Способ очистки отработанного масла

 

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, к регенерации отработанных масел. Цель изобретения - получение качественных масел с содержанием следов воды без дополнительного разделения сбора масел по типам. Способ очистки отработанного масла включает процессы фильтрации, нагрева, предварительной очистки с отстаиванием масла, удалением воды и перемешиванием оставшегося масла, а также процессы центрифугирования, дальнейшего нагрева, сепарирования и вывода полученных масла и воды. Новым в способе является воздействие на него деэмульгаторами перед сепарированием и после него, охлаждение его до температуры 50-75^oC, воздействие на него электрическим полем в две стадии со снижающейся напряженностью и временем воздействия электрического поля 45-300^oC в зависимости от состава масла.

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, к регенерации отработанных масел.

Известны способы очистки смазочных масел путем центрифугирования и последующего воздействия электрического поля в присутствии высокомолекулярного флокулянта (полиэтиленгликоля) /1/ или в присутствии деэмульгатора и неорганических кислот /2/.

Известный способ /1/ предназначен для очистки смазочных масел только от частиц углерода и др. размером 0,3-0,5 мкм, образующихся в дизельных двигателях на стадии сгорания топлива, и не очищает смазочные масла от воды и твердых механических примесей размером более 0,5 мкм. Известный способ /2/ предполагает обработку электрическим полем водно-масляной фракции с повышенным содержанием воды до 65,5% При давлении 1,0 МПа получаемая вода не является продуктом процесса, а порция осадка после центрифугирования представляет собой жидкую фазу, содержащую 22,2% масла и 67,8% воды, которая должна подвергаться последующей очистке. Процесс выделения масла периодический.

Известен способ очистки отработанных масел, принятый за прототип, путем фильтрации нагретого масла, отделения воды, дальнейшего нагрева до температуры 90-100^oC с последующим сепарированием и выводом полученных масел и воды /3/.

Известные способы очистки отработанных масел предлагают, как правило, обработку масел раздельного сбора по определенным группам (типам) масел.

Цель изобретения очистка без дополнительного раздельного сбора смеси отработанных моторных, индустриальных, закалочных, гидравлических и др. масел и получение качественных масел с содержанием следов воды.

Цель достигнута тем, что в способе очистки отработанного масла путем фильтрации нагретого масла, отделения воды и центрифугирования согласно изобретению в масло до и после центрифугирования добавляют деэмульгатор с охлаждением смеси после центрифугирования до температуры 50-75^oC и воздействуют электрическим полем в две ступени с напряженностью 35-50 кВ/см на первой ступени и убывающим по напряженности полем от 10-15 кВ/см до 3-5 кВ/см на второй ступени при суммарном воздействии электрического поля 45-300 с.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что в масло до и после центрифугирования добавляют деэмульгатор с охлаждением смеси после центрифугирования до температуры 50-75^oC и воздействуют электрическим полем в две ступени с напряженностью 35-50 кВ/см на первой ступени и убывающим по напряженности полем от 10-15 кВ/см до 3-5 кВ/см на второй ступени при суммарном воздействии электрического поля 45-300 с.

Сравнение предлагаемого способа с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии его критериям новизны и существенных отличий.

Предлагаемый способ очистки отработанного масла осуществляется в следующей последовательности.

Отработанное масло фильтруют от механических примесей размером более 1 мм. Очищенное масло далее нагревают до температуры 75-80^oC. Затем его отстаивают в течение 2-3 ч, после чего свободную воду направляют в очистные сооружения, а отработанное масло перемешивают для получения однородной структуры и, добавив в поток масла деэмульгатор, направляют на центрифугирование. Под воздействием температуры, центробежных сил и химически активных веществ происходит разрушение связей механических примесей с углеводородами и водой, что способствует более полному отделению механических примесей. Далее в поток отработанного масла добавляют деэмульгатор, нагревают до температуры 95-98^oC и сепарируют. Под воздействием температуры, центробежных сил и химически активного вещества разрушаются стойкие водно-масляные эмульсии. Выделенную воду направляют по назначению, а в поток очищенного масла добавляют деэмульгатор и охлаждают до температуры 50-75^oC. Затем на масло воздействуют электрическим полем в две ступени. При воздействии электрического поля первой стадии напряженностью 35-50 кВ/см и химического вещества разрушаются стойкие оболочки самых малых капель воды размером 1-20 мкм и происходит их укрупнение.

При напряженности ниже 35 кВ/см не эффективно происходит укрупнение капель размером 1-10 мкм, что снижает эффективность обезвоживания. При напряженности выше 50 кВ/см капли воды после первой стадии не могут достигнуть порогового значения 30-40 мкм, из-за чего не происходит дальнейшего укрупнения капель на второй стадии воздействия электрическим полем.

На второй стадии воздействия электрическим полем с убывающей напряженностью от 10-15 кВ/см до 3-5 кВ/см происходит дальнейшее укрупнение водяных капель и исключается возможность их последующего дробления.

Значения начальной и конечной напряженности второй стадии воздействия подтверждены экспериментально при испытании макетного образца аппарата электрообезвоживания. Напряженность 10-15 кВ/см в начале второй стадии и 3-5 кВ/см в конце соответствуют наибольшей глубине обезвоживания масла. При значении напряженности в начале ниже 10 кВ/см происходит увеличение остаточной обводненности масла. При повышении напряженности выше 15 кВ/см дальнейшего повышения глубины обезвоживания не происходит. При уменьшении напряженности в конце второй стадии ниже 3 кВ/см не происходит дальнейшего увеличения глубины обезвоживания. При повышении выше 5 кВ/см увеличивается время осаждения капель из-за уменьшения их размера.

