Способ регенерации отработанных трансформаторных масел


 


Владельцы патента RU 2394878:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)

Использование: в нефтехимической промышленности, промышленной энергетике и объектах, использующих трансформаторное масло. Сущность: очищаемое масло в адсорбере последовательно проходит вначале через слой, состоящий из смеси кварцевого песка мелкой фракции с глиноземом в массовом соотношении (1-5):1, затем - через слой крупнозернистого сорбента (или смеси крупнозернистых сорбентов). Из адсорбера масло в виде тонкой пленки стекает в сборник, при этом на линии сбора очищаемого масла осуществляют дегазацию с использованием вакуума. Способ осуществляют в одном аппарате. Технический результат - упрощение и удешевление технологии получения очищенного трансформаторного масла, соответствующего требованиям к качеству регенерированных масел. 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к технологии очистки трансформаторных масел и может быть использовано в промышленной энергетике и объектах, использующих трансформаторное масло, когда возникает необходимость в их регенерации.

Известна регенерация нефтяных масел, в том числе трансформаторных, методом перколяции с использованием таких сорбентов, как окись алюминия, глинозем, силикагель, цеолиты, ионообменные смолы и др. [Коваленко В.П. Загрязнения и очистка нефтяных масел. М.: Химия, 1978, 304 с.].

Недостатком данного метода является отсутствие дегазации, в результате в маслах остаются воздух и легколетучие примеси, способствующие их окислению.

Известен метод дегазации нефтяных масел с целенаправленно управляемым формированием масляных пузырей с последующим их разрушением в вакууме, отделением газообразной фракции от масла и выделением масла, в процессе которого выполняются дополнительные операции по дегазации [РФ, патент 2156638, B01D 19/00, 04.08.1999].

Недостатком данного метода является недостаточно полная регенерация из-за отсутствия адсорбционной очистки.

Известны методы и установки для регенерации трансформаторных масел, в которых такие важнейшие процессы для их осуществления в полном объеме, как адсорбция, фильтрование и дегазация, производятся в соответствующих аппаратах (агрегатах), выполняемых как в стационарных, так и в передвижных исполнениях.

Главными недостатками этих методов являются использование большого количества оборудования и высокая энергоемкость всей регенерации [Брай И.В. Регенерация трансформаторных масел. Глава 5. М.: Химия, 1972].

Наиболее близким по технической сущности является способ регенерации отработанных масел, заключающийся в последовательно осуществляемой перколяции через природный сорбент черкасский монтмориллонит или асканит (1-й адсорбер) и кислотно-активированный сорбент (2-й адсорбер); используются фракции гранул сорбентов от 0,1 до 0,45 мм. Обеспечивается выход регенерированных масел от 80 до 95% [А.с. СССР 1162869, С10М 175/02. Способ регенерации отработанных индустриальных масел, 1985].

Недостатками известного способа являются невысокая его технологичность, использование серной кислоты для активирования адсорбента, использование двух аппаратов, последовательно соединенных адсорберов, а также отсутствие дегазации масла.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление технологии регенерации отработанных трансформаторных масел за счет использования доступных и дешевых адсорбентов в виде смеси кварцевого песка с глиноземом и совмещением процессов перколяции, фильтрации и дегазации в одном аппарате (адсорбере).

Техническим результатом является получение трансформаторного масла, соответствующего требованиям к качеству регенерированных масел, с использованием технологичного способа, осуществляемого в одном аппарате.

Поставленный технический результат достигается разработкой нового одностадийного, технологичного и экономичного способа регенерации отработанных трансформаторных масел путем последовательной перколяции через два слоя сорбентов, причем в качестве первого слоя используют смесь кварцевого песка мелкой фракции с глиноземом в массовом соотношении (1-5):1, в котором происходят фильтрация и перколяция; в качестве второго слоя - крупнозернистый сорбент, например силикагель марки КСК, кварцевый песок крупной фракции или их смесь, в котором одновременно с перколяцией осуществляют дегазацию с использованием вакуума, которая продолжается в тонком слое масла до сбора очищенного масла.

