автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Химмотология применения отработанных масел

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ чу ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ХИММОТОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ОТРАБОТАННЫХ МАСЕЛ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.17107 -Химическая технология

топлива

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учэной степени кандидата технических наук

На правах рукописи

\ ИШМАКОВ РАВЛЕН МАЗГЛРОВИЧ

УОА-1535

Работа выполнена е Уфимском государственном нефтяном техническом университете

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки Республики Башкортостан А.Х. МУХАМЕДЗЯНОЗ НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ: кандидат техн. наук, доцент

АР. ХАФИ308

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: Доктор технических наук, профессор

Ю.Р. АБДРАХИМОВ Кандидат технических наук ИД ЛАНИН

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ АО "Ьашнефтепродукт"

Защита состоится'^' 199 £в ^ 0-0 час,

на заседании Диссертационного Совета К.063.09.01 Уфимского государавении о нефтяного технического университета (450062, Республика Башкортостан, г. Уфа-62, ул. Космонавтов, 1).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГНТУ.

Авторефератразослан* " Ох-кт^-ъ^^ 199^гГ"

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ Диссертационного Совета, доцент, кандидат технических наук ,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Химмотология - научное направление, развивающееся на стыка различных технических дисцишшн, которое решает актуальные научно-технические задачи а области оптимизации качества нефтепродуктов, повышения эффективности их использования, создания и совершенствования системы методоз оценки их качества.

Основным объекте« химмотологии являются двигатель внутреннего сгорания, где используются при его эксплуатации горюче-смазочные материалы. Моторные масла и, а целом, горюче-смазочные материалы правомерно рассматривать как химмотологический элемент конструкции двигателя внутреннего сгорания. Следовательно, на него мол .к) распространить понятие работоспособност'

Достигнутой за последнее десятилс-иэ повышение мощности и надежности двигателей внутреннего сгорания а значительной мере обусловлено существенным повышением качества конструкционных материалов и эксплуатационных сзойста .топлива-в.смазочных.масел, единство измерений качества которых достигается метрологическим обеспечением на основе стандартных образцов (СО). Ва;: ным фактором в рассматриваемой химмотологической связи является охрана окружающей

1 - двигатель и механизмы; 2: топлива; 3 - смазочные матеркглы; . 4 - эксплуатация; 5 - контроль качества ГСМ, двигателей и механизмов с метрологическим обеспечением На основе Стандартных образцов; .. 6-экология.

На рис.! представлена эффективно существующая химмотологическая взаимосвязь между элементами, составляющими целостную систему.

Одним из перспективных направлений химмотологии является совершенствование использования отработанных масел.

Химмотблогическое. исследование вопросов использования отработанных масел представляет научный и практический интерес как с точки зрения рационального использования нефтепродуктов, так и для решения вопросов охраныокружающей среды. .

Экологически грязный отработанный нефтепродукт сложно собирать для централизованной регенерации из-за больших транспортных расходов. Однако, дефицит на смазочные материалы и их дороговизна вызывают необходимость а, здания кэбольших регенэрационных установок, работающих по экологически чистым технологиям непосредственно на местах потребления смазочных материалов. Кроме того, поиск других способов и методов применения отработанных масел позволит обеспечить народное хозяйство необходимыми дополнительными ресурсами смазочных масел, сократить транспортные расходы по доставке отработанных масел на нефтеперерабатывающие заводы и, самое важное, предотвратить -агрязнениз окружающей среды. Комплексно решить вопросы рационального использования отработанных шееп, как в экологическом, так и а экономическом аспектах представляется возможным путем химмотологичеекого подхода к проблеме.

Диссертационная работа выполнена по планам научно-исследовательских работ УГНТУ на 1991 - 1994 гг. е соответствии с координационный планом работ Минвуз! РСФСР от 28.0S.90 г. №21-36-242 ин./21-01-18по следующим проблемам:

- теоретические основы метрологического обеспечения методов испытаний состава и свойств нефти и нефтепродуктов на основе стандартных образцов:

- утилизация и рациональное использование отходов.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Исследование химмотологических вопросов использования отработанных масел.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ.

1. Исследование существующих методов сбора и регенерации отработанных масел, разработка и обоснование альтернативной схемы сбора и регенерации отработанных масел на местах их применения.

2. Разработка "и внедрение блочной установки регенерации отработанных масел с использованием комбинированных способов очистки.

3. Разработка рекомендаций по определению предельныхг.ачений качества отработанных масел и экспресс методов их анализа.

4. Разработка стандартных образцов для метрологического обеспечения кстроля качества отработанных масел.

