл. Концентрация воды снижается от исходного 1% до финального 0,05%.

Восстановление компрессорного масла холодильных аппаратов

Отработанное компрессорное масло закачивается в резервуар-реактор, где нагревается и подвергается нейтрализации хладагента (аммиака). Затем подготовленное масло в реактивных масляных центрифугах очищается от воды, механических включений, продуктов окисления, адсорбируется с помощью силикагеля для снижения кислотного числа.

Очищенный продукт пригоден для вторичного использования с ресурсом 90-95% от потенциала свежего масла.

Регенерация моторного масла в домашних условиях

Область вторичного использования отработки моторного масла довольно обширна. Особенно часто регенерированный продукт используется в некоторых ДВС, а также в гидравлическом оборудовании.

Отстаивание

Самый популярный домашний способ восстановления моторного масла – отстаивание. Для самостоятельной регенерации используется простой отстойник – 200-литровая бочка, в самом низу которой монтируется кран. Немного выше вставляется еще один кран.

В бак заливается отработка, после чего она отстаивается в течение нескольких дней. Масло, обладающее более высокой плотностью, окажется вверху, а вода с меньшей плотностью – внизу. Затем нужно открыть нижний краник, слить воду (или другую удаляемую жидкость) и получить достаточно чистое масло для повторного использования.

Жидкое стекло

Другой способ – применение жидкого стекла. Отработку помещают в емкость, нагревают до 90-95°С. Затем добавляют силикат натрия и начинают активно перемешивать массу.

Мелкие частицы слипаются в одно целое (коагуляция) примерно через полчаса, и все время нужно перемешивать смесь – это считается самым сложным в процессе.

Затем проводится отстаивание масла в течение 1,5-2 часов. Финальный этап – слив отстоявшейся жидкости и промывка дистиллированной водой, чтобы избавиться от щелочи.

Видео по теме

Предлагаем вашему вниманию видео ролик, в котором показана установка для очистки отработанного масла, ее устройство и принцип работы:

А также видео о том, как производить фильтрацию масел:

Подведем итоги

Продукт регенерации практически не отличается от масла, полученного из сырой нефти. Очистка продлевает срок службы масла на неопределенный срок, что ценно с экологической и экономической точек зрения.

В заключение немного статистики. Процесс регенерации требует энергоресурсов на 70% меньше, чем на производство из нефти, а для получения 1 литра смазочного материала требуется более 67 литров нефти или всего около 2 – отработанного масла.

Источник