автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Рациональное использование отработанных смазочных масел в Сирийской Арабской Республике

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М.ГУБКИНА

На правах рукописи УДК 665.765-404.004.86

МАСЕЛ В СИРИЙСКОЙ АРАБСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ

05.17.07 - "Химическая технология топлива и газа"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Государственной академии нефти и газа имени И.Ы. Губкина

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

- доктор технических наук профессор

ФУКС И.Г.

- кандидат химических наук, ст. научн.сотр. ФАПЬКОВИЧ М.И.

- доктор технических наук профессор

ПРУСЕНКО Б.Е.

- доктор технических наук, профессор

КОВАЛЕНКО В.П.

- 25 ГОСНИИ МОРФ

Защита состоится "^"Флб/ЖА.кУ&ъ г. в . К часов на заседании специализированного совета ОЗпо защите

диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Государственной академии нефти и газа имени И.М.Губкина (117917, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 65).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАНГ им. И.И.Губкина

Автореферат разослан "

1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

к. т.н. Е.А.МАСЛОВСКАЯ

Актуальность азботы. Ка мел-ду народном экологическом конгресса з Рпс-де-;£знейро з 1992 г. отмзчэк зрима г экологии парез э кснс:око2 с гран всего мирового сообщества. Бсз:.юкнсс?ь зылсл-Н8к:я этого требования реальна лазь при у елозил нзпмень^х потерь для зкокс.'.яческой :?.нзкл цивилизован—ас стран.

К продуктам жизнедеятельности современного обцестза относятся отработанное смазочные материалы, характеризующиеся ток-снчнсст-з :: канцерогекносткэ, пожаро- и ззрывсопаснсстыэ, т.е. з целом неудовлетворительными экологическими свойствами. Экологически безопасная утилизацкя таких материалов предполагает их переработку с получением продуктов различного назначения - .масел, пластичных. смазок, консервантов и др. Если по урезка качества последнее удовлетворяют потребителя, тс при этом решается е^е одна актуальная проблема - обеспечение индустрии и сельского хозяйства дефицитными смазочными материалам, особенно мзслзмк. 3 связи с эгхч нельзя признать оправданным, что большая часть собираемых в мире отработанных масел используется как топливо, особенно в случае удовлетворен;!.1! спроса на кейтянкз масла за счэт их импорта. К числу стран, гдэ импорт масел из-за отсутствия их производства достаточно обременителен для развп-за:-:цеЯся экономики, относится Сирийская Арабская Республика, Несмотря на тс, что централизованный сбор отработанных масел на территории республики легко реггей,из-за широкого ас-сортамента (индустриальные, моторные, трансмиссионные и др.) необходим кзали;:аирозэкнш1 сбор по назначению, что сущвстззн-нс облегчи: переработку отработанных масел при услов:ш рентабельной технология восстановления их качества. Предпочтительна достаточно простые и доступкыэ технологии, среди которых наиболее признана применительно к трансформаторным и турбинным числам- адсорбционная. Для отработанных индустриальных и моторных

;.:асэл последняя, как гравию, включается з более слокнуз технологии их очисть":. Но z з том и другом случае экономическая деле сообразность :: область применения полученного продукта зависят от грз:.:отнсгс выборз и эффективного использования адсорбента при очистке отработанного ¡.:асла,

-'ель оеботк. Разработать доступную для Сирийской Арабской Республики технологии очистки отработанных масел с использованием местных сырьевых источников и предложить области р2Цнонзль7 кого использования очищенных продуктов. Ксследозать э;сектив-кость природных адсорбентов разного хилкко-шкерзлогпческого состава я возможность псзышенпя их адссрбционно-отбелпзавдих сзонсгз при очистке отработанных масел. Оценить химико-гликерало-гический состав и структуру природного адсорбента из Сирии.

Выполнение доставленной задачи потребовало ксследозать физико-химические сзойстаа представительных образцоз отработанных индустриальных, когоркых и трансмиссионных масел; оценить адсорбционную способность природных адсорбентов в естественном и актизирозанном состоянии (по отношению к продуктам старения отработанного :,:асла); определить влияние предварительной коагуляции или вакуумной перегонки на расход и эффективность адсорбента в технологии счистки отработанного масла ¡исследовать очищенные масла для приготсзления литиевых смазок многоцелевого назначения; выявить возможность использования отработанных трансмиссионных масел для консервации нэруккой поверхности металлоизделий.

