Способ мембранной очистки отработанного моторного масла

Авторы патента:

Шапаков Николай Андреевич (RU)

Уткин Виктор Павлович (RU)

Бабенышев Сергей Петрович (RU)

Емельянов Сергей Александрович (RU)

Жидков Владимир Евдокимович (RU)

Мамай Дмитрий Сергеевич (RU)

C10M175/02 - на основе минеральных масел

Владельцы патента RU 2599780:

Общество с ограниченной ответственностью "СТМЕМБ" (RU)

Настоящее изобретение относится к способу мембранной очистки отработанного моторного масла, который предусматривает центрифугирование, нагрев моторного масла, заполнение мембранного модуля, разделение масла на концентрат и фильтрат под давлением, причем после центрифугирования предварительно очищенное отработанное моторное масло дополнительно очищают методом микрофильтрации при температуре 45±2°С с применением микрофильтрационных мембран с размером пор 0,15-0,2 мкм и далее нагревают до температуры 55±5°С с дальнейшей очисткой с помощью ультрафильтрации с размером пор 0,05 мкм, причем процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа. Технический результат - повышение эффективности процесса фильтрации, увеличение срока службы мембран и улучшение показателей получаемого на выходе из мембранной установки очищенного моторного масла. 1 табл., 1 ил., 6 пр.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к регенерации смазочных масел, в частности к стадии очистки отработанных моторных масел методами мембранной фильтрации от продуктов «старения» и механических загрязнений, и может быть использовано на маслоочистительных установках промышленности и сельского хозяйства.

Уровень техники

Известен способ очистки отработанного моторного масла, который включает в себя 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°C, воздействие на него электрическим полем в две стадии со снижающейся напряженностью и временем воздействия электрического поля 45-300°C в зависимости от состава масла (см. пат. № 2101335, МПК C10M175/02, опубл. 10.01.1998).

Недостатком указанного способа является то, что использование деэмульгаторов и процесса воздействия электрическим полем в две стадии приводит к большим затратам на осуществление очистки отработанного моторного масла.

Известен способ утилизации моторного масла, в котором отработанное моторное масло нагревают до 70-80°С и подают в аппарат центробежной очистки. В аппарате центробежной очистки происходит разделение на масляную фазу и водно-масляный шлам. Водно-масляный шлам затем подвергают фильтрации. В результате фильтрации происходит отделение водной фазы и масляного шлама. Масляный шлам можно дальше использовать при производстве асфальта. Масляную фазу подвергают очистке путем хемосорбционной и адсорбционной фильтрации. После чего очищенное отработанное моторное масло добавляют к свежему моторному маслу в количестве не более 30% (см. пат. № 2243254, МПК C10M175/02, опубл. 27.12.2004).

Недостатком данного способа является невысокая эффективность процесса фильтрации сильнозагрязненных моторных масел.

Наиболее близким по технической сущности является способ ультрафильтрации моторного масла, который предусматривает нагрев моторного масла, заполнение мембранного модуля, разделение масла на концентрат и фильтрат при избыточном давлении, при этом перед заполнением модуля проводят центрифугирование масла с последующим внесением в масло гранулированного полиэтилена с размерами частиц 0,04-0,13 мм в количестве 0,19-1,0 кг/м² мембранной поверхности с последующим удалением последнего вместе с концентратом, причем заполнение мембранного модуля проводят в пульсирующем режиме, при температуре моторного масла 45-50°С (см. пат. № 2240855, МПК C10M175/02, опубл. 27.11.2004).

Недостатком известного способа является использование полимерного материала - гранулированного полиэтилена и относительно невысокая эффективность предварительной обработки отработанного моторного масла, что приводит к загрязнению поверхности мембран и к снижению скорости процесса фильтрации.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа мембранной очистки отработанного моторного масла на основе использования метода микрофильтрации после центрифугирования, что приводит к ускорению и повышению эффективности дальнейшей регенерации методом ультрафильтрации.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к ускорению, повышению эффективности процесса фильтрации, увеличению срока службы мембран и улучшению показателей получаемого на выходе из мембранной установки очищенного моторного масла.