Эффективность разрушения оболочек мелких капель воды и укрупнение капель воды зависит от времени воздействия электрического поля 45-300 с. При времени воздействия первой стадии более 10-15 с имеет место возможность повторного дробления уже укрупнившихся капель. Микроскопический анализ показывает, что при времени воздействия первой стадии (10-15 с) размер капель увеличивается в несколько раз. Применение второй стадии обработки электрическим полем исключает возможность вторичного дробления и способствует укрупнению капель воды до размеров, позволяющих осуществить последующее гравитационное осаждение их (100-500 мкм). От конфигурации электрического поля и времени воздействия каждой ступени понижающегося по движению масляного потока электрического поля непосредственно зависит степень укрупнения капель воды. Для каждой ступени понижения электрического поля время воздействия 10-20 с. Суммарное время воздействия электрического поля двух стадий непосредственно зависит от состава отработанных масел и составляет 45-300 с.

Время воздействия более 300 с практически не влияет на степень обезвоживания масла, но при этом габариты аппарата значительно увеличиваются.

В результате обработки получают очищенное масло с содержанием следов воды (не более 0,03%), которое направляется на внутризаводское потребление.

В способе используют деэмульгаторы, представляющие собой соединения на основе оксиэтилированных синтетических жирных кислот, фенольных оснований и аммониевых солей алкилэтоксифосфатов и выпускаются промышленностью: Проксанол по ТУ 6-14-19-676-85 (изм. 1, 2, 3, 4), Проксофат по ТУ 38-507-63-01-23-90, ФОМ 9-20 по ТУ 38-407-343-86 (изм. 1, 2).

Предлагаемый способ очистки отработанного масла реализуется следующим образом.

Смесь отработанных индустриальных, моторных, закалочных и др. масел, состоящая из 20,6% воды, 64,1% масла и 15,3% механических примесей, насосом прокачивают через два фильтра для удаления механических примесей. В первом фильтре отработанное масло очищают от крупных механических частиц размером более 5 мм при температуре окружающей среды. Проходя через второй фильтр, отработанное масло очищается от механических примесей размером более 1 мм при температуре окружающей среды.

Далее отработанное масло поступает в термоотстойник, где его нагревают водяным паром до температуры 80^oC и отстаивают в течение двух часов. После чего свободную воду сливают из термоотстойника и направляют непосредственно в очистные сооружения, а в поток отработанного масла вводят деэмульгатор ФОМ 9-20 и перемешивают с получением отработанного масла, содержащего 12,7% воды, 70,4% масла и 16,8% механических примесей.

Далее отработанное масло центрифугируют в течение 5 мин, в результате чего выделяют механические примеси плотностью более 1000 кг/м³ и получают водно-масляную фракцию, содержащую 6,7% воды, 92,1% масла, 1,2% мехпримесей и сгущенный осадок, состоящий из 28% воды, 20% масла и 52% мехпримесей.

В водно-масляную фракцию вводят деэмульгатор Проксофат, догревают до 95^oC, сепарируют в течение 7 мин. Получены: масляная фракция, содержащая 0,3% воды, 99,3% масла, 0,4% мехпримесей и водная фаза, состоящая из 99,73% воды, 0,07% масла и 0,2% мехпримесей, а также периодически по мере накопления выводят механические примеси. Масляную фракцию охлаждают до 60^oC, обрабатывают электрическим полем напряженностью 50 кВ/см в течение 15с с получением укрупненных капель воды (в два-три раза), последовательно обрабатывают электрическим полем в пяти секциях напряженностью 15, 10, 7,5, 5 и 3 кВ/см, суммарное время воздействия 200 с с получением дальнейшего укрупнения капель воды до размеров 50-100 мкм, отстаивают в течение 30 мин, укрупненные капли воды выпадают из масла, и накапливающаяся вода выводится из системы.

Таким образом получают 85% очищенного масла со следами воды (до 0,03%).

Предлагаемый способ позволяет стабильно производить очистку смесей отработанных масел в широком диапазоне состава сырья как с повышенным содержанием воды (50% и более), так и с пониженным (2-3%), а также с повышенным содержанием механических примесей (10% и более).

В результате совместного воздействия температур, центробежных сил, химически активных веществ и электрического поля возможно получить чистые очищенные масла с содержанием следов воды, которые используют на внутризаводское потребление или реализуют другим машиностроительным предприятиям.

В зависимости от свойств и состава смеси отработанных масел сочетание деэмульгаторов различно.

Предлагаемый способ позволяет производить очистку отработанных масел в автоматическом режиме.

Формула изобретения

Способ очистки отработанного масла путем фильтрации нагретого масла, отделения воды и центрифугирования, отличающийся тем, что в масло до и после центрифугирования добавляют деэмульгатор с охлаждением смеси после центрифугирования до температуры 50 75^oС и воздействуют электрическим полем в две ступени с напряженностью 35 50 кВ/см на первой ступени и убывающим по напряженности полем от 10 15 до 3 5 кВ/см на второй ступени при суммарном времени воздействия электрического поля 45 300 с.