Научная нозизна. Предложен показатель эффективности адсорб-циокнс-огбэлнзакспх свойств адсорбентов при очистке отработанных ;.'.эсел "а", выраженный (по отношению к единице веса адсорбента) зеличпно?. съема касла, оптическая плотность = 540) которого равна оптической плотности свежего ыасла. Согласно это:.? показателю природное адсорбенты различного хи:.жко-кинерелэгнчаского

состава и пористой струх1уры, часть из которых впервые исследована и охарактеризована в данной работе (гадшкскяе, афганский, сирийский^ в порядке убывания эффективности располагаются в следующей последовательности: алюмосиликаты - далыгорскитн (Украина -*— Афганистан) —»—• гумбримдсорбен? из Сирии —монтмориллонит (Украина) вермикулит; кремзезе:,щ»-зикеевская опока и трепел уступают многим бентонитовым породам.' Установлено, что кислотная активация монтмориллонита повидает его эффективность при очистке насел до уровня синтетического адсорбента, при этом отмечено влияние вида активирующей кислоты и способа активации, призодяцим к раз ныл оптимальным величинам кислотности минерала к степени разрушения его структуры: в случае серной кислоты последняя составляет 40-60^, соляной - 76$, причем соляноклслотная актизация минерала предпочтительна в яидной фазе перед паро-хэдкостной. Положительное влияние термической и химической активами! для каждого отдельного адсорбента должна рассматриваться самостоятельно, поскольку однозначной связи мезду его структурой и эффективноетью при очистке масла не наблюдается. Выявлена высокая коагулирующая способность паточного раствора (М?) в отношении продуктов старения масел, образующего^ при промывке бентонита после активации соляной кислотой, как результат взаимодействия кислоты с алюминием и применили металлами в структуре минерала, и содержащего избыточную кислоту.

Практическая значимость. Предложены пути утилизации отработанных иасел в СА?. Показано, что трансмиссионные .масла, обладающие достаточно высокой зашгкоИ способностью от электрохимической корроз!ш, иогут выполнять роль консервантов наружных поверхностей металлоизделий. Очицекннз по предлокзннъи технологиям индустриальные и. моторные масла рекомендованы в качестве дисперсионной среды пластичных с:.:азск. С:.;аз:-:з, полученная

ка основе кг ела н стеарата лития не уступает по свойствам товарной Литол-24. Обоснована целесообразность организации производства смазок многоцелевого назначения с использованием местного сырья.

• Апробация оаботк. Отдельные разделы диссертационной работы изложены в 4 печатных работах, долокены на двух каучккх конференциях и семинарах кафедры.

Публгаашт. Гю основному содержанию работы опубликована • I статья и тезисы 3-х докладов в материалах конференции по маслам и емззкам.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы из ИЧ наименований, излскэна на 166 стр. машинописного текста, содержит ^& таблиц, иллюстрирована 31 рисунками.

ОСНОВНОЕ СОДЕШШ1Е РАБОТЫ

В первой главе рассматривается экологические и технико-эко-номлческие аспекты рационального использования отработанных смазочных материалов; подчеркивается важность и самостоятельность экологических свойств, определяющих наряду с составом и качеством собираемого сырья пути его утилизации; анализируются причины и услозия накопления в отработанных продуктах_ токсичных вэцэств и их влияние на биосферу и здоровье народонаселения.

Вместе с теи, знакомство с литературными источниками показало неполноту и противоречивость данных по канцерогенвости и связанной с ней экологической опасности отработанных смазочных материалов, что не позволяет сделать однозначные вывода по этому вопросу и требует не только углубления подобных исследований, но и расш:рения использования в качестве смазочных материалов альтернатизнкх биораэлагаемых продуктов.

Обобщены данные по утилизации отработанных смазочных мате-

риалов' в промышенноразвйтых и развивающихся странах, подробно рассмотрены алеющиеся и перспективные технологии очистки и регенерации отработанных масел, подчеркнута наблюдающаяся особенно в последнее время тенденция строительства и использования »малых перэдвхтлнх. установок, в основе которых технологии о фи-злчесгсг-ш ;,:егода;.ш очистки - коагуляцпонной и адсорбционной. Обращено внимание, что высокая эффективность коагулянтов не кс.м-пенсирует .калуга активность природных глин при адсорбционной до-очистке скоагулированного масла. Необходим поиск путей повьше-ния активности адсорбентов, что вместе с расширением их ресурсов и географии даст добычи будет способствовать созданию и внедрению экономически и экологически оправданной технологии очистки отработанных масел.