5. Исследование и разработка химмотологической технологии промывки гидравлических систем летательных аппаратов восстановленными гидравлическими жидкостями.

6. Обоснование и разработка рекомендаций применения отработанных масел о композиции с разл ичными растворителями в качестве депрессаторов для предотвращения асфальтоемолистспарафиновых отложений (АСПО) на нефтепромысловом оборудовании..

ПРЕДМЕТ И ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Предметом исследования является- механизм повторяй

использования отработанных масел при обеспечении сохранений

экологического баланса с окружагагэй средой, контроля качества

\

отработанных масел и их метрологическое обеспечение на основе стандартных образцов. Объектом исследования являются масла, эксплуатируемые в автотракторных дизелях и других механизмах:

НАУЧНАЯ! ,ОВИЗНА. .

Эколого-экономически обоснованы оптимальные условия сбора и _ регенерации отработанных масел на местах их применения.

6 . .

Впервые исследована и обоснована целесообразность использования природного адсорбента "горелая порода* Кумертауского месторождения Башкортостана для доочистки отработанных масел от загрязнений и кислых продуктов.

Выявлена зависимость щелочного числа отработанных масел от их загрязненности и разработан экспресс-метод определения щелочного числа. Теоретическими и экспериментальными исследованиями: • выявлено оптимальное соотношение углеводородов, позволившее разработать ГСО фракционного'состава нефтепродуктов со строго нормированной температурой выкипания отдельных фракций по ГОСТ 2177-82;

- обосновано соотношение дисперсной фазы и дисперсной среды, позволившее разработать стабтьные ГСО содержания механических примесей в нефти и нефтепродуктах по ГОСТ 6370-83, водных растворов ионов алюминия о обкаточных маслах и концентрации элементов износа деталей двигателя в работающих маслах.

Химмотологически оооснсвано применение отработанных масел в композиции ; различными раствор гелями в качестве дэпрессаторов для предотвращения АСПО на нефтепромысловом оборудовании. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ.

На основе полученных положительных результатов исследования . природного адсорбента 'горелая порода" Кумертауского месторождения Башкортостана и модернизации отдельных устройств комбинированного способа очистки, создана блочная установка регенерации отработанных масел на Уфимском ремонтно-техническом предприятии агропрома.

Разработана и^внедрена хиымогологическая технология промывки гидравлической системы летательных аппаратов отработанными гидравлическими жидкостями.

Разработана и передана для внедрения в НГДУ "Краснохолмскнефть" технология использования отработанных моторных масел 8 композиции с различными растворителями в качестве депрессаторов для предотвращения парафиноотложений в нефти.

Разработаны рекомендаций то предельным значениям показателей качества отработанных масел я экспресс-метода их определения.

Разработано « внедрено на Ярославской моторостроительном заводе мэтро логическое обеспечение контроля качества обкаточных масел на основе стандартных образцов содержания водных растворов ионов алюминия для ускоренной обкатки дизельных двигателей,

Разработаннымистандартиымиобразцгмизлеыеитовизносадеталей в' моторных маслах обеспечено диагностирование двигателей методом: спектрального анализа на Лебедаисксы горно-обогатительном комбината

ГСО содержания механически» примесей и фракционного состава нашли самостоятельное применение' и внедрены на большинстве . аналитических служб НПЗ, нефтебазах « научных учреждениях СНГ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Результаты исследований докладывались и обсуждались на роспублихансхихнаучно-исследовательа'л конференциях "Проблемынефти и газа" (Уфа, 5330), 'Вклад молодежи Башкирии о решения комплексных проблем нефти и газа" {Уфа, 1992-1994 гг.)« др. ■

Работа выполнена в отра-пзвой научно-исследовательской. лаборатории метрологического обеслочёкия методов испытания состгла и свойств нефти и продуктов ее переработки кафедры АХТИ и кафедре ТНГ Уфимского государственного кефтяноготехкическогоуниверситета.

По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том1, числа одна монография, получено 3 положительных решения на выдачу Патента РФ на изобретение.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, 67 библиографических источников л приложений с документами, подтверждающими достоверность исследования и внедрения результатов. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит -30 таблиц и /7 рисунков. Обработка эксперементальных данных и расчет метрологических характеристик стандартных образцов осуществлена на ЭВМ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 8 ПЕРВОЙ ГЛАВЕ показаны химмотологические причины изменения работоспособности моторного масла в автотракторном двигателе. Приведен обзор существующих технологий утилизации отработанных масел (ОМ).

