Способы очистки отработанного масла

Способы очистки отработанных масел от загрязнений

Способы очистки смазочных масел от загрязнений делятся на химические, физические и физико-химические.

К химическим способам очистки относятся кислотная и щелочная очистки, восстановление масел гидридами металлов. Применение этих методов позволяет удалить из масел асфальто-смолистые, кислые, некоторые гетероорганические соединения, а также воду.

Кислотная очистка – это обработка масла концентрированной серной кислотой. Сущность метода заключается в том, что серная кислота по-разному взаимодействует с углеводородами и примесями, находящимися в очищенном продукте. Наиболее энергично она реагирует с непредельными углеводородами. При нормальной температуре серная кислота не вступает в соединения с алкановыми и циклановыми углеводородами, но при повышенной – взаимодействует и с ними, частично растворяет ароматические углеводороды или образует с ними сульфосоединения. Масла при очистке нагревают до 40. 50 °С для уменьшения вязкости и улучшения перемешивания с серной кислотой. Эффективность кислотной очистки определяется количеством и концентрацией кислоты, временем контактирования кислоты с маслом, температурой и режимом процесса. Используется 96 %-ная серная кислота, расход составляет 3. 5 % от массы очищаемого продукта, время перемешивания 25. 30 мин.

Щелочная очистка заключается в обработке масла гидроокисью натрия (едкий натр), карбонатом натрия (кальцинированная сода) и тринатрийфосфатом. Щёлочь взаимодействует с органическими, нафтеновыми, ди- и оксикарбоновыми и другими кислотами, в результате чего образуются водорастворимые натриевые соли (мыла), которые вместе с водным раствором щёлочи удаляются после отстаивания.

Восстановление масел гидридами металлов заключается в обработке отработанных масел соединениями кальция, алюминия, лития. При этом из масел удаляется не только вода, но и карбоновые кислоты. Однако реагенты довольно дороги, кроме того, масло требует очистки от твердых продуктов реакции, а выделяющиеся в результате реакции газообразные вещества приходится нейтрализовать.

Физико-химические методы основаны, главным образом, на использовании коагулянтов, адсорбентов и ионообменных смол.

Коагуляция заключается в укрупнении и выпадении в осадок асфальто-смолистых веществ, находящихся в масле в мелкодисперсном состоянии, близком к коллоидному. В качестве коагулянтов используют неорганические и органические электролиты, поверхностно-активные вещества, не являющиеся электролитами, коллоидные растворы поверхностно-активных веществ и гидрофильные высокомолекулярные соединения.

Адсорбция основана на способности веществ, применяемых в качестве адсорбентов, удерживать загрязняющие соединения на наружной поверхности гранул и внутренней поверхности капилляров, пронизывающих гранулы. В качестве адсорбентов применяют как природные вещества (отбеливающие глины), так и синтетические (силикагель, окись алюминия, синтетические цеолиты).

Ионообменная очистка основана на способности ионообменных смол (ионитов) удерживать те загрязнения, которые в растворенном состоянии диссоциируют на ионы. Иониты представляют собой твёрдые гигроскопические гели, нерастворимые в воде и углеводородах. Процесс ионообмена можно осуществлять в статических и динамических условиях. В статических условиях масло, содержащее загрязнения в виде раствора электролита, перемешивают с ионитом, активные группы ионита переходят в стабильную солевую форму, не склонную к гидролизу при промывке. Во втором случае ионообмен происходит в полости, заполненной ионитом, при пропускании через него загрязненного масла.

Физические способы очистки не затрагивают химической основы очищаемых масел. При этом удаляются механические примеси (пыль, песок, частицы металла), а также горючее, вода, смолистые асфальтообразные и коксообразные вещества.

Наиболее распространёнными физическими способами очистки отработанных масел являются фильтрация и очистка в силовых полях. Промывка отработанного масла водой для удаления из него кислых продуктов (водорастворимых низкомолекулярных кислот, а также солей органических кислот, растворимых в воде) заключается в пропускании через слой масла воды, которая увлекает и уносит с собой загрязняющие примеси. Этот метод получил широкое распространение для промывки турбинных масел. Эффективность удаления из масла продуктов окисления и углистых примесей в решающей степени определяется качеством смешения воды с маслом.

Отгонка предназначена для удаления из масла влаги, остатков горючего. Влагу выпаривают при атмосферном давлении или в вакууме, а также удаляют при продувании масел горячим воздухом или инертным газом. Во избежание вспенивания и окисления масло нагревают до 80. 90 °С при частичном вакууме (240 ГПа). Отгон горючего основан на разности температур кипения горючего и масла. При нагревании отработанного масла в первую очередь из него испаряется топливо, так как температура кипения его значительно ниже температуры кипения масла.