Указанный технический результат достигается с помощью способа мембранной очистки отработанного моторного масла, включающего центрифугирование масла, нагрев моторного масла, заполнение мембранного модуля, разделение масла на концентрат и фильтрат под давлением, причем согласно изобретению, после центрифугирования предварительно очищенное отработанное моторное масло дополнительно очищают методом микрофильтрации при температуре (45±2)°С с применением микрофильтрационных мембран с размером пор 0,15-0,2 мкм и далее нагревают до температуры (55±5)°С с дальнейшей очисткой с помощью ультрафильтрации с размером пор 0,05 мкм, причем процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа.

Осуществление изобретения

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Осуществляют сбор отработанного моторного масла, затем центрифугируют для выделения загрязняющих примесей. Далее предварительно очищенное моторное масло с целью дополнительной очистки нагревают до (45±2)°С и очищают на мембранной установке с применением микрофильтрационных мембран с размером пор 0,15-0,2 мкм. Выбор дополнительной очистки микрофильтрационными мембранами при температуре масла не менее 43°С и не более 47°С позволяет задерживать вещества размерами до 0,15 мкм, что ведет к получению осветленного моторного масла. Зависимость проницаемости Q мембраны от температуры t отработанного моторного масла в канале баромембранного аппарата представлены на рисунке 1. Далее осветленное моторное масло нагревают до (55±5)°С. Затем нагретое осветленное масло очищают на мембранной установке с применением ультрафильтрационных полимерных мембран с размером пор 0,05 мкм. Выбор диапазона температуры отработанного моторного масла не менее 50°С и не более 60°С при очистке методом ультрафильтрации характеризует наиболее оптимальные показатели проницаемости мембран и наименьшие затраты на нагрев.

Рисунок 1 - Зависимость проницаемости Q мембраны от температуры t дополнительно очищенного отработанного моторного в канале баромембранного аппарата (Р=0,6÷0,7 МПа, V=0,6÷1,0 м/с, τ=0,5 ÷0,75 ч, С=0,5÷ 0,6%)

Процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа (данный интервал получен экспериментальным путем).

Примеры реализации

Пример 1

Моторное масло нагревают до (45±2)°С, центрифугируют и подают на дополнительную очистку в мембранную установку методом микрофильтрации с размерами пор 0,2 мкм. Далее осветленное моторное нагревают до 50°С и подают в мембранную установку с дальнейшей очисткой процессом ультрафильтрации с размером пор 0,05 мкм. Процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа. Производительность процесса разделения по фильтрату 11,2 кг/м²·ч.

Пример 2

Моторное масло нагревают до (45±2)°С, центрифугируют и подают на дополнительную очистку в мембранную установку методом микрофильтрации с размерами пор 0,2 мкм. Далее осветленное моторное нагревают до 55°С и подают в мембранную установку с дальнейшей очисткой процессом ультрафильтрации с размером пор 0,05 мкм. Процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа. Производительность процесса разделения по фильтрату 12,5 кг/м²·ч.

Пример 3

Моторное масло нагревают до (45±2)°С, центрифугируют и подают на дополнительную очистку в мембранную установку методом микрофильтрации с размерами пор 0,2 мкм. Далее осветленное моторное нагревают до 60°С и подают в мембранную установку с дальнейшей очисткой процессом ультрафильтрации с размером пор 0,05 мкм. Процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа. Производительность процесса разделения по фильтрату 12,9 кг/м²·ч.

Пример 4

Моторное масло нагревают до (45±2)°С, центрифугируют и подают на дополнительную очистку в мембранную установку методом микрофильтрации с размерами пор 0,15 мкм. Далее осветленное моторное нагревают до 50°С и подают в мембранную установку с дальнейшей очисткой процессом ультрафильтрации с размером пор 0,05 мкм. Процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа. Производительность процесса разделения по фильтрату 11,6 кг/м²·ч.

Пример 5

Моторное масло нагревают до (45±2)°С, центрифугируют и подают на дополнительную очистку в мембранную установку методом микрофильтрации с размерами пор 0,15 мкм. Далее осветленное моторное нагревают до 55°С и подают в мембранную установку с дальнейшей очисткой процессом ультрафильтрации с размером пор 0,05 мкм. Процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа. Производительность процесса разделения по фильтрату 12,6 кг/м²·ч.