Для очистки масел используют фракционированный кварцевый песок мелкой фракции 0,14-0,63 мм (или 0,1-0,315 мм), содержащий 95,5-99% мас. диоксида кремния. Перед применением его трижды промывают горячей водопроводной водой (или конденсатом). Затем сушат в течение 8-10 часов при температуре 140-160°С. Глинозем (технический оксид алюминия) также сушат в течение 4-5 часов при температуре 140-160°С. Перед заполнением колонки (для верхней части) указанные сорбенты тщательно смешивают в массовом соотношении кварцевый песок:глинозем (1-5):1 (мас.) соответственно. Крупнопористый сорбент (для нижней части), лучше силикагель крупнопористый (гранулы различной формы) марки КСК или песок фракционированный крупной фракции 1,25-5 мм перед применением высушивают в течение 3-4 часов при температуре 140-160°С.

Регенерацию трансформаторных масел (после предварительного отстаивания от шлама и воды или (и) пропускания через фильтр грубой очистки) осуществляют в стеклянном цилиндрическом сосуде диаметром 32 мм, в котором соотношение высоты h общего слоя сорбентов к внутреннему диаметру адсорбера (h/d) составляет 8-25. В нижнюю часть адсорбера помещают фильтрующий материал, выше которого размещают слой (2-5h/d) крупнозернистого силикагеля КСК (или кварцевый песок крупной фракции 1,25-5 мм, или смесь кварцевого песка крупной фракции с крупнозернистым силикагелем КСК). Когда масло поступает из верхнего слоя сорбентов в нижний, в котором создается вакуум (2-200 мм рт.ст.), происходят «вскипание» газообразных примесей и непрерывное образование мелких масляных пузырьков и их разрушение между гранулами крупнозернистого сорбента. Таким образом, в этой части (нижней) адсорбера происходит не только сорбция примесей, но и дегазация масла и разрушение пены. Крупнозернистый слой сорбента способствует развитию поверхности взаимодействия фаз и формированию непрерывно стекающей масляной пленки.

Верхний слой сорбентов обеспечивает необходимое гидравлическое сопротивление, позволяющее поддерживать в нижнем слое вакуум, медленное и равномерное поступление масла из верхнего слоя в нижний слой, что также способствует эффективному разрушению образующейся пены и предотвращает унос масла (в виде пены и разбрызгиванием) в вакуумсоздающую систему.

Верхний слой сорбентов (смесь кварцевого песка мелкой фракции с глиноземом) отделяется от нижнего фильтрующим материалом (для предотвращения попадания мелкодисперсных сорбентов в нижнюю часть). В процессе регенерации над верхним слоем сорбентов постоянно поддерживается небольшой слой очищаемого масла. В верхнем слое сорбентов масло очищается за счет сорбции и фильтрации (т.к. мелкодисперсный слой сорбентов обладает хорошими и фильтрующими свойствами). Из колонки в приемную емкость масло стекает в виде пленки по наклонной трубке, в которой происходит завершение процесса дегазации. Для более эффективного отделения газообразных фракций примесей от масла и их удаления трубка соединяется с единой вакуумной магистралью (2-200 мм рт.ст.) перед адсорбером и перед приемной емкостью (что препятствует вторичному попаданию газообразных фракций примесей в очищаемое масло).

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для регенерации отработанного трансформаторного масла.

Установка для регенерации отработанного трансформаторного масла 2 состоит из адсорбера 1, содержащего первый верхний слой сорбентов из смеси кварцевого песка мелкой фракции с глиноземом 3, перегородку с фильтрующим материалом 4, второй нижний слой с крупнозернистым сорбентом или смесью крупнозернистых сорбентов 5, перегородку с фильтрующим материалом 6, наклонной трубки 7, верхняя и нижняя части которой соединены с единой вакуумной магистралью, вакуумной линии 8, связанную с вакуумным агрегатом, обеспечивающим остаточное давление 2-200 мм рт.ст., резервуара для приема очищенного масла 9 и ловушки 10.

Способ осуществляют следующим образом.

