СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННОГО МАСЛА Российский патент 1997 года по МПК C10M175/02 

Изобретение относится к использованию вторичных ресурсов нефтепродуктов и может быть использовано при очистке отработанных масел на маслоочистительных и регенерационных установках в различных отраслях народного хозяйства, в том числе в сельскохозяйственном производстве.

Известен способ регенерации отработанных нефтяных масел путем обработки их при нагревании разделяющим агентом, в качестве которого используют водные растворы неорганических солей, например карбоната натрия, тринатрийфосфата, последующего отстоя и разделения образующихся слоев [1]
К недостаткам известного способа относится следующее: применение таких веществ, как тринатрийфосфат, жидкое стекло, кальцинированная сода, серная кислота оставляют в маслах сильно щелочную или кислотную реакцию, что влечет за собой необходимость их дополнительной обработки, при утилизации отходов возникают значительные сложности.

Известен также способ осветления отработанного смазочного масла, путем добавления в него мочевины (карбамида) с последующей обработкой смеси перекисью водорода или кислородом при ≅140^oC. По другому варианту к маслу добавляют металлический алюминий и смесь нагревают до 100^oC. Суспендированные вещества удаляют фильтрованием или осаждением, а масло обесцвечивают и регенерируют обработкой молотым гипсом [2]
К недостаткам данного способа относится то, что процесс очистки проводят при высокой температуре масла, ухудшающей его качество из-за интенсивного окисления углеводородной основы.

Известен также способ очистки отработанных масел путем смещения нагретого до температуры плавления карбамида с маслом, имеющим температуру 90 100^o с последующим отстоем и разделением образующихся слоев [3] К недостаткам данного способа относится следующее:
повышенный расход карбамида (2-15% от массы очищенного масла);
высокие затраты энергии на нагревание и плавление карбамида перед его смешением с очищаемым маслом;
сложность поддержания оптимального температурного режима плавления и смещения карбамида с очищаемым маслом с целью достижения наивысшей эффективности процесса очистки.

Цель изобретения снизить расход карбамида, энергоемкость процесса и упростить способ очистки отработанного масла.

Цель достигается тем, что в способе очистки отработанного масла путем смешения предварительно нагретого масла с карбамидом и последующего отделения очищенного масла, согласно изобретению карбамид используют в виде водного раствора 30 -50-ной концентрации, взятого в количестве 0,5 1,0% в расчете на сухой карбамид от массы очищаемого масла. Масло предварительно нагревают до 80 100^oC.

Введение в масло водного раствора карбамида обеспечивает эффективную коагуляцию загрязнений и последующую адсорбционную активность карбамида при его кристаллизации из-за испарения воды вследствие снижения давления в потоке смеси ниже давления насыщенных паров. Образование кристаллов карбамида шаровидной формы обусловлено равномерным испарением воды с поверхности глобул мелкодисперсного состояния в кристаллическое карбамид адсорбирует загрязнения сконцентрировавшиеся в результате коагуляции на поверхности глобул разделяющего агента. Гранулы с загрязнениями быстро осаждаются естественным отстоем или в центрифугах. Это обеспечивает качество очистки.

Введенный в масло водный раствор карбамида в виде мелкидиспергированных глобул равномерно распределяется по всему объему очищаемого продукта. Водный раствор карбамида является электролитом, способствует нейтрализации отталкивающего действия моюще-диспергирующих присадок. В результате перемешивания происходит коагуляция диспергированных в отработанном масле загрязнений. Скоагулировавшиеся загрязнения располагаются на поверхности глобул водного раствора карбамида. Это первая стадия процесса очистки по заявляемому способу.

Образовавшуюся смесь под давлением 0,6 1,0 МПа направляют в дросселирующее устройство, в котором скорость потока резко возрастает, а давлением снижается ниже давления насыщенных паров воды.