В отличие от большинства других нефтепродуктов смазочные моторные масла в процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания используются «в полностью: часть безвозвратно сгорает в двигателях, другая - теряется из-за неплотностей деталей двигателя, а большая часть объема, заправленного о двигатель масла, сливается как отработанное. Из-за отсутствия экономически стимулирующих законов, ОМ на регенерацию собираются ш полностью, и, зачастую, сливаются прямо на грунт, чем наносится непоправимый ущерб окружающей среде. Анализ данных по сбору -отработанных нефтепродуктов показывает, что они собираются о пределах •5&..60 % от возможного количества,.при этом значительная часть из ;обр?иного количества сжигается как котельное топливо или теряется. Поэтому существующая централизованная система сбора и регенерации ОМ »«эффективна. . ' -

В работе определены основные направления химмотологических исследований, связанных с разработкой технологии утилизации ОМ и рационального использования нефтепродуктов.

ВО ВТОРОЙ ГЛАЗЕ даны химмотологические рекомендации по терминологии смазочных масел, приводится альтернативная концепция сбора и регенерации отработанных масел.

В вопросах применения, сбора и восстановления масел при описании одних и тех Же понятий используют различную терминологию, что затрудняет единообразие толкования. Для придания единого смыслового понятия предлагаются химмотологические термины и определения, которые не противоречат стандартам и другим нормативным документам на свежие (кондиционные) и отработанные (некондиционные) масла

Дана классификация масел по степени загрязненности нефтепродуктов и способам их приведения в кондиционное состояние.

Загрязнение нефтепродуктов - это суммарное содержание различных нежелательных примесей в результате воздействия на них окружающей среды о процессе транспортирования, хранения и применения.

Загрязненный нефтепродукт - это на обязательно отработанный, тогда как отработанный - рассматривается как глубоко загрязненный. В результате загрязнения нефтепродуктов в них изменяется физико-химические и эксплуатационные показателя качсстза-товарной продукции: плотность, вязкость, содержание механических примесей, во;,1И, температура вспышки и т.д. 3 зависимости от степени загрязненности нефтепродуктов их подразделяют на загрязненные и отработанные, меняются способы и методы приведения их в кондиционное состояние, которые классифицируются как восстановление, регенерация и переработка. ■ "

Восстановление - простейший, способ приведения загрязненных нефтепродуктов а товарный вид; используются простейшие и известные способы удаления загрязнения, такие *ак отстаиЕ ние, фильтрация, компаундирование со свежими нефтепродуктами, имеющиаи запас качества по восстанавливаемым показателям.

Регенерация - ¿олее трудоемки!,', процесс удаления загрязнений нефтепродуктрв, при котором удаляются сложные загрязнения, такие как асфальто-смолистые и кислые соединения, кокс, сажа и др. При регенерации удаление загрязнений проводят, в основном, физическими методами, химические и другие методы применяются лишь как вспомогательные. При восстановлении и регенерации сохраняется базовая основа загрязненного масла и активная сохраняющаяся часть присадок.

Переработка отработанных нефтепродуктов - это технологический . процесс деструктивной переработки без сохранения основы нефтепродуктов и содержащихся в «их дорогостоящих присадок с получением нефтепродуктов (сырья, полупродуктов) с новыми заданными качествами. В отличии от восстанслления и регенерации технологический процесс переработки отработанных масел может прог.одиться только "а нефтеперерабатывающих предприятиях.

Деструктивная переработка ОМ - нежелательный и неэкономичный процесс утилизации. В настоящее время это производится из-за несовершенства действующей научно-технической документации по сбору отработанных нефтепродуктов, отсутствия организации четкого контроля качества при сливе ОМ из двигателя, лри их приеме на хранение и регенерацию. В результате этого смешиваются все сорта нефтепродуктов и теряются дополнительные ресурсы смазочных масел.

Рациональным способом утилизации ОМ является предг. гаемая альтернативная концепция сбора и регенерации, которая основывается на следующих последовательных элементах:

- сбор ОМ проводят строго по эксплуатационным группам масел (А.БДГДЕ); ' .

- при приеме ОМ на регенерацию проводят лабораторный контроль качества экспресс-методами с обязательной проверкой на поисутствие мазута, жирных и хлбрсодержащих веществ. При наличии вышеуказанных веществ ОМ регенерации не подлежат и требуют переработки или же утилизации другими известными методами;

- регенерацию ОМ организуют непосредственно на местах применения с использованием блочных установок с использованием экологически чистых технологических схем, основанных на комбинированных способах очистки.

8 защиту альтернативной концепции сбора и регенерации ОМ в работе дается его эколого-экокомическое обоснование.