Подлежащее регенерации отработанное трансформаторное масло 2 (после предварительного отстаивания от шлама и воды или (и) пропускания через фильтр грубой очистки) подается в верхнюю часть адсорбера 1. Проходя через первый верхний слой смеси мелкозернистых сорбентов 3, обладающий большим гидравлическим сопротивлением, масло очищается за счет фильтрации и перколяции. Из верхнего слоя масло через перегородку с фильтрующим материалом 4, разделяющую верхний и нижний слои сорбентов, поступает во второй нижний слой 5, в котором за счет создаваемого разрежения (2-200 мм рт.ст.) происходят «вскипание» газообразных примесей и непрерывное образование мелких масляных пузырьков и их разрушение в свободном объеме между гранулами крупнозернистого сорбента. В нижней части адсорбера продолжается сорбция примесей, содержащихся в масле, дегазация масла, которой способствуют процессы непрерывного образования и разрушения мелких масляных пузырьков. Так как масло из верхнего слоя сорбентов поступает в нижний с небольшой скоростью за счет высокого гидравлического сопротивления верхнего слоя. Это способствует эффективному разрушению пены и предотвращает попадание масла (вместе с пеной) в вакуумную магистраль. Из нижней части адсорбера в приемную емкость масло медленно стекает по наклонной трубке 7, в которой продолжается процесс дегазации. Для более эффективного отделения газообразных фракций примесей от масла, предотвращения их вторичного попадания в регенерируемое масло трубка 7 соединяется с единой вакуумной магистралью 8 после адсорбера и перед приемной емкостью. В ловушке 10 собираются жидкие примеси.

Для лучшего понимания сущности предлагаемого технического решения ниже приводятся конкретные примеры осуществления способа регенерации.

Пример 1. Регенерации подвергают 800 г отработанного трансформаторного масла ВГ (после предварительного отстаивания для отделения шлама и воды). Для очистки используют адсорбер, нижний слой (3h/d) заполнен высушенным крупнозернистым силикагелем КСК, верхний (15h/d) заполнен смесью кварцевого песка (мелкая фракция 1,14-0,63 мм) и глинозема в массовом соотношении 1:1. Температура масла +35°С, остаточное давление 3 мм рт.ст. Очищенное масло получено с выходом 94%, свойства приведены в таблице.

Пример 2. Регенерации подвергают 800 г отработанного трансформаторного масла ВГ (после предварительного отстаивания для отделения шлама и воды). Для очистки используют адсорбер, нижний слой (3h/d) заполнен кварцевым песком (крупная фракция 1,25-5 мм), верхний (18h/d) заполнен смесью кварцевого песка (мелкая фракция 0,1-0,315 мм) и глинозема в массовом соотношении 5:1. Температура масла +30°С, остаточное давление 10 мм рт.ст. Очищенное масло получено с выходом 92%, свойства приведены в таблице.

Характеристики трансформаторного масла, регенерированного по примерам 1 и 2, представлены в таблице.

Сравнительные характеристики отработанного и регенерированного трансформаторного масла
Показатели Отработанное масло Регенерированное масло по примерам
1 2
Внешний вид Мутное светло-коричневое масло с взвешенными механическими частицами и водой Чистое прозрачное масло светло-желтого цвета без следов взвешенных частиц и воды Чистое прозрачное масло светло-желтого цвета без следов взвешенных частиц и воды
1 2 3 4
Плотность при 20°С, кг/м3 878 865 870
Вязкость кинематическая, мм2/с при 50°С 8,6 8,9 8,8
Кислотное число, мг КОН/г масла 0,07 0,01 0,015
Температура вспышки в закрытом тигле,°С 132 137 136
Влагосодержание, % (мас.) 0,16 0,002 0,002
Содержание механических примесей, % Хлопьевидный осадок Отсутствие, (класс чистоты 11) Отсутствие, (класс чистоты 11)
Газосодержание, (% объема) 0,1 0,1
Пробивное напряжение, (кВ) 20 65 62

Как видно из таблицы, полученные образцы масел удовлетворяют требованиям к качеству регенерированных масел, подготовленных к заливке в электрооборудование (до 220 кВ) после его ремонта [Объем и нормы испытаний электрооборудования. Под общ. ред. Б.А.Алексева, Ф.Л.Когана, Л.Г.Маликонянца. - 6-е изд. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000, гл. 25]. Российское акционерное общество энергетики и электрификации «ЕЭС России», РД 34.45-51.300-97.

Способ регенерации отработанных трансформаторных масел путем последовательной перколяции через два слоя сорбентов, отличающийся тем, что в качестве первого слоя используют смесь кварцевого песка мелкой фракции с размером частиц от 0,1 до 0,63 мм с глиноземом в массовом соотношении (1-5):1, в качестве второго слоя - крупнозернистый сорбент, например силикагель марки КСК, кварцевый песок крупной фракции с размером частиц от 1,25 до 5 мм или их смесь, в котором одновременно с перколяцией осуществляют дегазацию с использованием вакуума, которая продолжается в тонком слое масла до сбора очищенного масла.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу регенерации отработанных минеральных масел. .