Пример 6

Моторное масло нагревают до (45±2)°С, центрифугируют и подают на дополнительную очистку в мембранную установку методом микрофильтрации с размерами пор 0,15 мкм. Далее осветленное моторное нагревают до 60°С и подают в мембранную установку с дальнейшей очисткой процессом ультрафильтрации с размером пор 0,05 мкм. Процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа. Производительность процесса разделения по фильтрату 13,2 кг/м²·ч.

Результаты влияния дополнительной очистки методом микрофильтрации и температуры отработанного моторного масла на ускорение процесса разделения методом ультрафильтрации приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты реализации способа мембранной очистки отработанного моторного масла

Как видно из таблицы, использование микрофильтрационных мембран с размером пор 0,15 мкм не приводит к значительному увеличению проницаемости мембран в дальнейшей очистке методом ультрафильтрации (т.е. ускорению процесса ультрафильтрации). В то же время увеличение температуры не ведет к существенному повышению проницаемости мембран, т.е. ускорению процесса по сравнению с этим показателем при осуществлении процесса ультрафильтрации после дополнительной очистки отработанного моторного масла на мембранной установке методом микрофильтрации с размерами пор 0,2 мкм. Таким образом, для ускорения процесса наиболее оптимальным является пример 2, в котором необходимо применять более дешевые микрофильтрационные мембраны с размером пор 0,2 мкм с оптимальным значением температуры дополнительно очищенного отработанного моторного масла 55°С. Ускорение процесса ультрафильтрации в сравнении с прототипом при осуществлении процесса по предлагаемому способу происходит за счет применения дополнительной очистке отработанного моторного масла методом микрофильтрации с последующим нагревом масла до 50-60°С.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- значительное ускорение процесса ультрафильтрации отработанного моторного масла;

- повышение эффективности процесса ультрафильтрации отработанного моторного масла;

- экологичность способа очистки отработанного моторного масла;

- снижение уровня энергетических и экономических затрат.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».

Сравнительный анализ показал, что в уровне техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, а также не подтверждена известность влияния этих признаков на технический результат. Таким образом, заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного способа для регенерации смазочных масел, который может быть использован на маслоочистительных установках промышленности и сельского хозяйства, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Способ мембранной очистки отработанного моторного масла, предусматривающий центрифугирование, нагрев моторного масла, заполнение мембранного модуля, разделение масла на концентрат и фильтрат под давлением, отличающийся тем, что после центрифугирования предварительно очищенное отработанное моторное масло дополнительно очищают методом микрофильтрации при температуре 45±2°С с применением микрофильтрационных мембран с размером пор 0,15-0,2 мкм и далее нагревают до температуры 55±5°С с дальнейшей очисткой с помощью ультрафильтрации с размером пор 0,05 мкм, причем процесс разделения проводят под давлением 0,2-0,5 МПа.

Изобретение относится к способу 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.

Способ очистки отработанного синтетического моторного масла // 2537297

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.

Способ очистки моторного масла от продуктов старения и загрязнений // 2528421

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.

Устройство термогравитационной очистки турбинных и транспортных масел от механических примесей и воды // 2517180

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 для регенерации отработанного трансформаторного масла // 2504576

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.

Способ замедления окисления трансформаторного масла // 2487921

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

Способ очистки моторного масла от продуктов старения и загрязнений // 2476589

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.

Способ регенерации отработанного трансформаторного масла и очищения его от продуктов старения // 2454455

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.

Способ регенерации отработанных смазочных масел // 2444563

Изобретение относится к области нефтехимии, точнее к восстановлению свойств отработанных смазочных масел, и может быть использовано на маслоочистительных и регенерационных установках.

Способ регенерации отработанных трансформаторных масел // 2433165

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.

