СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ НЕФТЯНЫХ МАСЕЛ И ИХ СМЕСЕЙ Российский патент 2003 года по МПК C10M175/02 

Изобретение относится к регенерации отработанных нефтяных масел и их смесей и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, применяющих смазочные масла - автомобильные, дизельные, индустриальные, трансформаторные и др., а также гидрожидкости.

Восстановление свойств отработанных масел, особенно моторных, связано с определенными трудностями, которые вызваны присутствием в них тонкодисперсных и агрегативно устойчивых продуктов загрязнения и износа поверхностей трения. Присадки, добавляемые в товарные масла для улучшения их эксплуатационных свойств, осложняют процесс регенерации присутствием моющих компонентов. Если сырьем для регенерации служит смесь моторных или индустриальных масел, многое зависит от качества сбора. В этих случаях необходима предварительная обработка активными веществами с последующим отстоем, фильтрацией, адсорбцией и другими стадиями процесса. В результате может быть получен базовый продукт для дальнейшего его использования по назначению.

Для регенерации отработанных нефтяных масел применяют различные способы очистки.

При физических способах очистки (отстой, сепарация, фильтрация) из отработанных масел удаляют механические примеси. Химические способы включают кислотную и щелочную очистку, требующую промывку водой от электролита, что дополнительно обводняет масло, ухудшая его качество.

Регенерацию отработанных масел также осуществляют на адсорбентах (естественных и искусственных) при повышенных температурах. Используют адсорбент с влажностью 7-10%. Обработку адсорбентом проводят в неоднородном электрическом поле переменного тока в присутствии полиметилсилоксановой жидкости (SU 875845 А, 1981). Перколяционная очистка отработанных индустриальных масел кислотно-активированными сорбентами также дает положительный результат (SU 1162869 А, 1985). Для осуществления этих способов регенерации требуются дорогостоящие активированные сорбенты и сложное аппаратурное оформление. Однако при этом не достигается высокая степень очистки без предварительной обработки сырья разделяющим агентом.

Известен способ регенерации отработанных масел, заключающийся в добавлении в нагретую до 90^oС смесь разделяющего агента - металлической соли динонилнафталинсульфокислоты с последующим отстоем и разделением образующихся слоев (DE 2507270 А, 1977). В качестве разделяющего агента при регенерации отработанных нефтяных масел используют также водные растворы неорганических солей карбоната натрия, тринатрийфосфата с последующим разделением образующихся слоев (FR 2307035 А, 1976), а также аминоспиртов например, моно-, ди-, триэтаноламина, 3-аминобутанола, 1,1-амино-2-пропанола в количестве 0,5-1 мас. % в зависимости от количества исходного сырья (SU 522227 А, 1976) или смесь аминоспирта с изопропиловым спиртом (RU 2076898 С1, 1997).

Однако применяемые для восстановления свойств отработанных нефтяных масел известные разделяющие агенты являются неэффективными, оставляют в маслах сильнощелочную или сильнокислую реакцию, что влечет за собой необходимость их дополнительной обработки. Кроме того, они не позволяют удалить тонкодисперсные примеси и продукты окисления, находящиеся в коллоидном состоянии.

Более эффективным является использование ортофосфорной кислоты (RU 2094450 С1, 1997) или смеси ее с органической кислотой (RU 2153527 С1, 2000), позволяющих очистить индустриальные масла до степени осветления 93-97%, а при дальнейшей обработке осушителями - до 98-99%. Также достаточно эффективной является обработка отработанных масел 30-50%-ным водным раствором карбамида при давлении 0,6-1,0 МПа с последующим направлением обработанного масла в дросселирующее устройство, отстаиванием и центрифугированием (RU 2078127 С1, 1997).

Однако и эти способы оставляют в маслах достаточно сильную кислую или щелочную реакцию, а также достаточно большое содержание смолистых веществ.

Недостатками известных способов регенерации нефтяных масел является также сложность технологии, обусловленная необходимостью использования труднодоступных кислот, ухудшающих к тому же экологию, и многостадийность стадии очистки вследствие необходимости использования осушителей для получения товарного индустриального масла, а также обработка исходного масла под давлением и в дросселирующем устройстве.

Известен способ регенерации отработанных промышленных масел металлургических производств обработкой их водным раствором метасиликата натрия в количестве 0,6-1,2% от массы масла с кислотным числом до 3 мг КОН/г или смесью его с водным раствором карбоната натрия при 80-85^oС и перемешивании в течение 30 мин (SU 979496 А, 1982). Поскольку по известному техническому решению регенерации подвергали маслосодержащие производственные отходы металлургического производства, то отходы содержали большое количество кислых стоков, а для регенерации использовали 40-50%-ный раствор метасиликата натрия с модулем не ниже 1.

Позволяя снизить в отработанных промышленных стоках количество загрязнений, известный способ при использовании его для регенерации отработанных нефтяных масел является неэффективным, т.к. не позволяет получить очищенные нефтяные масла на уровне товарного по всем необходимым показателям.

Ближайшим аналогом заявленного способа является способ регенерации отработанных нефтяных масел, в частности смазочных масел, нагреванием до 80-90^oС и обработкой при этой температуре и перемешивании в смеси с 0,01-0,6% от массы масла водным раствором соли щелочного металла, в качестве которого используют 6%-ный раствор метасиликата натрия с последующим добавлением 10-20%-ного раствора мыла в количестве 0,01-0,50% от массы масла и коагулянта - 5-10%-ного водного раствора полиакриламида, или карбоксиметилцеллюлозы, или неонола К 2125-20, взятого в количестве 0,01-0,30% от массы масла с последующим отстаиванием и фильтрацией (RU 2133262 С1, 1999).