Следует отметить, что несмотря на значительные изменения качества масла в процессе его работы, его углеводородный состав изменяется мало. Если из масла удалить все механические примеси и продукты окисления, общее количество которых не превышает 4...15%, то можно получить масла требуемого качества. На этом принципе и построена альтернативная схема сбора и регенерации ОМ на местах применения. Для химмотологической оценки преимущества предлагаемой схемы рекомендован сравнительный критерий снижения ущерба на единицу затрат на природоохранительные цели с учетом фактора времени

Расчеты показые '.ют, что при борз и регенерации ОМ непосредственно на местах применения значительно снижается ущерб окружающей среде и повышается эффективность применения нефтепродуктов.

Далее рассмотрены способы и методы модернизации технических средств регенерации моторных масел.

При очистке масла в поле центробежных сил в большинстве случаев применяют центрифуги и в редко - гидроциклон. Учитызая достоинства и недостатки гидроцишш, проведены экспериментальные исследования с целью изучения возможности интенсификации работы гидроциклона по наиболее полному улавливанию мелких частиц, загрязнений и воды при дополнительном воздействии злсктричосксго поля высокого напряжения. Эксперименты проведены на полупромышленной гидрошжлонкоЯ установке. Особенностью данного гидроцихлома является наличие электродов и подвижного патрубка -...,..-

В электрогидроциклоне, кроме центробежных сил, из счищаемую жидкость действует глсктрическое поле высокого напряжения с регулируемой частотой (16-13 кВ). Под воздействием разрядов тока высокого напряжения и частоты происходят процессы злектроионизации, приводящие к некоторой стабилизации вязкостных характеристик очищаемого масла и уменьшению непредельных соединений.

Результаты исследований электротдроциклона приведены в табл. 1 и

2. Коэффициент очистки К? определяется по формуле: Хо-Х{

К{ = --— юс, И)

Хо

где Хо, Х{ - массовое содержание загрязнений до и после фильтрации,-соответственно, %. -

Качество очистки ОМ зависит от кратности очистки п. Анализ результатов очистки (табл. 1 и 2) показывает, что коэффициент К4 при п = 10 о электрогидроциклоне выше по содержанию механических примесей в 2,7 раза, по содержанию воды в 5 раз и в 15,4 раза по кислотности.

Таблица 1

Сравнительные усредненные результаты исследований очистки отработанного дизельного масла

1^тн(№0чттки,п

'i. •......»■.....i.......',./.,.....,.;■ ; ,, ....- . ■„,г . ; ¡ ■".... .■ . , ., •; ».у, ■, г ......

Загрязнения До очистки в гидх^чдадае в $ткщгщщикпон5

б 8 ТО

10

Массовое содержание м§х- '

примесей. % • 0.05 0,05 0,0465 0,04 0.038 0,035 0,045 0,0405 0.033 0,018 0,01

Массовое содержание ео-

ды % "0,03 0,03 0.03 0,03 0.03 0.025 0,03 0,025 0,018 0,012 0,005

Кислотность, мг КОН/г 0,8 0,8 0,8 0.8 0,78 0,75. 0.78 0,70 0,65 0,60 0,50

Таблица2

Сравнительные результаты коэффициента очистки Kt ОМ в зависимости от кратности очистки (Исходное содержание в масле мехлрш.'всей • 0,05 %, воды • 0,03%, кислотность • 0,08 мг КОН/г)

Кратность очистки

Загрязнения ' - ' . . ."..-•" : •;...: .' . ■. ■."' ' - ■ ■ : : ' ■.: ~ • •

вгидроциклойе взлектрогидроциклоне

2 4 6 8 10 Т ~4 Т 8 ' 10

Механические примеси Вода

Кислотность

0 7,0 20,0 24,0 30,0 10,0 19,0 24,0 64,0 • 80,0 О 0 0 6,0 16,7 0 16,7 40,0 60,0 83,0 ООО 2.5 6,2 2,5 12,5 23,4 25,0 38,5

Устройство для г чистки жид? остей от механических примесей, воды и легких углеводородных фракций заменяет несколько устройств, в том число фильтр и испаритель. Для интенсйфикащв» процесса очистки жидкости от воды и легких углеводородных фракций на линии их отвода возможно подключениэ эжектора илл вакуумного насоса. Качество очистки жидкости зависит от кратности п (табя. 3J.

