Способ регенерации обводненного масла

 

Изобретение относится к способу регенерации обводненных моторных масел, загрязненных механическими примесями, и может быть использовано для очистки отработанных масел на автотранспортных, машиностроительных и сельскохозяйственных предприятиях. Способ регенерации обводненного масла включает контактирование масла с адсорбентом на основе базальтового волокна. Масло пропускают через фильтр, заполненный базальтовым волокном, модифицированным глиной или карбамидом, при удельной скорости фильтрации 3,2-10,3 м³· м^-2· ч^-1. Преимуществами данного изобретения является одностадийность процесса и разрушение эмульсии, стабилизированной механическими примесями. 1 табл.

Изобретение относится к способу регенерации обводненных моторных масел, загрязненных механическими примесями, и может быть использовано для очистки отработанных масел на автотранспортных, машиностроительных и сельскохозяйственных предприятиях.

Рациональное использование отработанных масел имеет большое экологическое и экономическое значение. Известны разнообразные способы, применяемые для регенерации масел, включающие механическое выделение примесей (отстаивание и фильтрация), центрифугирование, магнитную сепарацию, вакуумную дегидратацию и процессы вторичной очистки, заключающиеся в отстаивании и декантации, обезвоживании, кислотной обработке, обработке активированной глиной в вакууме и добавлении присадок, улучшающих свойства масла.

Для удаления крупных сажистых частиц, воды и механических примесей отработанное масло отстаивают в течение суток, а затем центрифугируют в течение 0,5 ч при 7000 об. мин^-1. Затем масло испаряют в вакууме до температуры начала кипения свежего ВМ-4. Испарение проводят при 1,3-4 кПа и температурах 150-180-185-212° С (Старение и очистка вакуумного масла. И.Н.Бунеев, А.А.Гуреев, М.И.Фалькович, Т.З.Цацкина. Хим. и техн. топлив и масел, №l. c.24-26, 1990).

Схема очистки вакуумного масла, загрязненного камфорой, водой, продуктами окисления и другими примесями предусматривает его испарение до температуры 250° С при вакууме 10-30 мм рт.ст. с последующей контактной доочисткой сухим алюмосиликатом (И.Н.Бунеев, А.А.Чуреев, М.И.Фолькович, В.Т.Солодовникова. “Регенерация вакуумного масла ВМ-4”, Нефтепереработка и нефтехимия, 1989, №2, С.19-20).

Известен способ регенерации отработанных нефтяных масел путем контактирования масла с силикагелем и последующим отделением адсорбента от масла фильтрацией под вакуумом (Заявка №96101385/04 Россия, МПК⁶ С 10 М 175/02, опубл. 27.03.98. БИ №9).

Известно применение для регенерации масел природных материалов. Трансформаторное масло очищается на частично отработанном кислотноактивированном бентоните, затем на свежем сорбенте, просушенном при 150° С в течение 3 ч, и сушится цеолитом (Регенерация отработанных трансформаторных масел. А.Ю.Евдокимов, Чан Тхань Ха, М.И.Фалькович, В.Т.Солодовников. Нефтепер. и нефтехимия, №5, с.16-18, 1989. А.с. 1198109, СССР, 1985).

Известно применение каолина для удаления кислотных примесей, улучшения цветности и снижения содержания воды. Процесс проводят при 60-130° С. Для удаления микрочастиц металлов каолин используется в сочетании с мембранной очисткой, что значительно повышает степень очистки за 1 цикл (Aono Ryonei. Hydraul. And pneum. - 1986. - V.25, N5. - р.64-68).

Известно использование активированного монтмориллонита для регенерации трансформаторных, индустриальных и моторных масел (Марцин И.И., Овчаренко Ф.Д., Пистолькорс В.А. //Коллоидно-хим. проблемы экол. Тез. докл. всес. конф., Минск, 28-30 мая, 1990. - Минск. 1990. - с.134-135).

Известен способ очистки использованных смазочных масел вакуумной перегонкой с последующей 2-х ступенчатой обработкой дистиллята в присутствии 0,2-20 (0,5-16 маc.%) мас.% твердых частиц материала типа бентонита и монтмориллонита при 230-350° С (240-320° С) и времени обработки 0,5-120 (1-45) мин (Заявка 4142829 BRD, МКИ С 10 М 175/02. Опубл. 24.06.93).

Отработанное масло, нагретое до 80-90° С, регенерируют контактной очисткой адсорбентом - палыгорскитом при перемешивании в течение 1-3 ч а затем отфильтровывают (Пат. 2058380 Россия, МКИ С 10 М 175/02. Опубл 20.04.96, БИ №11).