Способ переработки отработанных смазочных материалов // 2599782

Настоящее изобретение относится к способу переработки отработанных смазочных материалов, который включает отгон воды и легких углеводородных фракций из исходного сырья, обработку сырья атмосферным воздухом и экстракцию алифатическим растворителем, при этом обработку атмосферным воздухом, с одновременным отгоном воды и легких углеводородных фракций, проводят при температуре 100-300°С и атмосферном давлении, а дальнейшую экстракцию масляных фракций алифатическим растворителем осуществляют при температуре 90-95°С, давлении 65-75 кг/см2 и массовом отношении растворителя и масла (4-5):1 соответственно. Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение достаточного уровня очистки отработанных смазочных материалов от металлосодержащих производных, содержащихся в присадках, обессмоливания и деасфальтизации, при одновременном получении компонентов нефтяных битумов, расширение ресурсной базы процессов вторичной переработки нефти - получение компонентов сырья установок каталитического крекинга и замедленного коксования, сокращение вредных выбросов и сбросов в окружающую среду, удешевление и упрощение процесса регенерации отработанных смазочных материалов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл., 8 пр.

Способ регенерации отработанного масла // 2600726

Настоящее изобретение относится к способу 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 мас. % карбамида, 4-6 мас. % моноэтаноламина и 2-4 мас. % хлорида алюминия, взятого в количестве 0,5-1,0 об. % от объема отработанного масла. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение качества регенерированного смазочного масла. 2 табл.

Установка для регенерации моторного масла // 2613558

Изобретение относится к устройствам для регенерации работающих моторных масел и может быть использовано в процессе эксплуатации автомототехники с двигателями внутреннего сгорания. Установка для регенерации моторного масла, содержащая маслозаборник, систему трубопроводов, в том числе и гибких, систему кранов и вентилей, насосы, электронагреватель, термометр, манометр, центрифугу, устройство ультрафильтрации, емкость с композицией присадок и емкость с очищенным маслом, отличается тем, что в емкости с очищенным маслом размещен дозатор присадок, снабженный полой вибрационной накладкой. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение качества регенерированного моторного масла за счет улучшения смешивания его с присадками. 1 табл., 1 ил.

Способ очистки отработанных минеральных моторных масел // 2614244

Изобретение относится к очистке нефтяных масел, в частности к очистке отработанных минеральных моторных масел от продуктов старения и загрязнений, и может быть использовано на предприятиях, эксплуатирующих и ремонтирующих двигатели внутреннего сгорания, а также в качестве основы для приготовления промывочных, обкаточных масел и прочих технологических жидкостей. Очистку отработанного минерального моторного масла с использованием в качестве коагулянтов моноэтаноламина, ортофосфорной кислоты и в качестве растворителей изопропилового спирта, метилэтилкетона, очистку осуществляют в два этапа, на первом этапе в отработанное масло вносят 1 об.% моноэтаноламина и 1 об.% изопропилового спирта с последующим нагревом до 110°C и центрифугированием, а на втором этапе в очищенное масло вносят 1 об.% моноэтаноламина и 1 об.% реагента, состоящего из 94% изопропилового спирта, 3% ортофосфорной кислоты и 3% метилэтилкетона, после чего смесь нагревают до 120°C и центрифугируют. Использование предложенного способа очистки отработанного минерального моторного масла позволит за счет двухэтапной очистки из масла полностью удалить нерастворимые примеси, продукты окисления, смолы, очищенное масло имеет высокую степень осветления. 1 табл.

