Способ регенерации отработанного турбинного масла Российский патент 2023 года по МПК C10M175/02 

Настоящее изобретение относится к химической технологии переработки вышедших из строя в результате эксплуатации турбинных масел и раскрывает способ их регенерации путем пропускания масла через слой сорбента со скоростью не более 2 м/ч. Сорбент представляет собой цеолит NaX с нанесенным на поверхность несплошным слоем гидроксидом калия. Соотношение гидроксида калия к цеолиту NaX находится в пределах от 1:20 до 1:10. Таким образом, гидроксид калия хорошо снижает кислотное число масла, нейтрализуя низкомолекулярные органические кислоты, а цеолит осушает и концентрирует на своей поверхности продукты окислительной полимеризации компонентов масла. Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение процесса очистки и, за счет применения модифицированного адсорбента, высокой степени очистки.

Известен способ очистки отработанного масла путем предварительного нагрева масла и последующего отделения загрязнений, при этом в масло добавляют смесь изопропилового спирта и карбамида в соотношении 1:1, взятом в количестве 1,0%, в расчете на сухой карбамид от массы очищаемого масла (RU №2554357).

Недостатком данного способа является применение карбамида, который ввиду того, что является слабым основанием, не эффективно нейтрализует низкомолекулярные органические кислоты. Также нагрев в воздушной среде способствует дальнейшему окислению масла.

Известен способ регенерации отработанного масла путем смешения предварительно нагретого масла до 80-100°С с водным раствором карбамида и последующим отделением регенерированного масла, при этом смешение масла проводят с водным раствором, состоящим из 30-50 масс. % карбамида, 4-6 масс. % моноэтаноламина и 2-4 масс. % хлорида алюминия, взятого в количестве 0,5-1,0 об. % от объема отработанного масла (RU №2600726).

Недостатком данного способа является применение регулирующего реактива сложного химического состава, а также большие энергозатраты на предварительный нагрев масла.

Известен способ регенерации использованного смазочного масла, который содержит последовательные этапы: этап, на котором осуществляют добавление 5%-ного водного раствора карбоната натрия в использованное смазочное масло и их перемешивание при температуре 50-56°С; этап, на котором осуществляют охлаждение полученной смеси до комнатной температуры с последующим отделением водного слоя от органического слоя; этап, на котором осуществляют экстрагирование водой органического слоя; этап, на котором к органическому слою добавляют безводный сульфат натрия и осуществляют их перемешивание; этап, на котором получают отфильтрованный органический слой путем фильтрования полученной смеси через фильтр; этап, на котором осуществляют перегонку отфильтрованного органического слоя в вакууме (RU №2736715).

Основным недостатком данного способа является сложность и большое количество стадий обработки отработанного масла, что естественно скажется отрицательно на себестоимости очистки.

Известен способ регенерации отработанных синтетических моторных масел путем обработки аминоспиртом в смеси с алифатическим спиртом с последующим перемешиванием полученной смеси при нагревании, удалением осадка, при этом в качестве коагулянтов используют 2 об. % аминоспирта - моноэтанол амина и 2 об. % изопропилового спирта в расчете на исходное сырье, смесь нагревают до 130-150°C и удаляют осадок центрифугированием (RU № 2556221).

Недостатком способа является необходимость нагрева до высоких температур и применение дополнительной стации центрифугирования.

Известен способ регенерации отработанных трансформаторных масел, в котором отработанное масло последовательно пропускают через три слоя, при этом в первом слое используют карбид кальция марок КМ или 2/25 или отсев карбида кальция, в котором осуществляют осушку и нейтрализацию кислых примесей. Во втором слое используют смесь кварцевого песка, мелких фракций с размером частиц от 0,1 до 0,63 мм, с глиноземом или мелкозернистым силикагелем марок МСКГ или АСКГ в массовом соотношении (1-10):1, в котором осуществляют адсорбцию и фильтрацию. В третьем слое используют крупнозернистый силикагель марки КСКГ или его смесь с кварцевым песком крупной фракции с размером частиц от 1,6 до 7 мм, в котором одновременно с перколяцией осуществляют дегазацию с использованием вакуума, которая продолжается в тонком слое масла до сбора очищенного масла (RU №2433165).

Недостатками данного способа является сложность подготовки к работе и последующей регенерации/утилизации многослойного регенерирующего патрона.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ регенерации отработанного моторного масла путем его перемешивания вместе с адсорбентом в емкостном аппарате, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используется цеолит NaX, на поверхность которого нанесен гидроксид натрия, а время контактирования отработанного моторного масла с адсорбентом составляет не менее 1 часа. (RU №2769605).

Недостатками данного способа является необходимость использования емкостного оборудования с перемешивающим устройством и сложности выгрузки из него отработанного адсорбента.

Технической задачей данного изобретения является упрощение процесса регенерации отработанного турбинного масла при высокой степени очистки за счет применения одностадийного химико-технологического процесса при комнатной температуре с использованием комплексного сорбента, представляющего собой цеолит NaX с нанесенным на его поверхность несплошным слоем гидроксидом калия.

Технологическая задача решается способом пропускания отработанного турбинного масла через слой модифицированного адсорбента. В результате, слой гидроксида калия нейтрализует низкомолекулярные органические кислоты, а цеолит осушает и концентрирует на своей поверхности продукты окислительной полимеризации компонентов отработанного масла. Блоки с адсорбентом могут быть изготовлены в виде быстросъемных элементов для оперативной и простой замены на содержащие свежий адсорбент и отправки отработанных блоков на регенерацию - на нанесение слоя гидроксида калия.

