СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ МИНЕРАЛЬНЫХ МАСЕЛ Российский патент 2008 года по МПК C10M175/02 C10G25/00 

Изобретение направлено на решение проблемы экологии окружающей среды и сбережения минерального сырья, а именно на возврат отработавших минеральных масел в производство.

Минеральные масла во время работы в машинах и аппаратах соприкасаются с металлом, подвергаются воздействию воздуха, температур, давлений и других факторов, насыщаются различными посторонними примесями. В результате этого в маслах накапливаются продукты химических превращений - асфальтено-смолистые соединения, коллоидальные кокс и сажа, а также металлическая и минеральная пыль, эти вещества парамагнитны и способствуют образованию крупных ассоциатов (коллоидных частиц), загрязняющих масла и ухудшающих их эксплуатационные свойства. Использованные минеральные масла характеризуются темным цветом, повышенными показателями вязкости и кислотного числа. Из-за отсутствия технологических способов очистки использованные минеральные масла сжигают или сливают в отвалы, что создает проблемы экологии окружающей среды.

Существует способ очистки индустриальных масел концентрированной (96%-ной) серной кислотой в количестве 10 мас.% на сырье при интенсивном перемешивании с последующей обработкой водой. Перед очисткой масло очищают от механических примесей и обезвоживают (DD патент 294725). Недостатком способа является тот факт, что при обработке масла серной кислотой образуется устойчивая эмульсия в виде сплошной массы черного цвета, в которой с трудом происходит разделение фаз даже при длительном отстаивании.

По технической сущности к предлагаемому способу наиболее близок способ фильтрования использованных масел через смесь адсорбента и песка в интервале от 1:0,5 до 1:50 (RU патент 2153526). В качестве адсорбента может быть использован силикагель, уголь и др. Степень очистки анализировали методами электрофотоколориметрии и диэлькометрии, позволяющими оценить степень осветления, но не степень очистки масел. Недостатком данного способа является недостаточная степень очистки масел.

Задача изобретения - повышение эффективности очистки отработавших минеральных масел.

Согласно изобретению технический результат достигается тем, что фильтрование минеральных отработавших масел осуществляют через смесь песка и оксида Fe⁺³ в соотношении песок : оксид Fe⁺³ 1:(1,0-0,5). Красно-коричневый порошок оксида Fe⁺³ образуется при нагревании до 200°С бурой водной окиси железа FeO(ОН), получаемой гидролизом раствора хлорида Fe⁺³ /Ф.Коттон, Дж.Уилкинсон. Современная неорганическая химия. - М. - Мир. - 1969. - с.264/. Железо относится к элементам d-группы, у которых имеются по пять неспаренных электронов на d орбитали, что и обуславливает его хорошо известную комплексообразующую способность.

Степень очистки масла контролируют по изменению кислотного числа, вязкости и цвета.

Кислотное число определяют по ГОСТ 20799-88, визуально определяют цвет (степень осветления), динамическую вязкость по ГОСТ 1920-87. Способ проверен на отработавшем индустриальном масле И-20А темно-коричневого цвета, с кислотным числом 0,5 мг КОН/г, динамической вязкостью при 40°С - 39,0 МПа·с и вакуумном масле ВМ-4 темно-коричневого цвета, с кислотным числом 0,6 мг КОН/г, вязкостью при 50°С - 62,4 мм²/с.

Свежее товарное масло И-20А (ГОСТ 20799-88) характеризуется кислотным числом 0,005 мг КОН/г, динамической вязкостью при 40°С - 31,78 МПа·с и светло-желтым цветом.

Свежее товарное масло ВМ-4 (ТУ 0253-004-7821-2002) характеризуется кислотным числом 0,002 мг КОН/г, динамической вязкостью при 50°С - 50,6 МПа·с и светло-желтым цветом.

Пример 1. К 15 г песка (дисперсность частиц 160-450 мкм) добавляют 15 г оксида Fe⁺³ (дисперсность частиц 100-400 мкм) (соотношение песок : оксид Fe⁺³ - 1:1), перемешивают и переносят в стеклянную колонку. Вверх колонки подают 300 г использованного индустриального масла И-20А под избыточным давлением. Процесс ведут со скоростью, обеспечивающий время контакта масла с адсорбентом не менее 1 часа. Отфильтрованное масло исследуют на степень очистки. Результаты представлены в таблице.

Пример 2. Все как в примере 1, только соотношение песок: оксид Fe⁺³ - 1:0,75. Результаты представлены в таблице.

Пример 3. Все как в примере 1, только соотношение песок: оксид Fe⁺³ - 1:0,5. Результаты представлены в таблице.

Пример 4. Аналогично примеру 1, только очищают вакуумное масло при соотношении песок : оксид Fe⁺³ - 1:1. Результаты представлены в таблице.

Примеры 5, 6. Аналогично примеру 1, только очищают вакуумное масло ВМ-4 при соотношении песок:оксид Fe⁺³ - 1:0,75 и 1:0,5 соответственно. Результаты представлены в таблице.

Пример 7. (по прототипу) 15 г силикагеля (марки АСК, фракции с дисперсностью части 160-250 мкм) и 15 г песка (дисперсность частиц 160-450 мкм) переводят в стеклянную колонку. Вверх колонки подают 300 г использованного индустриального масла И-20А под избыточным давлением. Процесс ведут со скоростью, обеспечивающий время контакта масла с адсорбентом не менее 1 часа, отфильтрованное масло исследуют на степень очистки. Результаты представлены в таблице.

Пример 8. (по прототипу). Все как в примере 7, только очищают вакуумное масло ВМ-4. Результаты представлены в таблице.

ТаблицаУсловия очистки и показатели качества очищенного масла№ МассовоеКислотное*Вязкость,ЦветностьпримераОтработавшеесоотношениечисло, мгмм²/с  маслопесок : оксидКОН на    Fe⁺³1 г масла  1Индустриальное1:0,5 31,8 2масло И-20А1:0,750,01931,2Светло-3 1:10,01831,2желтое   0,019  4Вакуумное масло1:0,50,01550,6 5ВМ-41:0,750,01650,6Светло-6 1:10,01550,2желтое7Индустриальноепрототип0,4837,0Темно- масло И-20А   коричневое8Вакуумное маслопрототип0,6060,4Темно- ВМ-4   коричневое* Для индустриального масла И-20А динамическую вязкость определяют при 40°С, для вакуумного масла ВН-4 вязкость определяют при 50°С.

Как следует из результатов таблицы, в отличие от прототипа, предлагаемым способом достигается более полная очистка отработавших минеральных масел.

Сущность: отработавшие минеральные масла фильтруют через смесь оксида Fe⁺³ и песка, взятых в весовом соотношении песок : оксид Fe⁺³ 1:0,5-1,0. Технический результат - повышение степени очистки отработавших минеральных масел. 1 табл.

Способ очистки отработавших минеральных масел, включающий фильтрование через смесь адсорбента и песка, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используется оксид Fe⁺³ при весовом соотношении песок : оксид Fe⁺³ 1:0,5-1,0.