Способы регенерации отработанных масел

Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах

Регенерация моторного масла: повторное использование отработки

Минимум раз в год каждому владельцу автотранспорта приходится менять масло в двигателе своего железного коня. В результате у частных лиц и на предприятиях скапливается большой объем обработанного продукта, который необходимо каким-то образом утилизировать или перерабатывать. Эта проблема, учитывая постоянно возрастающий парк автомобилей, стала сегодня очень актуальной.

Что представляет собой моторное масло, необходимость его применения

Эксплуатация силовых агрегатов невозможна без применения масла для смазки его движущихся деталей. Эта жидкость образует пленку, защищающую элементы двигателя от сухого трения и преждевременного износа.

Кроме этого, масло предохраняет металлические части ДВС от появления коррозии и воздействия вредных соединений, обычно образующихся при работе мотора.

Вне зависимости от вида конечного продукта (различают минеральные, синтетические или полусинтетические виды смазочных жидкостей) производится базовое масло путем перегонки сырой нефти. В дальнейшем полуфабрикат может отправляться на дальнейшую переработку, для улучшения характеристик вводятся различные присадки.

Количество масла, необходимого для заливки в двигатель, определяется техническими характеристиками транспортного средства. Наглядно зависимость объема смазочной жидкости от типа мотора представлена на фото.

Чтобы силовой агрегат надежно служил долгие годы, масло в нем необходимо периодически менять. Связано это с тем, что при эксплуатации мотора происходит изменение характеристик смазочной жидкости, приводящее к невозможности дальнейшего ее использования.

Частота замены зависит от рекомендаций производителя транспортного средства. Как правило, она определяется пробегом автомобиля. Обычно менять масло рекомендуется после 7,5, 10 или 15 тыс. километров пробега.

Но в любом случае эта операция проводится не реже, чем раз в год. Даже если машин весь год простояла без движения. Это обусловлено потерей свойств материала при контакте с воздухом, металлическими и резиновыми деталями мотора.

Отработанное масло остается не только в автопарках и гаражах, оно в большом количестве скапливается на различных производствах и электростанциях.

К слову, помимо непосредственно моторного масла, проводится периодическая замена и других жидкостей, необходимых для работы транспортных средств, а также промышленного оборудования: трансмиссионных и тормозных жидкостей, индустриальных смазочных материалов и т.д.

В результате после замены смазочной жидкости остается большое количество отработанного продукта, которое необходимо каким-то образом утилизировать. Мировое потребление масла составляет примерно 60 млн. тонн в год.

Утилизация моторного масла

Отработанное масло относится к опасным отходам. Оно может нанести значительную угрозу здоровью людей и природе, попадая в почву, поверхностные и грунтовые воды.

Причем эта жидкость даже опаснее нефти, из которой произведена, так как в ее состав входят различные присадки, а в процессе эксплуатации образуются разного рода примеси и загрязнители.

Использованное масло нерастворимо, оно химически устойчиво, в нем могут присутствовать токсические соединения и тяжелые металлы. Естественным образом оно разлагается довольно долго.

Законодательными актами в России сбор и переработка отработанного масла, как опасного отхода, в принципе, регулируется. Запрещено его захоронение в воде и земле, а также сжигание без проведения удаления имеющихся в составе присадок.

Специализированными организациями, имеющими лицензию на подобного рода деятельность, осуществляется сбор м утилизация отработанного масла. Однако, несмотря на принимаемые меры, часть его просто сливается в канализацию, землю или водоемы, загрязняя среду нашего обитания.

Низкая эффективность мер, направленных на улучшение положения дел в области утилизации моторного масла объясняется несколькими причинами:

• отсутствием достаточной ответственности собственников отработанных материалов и заинтересованности в их переработке;
• плохо налаженным учетом отработки;
• отсутствием координации участников рынка;
• высокой стоимостью инфраструктуры, необходимой для сбора и утилизации;
• недостаточно развитой экологической культурой наших граждан.

Лишь небольшой процент (не более 20%) отслужившего свой срок продукта в нашей стране поступает на переработку.

Примечание. В Северной Америке и Западной Европе осуществляется регулирование сбора и переработки отработанных нефтепродуктов на законодательном уровне.

Например, в развитых европейских странах регенерируется до 90% отработанных нефтепродуктов, что обеспечивается развитой инфраструктурой.

Однако предпринимаемые государством меры по решению проблемы позволяют надеяться, что уже в ближайшем будущем и в нашем государстве будет разработана работающая бизнес-схема переработки использованного продукта.

Сегодня существует несколько способов повторного использования отработанного масла. Например, обезвоживание или термокрекинг. Одним из наиболее предпочтительных по экономическим и экологическим соображениям является его регенерация, обеспечивающая частичное или полное восстановление качественных показателей вторичного сырья.

Способы регенерации

Этот метод позволяет получить продукт, предназначенный для повторного использования и практически не отличающийся по своим характеристикам от масла, произведенного из сырой нефти.

Таким образом жидкость, очищенная от продуктов окисления, грязи, иных примесей, которая является ценным сырьем, может быть использована по назначению снова.

Регенерация, то есть восстановление отработанного моторного масла, позволяет удалить из него химический осадок, механические включения, газы, водный конденсат, кислоты и другие примеси, а также придать очищенному продукту оригинальный цвет и запах.