Зтосзя глава посвящена описанию объектов и методов исследования. Объектами исследования явились представительные образцы отработанных индустриальных (МИО) масел с вязкостью 1527 №?/с и иоторнне (ШЛО) (вязкость ^ щд 4,7+5,2) централизованных сборов, а также моторные ( ^дд 9,2+9,4) и трансмиссионные масла ( 13,4+43,8 им^/с)-масла•индивидуального сбора. Кроме того исследовали масло ЗАЕ-40, доставленное из САР и помеченное поставщиком как отработанное и очищенное без расшифровки принятой для очистки технологии. Несмотря на то, что наименьшее накопление продуктов старения в виде кислот, смол, механических примесей и др. характерно для индустриальных масел, значения их кислотных чисел и оптических плотностей (1\=34й) в 5-10 раз и на 2 порядка соответственно превышали уровень этих показателей для свежих масел; уровень дисперсности для разных сборов ККО колебался от 43 до 2,8. Отработанные моторные масла в отличие от свеких содержали до 6-2С% об. топливных фракций, сникающих вязкость я температуру вспышка (117-19^0,отличались

зксокаын зольностью (0,18-0,82$ мае.), кислотными числами (0,100,56 кг КОН/г) и в большинстве своем не соответствовали гребо-заниш ГОСТа 2104&-86 на сбор №10. Б широком диапазоне значений, особенно по накопления карбонилсодержацих соединений,-менялся состав ксгорных масел индивидуальных сборов. Содержание продуктов окисления а БАЕ-40 ( ^дд 10,8 мм^/с), судя по кислотному чу.еду (0,89 иг КОН/г) и оптической плотности (2); не позволяет квалифицировать его как "очищенное иасло" (термин поставщика)..

На качество отработанных трансмиссионных масел влияли ус-лезия эксплуатации: масла, слитые из коробок передач автобусов ЛАЗ, как правило, отличались от слитых с заднего моста повкшен-ннки значениями вязкости ( ^юо 20,8-43,8 тР/с) и кислотного чхела (0,35-1,24 кг КОН/г); и те и другие содержали твердый осадок, удаляемый длительным центрифугированием продуктов, что говорит о глубоких окислительных превращениях в составе масла. Это обстоятельство и высокая вязкость трансмиссионных масел ос-локнязт, а в ряде случаев делают невозможной вторичную переработку и предопределяет поиск путей юс рационального использования, ибо крош ценной базовой основы такие масла содержат частично, сохранившие свое функциональное действие присадки. Анализ десяти-образцов, отработанных трансмиссионных масел показал, что только дза из них по своим смазочным свойствам, определенным ка чз таре париков ой машине трения, приблшгаются по значениям 1>н и Ра, для свених касел, Рй (1260-1320 Н) кике необходимого уровня (1680 Н)I 7 образцов го защитной способности соответствуют требованиям на испытания а термовлагокамэре Г-4.

В работе использовали адсорбенты синтетического и природного происхождения. Экономическая целесообразность природного адсорбента даш очистке или доочистки масел учитывает его эффективность и расход, в зекам удаленность места разработки от пот-

ребитедя, что усиливает роль адсорбентов местного значения.

Несмотря на длительный опыт применения природных глин э маслоочистатэльном деле однозначной связи медду ах ташо-мике-ралогичэским составом и адсорбционно-отбеливающимя свойстзама не выявлено. Тольхо комплексный подход к исследовании физико-химических' и структурных характеристик может определить пригодность адсорбентов для очистки масел. -Этим объясняется разная география и широкий ассортимент глин, выбранных дм исследования (табл. I). Глины использовали как в естественном, гак и в активированном состоянии. 3 работе приводятся методика активации природных глин минеральными кислотами и известкованием.