Гравитационная очистка является одним из наиболее простых физических способов очистки нефтяных масел. Она осуществляется в результате выпадения из масла взвешенных твердых частиц загрязнений и микрокапель воды под действием силы тяжести. Такой процесс получил название отстаивания (седиментации). В общем случае скорость осаждения частиц зависит от высоты столба масла, размера частиц, отношения плотностей и вязкости осаждаемых частиц и масла. Увеличение температуры масла повышает скорость осаждения частиц, однако верхним пределом повышения температуры является 90 °С. При большой температуре масло вскипает. Скорость осаждения частиц подчиняется закону Стокса. Так, железная частица радиусом 10 мкм при температуре масла 80 °С осаждается со скоростью 55 м/ч. Процесс осаждения более мелких частиц может продолжаться несколько десятков часов. Ещё медленнее идет процесс осаждения алюминиевых частиц.

Процесс очистки масел от механических примесей протекает с гораздо большим эффектом в поле центробежных сил. Как в отстойниках, так и в центрифугах жидкость очищается только от тех частиц, плотность которых больше плотности жидкости.

Скорость осаждения частиц в центрифугах, имеющих частоту вращения ротора 5000. 8000 мин–1, в 1000. 2000 раз больше скорости осаждения твёрдых частиц в гравитационном поле отстойников. Для создания центробежного поля могут быть использованы два способа – вращательное движение потока масла в неподвижном аппарате или подача масла во вращающийся аппарат. В первом случае применяют гидроциклоны, во втором – центрифуги. По организации потока жидкости центробежные очистители делятся на центрифуги с ротором обычным однокамерным, многокамерным, со спиральной камерой, с пакетом конических тарелок.

Для удаления из нефтяных масел твёрдых ферромагнитных частиц можно проводить очистку в магнитном поле, создаваемом постоянными или электрическими магнитами. Помимо ферромагнитных частиц магнитные фильтры улавливают также сцепленные с ними немагнитные частицы. Этому способствует эффект электризации немагнитных частиц. Магнитные очистители улавливают мелкие ферромагнитные частицы размером до 0,4 мкм, которые практически не задерживаются другими средствами очистки.

Вибрационная очистка масел основана на явлении коагуляции твёрдых частиц в поле колебаний с дальнейшим удалением их из жидкости. Применяются два способа возбуждения ультразвуковых колебаний в масле – гидродинамический и механический. В первом случае колебания создаются гидродинамическими излучателями, во втором – магнитострикционными или пьезоэлектрическими преобразователями, соединенными с колебательными элементами. Упругие колебания применяют в ряде случаев для разрушения молекул смол, загрязняющих масла и другие кислородосодержащие соединения.

Имеются также данные, что под действием ультразвуковых колебаний в некоторых условиях происходит не коагуляция, а диспергирование частиц загрязнений. Широкого применения на практике данный способ не нашёл.

Для очистки отработанных масел может применяться электростатическая очистка, использующая силы электрического притяжения. Загрязняющие частицы, перемещаясь вместе с жидкостью, всё время трутся о нее и под действием этого трения получают отрицательный или положительный электрический заряд. Попадая в электрическое поле, эти частицы перемещаются, притягиваясь к разноименно заряженным электродам.

Фильтрация заключается в отделении взвешенных в масле твёрдых частиц при прохождении двухфазной системы (масло с диспергированными или эмульгированными в нем загрязнениями) через пористый фильтрующий материал. Благодаря технической простоте, возможности широкой вариации и высокой надёжности фильтрация как способ очистки нефтепродуктов является наиболее распространённой. Средства фильтрации различных типов широко применяются на всех стадиях очистки (заправка, системы смазки и топливоподачи, гидроприводы и т.д.).

Описанные способы эффективны при очистке или регенерации отработанных масел на крупных маслорегенераторных станциях или заводах. Однако при этом возникают значительные трудности со сбором и транспортировкой сырья. В ряде случаев (в частности, в сельскохозяйственном производстве) из-за высокой рассредоточенности техники и сравнительно небольших объёмов отработанных масел в структурных подразделениях сбор и транспортировка сырья на крупные станции очистки оказываются трудноосуществимыми. При этом всегда проявляются следствия обезличивания – качество сырья крайне низкое, получить хороший продукт не удается.

Масло, слитое из двигателя с соблюдением необходимых мер против дополнительного загрязнения, как правило, имеет значительный запас действующих присадок и бракуется в основном из-за сильной загрязнённости продуктами старения масла и износа деталей машин, почвенной пыли, разжижения топливом, иногда оно содержит и воду. Удалив воду и основную массу загрязнений, ускоряющих износ деталей, но сохранив при этом активную часть присадок, очищенное масло можно использовать в менее нагруженных узлах и агрегатах сельскохозяйственной техники. В связи с этим простые, доступные широкому потребителю способы очистки отработанных моторных масел могут принести большой экономический эффект.