Таблица3

Результаты иеслс дований по удагкнтамэханичэских примесей, леши ртл®9одарсшхфргг.ций и воды | i »1800 С)

Виды Мхсобсосо- Кратность очистки, п

' гзгрязкгккЯ дгрдш&гз- : ' fpssKäniao

•ОМ.% 3 8 О 12 15

Механйчгсхкэ •

примеси 0,030 0,070 0.0G5 0,600 0,055 0,050

Вода 0,030 0.040 0,035 0,030 0,010 0,005

Углеводородные

фракциистем-

пературой кипения

до 230 ОС ' 1,200 . 1,000 0,780 0,460 0,350 0,160

Исследован природный минера/t 'горелая порода* Кумертауского месторождения Башкортостана с целью определения возможности применения его для доочистки отработанного моторного масла от вредных примэсей.

Из анализа структурно -сорбционной характеристики и химического состава следует, что по химическому составу отбеливающая глина "горелая порода" ближе к глине Нальчикин и отличается от пород с лучшими отбеливающими свойствами, например, от Зикеевской, мемьшим содержанием кремнезема {48,2...79,4 %) и большим - глинозема (16,4...29,4 %). Исследования показали, что адсорбент "горелая порода" обладает неплохими адсорбирующими свойствами, но имеет слабую обесцвечивающую способность. Этот

недостаток был устранен с помощью термической активации адсорбента при

температуре 250..300 °С.

Разработанные технические средства и результаты исследований

реализованы в технологической схеме процесса регенерации ОМ с

использованием комбинированных способов очистки (рис.2).

Таблица4

Показатели качества регенерированного масла М10Г2

Моторное масло

Показатели Свежее Отработанное Р. генерированное

1. Плоте сть при

' 20ОС, г/см3 0,902 0,907

2. Вязкость кине- . маткческая,

при 100°С,мм2/сек 11 ±0,5 13,4

3. Зольность, % 1,15 1,40

4. Щелочное число, ыг КОН/г ..-:•■' 60 3,8

5.Тем;.гратура вспышки е открытом тигле, °С . 205-220 - 150

6. Содержание воды,%маа следы 0.10

7. Механические примеси, %;мас. 0,015 0,0530

• 8. Цвет( визуально) темно-зе- темный

леный,янта- коричневый

рно-желтый :

Разработанная технология регенерации отработанных шеел является ногой, так как в ней впервые использованы комбинированные способы очистки. Например, в электрогидроциклоне на загрязненное масло одновременно действуют центробежное и электрические поля, а в устройстве для удаления4 механических примесей, воды и легких углеводородных фракций одновременно действуют температурное и гравитационные поля. Комбинированный способ очистки интенсифицирует процесс регенерации. В связи с незначительным образованием отходов они могут быть утилизированы установленным порядком. х

0,902

9,5 0,81

4,8

195

отс

0,008 темно-

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА КОМБИНИРОВАННОГО СПОСОБА РЕГЕНЕРАЦИИ ОМ

Рис 2

Проведенные опытно-промышленные исследования показали эффективность технологической схемы регенерации ОМ. Из табл. 4 следует, что восстанавливаются практически все физико-химические свойстаа масел и выход составляет 80-90 % от количества отработанных масэл в зависимости от их марки.

Регенерированные отработанные моторные масла могут применяться в коробках передач, гидросистемах и других узлах и механизмах автотракторной техники, а также в качестве смазочно-охлаж чающих жидкостей для металлорежущих станков. Затраты на восстановление (регенерацию) ОМ составляют из более 40 % первоначальной стоимости 1 тонны свежего масла.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ рассмотрены методы испытаний качества ОМ и метрологическое обеспечение контроля качества на основе стандартных образцов.

Для оперативного клчтроля качества смазочных масел и оценки их основных физико-химических показателей работающих, а такжь восстановленных и регенерированных масел предложено применять экспрессные методы анализа. Предельные значения показателей качества, собираемых для восстановления и регенерации отработанных моторных масел, по эксплуатационным группам отсутствуют. На основе опыта эксплуатации и испытаний могут быть приняты как рекомендации следующие предельные значения показателей качества ОМ (табл. 5).

Таблица 5

Предельные значения показателей качества ОМ

и методы их определена*

_' _•_ • -_■ • ___

Показатели качества .Норма Методы определения

1. Плотность при 20 с/см* 0,8000-0,9800 ГОСТ 3900-82, определение

■ " нефтедепсиметром I типа

2. Кинематическая вязкость при 100 °С, ми2/сек увеличение, % от свежего

Метод катящегося шарика

не более 30

Продолжение таба 5

Показатели качества Норма Методы определения

снижение, % от свежего нз более 20

3. Степень загрязненности, % на более2 х - |,05^р,'~^)100

РоЛР. -А)

4. Щелочное число, wrl,ОН/г намзнеэ50% С = Inx/yfc¿

от свежего

5. Коэффициент «ачестга, К 1,0-1,5 К = Х/(С-2)

6. Содержанке соды качеств, ГОСТ1543-65

7. Температура вспышки в Открытом тигле, °С нэнижэ 1С0 ГОСТ 4333-87

8. Содержание мазута, жирных • ихлорсэдержгщихссщсстз отс. ГОСТ 21046-83, изм.З

Из рекомендованных предельных значений показателей качества ОМ исследован и. предложен показатель "щелочное число". В основу метода положено определение степени-загрязнен«'тги масла, вычисляемая по формуле: .