При кислотной активации гдиш возникают кислые стоки - продукт отмывки адсорбента от кислоты. "гЛа точный раствор", полученный на заключительной стадии процесса активации бентонита соляной кислотой, представляющий определенную экологическую опасность, из-за содержания соляной кислоты и ее солей(рН 0,5), использован при коагулящонной очистке отработанного масла а " сравнении с применяемым на практю^ метасиликатем натряя.Коа-гуляция масла а активация природннх;адсорбентов позволит снизить их расход и повысить экономическую и экологическую оправданность процессов очистки отработанных продуктов.

Материалы третьей главы диссертационной работы поезяцены обобщения результатов исследования адсорбционной активности природных сорбентов по отношению к продуктам старения отработанных масел.

Эффективный адсорбент для очистки отработанных насел должен обладать высокой адсорбционной амкостьв по отношении к на-копизшыся при эксплуатации масла продуктам старания и иметь

назкуа "маслоемкость" для сохранения в нэа ценных компонентов. г ■

На основания этих хрябований к адсорбенту за критерий его эф-

Характеристика природных адсорбентов

Таблица 1

Образец одаорЗаига

Лирический состав, % мяо.

ао2

ивнтаиитн: чоркаоский

аоканский ,

• гумбрийский

оглашшисиий

Разлившей метрологической структуры:

лшшгорсиит черкасский

«шшгорскит АОбазок;(афгански)

монтмориодо-иито-иалнгорь-окиговый (черкасский)

51,9

53,14 56*94 71; ВО

51; 79 46,64

31,97

"ПОо

0,61

0,38 0,31

0,54 0*33

0,19

17,10

17,54 15,15 13,12

14,14 7*14

16,50

7,92

4,08 2,57 Мб

5,49 10,11

1,51

"еО

0*22 0,12

0,43 0,45

1,18

4,64 2,59 . 0,96

7,24 14,36

6,47

СьО

1,53

2,91 1,36 3,10

3,70 ,40

,15

¿0

его,

0.47

2,46 1;20

1.Ы

0,60 1.0

0,38

0,07 0,500

В, 71 13.46

£

1шгй

мао

1юп,

% тс

9.38

7,40 ¡3,15

блу8

10,52

3.75

.00

0,85

Удслышя по' верхнооть,

А........

110

азоту

80,0

55,С 45,0

по

толу о '¡У

74,0

34,0 57,7

250,0

260,0

[74,0

186,0

Сумма обменных катионов ,

мг.окр

100 г

75,0

66,5 102,0

18,6

52,0

фективностк следует принимать величину съема масла заданной глубины очистки с единицы массы или объема адсорбента. Определить критерий эффективности можно по выходной кривой "адсорбции, описывавшей изменение оптической плотности ("Б^ ^549) масла за слоем адсорбента, по мере продолжительности его работы. За проско-ковую величину принимается съем масла о оптической плотностью, равной (0,12) свежему маслу (рис. I). Как характеристику пологости выходной кривой адсорбции продуктов старения масла, позволявшей оценить расход адсорбента для получения масла требуемой 0,8 —

До 0,6

0,4 0,2 О

ПРОД 0ЛЖИТЕЛЬНОСТЬ АДСОРБЦИИ, ЧАС,

Рис. I. Выходные кривые адсорбции компонентов отработанного масла (МИ0) на черкасском неактивированном бентоните (I), на асканите (2), на силикагеле АСКГ (3)

глубины очистки, отмечается съеы масла при половинной "а^ 5" отработке адсорбционной емкости минерала. Определение съема ' масла при полкой отработке емкости минерала (отношение оптических плотностей масла, профильтрованного через адсорбент, и кс- • ходкого отработанного равно I) нецелесообразно из-за длительности построения полной выходной кривой. По величине "а" при-

родные адсорбенты в естественном состоянии при очистке ЖО С V6?5 кг/м3; ^5СГХ5 к.ч.-0,30 мг КСК/г;Т)х _54q 2,4;

Т--20°С, l£cn IS0°C), в порядке снннэния эщектизностл (г/г) располагаются а ряд: алюмосиликаты-*-палыгорскнты (Украина (4,8)—— Афганистан (2,2)—>- гумбрин (1,90) —<~ адсорбент из Сирил (1,0) —t- искюйорзллоннт (Украина) (0,20) —аермлкулг? (0,11); кремнеземы - знкеевские опока (G,I5) и трепел (О,СБ) уступают многим бентонитовым породам, исследованным в работе. Для наиболее элективного из последних - черкасского пэлыгсрснитэ установили оптимальный реким термической активами: выдергизан^ при I5GcC в течение I часа ("а" 4,8 г/г).