Известен способ регенерации отработанных масел путем смешивания с безводным хлористым цинком (3-10 маc.%) и нагревания при пониженном давлении для выделения примесей в виде паров и осадка. Масла, образующие верхний слой, смешивают с активированной глиной и нагревают при пониженном давлении до тех пор, пока масло не приобретет желаемую окраску (Заявка №2421903 ФРГ, МКИ С 10 М 11/00. Опубл. 24.08.78).

Для регенерации масла и удаления воды известен способ рекуперации (Пат. 2061741 Россия, МПК⁶ С 10 М 175/02. №94020447/04; Опубл. 10.6.96, БИ №16). Для удаления воды из масла используют частицы адсорбента и тяжелого наполнителя, причем частицы наполнителя крупнее частиц адсорбента. В качестве наполнителя используют частицы плотных полимеров или металлов. В качестве адсорбентов - соли сшитых полимеров карбоновых кислот, возможно с добавкой крахмала, способного поглощать в 12 раз больше воды, чем собственный вес. К адсорбенту добавляют карбоксиметилцеллюлозу, карбоксиэтилцеллюлозу, полиакриламид (Заявка 2286597 Великобритания, МПК⁶ С 10 G 33/10. №94032885; Опубл. 23.8.95; НПК С5Е. GB).

Предлагается в качестве средства очистки масла от воды сополимер акриламида с аминоалкилакрилатами, которые обладают высокой скоростью поглощения влаги и степенью набухания (Пробл. экономич. и эксплуат. двигателей внутр. сгорания в АПК СНГ. 1996, №8, с.12-13).

Рассматривается возможность применения для обезвоживания масел цеолитов (Иванов С.А., Алексашкин Д.А., Пуртов Н.Н (Единство теор., метод и практ. подгот. будущ. спец. /Чит.фил.Хабар. ин-та инж. ж.-д. трансп. Чита. 1992, с.75-76.); оксидов, гидрооксидов, галогенидов, карбонатов, сульфатов, фосфатов щелочных и щелочноземельных металлов, а также кокс, цеолиты (Пат. 2100425 Россия, МПК⁶ С 10 М 175/02. №95117864/04; Опубл. 27.12.97, БИ №36).

Известен способ очистки отработанного масла путем смешения нагретого масла (80-100° С) с порошкообразным карбамидом (Пат. №2163253 Россия, МПК⁷ С 10 М 175/02; Опубл. 20.02.2001, БИ №5).

Указанные способы регенерации отработанных масел громоздки и многостадийны, требуют значительных энергетических затрат.

Известен способ регенерации масел, где в качестве сорбентов используются бентонитовые глины (например, черкасский монтмориллонит) глина монтмориллонито-палыгорскитовой структуры, клиноптилонит и активированные бентонитовые глины. Активацию монтмориллонита осуществляют 15%-ной серной кислотой при 95° С в течение 6 ч (А.с. СССР №1162869, МКИ С 10 М 175/02. №3591995/23-04; Опубл. 23.06.85, БИ №23).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ очистки масел путем фильтрации масла через фильтрующий материал, содержащий порошок асканита, порошок перлита и базальтовое волокно (А.с. СССР №1011235, МКИ В 01 J 20/00, В 01 D 39/02, опубл. 15.04.83, БИ №14).

Однако предложенное техническое решение неэффективно для обезвоживания стойких эмульсий типа вода в масле, стабилизированных механическими примесями.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса, улучшение качества регенерируемого масла, образующего стойкую эмульсию типа масло в воде.

Технический результат достигается тем, что масло пропускают через фильтр, заполненный базальтовым волокном, модифицированным глиной или карбамидом, при удельной скорости фильтрации 3,2-10,3 м³· м^-2· ч^-1.

Базальтовое волокно модифицируют глиной согласно патенту №2130001. Модификацию базальтового волокна карбамидом проводят аналогично.

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются использование в качестве фильтрующего материала базальтового волокна, модифицированного глиной или карбамидом.

Пример 1.

Фильтр заполняют базальтовым волокном. Масло, содержащее 0,02 мас.% механических примесей и 3 мас.% эмульгированной воды подают в фильтр под давлением. Расход фильтрующего материала 3 г на 0,5 л эмульсии. Удельная скорость фильтрации - 3,2 м³· м ^-1· ч^–1. Регенерированное масло содержит воду в виде стойкой эмульсии, механические примеси отсутствуют.

Пример 2.