Испарение воды осуществляется равномерно с поверхности глобул раствора, при этом уменьшается их объем, повышается концентрация раствора и происходит перекристаллизация карбамида, которая в силу специфичных условий протекает с образованием шаровидных кристаллов. При перекристаллизации карбамид проявляет кратковременную адсорбционную активность. Загрязняющие масло продукты старения и другие примеси адсорбируются на поверхности образующихся гранул карбамида и удаляются вместе с ним из масла отслаиванием, фильтрацией или осаждением в центрифуге. Кратковременное воздействие карбамида обеспечивает сохранение основных эксплуатационных свойств масла, активной части содержащихся присадок.

Способ осуществляется следующим образом (чертеж).

Отработанное масло нагревают в реакторе 1 до 80 100^oC. Водный раствор карбамида из бака 2 вводят в масло через кран-дозатор 3 и всасывающую линию насоса 4, который подает смесь в реактор 1 на перемешивание через кран 5 управления потоком и распределяющую насадку 6.

Перемешивание может быть осуществлено также сжатым воздухом или механическими мешалками.

В процессе перемешивания происходит коагуляция загрязнений и их концентрация на поверхностях глобул водного раствора карбамида. Крупные конгломераты загрязнений осаждаются на дно реактора. Затем смесь направляют в дросселирующее устройство 7 под давлением 0,6 -1,0 МПа, контролируемом манометром 8. В результате резкого возрастания скорости при прохождении смеси через сопло дросселя давление в потоке становится ниже давления насыщенных паров воды и образующаяся паровоздушная смесь выводится из реактора с помощью вытяжного вентилятора 9. Рост концентрации раствора карбамида в глобуле приводит к образованию шаровидного кристалла и адсорбции на его поверхности скоагулировавшихся загрязнений. После многократного прохождения смеси через сопло дросселя смесь направляют краном 10 в осадительную центрифугу или фильтр 11. Очищенное масло собирают в баке 12. Удаление осадка из реактора 1 производят через вентиль-задвижку 13.

В случае применения реактивной осадительной центрифуги необходимость в специальном дросселирующем устройстве отпадает, так как его роль выполняют сопла центрифуги.

Наибольший эффект очистки достигается при использовании 45 -50-ного водного раствора карбамида в количестве 0,75 1,0% по сухому веществу от массы очищаемого отработанного масла. Процесс очистки ведут при температуре масла 80 -100^oC. Очистка масла при температуре ниже 80^oC ухудшается из-за неполной коагуляции мелкидиспергированных частиц загрязнений. При повышении температуры масла более 100^oC качество очистки также снижается из-за ослабления коагулирующей способности водного раствора карбамида вследствие интенсификации процесса гидролиза карбамида в водной среде в присутствии щелочной присадки. Наибольший эффект очистки достигается при очистке масла при 90 100^oC.

Результаты опытов по очистке отработанного моторного масла приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены результаты очистки при различных параметрах способа.

Расход энергии при таком способе очистки снижается на 8
Упрощение способа очистки отработанного масла достигается тем, что не требуется поддерживать и контролировать строго определенную температуру нагрева карбамида (132,5^oC), а значит становятся излишними средства нагрева, приборы контроля и управления процессом нагрева и плавления карбамида. Необходимость осуществления оптимального режима нагрева и смешения расплавленного карбамида обусловлена тем, что при температуре нагрева более 132,5^oC образуется биурет, циануровая кислота, выделяется аммиак. Эти вещества аддуктов не образуют, поэтому эффективность очистки масла снижается, для компенсации требуется увеличивать расход карбамида.

Очистка масла по предлагаемому изобретению позволяет упростить конструктивные элементы оборудования, снизить себестоимость.

В способе очистки отработанного масла предварительно нагретое до 80 - 100^oC масло смешивают с 30 - 50 %-ным водным раствором карбамида, взятым в количестве 0,5 - 1,0 % в расчете на по сухой карбамид от массы очищаемого масла. Затем отделяют очищенное масло. 1 з. п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Способ очистки отработанного масла путем смешения предварительно нагретого масла с карбамидом и последующим отделением очищенного масла, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода карбамида, энергоемкости процесса и упрощения способа, карбамид используют в виде водного раствора 30 - 50%-ной концентрации, взятого в количестве 0,5 1,0% в расчете на сухой карбамид от массы очищаемого масла. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что масло предварительно нагревают до температуры 80 100^oС.