Термическая активация*природных адсорбентов, сдоссбстзую-еэя,с одной стороны, увеличению высокоэнергзгическнх адсорбционных центров, а с другой - уплотнению вторичной пористой структуры минералов, особо значимой при адсорбции крупных молекул продуктов старения масел, не является столь эффективной, как активация адсорбентов кислотами. Регулируя радиус пор минерала, они приводят к резкому повышению поверхности и объе:.'.з переходных пор с частичным образованием макропор и сближают по эфлективное к: черкасский монтмориллонит и синтетический алюмосиликат прл очистке отработанного ЖО. При это:.! кривая адсорбции сися отработанного .масла в зависимости от степени разрушения черкасского монтмориллонита имеет выраненный максимум при степени разрушения шкзрала серкой кислотой (10-15!?) 42-51* мае. Соответственно величина "а" возрастает с 0,2 г/г до 11-6,6 г/г, "а0 5" - с 0,7 г/г до 20,4-18,8 г/г (табл. 2). Аналогичные результаты имели место при фильтрации масла через слой асканита (активированный серной кислотой бентонит аскаксксго происхождения - Грузия).

Последовали влияние кислоты (HCl, Н~Р04 или их смеси) на

сьеа очищенного гасла при активации черкасского монтмориллонита.

Таблица 2

Роль активации монтмориллонита серной кислотой при очистке ШО

Адсорбент Удельная поверхность по •воде, Удельный объем по; по воде, см3/г Радиус- Степень разрушения л ю гл* 1* я« т Съем очищенного масла, г/г

А структу' ЙН, % мае. а а0,5

ыовтйориллонат в естественном состоянии 410 0,24 15-17 0,2 0,7

Активирован

рации, % мае..

5 329 0,26 21,5 4,а 14,0

10 294 0,35 41,5 11,0 20,4

• 15 268 0,43 40-70 62,5 8,3 18,8

20 204 - 0,48 75,0 6,5 17,9

25 162 0,44 91,5 7,0 11,5

Асканит 250' 40-70 - 1,5 3,7

Синтетический алюмосиликат 0,58 70-90 8,2 19,2

Солякокислотная активация предпочтительна перед сернокис-

лотной из-за образования не стйль экологически опасных кислых ' стоков к возмонкости проведения процесса активации минерала в непрерывном региие. Анализ эффективности обра-зцоз ковтморглло-нита при очистке ЫИО показал, что съем очищенного касла зависит, не только от степени разрушения минерала соляной кислотой, ко. торая изменялась в интервале 23-84$ мае., но и способа дости-кения его оптимальной структуры и свойств поверхности. При интенсивном разрушении структуры минерала, наблюдающемся при активации соляной кислотой, в парожвдхостной фазе, величина съема масла оказалась в 2,5 раза меньшей, по сравнении с образцами монтмориллонита, активированными в жидкой фазе, когда изменения

в структуре минерала поддавались более тонкому регулировании. В интервале степени разрушения структуры: монтмориллонита соляной кислотой 0-75,2% мае. происходит увеличение съема очищенного масла; разрушение минерала до 84,5$ мае., его снижает. Наличие экстремума на кривой влияния степени разрушения минерала на съем очищенного масла мохет быть связано с тем, что с ее ростом изменяются раз .меры адсорбционных поверхностей, и объемов, увеличивается рад:!ус пор до определенного предела, за которым наблюдается обратная картина.

По мэре углубления активации монтмориллонита соляной кислотой поверхность его по воде снижается, по н-гексану повышается, т.е. углезедеродная основа масла становится более конкурентно-способной при адсорбции продуктов его старения. Оптимальная степень разрушения монтмориллонита, активированного серкой и соляной кислота:,а для съема очищенного масла различна (в первом случае 4Q-SG,», во втором - 76$ мае), т.е. проявляется роль кислотности и пористости минерала: при активация соляной кислотой пори его более мелка и менее доступны для крупных молекул продуктов старения масла, что определяет величину "а" 5,3 г/г, в то время как в случае активации серной кислотой "а" составляет 11,2 г/г. Активация монтмориллонита фосфорной кислотой (20$) не столь эффективна, как серной и соляной, то не самое наблюдается при обработке минерала смесью кислот (табл. 3).