Х-1.0з''|<А"'~^100 (2),

Ро«(Р| ~

где ром, р2 и pi - соответственно, плотности работавшего, свежего масел

и нерастворимых □ масле загрязнений, г/смЗ;

X - загрязненность масла, % мае.

Характерным и существенным является то обстоятельство, что степень

загрязненности функционально связана с содержанием присадок в масле.

Потеря диспергирующего эффекта в процг :се работы масла в двигателе

связана с уменьшением щелочности и интенсификацией процесса загрязнения

масла, деталей и выражается следующей зависимостью:

1пХ

С =__(3)

Аа

где А - коэффициент, характеризующий изменение содержания примесей, равныйЗ,47;

о • па-затель, характеризующийизменение щелочности, равный 0,57.

Контроль правильности определения результатов анализов нефтепродуктов осуществляется поверкой. Наиболее целесообразным вариантом построения поверочных схем является применение СО состава и свойств нефти и нефтепродуктов. С этой целью в отраслевой научно-исследовательской лаборатории метрологического обеспечения методов испытания состава и свойств нефти и продуктов ее переработки разработаны СО, «С'.опочивающие контроль качества ОМ. В табл. 6 и 7 приведены наиболее наукоемкие СО, которые разработаны с непосредственным участием автора диссертационной работы.

Таблица6

Стандартныеобразуы

Наименование СО Номер по гос. Массовая доля Абсолютная nor-реестру ионов алюминия, решность, мкг/смЗ мкг/смЗ

1.Состаааводногораствораийновалюминия ГССМ„.ГЗО-4 52B4-9CL.52S7-SQ 25 ...100 . 0,97-2,68

• 2.Массовой доли механических примесей в нефти, нефтепродуктах

и прсздках

ГСО-1.„ГСО-4 6460-92.^5462-52 0,СО4Э...1,1548 0,0004.-0,0262

• Таблица7

Стш дартаыэ образцы фракционного состава нефти и нефтепродуктов

Аттестованные характеристики Индекс иио-Начало . : . ' Конец

мер СО по кипения 5% 10% 50% 30% 95% 96% 98% кипения госреестру '

ФС-1 40,0 64,0 70,0 100,0 122,0 142,0 - - 168,0 6455-92 44,0 70,0 - 75,0 110,0 128,0 148,0 - - 174,0 ФС-2 138,0 148.0 154,0 182,0 204.0 222,0 - 242,0

Продолжение табл.7

Аттестованные характеристики

Индекс и но-Начало ___:_ Конец

мер СО по кипения 5% 10% 50% 90% 95% 96% 93% кипения госреестру

6456-92 144,0 154,0 160,0 190,0 210,0 223,0 - 248.0 -ФС-3 196,0 203,0 218,0 248,0 290,0 300,0.308,0 - - '

6457-02 205,0 214,0 224,0 256,0 298,0 305,0 312,0 -

Стандартные образцы содержания злзментов износа в иоторьлх маслах: комплект содержит 64 стандарт! я образца, содержащих металлы: Ре, РЬ, Си, А1, С', N1 и кремний 3!. Металлы дс 'ааляются в матрицу (масло) а виде мвталлоорганических соединений, а кремний а виде двуокиси крешкя. Диапазон содержания металлов а массах от 5 до 300 г/т.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАЗЕ рассмотрена хит.',отологическая технология промыеки гидравлических систем летательных аппаратов восстановленными гидравлическими жидкостг.ми.

Известно, что при работе гидравлических систем рабочие тела (гидравлические жидкости) загрязняются механическими примесями в основном, за счет износа трущихся металлических и резиновых деталей, окисляются, теряют свею вязкость » т.д. При замене отработанных рабе, .их жидкостей летательны., аппаратов производится многократная промывка гидравлической системы. Существующими инструкциями при замене идравпической жидкости в летательных аппаратах предусмотрена'4-х кратная промывка гидравлического тракта свежими .дефицитными жидкостями. С целью уменьшения затрат предлагается производить промывку более экономичным образом счет част .чного применения восстановленных гидравлических жидкостей.