Недостатком известного способа являются сложность технологии, обусловленная многостадийностью и длительностью обработки отработанного масла, составляющей 60-100 мин, а также использование большого числа химических реагентов, что ухудшает экологию.

Задачей настоящего изобретения является регенерация отработанных масел или смеси масел по упрощенной технологии.

Согласно изобретению предлагается способ регенерации отработанных нефтяных масел и их смесей обработкой их 15-20%-ным водным раствором метасиликата натрия с модулем 0,5-0,9 в количестве 5-7% от массы отработанного масла при температуре 75-85^oС и перемешивании в течение 25-30 мин с последующим отстаиванием, центрифугированием, вакуумированием при 80-90^oС и остаточном давлении 100 мм рт. ст. в течение 20-30 мин и фильтрацией.

Очищаемое масло (после отстоя и разделения) подвергают вакуумной дегазации с целью удаления растворенных в масле газов и легкокипящих продуктов окисления. Для получения определенных марок масел, когда сырьем являются индивидуальные отработанные масла (собранные отдельно), технологический процесс предусматривает следующие дополнительные стадии: центрифугирование, адсорбцию, фильтрацию, смешение с присадками.

Процесс регенерации проводят в цилиндрическом реакторе с конусным днищем, снабженном обогревающим и перемешивающим устройствами, с нижним сливом водогрязевого шлама.

Сырье (отработанное масло) после грубой фильтрации закачивают в реактор, нагревают до температуры 75-85^oС, дозировано подают в него при перемешивании водный раствор метасиликата натрия заданной концентрации.

Перемешивание полученной массы длится 20-30 мин, после чего проводят отстой при температуре 30-40^oС в течение 10-12 мин. Появление четкой границы отстоя позволяет слить шлам полностью. Отслоенное масло (через центрифугу) подают на дегазацию в вакуумный реактор, где в течение 20-30 мин при температуре 80-90^oС и остаточном давлении 100 мм рт. ст. происходит удаление растворенных отработанных газов, следов воды и легкорастворимых окисленных продуктов.

Согласно описанной технологии были подвергнуты регенерации образцы отработанных моторных, индустриальных и смеси моторных масел с исходными показателями качества.

Пример 1. Отработанное моторное масло марки М-10 Гк обработано 20%-ным водным раствором метасиликата натрия с модулем 0,5 в количестве 7% от веса масла при температуре 85^oС и перемешивании в течение 25-30 мин. После отстоя и центрифугирования масло подвергали вакуумированию при температуре 90^oС и остаточном давлении 100 мм рт.ст. в течение 20 мин. Адсорбционная очистка и фильтрация завершали процесс регенерации основы. Компаундированием с присадками получено регенерированное масло М-10 Гк, соответствующее по качеству показателям ГОСТа. Выход готового продукта составил 85%.

Пример 2. Регенерации подвергали отработанное индустриальное масло ИГП-38. Отработанное масло обрабатывали 15%-ным водным раствором метасиликата натрия с модулем 0,7 в количестве 5% при температуре 75-80^oС и перемешивании в течение 30 мин. После отстаивания, центрифугирования и вакуумирования при 80^oС и остаточном давлении 100 мм рт.ст. в течение 30 мин, фильтрации и смешения с присадками получено масло на уровне товарного. Выход готового продукта - 90%.

Использование метасиликата натрия с модулем 0,9 приводит к аналогичному результату.

Использование метасиликата натрия с модулем 1 нецелесообразно, т.к. приводит к повышенной щелочной реакции.

Пример 3. В качестве сырья использовали смесь моторных масел (группа ММО). Регенерацию проводили по технологии, приведенной в примере 1. Получена основа регенерированного моторного (карбюраторного) масла с вязкостью при 100^oС порядка 8 сст., которая после смешивания с соответствующими присадками может быть использована по определенному назначению. Выход готового продукта - 75%.

Физико-химические характеристики образцов отработанных и регенерированных масел по примерам 1, 2, 3 приведены в таблице.

Использование предложенного способа для регенерации масел и их смесей позволяет снизить кислотное число до 0,08-0,1 мг КОН/г (против 0,25-0,5 мг КОН/мг по известному способу SU 979496), а содержание смолистых веществ - до 2,0-2,5% (против 4,1-4,5% по известному способу SU 979496).

В соответствии с данными таблицы регенерированное моторное масло М-10 Гк по качеству соответствует показателям ГОСТ 8581, регенерированное масло ИГП-39 может быть использовано в качестве рабочей жидкости для гидравлических систем, а регенерированная смесь моторных масел может быть использована как база для дальнейшего смешения с присадками в производстве смазочных масел.

Использование: регенерация отработанных нефтяных масел и их смесей. Сущность: обработка отработанных нефтяных масел и их смесей 15-20%-ным водным раствором метасиликата натрия с модулем 0,5-0,9 в количестве 5-7% от массы отработанного масла при перемешивании в течение 25-30 мин с отстаиванием, центрифугированием и последующим вакуумированием при 80-90^oС и остаточном давлении 100 мм рт.ст. в течение 20-30 мин. Технический результат: способ позволяет повысить чистоту регенерированного масла по упрощенной технологии. 1 табл.

Способ регенерации отработанных нефтяных масел и их смесей обработкой водным раствором метасиликата натрия при температуре 75-85^oС при перемешивании с последующим отстаиванием и фильтрацией, отличающийся тем, что обработку ведут с использованием 15-20%-ного водного раствора метасиликата натрия с модулем 0,5-0,9 в количестве 5-7% от массы отработанного масла при перемешивании в течение 25-30 мин, после отстаивания масло подвергают центрифугированию, а после центрифугирования масло подвергают вакуумированию при температуре 80-90^oС и остаточном давлении 100 мм рт.ст. в течение 20-30 мин.