Активация серной кислотой минерала моктмориллонит-палыгор-скя'тозой (4-3. слой Черкасок) не повысила его эффективности как адсорбента для очистки масла до уровня активированного серной кислотой монтмориллонита, хотя более интенсивно происходило разрушение минерала смешанной структуры и повышение его кислотности.

Шляние кислотной активации глинистых минералоз на способ-кость очищать отработанное масло определяется их первоначальной

структурой, которая, однако, по-разному и неоднозначно воспри-¡•.мчкза к действию кислоты. Для бентонита месторождения ¿.аштибед сллы^й эффект проявляется при обработке его соляной кислотой, :.:=сторокдеЕНя Lap-Lap - серной.

Таблица 3

Рель кислотной активации монтмориллонита пои очистке ШО

Продолжительность активации кислотами, час

'J IDyKTyD КО-СОКЗ-' цпоннае свойстза :0% uac.KCI жидкостная) 20$ мае. н3ю4 15% мае. НСКЗ): Н3Р04 15$ мае. КСКЗ): -H2S04 (I)

4 6 6 1,5 4,5 1,5 3,0 4,5 j 6,0

0тапень оззрусе-еия

стпукту-

DU,

Адсок5-ционная поверхность,

м2/г

по

вода . по

н-гек-саку

Съем очищенного масла (а),г/г

43,4 75,2 76,2 77,0' 61,7 87,6 32,9 56,1 41,0 61,2

187 170 170 320 226 193 211 179 163 137

132 151 164 -

159 186

3,4 1,0 5,3 0,5 2,7 4,7 0,6 2,4 1,5 1,2

Таким образом, бентонитовые глины (особенно исследованные палыгорск'лты) в естественном состоянии или активированный серной кислотой черкасский монтмориллонит вполне.могут конкурировать с синтетическим алюмосиликатом при очистке отработанного масла. Использование их тормозится слабой прокаченной разработкой известных ?.:эсто::-:-'лэя:й. Необходим поиск :: исследсва-^-г н^зых

промышленнозначимых залежай глин, способных в естественном или активированном состоянии при небольшом расходе очищать отработанные масла на месте, для их возврата в сферу технического потребления. Этому и посвящена четвертая глава диссертационной • работа.

Удобно расположено для промышленного освоения крупное скопление глинистых пород на участке Аббазак, относящееся по химико-минералогическому составу и структуре к палагорсжитаи. В отличие от черкасского мономлнерельного палкгорскита палыгорскит Аббазак (Афганистан) находится з тесной парагенетичэской ассоциации с другими глинистыми минералами, от которых отделить его невозможно. Зто даэт основание опробызатъ наряду с термической химическую активации минерала для повышения его эффективности при очистке отработанного касла. Термическая актизация глины Аббазак в отличие от черкасского палыгорскита либо нз влияет на адсорбционную активность по отношению к продуктам старения масла, либо ее снижает. Максимальная эффективность сорбента ("а" 2,2 г/г), соответствующая его воздушно-сухому состоянию, уступает термически активированному черкасскому иалыгорскиту, но превосходит асканит. Активация глины соляной кислотой н известкованием не существенно повлияла на повышение адсорбционной способности при очистке масла и засвидетельствовала целесообразность использования в естественном состоянии. Съем очищенного масла при этом на порядок превышает съем, получаемый с черкасского монтмориллонита.

Особый интерес представляло изучение сирийского природного адсорбента в плане расширения географии минералов и ресурсов природных ¡¿ахериалов СА? для очистки отработанных насел. Адсорбент представляет собой измененную вулкзническув ссадзчную породу, содезнв^/в смэсзнко-слоискэ мгзрзль: - пмрослЕлдстнй коктио-