В результате пров'еденных исследований предлагается первоначальную двухразовую промывку гидравлического тракта осуществлять

, восстановленными гидравлическими жидкостями, а окончательную, также двухразовую - кондиционными гидравлическими жидкостями.

Промывка гидравлического тракта восстановленными гидравлическим»! жидкостями позволяет избавиться от продуктов загрязнения, а окончательная промывка - от следов продуктов загрязнения. Промывку гидравлических систем летательных аппаратов производят специальными установками типа-УПГ-250 и УПГ-300. С целью осуществления возможности первоначальной промывки гидравлического тракта летательных аппаратов восстановленным! гидравлическими жидкостями установки оснащаются дополнительными • фильтрами.

Разработанная химмотологическая технология промыв«' гидравлического тракта летат-льных аппаратов с исполгованием восстановленных гидравлических жидкостей внедрена а военной авиации и позволяет без снижения качества промывки обеспечить экономию свежих гидравлических жидкостей в 2 раза.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ дано химмотологичёское обоснование применения ОМ в композиции с различными растворителями а качестве ингибиторов для предотвращения АСГО на нефтепромысловом оборудовании при добыче нефти.

Известно, что кроме углеводородных соединений в нефти присутствуют высокомолекулярные компоненты, а частности, смолы и асфальтены. Асфальто-смолистые вещества (АСВ) способствуют стабилизации еодо-нефтяных эмульсий, служат о качестве природных депрессаторов кристаллизации парафинов в нефти, а также обеспечи8ают перенасыщение нефти газом.

С целью подбора эффективных растворителей для диспергирования ассоциатоа асфальтенов, содержащихся в нефти и отработанных шторных иаспах, быт проведены экспериментальные исследования. Диспергирование ассоциатов асфальтенов, содержащихся в отработанных маслах, изучено фотоколориметрическии методом.

Эффективность ингибирования парафиноотложений с применением композиций химических реагентов спредеягна методом "холодного стержня" (табл. В). Результаты испьп^ний методом "холодного" цслиндра подтвержают выводы, полученные в опытах по изучения» дгпрсссирующего действия реагентов напроцзсскристаллягзции лгрйф^газ объемным «этвдом.

Практические результаты «х сн^лрения показывают их значительную эффективность при не5ояыиой их стояла ли. Основным достоинством получаемого аффекта, является возможность утилизации отработанных масол. •

Табдецав

Эффгктиснсстьиктибировакя парафжсотпзжений в нефти Макашовского месторождения, %

Кснцснтр-цяя композиции реагентов в Композиция реагентов нефти, %

о.ссз 0,010 ода

При массозой концентрации . реагента OMM-Í о ойифной фракции. %

0,005 • .■ 32 32 44

0,010 29 ' 30 52

0,020 16 28 45

ВЫВОДЫ И ОСНОЗНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложена и химмотологически обоснована концепция сбора отработанных масел по эксплуатационным группам и регенерация их на местах применения.

2. Разработана и предложена химмотологическая терминология по описанию загрязненных и отработанных масел и способов их восстановления в кондиционноесостояние.

3. На основе положительных результатов исследования природного адсорбента "горелая порода" Кумертзуского месторождения Башкортостана и модернизации отдельных устройств комбинированного способа очистки создана и внедрена блочная установка регенерации отработанных масел, ' позволяющая восстанавливать до 60-30% отработанных масел в зависимости от их марки: моторных 80-85%, индустриальных и трансформаторных - 85-9р%. Затраты на восстановление (регенерацию) ОМ составляют не более 40% лереоначальнойстоимости 1 тонны свежего масла

Регенерированные отработанные моторные масла могут применяться в коробках передач, гидросистемах и других узлах и системах.

4. Предложены предельные значения показателей качества ОМ и экспрессные методы их определения. Разработан экспресс метод определения щелочного числа отработанных масел в зависимости от из загрязненности.

5. Разработана и внедрена химмотологическая технология промывки гидравлических систем летательных аппаратов восстановленными гидравличе '.ими жидкостями, позв /ляющая сократить расход дефицитных жидкостей о 2 раза.

6. Разработаны и внедрены государственные стандартные образцы содержания механических примесей в нефти, нефтепродуктах и присадках по ГОСТ 6370-83 (ГСО 5460-92...S463092), ионов алюминия в водных растворах (ГСО 5284-90...5287-90) и фракционного состаза в светлых нефтепродукта), по ГОСТ 2177-82 (ГСО 6455-92...&457>92) и стандарт предприятия содержания элементов износа деталей а моторных маслах.

