Способ очистки отработанного синтетического моторного масла
Владельцы патента RU 2556641:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии) (RU)
Настоящее изобретение относится к способу очистки отработанного синтетического моторного масла путем его смешивания с раствором щелочи, при этом раствор щелочи содержит едкое кали и калий рапсовое мыло, взятый в количестве 5-10% (по массе), смесь нагревают до 110-120°C, охлаждают и центрифугируют. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества очистки отработанных моторных масел и снижение затрат на реализацию способа. 2 табл.
Изобретение относится к регенерации смазочных масел, в частности к стадии очистки моторных масел от продуктов «старения» и механических загрязнений, и может быть использовано на маслоочистительных установках промышленности и сельского хозяйства.
Известен способ очистки отработанного синтетического моторного масла на сложноэфирной основе (авторское свидетельство СССР №1177340, C10M 175/02, 1985), заключающийся в том, что масло нагревают до температуры 45-55°C и смешивают с 10-20%-ным (по массе) водным раствором гидрооксида натрия (20-30% мас. на сырье), который химически взаимодействует с компонентами масла (в том числе и с загрязнениями), которые выпадают в осадок. Последующими стадиями очистки являются выделение масляного слоя, его водная промывка, сушка и фильтрование.
К недостаткам данного способа следует отнести следующее. Использование высококонцентрированного водного раствора гидроксида натрия в больших количествах требует длительных по времени стадий регенерации, таких как выделение масляного слоя, водная промывка масляного слоя, сушка и фильтрование масла. Кроме загрязнений и продуктов «старения» из масла удаляется и большая часть присадок, химически прореагировавших с гидроксидом натрия, что не всегда желательно для повторного использования очищенного масла.
Наиболее близким из известных способов к заявленному по достигаемому эффекту является способ очистки отработанного синтетического моторного масла (патент РФ №2437923, C10M 175/00, 2010), заключающийся в том, что отработанное синтетическое моторное масло смешивают с 5% (по массе) 10%-ного раствора высокомолекулярного соединения - канифоли в изопропиловом спирте и 1% (по массе) 20%-ного водного раствора гидроксида натрия, смесь нагревают до 110°C и центрифугируют. Продукт взаимодействия высокомолекулярного соединения канифоли и щелочи, образующийся при нагревании смеси, нерастворим в синтетическом масле, выпадает в осадок, дестабилизируя коллоидное состояние частиц загрязнений в синтетическом моторном масле, они коагулируют до размеров более 5 мкм и их можно удалить из масла центрифугированием или фильтрацией.
Недостатками данного способа являются использование дорогостоящих компонентов (канифоль, изопропиловый спирт), а также снижение качества очистки отработанных синтетических моторных масел с высоким остаточным щелочным числом, более 3,5 мг КОН/г, которые практически не очищаются из-за отсутствия коагуляционных эффектов.
Целью изобретения является повышение качества очистки отработанных, изготовленных на различной синтетической основе моторных масел и снижение затрат на реализацию способа.
Поставленная цель достигается тем, что в отработанное синтетическое моторное масло, изготовленное на различной основе, добавляют щелочной раствор, содержащий 5-10% едкого кали и калий рапсового мыла (КРМ), по массе, смесь перемешивают, нагревают до 115-120°C, охлаждают и центрифугируют. Получаемый продукт содержит незначительное количество продуктов «старения», не содержит механических примесей, имеет прозрачный коричневый цвет и обладает высокими смазывающими свойствами, что дает возможность для его использования в системах смазки, по уровню требований несколько ниже, чем для моторных масел (гидравлические, трансмиссионные системы).
Механизм очистительных процессов.
Добавляемый коагулянт - щелочной раствор едкого кали и калий рапсового мыла - получают по следующей технологии: в растительное масло, рапсовое вносят 10% раствора едкого кали КОН, смесь нагревают до 140-150°C, охлаждают, получается омыленное растительное масло, в смеси со щелочью с высоким щелочным числом, примерно 150 мг КОН/г. Основным его компонентом является калий рапсовое мыло, общей формулы
При внесении данной смеси в отработанное синтетическое моторное масло с одновременным нагревом происходит дестабилизация коллоидной среды масла как за счет действия на ее электростатические факторы стабильности, так и на вязкостные свойства смеси, которые увеличиваются, что также способствует коагуляции частиц. Частицы загрязнений в масле коагулируют до размеров (более 5 мкм), которые можно выделить центрифугированием или фильтрованием. При повышении температуры смешивания более 140°C, вязкость смеси уменьшается до таких пределов, что приводит к обратному эффекту - диспергированию скоагулировавших частиц загрязнений масла. Поэтому для коагуляции загрязнений отработанного синтетического моторного масла необходимо выдерживать температурный интервал процесса и количественное содержание коагулянта. Экспериментально установлено, что для отработанных синтетических моторных масел, имеющих щелочное число менее 3,5 мг КОН/г, к коагуляции приводит добавка 5% КРМ, при более высоких значениях щелочного числа добавку коагулянта - КРМ - следует увеличивать до 10%. Наиболее эффективной температурой для процессов коагуляции является 115-120°C при всех значениях остаточного щелочного числа. В целом, использование 10%-ного щелочного раствора калий рапсового мыла приводит к повышению эффективности очистки отработанных синтетических моторных масел с различной степенью загрязненности и остаточным запасом эксплуатационных свойств, таблицы 1, 2.
Можно видеть, что в смеси отработанных синтетических моторных масел неорганизованного сбора с щелочным числом 2,0 мг КОН/г их коагуляционная очистка от механических примесей и продуктов «старения» возможна при добавках 5% и более щелочного раствора КРМ.
Исследования очистки известных отработанных синтетических моторных масел показали, что 10% добавка КРМ эффективно коагулирует загрязнения в маслах с различными показателями щелочного числа и различного назначения (для дизельных и бензиновых двигателей), таблица 2, что позволяет осветлять их и удалять загрязняющие продукты.
Необходимое для очистки отработанное синтетическое моторное масло заливают в нагревательную емкость (реактор). Туда же вносят 10% (по массе) раствора щелочи, содержащей калий рапсовое мыло и приготовленный, как указано выше. Смесь перемешивают и нагревают до 115-120°C. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры (20-25°C) и центрифугируют в течение 10 минут на центрифуге с оборотами 5000-8000 об/мин. Если известно щелочное число масла и оно менее 3,5 мг КОН/г, то добавку коагулянта (КРМ) снижают до 5% (по массе).
В итоге, для очистки отработанных синтетических моторных масел неизвестного состава или их смесей необходимо использовать 10% добавку щелочного раствора калий рапсового мыла (по массе), смесь нагревать до 115-120°C и центрифугировать. Полученное после очистки масло можно использовать в качестве замены смазочного материала в гидравлических системах наземной техники.
Использование предложенного способа очистки отработанного синтетического моторного масла по сравнению с прототипом дает следующие преимущества: приводит к более эффективной очистке от загрязнений отработанных, изготовленных на различной синтетической основе моторных масел с высоким остаточным щелочным числом, обеспечивает снижение затрат на очистку за счет использования доступных и недорогих реагентов (растительного масла и щелочи).
Способ очистки отработанного синтетического моторного масла путем его смешивания с раствором щелочи, отличающийся тем, что раствор щелочи содержит едкое кали и калий рапсовое мыло, взятый в количестве 5-10% (по массе), смесь нагревают до 110 - 120°C, охлаждают и центрифугируют.