риллониг с выростами магнезиальных силикатов - палыгорскитов. Содержание палыгорскитов,определяющих гадрофильность породы, 2055. Химический анализ адсорбента (табл.1) показал, что он по составу отличается от палыгорскитов черкасского и Аббазак, хотя по гигроскопичности к ним близок. По соотношении &".о2 : А1205 и содержанию блике к черкасскому лалыгорокиту, по Я^Оз -к Аббазак, однако концентрация щелочных металлов сиротского ад- ■ сорбента значительно вше. Поскольку структура минерала пока не определена,' посчитали целесообразным сопоставить данные химических составов его и щелочноземельного бентонита Огланлн (Туркмения), извэсгного своим хороши качеством. Последний характеризуется высоким соотношением ! А^ и меньшим содержанием щелочных металлов, чем адсорбент из Сирии. Очевидно, с этим связана высокая адсорбционная способность последним кислых соединений отработанного масла (кислотное число снизилось с 0,3 до О »08 мг КСЦ/г) и возможность двукратного отбора очищенного масла по сравнению с глиной Огланлы (I и 0,6 г/г соответственно) и пятикратного - черкасским монтмориллонитом в естественном состоянии .

В связи с повышенными расхода:,и природных глин при очистка ЩО и невозможностью их регенерации для повторного использования, возникла необходимость предварительного коагулирования масла. В качестве коагулянта опробызалп "маточный раствор" - продукт отмизки бентонитовой глина (сильный электролит) как результат взаимодействия соляной кислоты с алюминием и примесными металлами в кристаллической структуре глины при во активации. Последнее при положительном эффекте кокет стать весьма рацио-вальЕзы ггщрзвдааааз ъ создаыш малоотходных технологических продаккэ очистки отработанного масла. Коагулирующее действие 13тощого раствора на ЫИО, как оказалось, находится на уровне

обычно применяемого для коагуляции этого масла метасилихата натрия, причем при в 3 раза мзньсем расходе и снижении времени коагуляции на 30%. Не столь значительное снижение как в случае метасиликата натрия кислотного числа масла при коагуляции маточным раствором компенсируется при исследующем воздействии черкасским бентонитом, активированном соляной кислотой, при этом расход адсорбента снижается в 3-5 раз. Следовательно, если из отработанного индустриального масла необходимо получить продукт, соотвзтстзуэдий по кислотному числу и величине оптической плотности сзэшлу индустриальному, го технология очистки должна предусматривать сочетание коагуляциокного и адсорбционного процессов (табл. 4). При менее жестких требованиях к очищенному маслу (з случае применения его не по прямому назначению) после предварительного отстоя к центрифугирования сбора МИО возможна только адсорбционная очистка.

Таблица 4

Свойства отработанных (ШО) и очищенных индустриальных касел

1аЮ м'.О после коагуляции

Показателя -

маточным расгво- метасшшка-ром, 1% мае. том кагрия, 3% кас.

Вязкость при 50°С, мй^/с 23,5 23,0 23,0 •

Кислотное число, да КСН/г 0,54 0,31 0,07

Оптическая плотность 1,48 0,87 0,87

"О >.=540

Зыход счищенного кэсла на »510, % кас. Расход адсообенгах\ % мае. 75-94 35 до 25 38 20-29

При получении масла, идентичного сзагацу К-2СА; адсорбент - черкасский монтмориллонит, активированный соляной кислотой.

Выявлена неэффективность использования процессов отстаивания, центрифугирования, коагуляции и адсорбции для отработанных моторных масел из-за наличия в них присадок и продуйтоз их превращений, поддерживающих продукты старения в мелкодисперсном состоянии и препятствующих их выделению из объема масла. Эффективность очистки повышается при условии удаления (разложения) присадок поверхностно-активного действия. Тогда собственно масло по качеству лряйлиааегся к отработанному индустриальному.

Как не требующий реагектаой технологии,наиболее перспективен способ деактивации присадок в отработанном масле путем пропускания последнего через вакуумный тонхопленочный испаритель, где в результате получаемого термоудара присадки выводятся из объема масла. В работе для деактивации присадок масло ШО выдерживали при 250°С (вше температура разложения присадок) 0,25 час, одновременно освобождая их от топливных фракций атмосферной перегонкой. Ери вакуумной перегонке отбирали фракции 350-420°С, 420-480°С или широкую 35Э-480°С и контактным способом очищали алшосилакатшши адсорбентами при температуре 80°С, продолжительности контактирования 0,5 час. Установлено, что очищенные ыаела с одинаковыми температурами выкипания, но полученные из сырья индивидуального и централизованного (в отработанном масле на исключено содержание посторонних нефтепродуктов) сборов, имеют разные вязкости. Предпочтительны дая переработка отработанные моторныз масла индивидуального сбора. Природой адсорбент из САР особенно при повышенных расходах (1030?! мае.) обеспечивает глубокое удаление из масла соединений кислого характера.