Фильтр заполняют базальтовым волокном, модифицированным глиной. Масло, содержащее 0,02 мас.% механических примесей и 3 мас.% эмульгированной воды, подают в фильтр под давлением. Расход фильтрующего материала 3 г на 0,5 л эмульсии. Удельная скорость фильтрации - 3,2 м³· м^-2· ч^-1. Регенерированное масло прозрачное, механические примеси отсутствуют.

Пример 3.

Фильтр заполняют базальтовым волокном, модифицированным карбамидом. Масло, содержащее 0,02 мас.% механических примесей и 3 мас.% эмульгированной воды, подают в фильтр под давлением. Расход фильтрующего материала 3 г на 0,5 л эмульсии. Удельная скорость фильтрации - 3,2 м³· м ^-2· ч^-1. Регенерированное масло прозрачное, механические примеси отсутствуют.

Пример 4.

Фильтр заполняют базальтовым волокном, модифицированным глиной. Масло, содержащее 0,02 мас.% механических примесей и 3 мас.% эмульгированной воды, подают в фильтр под давлением. Расход фильтрующего материала 3 г на 0,5 л эмульсии. Удельная скорость фильтрации - 6,7 м³· м ^-2· ч^-1. Регенерированное масло прозрачное, механические примеси отсутствуют.

Пример 5.

Фильтр заполняют базальтовым волокном, модифицированным карбамидом. Масло, содержащее 0,02 мас.% механических примесей и 3 мас.% эмульгированной воды, подают в фильтр под давлением. Расход фильтрующего материала 3 г на 0,5 л эмульсии. Удельная скорость фильтрации - 6,7 м³· м ^-2· ч^-1. Регенерированное масло прозрачное, механические примеси отсутствуют.

Пример 6.

Фильтр заполняют базальтовым волокном, модифицированным глиной. Масло, содержащее 0,02 мас.% механических примесей и 3 мас.% эмульгированной воды, подают в фильтр под давлением. Расход фильтрующего материала 3 г на 0,5 л эмульсии. Удельная скорость фильтрации - 8,9 м³· м ^-2· ч^-1. Регенерированное масло прозрачное, механические примеси отсутствуют.

Пример 7.

Фильтр заполняют базальтовым волокном, модифицированным карбамидом. Масло, содержащее 0,02 мас.% механических примесей и 3 мас.% эмульгированной воды, подают в фильтр под давлением. Расход фильтрующего материала 3 г на 0,5 л эмульсии. Удельная скорость фильтации - 8,9 м³· м ^-2· ч^-1. Регенерированное масло содержит следы воды, механические примеси отсутствуют.

Пример 8.

Фильтр заполняют базальтовым волокном, модифицированным глиной Масло, содержащее 0,02 мас.% механических примесей и 3 мас.% эмульгированной воды, подают в фильтр под давлением. Расход фильтрующего материала 3 г на 0,5 л эмульсии. Удельная скорость фильтрации - 10,3 м³· м^-2 · ч^-1. Регенерированное масло содержит следы воды, механические примеси отсутствуют.

Пример 9.

Фильтр заполняют базальтовым волокном, модифицированным карбамидом. Масло, содержащее 0,02 мас.% механических примесей и 3 мас.% эмульгированной воды, подают в фильтр под давлением. Расход фильтрующего материала 3 г на 0,5 л эмульсии. Удельная скорость фильтрации - 10,3 м³· м ^-2· ч^-1. Регенерированное масло содержит воду в виде стойкой эмульсии, механические примеси отсутствуют.

Контроль полноты регенерации проводят по методикам определения качества масла согласно действующим ГОСТам.

Предлагаемый способ регенерации осуществляют в одну стадию с выходом очищенного масла до 95% в зависимости от загрязнения исходного сырья. Процесс проводят при комнатной температуре. Регенерацию осуществляют в цилиндрическом сосуде, d=25 мм, h=300 мм; отношение высоты слоя сорбента к внутреннему диаметру адсорбера составляет 2.

Зависимость качества регенерации масла от базальтового волокна способа модификации представлена в таблице в конце описания.

Данные таблицы показывают, что использование базальтового волокна, модифицированного глиной, предпочтительнее.

Преимуществами предлагаемого способа, по сравнению с известными, является одностадийность и разрушение эмульсии, стабилизированной механическими примесями.

Таким образом, предлагаемый способ регенерации обводненного масла позволяет удалять механические примеси и разрушать стойкие эмульсии при малом расходе фильтрующего материала.

Формула изобретения

Способ регенерации обводненного масла, включающий контактирование масла с адсорбентом на основе базальтового волокна, отличающийся тем, что масло пропускают через фильтр, заполненный базальтовым волокном, модифицированным глиной или карбамидом, при удельной скорости фильтрации 3,2-10,3 м³ м^-2 ч ^-1.