7. Разработаны в внедрены рекомендации по применению отработанных масел в качестве депрессаторов для предотвращения АСПО на нефтепромысловом оборудовании.

ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ: :

1. Стандартные образцы для определения содержания алюминия ь обкаточных маслах,-1 Ишмакоа P.M., Зайнуплин Р.Ф., Мухамедзяиов А.Х.

// Республик. научн.-техн. конф. "Проблемы нефти и газа"- Уфа: изд-во УНИ, 1990.-с. 44-45.

2. Стандартные образцы для диагностирования двигателей по продуктам износа моторного масла- / Ишмакоа P.M., Теляшев Э.Г., Ларионов СЛ. II Реслубл. научн.-техн. конф.'Проблемы нефти и газа* - Уфа: изд-во УНИ, 1990.-с. 54-55.

3. Государственные стандартные образм для определения содержания алюминия в обкаточных маслах.-/ Ишмаков P.M., ЗайнулЛин Р.Ф., Мухгмедзяиоэ А.Х. II Информ. пясток № Ь09. - Уфа: ЦНТИ, 1SS0.

4. Ишмакоа P.M. Масло всегда маслянное. Кому это непонятно?. - Уфа: Зкозестник"Набат"№4,1992.

5. К вопросу очистки моторных масел от смолисто-асфальтовых загрязнений,-1 Мунирсй А.Ю., Ишмакоа Р.М.,Галшоз Ж.Ф. II Республ. научн.-техн. конф. Уфа: Вклад молодежи Башкирии в решение комплексных проблем нефти и газа, изд-во УНИ, 1992 - с.26.

6. Эколого-экономическоз обоснование регенерации отработанных масел на местах применения,- / Ишмакоа P.M. II Уфа: изд-во УНИ, 1992.- с.29. -Деп. во ВИНИТИ,-10.01.91 - N? 35 В 93.

7. Регенерация отработанных масел на местах применения смазочных материалов. Ишмаков P.M. // Уфа: изд. УНИ, 1992.-18 с. - Дел. во ВИНИТИ. -01.04.93.-№831 В 93.

8. О применении и экономии горюче-смазочных материалов. '• Монография - / Ишмаков P.M., Тухватуллин P.A., Губайдуллин P.A., Губайдуллин Н.М., Газиев В.Х. // Уфа: изд. Башкортостан, Зах. Г283,1993. -103с.

9. О возможности утилизации моторных масел. - / Сафронова Н.И., Ишмаков P.M., Хафизов А.Р. - // Республ. 34 научн.-техн. конф.'Вклад молодежи Башкирии в решение комплексных проблем нефти и газа* - Уфа: изд-бо УНИ, 1993. с.50.

10. Исследование Кумертауской "горелой породы" для регенерации отработанных масел. - / Ишмаков P.M., Муниров A.M., Галимов Ж.Ф. - II34

Республ. научн.-техн. конф. "Вклад молодежи Башкирии е решение комплексных проблем нефти и газа* - Уфа, 1993. - с.50.

11.0 терминологии в области применения смазочных масел.- /Ишмакоа P.M. II Уфа: изд-во УНИ, 1993.- 8 с. - Дел. ВИНИТИ № 2742-В93.

12. Метрологическое обеспеченна контроля качества отработанных масел,-1 Ишмакоз P.M. - II Уфа: изд-во УНИ, 1993.- 24 с. - Деп. ВИНИТИ 10.10.93. - № 2372- В93.

13. Оценка ингибирующаго действия композиции реагентов на процесс парафиноотложзния,- /Сафроноеа НИ., Ишмакоз Р.М., Хабибуллин З.А. - II35 Республ. научн.-техн. конф,- Уфа: Студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, 1994.-C.5.

14. Использование фэтоколориметра для определения высокомолекулярных компонентов,- / Сафронова Н.И., Ишмакоа P.M., Хабибуллин З.А.- II45 Республ. научн.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых -Уфа: УГНТУ, 1994,- с.5.

15. О регенерации отработанных масел на предприятиях Западной Сибири. - / Ишмаков P.M., Хафи за А.Р. II Вопросы интенсификации и разработки газовых и газокондексатнонсфтяных месторождений.-Уфа: изд-во УГНТУ, 1994.-С.171-177.

16. Стандартные образцы концентрации элементов износа в моторных маслах. -1 Ишмаков P.M. II Инф. листок № 510. - Уфа: ЦНТИ, 1990.

Соискатель - P.M. ИШМАКОВ

Подписало К печати 26.C5.S5.

Тирах ICO экз. Заказ £05. Ротапрант УППУ.

Лвч.листов 1. 4Ь0062, г. Уфа, Космонавтов. 1