Источник

Способы очистки и утилизации отработанных масел.

Процесс восстановления отработанного моторного масла

Процесс восстановления отработанного моторного масла в современном понимании включает удаление из него коллоидных веществ, кислот, битумных отложений, механических частиц и химического осадка, удаление газов, водного конденсата, придание восстановленному продукту цвета и запаха оригинала.

Однако из существующих и реализованных в настоящее время промышленных процессов восстановления ОМ трудно выделить предпочтительные, все они не лишены как преимуществ, так и изъянов.

В каждом конкретном случае при выборе предлагаемой технологии вторичной переработки ОМ необходимо исходить из анализа работы уже действующих прототипов и очень осторожно браться за внедрение новых предложений.

Отработанные нефтепродукты и прочие подобные жидкости и представляющее экологическую опасность для окружающей среды необходимо хранить в противопожарном месте, используя плотно закрытые бочки. Жидкие масляные смазки следует хранить в герметичных контейнерах

Отдел утилизации отходов нефтепродуктов

Лицензии для утилизации нефтепродуктов, выгодная цена на отработанное масло.

Переработка и утилизация масел

Как переработать отработанного моторного масла?

Регенерированные моторные можно использовать как трансмиссионные, гидравлические масла, СОЖ и пластичные смазки, а кроме того, их используют при производстве асфальта.

При восстановлении моторного масла в первую очередь механическим путем удаляют свободную воду и твердые частицы.
Затем идет теплофизическая фаза – выпаривание, вакуумная перегонка.

За этой фазой происходит физико-химическая обработка.

Дело в том, что при фильтрации ОМ наблюдается весьма незначительный эффект очистки за счет присутствия многофункциональных присадок, в составе которых есть моющий компонент. Окисные соединения, которые под действием присадок находятся в коллоидном мелкодисперсном состоянии, необходимо с помощью коагулянтов несколько увеличить в объеме, тогда масло становится фильтруемым.

Исследования доказали, что оптимальное коагулирование осуществляется в случае применения моноэтаноламина.

На следующем этапе регенерируемое масло подвергают микрофильтрации, пропуская его через мембраны, различающиеся как производительностью, так и термической устойчивостью, поскольку традиционным способом увеличения удельной производительности мембран является снижение вязкости жидкости за счет повышения температуры.

Наиболее распространенными являются полимерные мембраны типа МФФК. Они способны отфильтровать около 800 л/(м2.ч) при диаметре пор 0,07 мкм. Металлокерамические мембраны типа «ТРУМЕМ» являются самыми производительными – при диаметре ячейки 0,07 мкм они пропускают 1000 л/(м2.ч).

Для самой тонкой очистки применяют мембраны керамические одноканальные со средним диаметром пор 0,03 мкм. Углеродные одноканальные мембраны осуществляют наиболее грубую очистку: у них диаметр пор 0,1 мкм, зато эти мембраны термически устойчивы до 300 °С.

Высшей целью регенерации является получение масел с характеристиками, превосходящими первоначальные свойства продукта, поступившего на восстановление. Это возможно, но для этого кроме вышеперечисленных этапов обработки ОМ требуется применять химические способы регенерации, связанные с использованием сложного оборудования и большими затратами.

Реально же очищенные ОМ обладают достаточным запасом эксплуатационных свойств, обеспечивающих применение в менее нагруженных узлах и агрегатах машин.
Разработана отечественная технология, получившая название «Мелиоформ», в основе которой процесс лиофобно-сорбиционной сепарации.

Метод очищения и осветления минеральных моторных масел без применения кислот и щелочей

Метод позволяет очищать и осветлять минеральные моторные масла без применения кислот и щелочей, полностью восстанавливая масляную основу при минимальных затратах.

Еще одна российская разработка – установка УОМ-100. С ее помощью восстанавливается кинематическая вязкость в очищенном масле до 9 мм2/с, а в поступившем ОМ этот показатель не ниже 8,5 мм2/с.
Показатель свежего масла по ГОСТу равен 10 мм2/с при 100 °С. механических примесей после очистки составляет 0,01%, что уже соответствует ГОСТу. А такой важный показатель, как содержание нерастворимого осадка, равен после очистки 0,02% (содержание в ОМ – 0,7%).
В результате процесса очистки полученное масло или смесь масел вполне можно использовать как гидравлическое масло, а моторные масла дизельных двигателей подходят для использования на долив в среднефорсированные двигатели.