Мобильная станция регенерации и восстановления турбинных масел // 2618525

Мобильная станция регенерации и восстановления турбинных масел относится к области машиностроения и может быть использована для регенерации и восстановления турбинных масел на местах их эксплуатации, например на газоперекачивающих агрегатах компрессорных станций и на турбогенераторах ТЭЦ. Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание мобильной станции, позволяющей осуществлять термогравитационную очистку, регенерацию и восстановление загрязненных турбинных масел на месте их эксплуатации за счет мобильной станции регенерации и восстановления турбинных масел, характеризующейся тем, что она расположена на мобильной колесной платформе, выполненной на базе грузового автомобиля, и содержит теплоизолированный корпус, в котором расположены последовательно связанные трубопроводом: емкость грязного эксплуатационного масла, маслоподогреватель, устройство гравитационной очистки масла, снабженное насосом, емкость чистого эксплуатационного масла, емкость масла для адсорбции, блок с адсорбентами, емкость масла после абсорбции и емкость для ввода присадок; станция дополнительно снабжена вторым маслоподогревателем, расположенным перед блоком с адсорбентами; станция снабжена нагнетающим насосом, расположенным перед блоком с адсорбентами; в теплоизолированном корпусе расположен стационарный обогреватель; в теплоизолированном корпусе расположен автономный обогреватель, а также мобильной станции регенерации и восстановления турбинных масел, характеризующейся тем, что она расположена на мобильной колесной платформе, выполненной на базе грузового автомобиля и содержит два теплоизолированных корпуса, выполненных с возможностью соединения и разъединения, при этом в первом корпусе расположены последовательно связанные трубопроводом: емкость грязного эксплуатационного масла, первый маслоподогреватель, устройство гравитационной очистки масла, снабженное насосом, емкость чистого эксплуатационного масла, а во втором корпусе расположены последовательно связанные трубопроводом: нагреватель масла, емкость масла для адсорбции, блок с адсорбентами, емкость масла после абсорбции и емкость для ввода присадок; емкость чистого эксплуатационного масла, расположенная в первом корпусе, и второй маслоподогреватель масла, расположенный во втором корпусе выполнены с возможностью соединения и разъединения шланговым трубопроводом; станция снабжена стационарным обогревателем и автономным обогревателем, которые расположены в теплоизолированных корпусах; станция снабжена нагнетающим насосом, расположенным перед блоком с адсорбентами. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ для отделения катализаторной пыли от потока топливного масла // 2621731

Настоящее изобретение относится к способу для отделения катализаторной пыли от потока топливного масла, содержащему этапы: отделения катализаторной пыли от входящего потока топливного масла в центробежном сепараторе для генерирования потока очищенного топливного масла; получения сигнала NMR-отклика из NMR-устройства, относящегося к количеству катализаторной пыли в потоке очищенного топливного масла и/или во входящем потоке топливного масла и к началу добавления или повышения количества сепарационной добавки к входящему потоку топливного масла, когда сигнал NMR-отклика указывает на повышенное количество катализаторной пыли в потоке очищенного топливного масла и/или во входящем потоке топливного масла, например, для повышения производительности отделения катализаторной пыли от потока топливного масла. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения порошка железа из отработанного смазочного масла // 2623946

Изобретение относится к порошковой металлургии железа и его сплавов и может быть использовано для извлечения железа в виде дисперсных частиц порошка из отработанного смазочного масла при эксплуатации автотракторного парка. Способ включает подогрев смазочного масла, содержащего дисперсные частицы порошка железа, до температуры 65-90°С и последующее проведение магнитной сепарации путем подачи подогретого смазочного масла на магнитный сепаратор в противоположную вращению магнита сторону с последующим отделением и сбором дисперсных частиц порошка железа, покрытых масляной пленкой. Дисперсные частицы промывают подогретым до температуры 80-90°С 3-8% водным раствором технического моющего средства в течение 15-20 мин при постоянном перемешивании, отстаивают его в течение 30-40 мин, промывают горячей водой с температурой 80-90°С и сушат при температуре 90-110°С с получением порошка железа в виде дисперсных частиц. Предлагаемый способ обеспечивает снижение в 1,5-2 раза энергоемкости процесса, на 20-30% снижается трудоемкость процесса получения порошка железа. 2 пр.

Способ регенерации огнестойких синтетических турбинных масел на основе сложных эфиров фосфорной кислоты // 2635542

Изобретение относится к тепловой и атомной энергетике, нефтегазодобывающей промышленности, более конкретно, к регенерации жидкостей на основе сложных эфиров фосфорной кислоты, а именно к регенерации отработанных синтетических масел. Описан способ регенерации жидкостей на основе сложных эфиров фосфорной кислоты, в том числе, масло огнестойкое синтетическое турбинное, путем обработки жидкостей адсорбирующим материалом, в качестве адсорбирующего материала используют иониты, затем осуществляют термовакуумную сушку и механическую фильтрацию, в качестве ионитов используют отработанные ионообменные смолы водоподготовки, а именно, сильноосновный анионит типа АВ-17-8 или сильнокислотный катионит типа КУ-2-8. Технический результат заключается в улучшении качества отработанного масла и высокого выхода очищенного масла. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.