В результате получается базовое масло. Этот материал после компаундирования и добавления присадок может использоваться в качестве моторного, трансмиссионного, гидравлического масла и других видов смазок. Помимо этого, очищенную жидкость применяют при изготовлении асфальта.

Для получения продукта, имеющего необходимые физико-химические характеристики, используется несколько методов.

Физико-механические способы регенерации

При помощи таких методов можно в условиях небольшого предприятия организовать получение масла довольно низкого качества, которое можно использовать для смазки узлов оборудования.

Отстаивание

Целью применения данного метода является осаждение тяжелых включений отработки на дне маслоотстойника. Способ относится к наиболее дешевым, так как нет потребности в использовании дорогостоящего оборудования, однако для его реализации требуется время, причем значительное.

К тому же тонкую очистку в данном случае произвести не получится. Частицы, имеющие равную с маслом удельную плотность, в нем все равно остаются. В результате качество очищенного методом отстаивания продукта оставляет желать лучшего.

Этот способ можно применять лишь в качестве одного из этапов восстановления отработанной жидкости.

Процесс осуществляется в специальных маслоотстойниках. Для его ускорения может использоваться температурная обработка, то есть подогрев жидкости примерно до 85 — 90 градусов.

Фильтрация

Многоступенчатая фильтрация, подразумевающую поэтапную очистку жидкости: сначала грубую, а затем тонкую, позволяет очистить отработанный материал от крупных и мелких включений, а также от воды. Для фильтрации используются сетки, прокладки, фильтры из наноматериалов и композита.

Центрифугирование

Если конечным продуктом должен стать качественный материал, без этого процесса обойтись не получится. Для его реализации необходимо достаточно дорогостоящее оборудование, которое небольшим предприятиям обычно приобрести бывает проблематично.

Работа центрифуги основана на действии центробежной силы, которая позволяет разделить отработанную жидкость на разные фракции. При этом есть возможность удалить из масла до 90% примесей и провести обезвоживание.

Физико-химические методы регенерации

Для очистки использованного моторного масла в данном случае применяются химические вещества, добавляемые в жидкость. При этом происходит или растворение примесей, или изменение их физико-химических характеристик. Метод является довольно распространенным из-за его бюджетности.

Коагуляция

При помощи воздействия на мелкодисперсные загрязняющие включения коагуляторов (электролитов, поверхностно-активных веществ, других соединений) происходит укрупнение имеющихся в составе отработанного масла частичек примесей.

Длится коагуляция примерно полчаса (все зависит от условий применения и количества вводимого реактива). Заключительным этапом очистки являются отстаивание, прогон жидкости через фильтры или центрифугирование.

Адсорбционная очистка

Для очистки отработанного масла могут применяться адсорбенты, которые, как магниты, притягивают к себе загрязняющие соединения. Для этого используются как вещества природного происхождения (отбеливающие глины, бокситы и т.д.), так и синтетические материалы.

Выполняется очистка либо простым перемешиваем масла с адсорбентами (что более экономично), либо введением очищающих элементов навстречу движущемуся потоку жидкости.

Важно! При реализации данного метода регенерации образуется большое количество токсичных соединений, которые необходимо грамотно утилизировать.

Ионно-обменная очистка

Используемые для очистки масла иониты (гигроскопические гели) позволяют удалить из отработанного материала кислотные загрязнения, однако смолистые вещества при данном методе не выводятся из жидкости. Для их устранения применяется последующая фильтрация.

Удаление примесей производится путем перемешивания масла с ионитами или пропусканием его через колонну с этими элементами.

Селективная регенерация

Данный метод регенерации основан на способности загрязняющих масло веществ (кислородных, сернистых и азотных соединений) растворяться под воздействием специальных реактивов (фенола, фурфурола, ацетона и т.д.).

Также для растворения углеводородов может использоваться пропан, после чего асфальтосмолистые вещества выпадают в осадок. Этот способ активно используется в Италии и Франции. С его помощью осуществляется регенерация всесезонного масла с высоким содержанием присадок и смол.

Химические методы очистки

Принцип действия этих методов основан на образовании (после введения в масло реагента) легко удаляемых из масла веществ.

Очистка серной кислотой

Этот способ регенерации пользуется популярностью, однако после обработки масла серной кислотой образуется кислый гудрон, который представляет большую опасность для экологии и довольно трудно утилизируется. К тому же данный вид очистки не позволяет удалить из масла абсолютно все загрязнения.

Гидрогенизация

Очистка отработанного масла в данном случае производится посредством взаимодействия загрязняющих продукт примесей с водородом. Этот способ характеризуется большей экологической безопасностью по сравнению с адсорбцией и использованием серной кислоты.

Как правило, регенерация отработанного масла проводится путем сочетания разных методов очистки, что позволяет восстанавливать жидкости разных типов и марок. Выход базового масла, используемого для изготовления товарного продукта при этом составляет 75. 90% (в зависимости от способа очистки, а также типа и степени загрязненности отработанного продукта).

Важно! Качественный очищенный продукт можно получить, организовав раздельный сбор отработанного масла по сортам и маркам.

Сегодня производители, в том числе и отечественные, предлагают модульные установки по регенерации отработанного масла. Выбор оборудования зависит от предполагаемых объемов регенерации и необходимой степени автоматизации. Соответственно, и цена комплекса может быть разной. Стоимость отечественных установок сегодня варьируется от 3 до 10 млн. руб.

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