Способ очистки отработавших минеральных масел
Владельцы патента RU 2315085:
Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (RU)
Сущность: отработавшие минеральные масла фильтруют через смесь оксида Fe+3 и песка, взятых в весовом соотношении песок : оксид Fe+3 1:0,5-1,0. Технический результат - повышение степени очистки отработавших минеральных масел. 1 табл.
Изобретение направлено на решение проблемы экологии окружающей среды и сбережения минерального сырья, а именно на возврат отработавших минеральных масел в производство.
Минеральные масла во время работы в машинах и аппаратах соприкасаются с металлом, подвергаются воздействию воздуха, температур, давлений и других факторов, насыщаются различными посторонними примесями. В результате этого в маслах накапливаются продукты химических превращений - асфальтено-смолистые соединения, коллоидальные кокс и сажа, а также металлическая и минеральная пыль, эти вещества парамагнитны и способствуют образованию крупных ассоциатов (коллоидных частиц), загрязняющих масла и ухудшающих их эксплуатационные свойства. Использованные минеральные масла характеризуются темным цветом, повышенными показателями вязкости и кислотного числа. Из-за отсутствия технологических способов очистки использованные минеральные масла сжигают или сливают в отвалы, что создает проблемы экологии окружающей среды.
Существует способ очистки индустриальных масел концентрированной (96%-ной) серной кислотой в количестве 10 мас.% на сырье при интенсивном перемешивании с последующей обработкой водой. Перед очисткой масло очищают от механических примесей и обезвоживают (DD патент 294725). Недостатком способа является тот факт, что при обработке масла серной кислотой образуется устойчивая эмульсия в виде сплошной массы черного цвета, в которой с трудом происходит разделение фаз даже при длительном отстаивании.
По технической сущности к предлагаемому способу наиболее близок способ фильтрования использованных масел через смесь адсорбента и песка в интервале от 1:0,5 до 1:50 (RU патент 2153526). В качестве адсорбента может быть использован силикагель, уголь и др. Степень очистки анализировали методами электрофотоколориметрии и диэлькометрии, позволяющими оценить степень осветления, но не степень очистки масел. Недостатком данного способа является недостаточная степень очистки масел.
Задача изобретения - повышение эффективности очистки отработавших минеральных масел.
Согласно изобретению технический результат достигается тем, что фильтрование минеральных отработавших масел осуществляют через смесь песка и оксида Fe+3 в соотношении песок : оксид Fe+3 1:(1,0-0,5). Красно-коричневый порошок оксида Fe+3 образуется при нагревании до 200°С бурой водной окиси железа FeO(ОН), получаемой гидролизом раствора хлорида Fe+3 /Ф.Коттон, Дж.Уилкинсон. Современная неорганическая химия. - М. - Мир. - 1969. - с.264/. Железо относится к элементам d-группы, у которых имеются по пять неспаренных электронов на d орбитали, что и обуславливает его хорошо известную комплексообразующую способность.
Степень очистки масла контролируют по изменению кислотного числа, вязкости и цвета.
Кислотное число определяют по ГОСТ 20799-88, визуально определяют цвет (степень осветления), динамическую вязкость по ГОСТ 1920-87. Способ проверен на отработавшем индустриальном масле И-20А темно-коричневого цвета, с кислотным числом 0,5 мг КОН/г, динамической вязкостью при 40°С - 39,0 МПа·с и вакуумном масле ВМ-4 темно-коричневого цвета, с кислотным числом 0,6 мг КОН/г, вязкостью при 50°С - 62,4 мм2/с.
Свежее товарное масло И-20А (ГОСТ 20799-88) характеризуется кислотным числом 0,005 мг КОН/г, динамической вязкостью при 40°С - 31,78 МПа·с и светло-желтым цветом.
Свежее товарное масло ВМ-4 (ТУ 0253-004-7821-2002) характеризуется кислотным числом 0,002 мг КОН/г, динамической вязкостью при 50°С - 50,6 МПа·с и светло-желтым цветом.
Пример 1. К 15 г песка (дисперсность частиц 160-450 мкм) добавляют 15 г оксида Fe+3 (дисперсность частиц 100-400 мкм) (соотношение песок : оксид Fe+3 - 1:1), перемешивают и переносят в стеклянную колонку. Вверх колонки подают 300 г использованного индустриального масла И-20А под избыточным давлением. Процесс ведут со скоростью, обеспечивающий время контакта масла с адсорбентом не менее 1 часа. Отфильтрованное масло исследуют на степень очистки. Результаты представлены в таблице.
Пример 2. Все как в примере 1, только соотношение песок: оксид Fe+3 - 1:0,75. Результаты представлены в таблице.
Пример 3. Все как в примере 1, только соотношение песок: оксид Fe+3 - 1:0,5. Результаты представлены в таблице.
Пример 4. Аналогично примеру 1, только очищают вакуумное масло при соотношении песок : оксид Fe+3 - 1:1. Результаты представлены в таблице.
Примеры 5, 6. Аналогично примеру 1, только очищают вакуумное масло ВМ-4 при соотношении песок:оксид Fe+3 - 1:0,75 и 1:0,5 соответственно. Результаты представлены в таблице.
Пример 7. (по прототипу) 15 г силикагеля (марки АСК, фракции с дисперсностью части 160-250 мкм) и 15 г песка (дисперсность частиц 160-450 мкм) переводят в стеклянную колонку. Вверх колонки подают 300 г использованного индустриального масла И-20А под избыточным давлением. Процесс ведут со скоростью, обеспечивающий время контакта масла с адсорбентом не менее 1 часа, отфильтрованное масло исследуют на степень очистки. Результаты представлены в таблице.
Пример 8. (по прототипу). Все как в примере 7, только очищают вакуумное масло ВМ-4. Результаты представлены в таблице.
| Таблица | |||||
| Условия очистки и показатели качества очищенного масла | |||||
| № | Массовое | Кислотное | *Вязкость, | Цветность | |
| примера | Отработавшее | соотношение | число, мг | мм2/с | |
| масло | песок : оксид | КОН на | |||
| Fe+3 | 1 г масла | ||||
| 1 | Индустриальное | 1:0,5 | 31,8 | ||
| 2 | масло И-20А | 1:0,75 | 0,019 | 31,2 | Светло- |
| 3 | 1:1 | 0,018 | 31,2 | желтое | |
| 0,019 | |||||
| 4 | Вакуумное масло | 1:0,5 | 0,015 | 50,6 | |
| 5 | ВМ-4 | 1:0,75 | 0,016 | 50,6 | Светло- |
| 6 | 1:1 | 0,015 | 50,2 | желтое | |
| 7 | Индустриальное | прототип | 0,48 | 37,0 | Темно- |
| масло И-20А | коричневое | ||||
| 8 | Вакуумное масло | прототип | 0,60 | 60,4 | Темно- |
| ВМ-4 | коричневое | ||||
| * Для индустриального масла И-20А динамическую вязкость определяют при 40°С, для вакуумного масла ВН-4 вязкость определяют при 50°С. |
Как следует из результатов таблицы, в отличие от прототипа, предлагаемым способом достигается более полная очистка отработавших минеральных масел.
Способ очистки отработавших минеральных масел, включающий фильтрование через смесь адсорбента и песка, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используется оксид Fe+3 при весовом соотношении песок : оксид Fe+3 1:0,5-1,0.