Изобретение относится к химической технологии очистки дисперсных сред и коллоидных растворов. .
Изобретение относится к нефтехимической промышленности и касается восстановления отработанных индустриальных масел. .

Изобретение относится к способам очистки нефтяных масел и может быть использовано для очистки отработанных моторных масел от механических примесей на предприятиях железнодорожного транспорта, моторостроительных заводах, крупных автохозяйствах и т.д.
Изобретение относится к области технического обслуживания и содержания транспортных средств, а более точно к способам очистки отработанных во время эксплуатации транспортных средств минеральных масел легкой и средней групп.
Изобретение относится к способу утилизации отработанного моторного масла и может быть использовано в областях, где используются четырехтактные двигатели. .

Изобретение относится к химической технологии и касается способа получения дизельного топлива из отработанного моторного масла

Изобретение относится к технологии очистки трансформаторных масел и может быть использовано в промышленной энергетике и объектах, использующих трансформаторное масло, когда возникает необходимость в их регенерации
Изобретение относится к области нефтехимии, точнее к восстановлению свойств отработанных смазочных масел, и может быть использовано на маслоочистительных и регенерационных установках

Изобретение относится к способу регенерации отработанного трансформаторного масла и очищения его от продуктов старения, находящегося в емкости, предусматривающему операции: установку над емкостью трансформаторного масла волновода, в котором располагают усеченный полый конус

Изобретение относится к очистке нефтяных масел, в частности к очистке работающих моторных масел от продуктов старения и загрязнений, и может быть использовано на предприятиях сельскохозяйственного, автотранспортного, строительного производства и других отраслей хозяйственной деятельности, использующих автотракторную технику и двигатели внутреннего сгорания

Изобретение относится к способу замедления окисления трансформаторного масла, находящегося в электроустановке

Настоящее изобретение относится к устройству для регенерации отработанного трансформаторного масла, характеризующемуся тем, что оно включает волновод, на торцах которого размещены упорные кольца и полый конус с отверстием в вершине с возможностью перемещения его между упорными кольцами стержнем, соединенным с основанием полого конуса через скользящее кольцо. Техническим результатом настоящего изобретения является эффективная регенерация трансформаторного масла путем коагуляции молекул воды и продуктов старения вращающимся электромагнитным полем. 1 табл., 7 ил.

Изобретение относится к устройству термогравитационной очистки турбинных и трансформаторных масел от механических примесей и воды, содержащему первую емкость, систему отвода масла из первой емкости, систему подачи масла в первую емкость, включающую ламинирующее поток масла устройство, расположенное в первой емкости выше уровня ее донной части. Устройство характеризуется тем, что дополнительно содержит вторую емкость, систему отвода масла из второй емкости, систему подачи масла во вторую емкость, включающую ламинирующее поток масла устройство, расположенное во второй емкости выше уровня ее донной части. При этом система отвода масла из первой емкости связана с системой подачи масла во вторую емкость, система подачи масла в первую емкость снабжена подогревающим устройством, система отвода масла из второй емкости дополнительно снабжена фильтром, а первая емкость снабжена верхней стенкой. Верхняя торцевая стенка первой емкости и нижняя торцевая стенка второй емкости совмещены, вторая емкость расположена непосредственно над первой емкостью. Использование настоящего изобретения позволяет повысить степень очистки масла от механических примесей, воды и парафинистых соединений без применения дополнительного механического оборудования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Настоящее изобретение относится к способу очистки моторного масла от продуктов старения и загрязнений путем смешивания предварительно нагретого моторного масла с разделяющим агентом, с последующим отделением очищенного моторного масла центрифугированием, при этом в качестве разделяющего агента используют 0,05-0,1% 40%-ного аммиачного раствора карбамида в расчете на объем очищаемого масла, последующее отделение очищенного моторного масла осуществляют непосредственно в центрифуге двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение способа очистки и повышение качества очистки работающего моторного масла. 1 табл.
Настоящее изобретение относится к способу очистки отработанного синтетического моторного масла путем добавления водного раствора карбамида, взятого в количестве 0,5-1% в расчете на сухое вещество от массы очищаемого масла при этом вводят 2,5-3,0% (мас.) 0,1 н. раствора едкого кали в этиловом спирте, далее смесь нагревают до 110-115°C с последующим отделением загрязнений. Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение удаления большего количества механических загрязнений из отработанного синтетического моторного масла. 1 табл.
Наверх