Рассмотрим примеры реализации способа регенерации отработанного турбинного масла.

Пример 1

В стеклянную трубку с внутренним диаметром 22 мм и длиной 250 мм загружали 100 г цеолита NaX, на поверхность которого нанесен гидроксид калия. На выходе из трубки устанавливался тампон из минеральной ваты длиной 15 мм. Через слой модифицированного адсорбента при помощи перистальтического насоса прокачивался 1 л отработанного турбинного масла с расходом 2,5 мл/мин. Для исходного масла измерялось начальное кислотное число 6,5 мг/г и начальное содержание воды 0,15 % масс. Масло прошедшее через трубку собиралось в колбу и подвергалось анализу. Конечное кислотное число 0,99 мг/г и конечное содержание воды 0,01 % масс.

Пример 2

В стеклянную трубку с внутренним диаметром 22 мм и длиной 250 мм загружали 100 г цеолита NaX, на поверхность которого нанесен гидроксид калия. На выходе из трубки устанавливался тампон из минеральной ваты длиной 15 мм. Через слой модифицированного адсорбента при помощи перистальтического насоса прокачивался 1 л отработанного турбинного масла с расходом 5,0 мл/мин. Для исходного масла измерялось начальное кислотное число 6,5 мг/г и начальное содержание воды 0,15 % масс. Масло прошедшее через трубку собиралось в колбу и подвергалось анализу. Конечное кислотное число 1,07 мг/г и конечное содержание воды 0,01 % масс.

Пример 3

В стеклянную трубку с внутренним диаметром 22 мм и длиной 250 мм загружали 100 г цеолита NaX, на поверхность которого нанесен гидроксид калия. На выходе из трубки устанавливался тампон из минеральной ваты длиной 15 мм. Через слой модифицированного адсорбента при помощи перистальтического насоса прокачивался 1 л отработанного турбинного масла с расходом 10,0 мл/мин. Для исходного масла измерялось начальное кислотное число 6,5 мг/г и начальное содержание воды 0,15 % масс. Масло прошедшее через трубку собиралось в колбу и подвергалось анализу. Конечное кислотное число 1,11 мг/г и конечное содержание воды 0,01 % масс.

Пример 4

В стеклянную трубку с внутренним диаметром 22 мм и длиной 250 мм загружали 100 г цеолита NaX, на поверхность которого нанесен гидроксид калия. На выходе из трубки устанавливался тампон из минеральной ваты длиной 15 мм. Через слой модифицированного адсорбента при помощи перистальтического насоса прокачивался 1 л отработанного турбинного масла с расходом 12,5 мл/мин. Для исходного масла измерялось начальное кислотное число 6,5 мг/г и начальное содержание воды 0,15 % масс. Масло прошедшее через трубку собиралось в колбу и подвергалось анализу. Конечное кислотное число 1,32 мг/г и конечное содержание воды 0,01 % масс.

Пример 5

В стеклянную трубку с внутренним диаметром 22 мм и длиной 250 мм загружали 100 г цеолита NaX, на поверхность которого нанесен гидроксид калия. На выходе из трубки устанавливался тампон из минеральной ваты длиной 15 мм. Через слой модифицированного адсорбента при помощи перистальтического насоса прокачивался 1 л отработанного турбинного масла с расходом 15,0 мл/мин. Для исходного масла измерялось начальное кислотное число 6,5 мг/г и начальное содержание воды 0,15 % масс. Масло прошедшее через трубку собиралось в колбу и подвергалось анализу. Конечное кислотное число 3,23 мг/г и конечное содержание воды 0,03 % масс.

Пример 6

В стеклянную трубку с внутренним диаметром 22 мм и длиной 250 мм загружали 100 г цеолита NaX, на поверхность которого нанесен гидроксид калия. На выходе из трубки устанавливался тампон из минеральной ваты длиной 15 мм. Через слой модифицированного адсорбента при помощи перистальтического насоса прокачивался 1 л отработанного турбинного масла с расходом 20,0 мл/мин. Для исходного масла измерялось начальное кислотное число 6,5 мг/г и начальное содержание воды 0,15 % масс. Масло прошедшее через трубку собиралось в колбу и подвергалось анализу. Конечное кислотное число 3,92 мг/г и конечное содержание воды 0,05 % масс.

Настоящее изобретение относится к химической технологии переработки вышедших из строя в результате эксплуатации турбинных масел. Раскрывается способ регенерации отработанного турбинного масла путем его пропускания через слой адсорбента. При этом в качестве адсорбента используется цеолит NaX, на поверхность которого нанесен гидроксид калия. Скорость прохождения отработанного турбинного масла через слой адсорбента составляет от 1 до 2 м/ч. Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение процесса очистки и, за счет применения модифицированного адсорбента, высокой степени очистки. 1 з.п. ф-лы, 6 пр.

1. Способ регенерации отработанного турбинного масла путем его пропускания через слой адсорбента, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используется цеолит NaX, на поверхность которого нанесен гидроксид калия, а скорость прохождения отработанного турбинного масла через слой адсорбента составляет от 1 до 2 м/ч.

2. Способ регенерации отработанного масла по п. 1, отличающийся тем, что соотношение гидроксида калия к цеолиту NaX находится в пределах от 1:20 до 1:10 масс.