Установки по регенерации отработанных масел

Установка комплектуется также экспресс-лабораторией, контролирующей кинематическую вязкость, загрязненность, диспергирующие-стабилизирующие свойства, содержание воды, плотность и щелочное число полученного продукта. Используя ее, можно проводить внедряемые повсеместно диагностические анализы моторных масел.

При этом обслуживают установку всего два человека.

Затраты на регенерацию составляют 4 US $/т. Сорбента требуется около 4% от массы масла, а из тонны ОМ получают 950 кг прозрачного, чистого масла.

Принцип действия установки по регенерации отработанных масел довольно прост – в роторе центрифуги-насоса со спиральной или тарельчатой вставкой осаждаются находящиеся в жидкости даже мельчайшие твердые и жидкие загрязнения, которые нерастворимы и обладают большей, чем очищаемая жидкость, плотностью.

Установки по регенерации отработанных масел осуществляют очистку жидкостей от абразивных загрязнений до 5…10-го класса по ГОСТ 17216–2001

Установки по регенерации отработанных масел компактные, их масса около 140 кг, но осуществляют очистку жидкостей от абразивных загрязнений до 5…10-го класса по ГОСТ 17216–2001 при исходной загрязненности 15…17-го класса. воды в масле на выходе не выше 0,05% при исходном содержании до 1%.

Глобально решает вопрос использования ОМ комплексная технология в рамках мини-завода по получению так называемого «биодизеля». Это и переработка ОМ, и в конечном итоге обеспечение предприятий агропромышленного комплекса качественным дизельным топливом из собственного сырья.

Однако использовать потенциал ОМ полностью не удается.

Еще хуже, если в такую масляную смесь попадет вода, отходы производства и даже взрывоопасные вещества. Не выполняется контроль поступающего для централизованного отжига масла.

Но самое плохое то, что ОМ сжигают, как правило, в физически и морально устаревших по техническим и экологическим показателям печах, не оборудованных спец-автоматикой горения.

Как очистить отработку масла в домашних условиях

Очистка отработанных масел щелочью

Очистка отработанного масла производится посредством отстаивания в баке.

Очистка отработанных масел от загрязнений осуществляется путем обработки их 5 — 10 % процентными растворами СПЛ окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина при нагревании с последующим отделением шлама.

Степень очистки отработанного масла разными методами.

Степень очистки отработанного масла от механических примесей и воды при центрифугировании тем лучше, чем больше центробежные силы, действующие на удаляемые из масла примеси, чем меньше вязкость масла и чем больше время пребывания его в зоне действия центробежных сил.

Очистка отработанных масел серной кислотой

Условия очистки отработанных масел серной кислотой практически мало отличаются от очистки масляных полупродуктов на нефтеперерабатывающих заводах.

Очистка отработанных масел серной кислотой применяется для очистки отработанных моторных масел, в том числе и масел с присадками.

Способ очистки отработанных масел от загрязнений заключается в том, что масла смешиваются с 5 — 10 % процентным бензиновым раствором блок сополимера, окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина, смесь нагревается до температуры 100 — 150 С при давлении 0.3 — 1.0 МПа, а образовавшийся шлам отделяется.

Способ позволяет очищать отработанные масла на 100 % от воды и на 85 — 87 % от механических примесей при сокращении времени более чем в 10 раз.

При очистке отработанных масел в поле центробежных сил в большинстве случаев применяют центрифуги и в редких случаях гидроциклоны.

Химические методы очистки отработанных масел основаны на химическом взаимодействие содержащихся в масле примесей и вводимых реагентов. В результате химической реакции образуются соединения, которые могут быть легко удалены из масла.

В практике очистки отработанных масел часто приходится иметь дело с такими механическими примесями, которые не удерживаются всеми описанными фильтрующими материалами. Это относится к отработанному маслу из выключателей, содержащему углистые, близкие к коллоидальным вещества.

Адсорбционный метод очистки отработанных масел принципиально не отличается от метода, описанного выше.

Не исключается также и такое предположение, что под действием разряда тока высокого напряжения и частоты происходят процессы электроионизации, приводящие к некоторой стабилизации вязкостных характеристик, а также к уменьшению количества непредельных соединений.

В практике очистки отработанных масел часто встречаются примеси, которые не задерживаются всеми описанными фильтрующими материалами, например в маслах из масляных выключателей, содержащих тонкодисперсные углисто-сажистые частицы, близкие по размеру к коллоидным частицам.

Проходят также через поры фильтрующих перегородок, не задерживаясь ими, алюминиевая и другие пудры, попадающие в масло при эрозионной обработке металлов на специальных стайках.

Источник