Расход адсорбента доя получения масла из отработангах про- " дузисв определяется его назначение« а областью применения. При иежгьзовааад его как'-'шеда индустриального общего назначения",

что на наш взгляд, целесообразно из-за отсутствия необходимости ввода присадок, расход природного адсорбента может составить 7-15$ мае. Очгаценнне с пемощьв природных адсорбентов масла, по свойствам не соответствующие езегим индустриальным, цогут найти применение в другие сферах производства, в частности, при получении пластичных сказок.

Результаты использования отработанных масел в производстве смазок обобщены в пятой главе диссертации. Требования к маслу как дисперсионной среде сказок могут бить не. столь жесткими как к индустриальным маслам общего назначения, ибо ряд приоритетных свойств смазок регулируется структурой, составом и концентрацией загустителя, а примеси оставшихся кислородсодержащих соединений в очищенных маслах могут выполнять роль технологических ПАВ при производстве сказок, положительно влияя на их качество.

Отмеченные соображения послу кили основой щя исследования очищенных отработанных масел в рецептуре приготовления смазок многоцелевого назначения.

Анализ свойств литиевых смазок, приготовленных на основе очищенных масел и оксиотеарата к стеарага лнтия, свидетельствует о том, что предпочтительными является :$ракция масла 350-485°С, ввделекнзя из ЫМО и очищенная природным адсорбентом из САР, и стеарат лития. Полученная на основе этого сырья смазка по объе'г-но-механмческим свойствам, сказочной и защитной способности, термоокислителыюй стабильности соответствует литиевой смазка на свежзы И-20А и Литол-24 (табл. 5).

Возможность использования отработанных и очищенных с помощью природных адсорбентов масел для приготовления пластичных смазок представляет дня САР несомненней интерес. Высокая активность местного адсорбента и наличге сбора отработанных иасел

Таблица £>

Свойства литиевых смазок на основе отработанных и очищошшх адсорбентом (САР) масел

Показатели свс йста мэ сол Яоказатали свойств полученных смазок

Масло Вязкость, ш2/с Кислот HOQ . 'гасло, мгКОИ/ - Оптическая плот-г ность 540 Температура каплс-ладе- Ш!Я, Коллоидная стабильность, J¡> мао. Предел прочности, 11а (20°) Смазочнда свойства

i ^<00 Ни, мм Ре,'.. Н Рк, И

Свожео И-20Л 18 0,05 0,12 106 . 8 420 0,72 1330 630

ШО 17,0 - 0,20 3,00 175 10 680 0,90 1500 670

МИО очищогшос IG,Ü 0,08 0,12 186 9 510 0,72 1260 710

шо

фракция 350-420°( : 13,5 3,9 0,21 0,45 183 21 500 0,85 1500 750

очищенная -"- 13,0 3,9 Ú, 04 0,11 185 18 410 0,80 1410 840

очищенная 420-485°С 28,3 6,5 0,04 0,13 192 II ; 500 0,80 1410 800

очищенная 350-485°С 21,6 5,2 0,00 0J3 192 9 800 0,70 1410 750

до очистки 51,6 10,8 0,83 0,20 195 6 ЗОСГ ' 0,80

очищенное 50,8 10,8 0,07 0,12 196 7 500- " 0,70

позволяет организовать в стране производство весьма дефицитного смазочного материала.

Дополнительная очистка масла с маркировкой ' "ЗДЕ_4о очищенное" 10$ мае. адсорбентом (САР) способствует получению смазки на основе стеарчта лития лучиего качества, чем, асли в качестве дисперсионной среды используется то же масло до контактной очистки. Оптимальная концентрация стеарата лития составляет 1Ъ% мзс.

Результаты приведенных исследований позволяют считать целесообразным организацию.производства в САР смазок многоцелевого назначения на основе очищенных отработанных индустриальных и моторных масел. - •

С целью утилизации отработанных трансмиссионных масел в работе оценена целесообразность их использования как консервантов от электрохимической коррозии стали. Данные рис. 2 и результаты испытания в термовлэгохамерэ Т-4 иллюстрируют полноценную консервационную способность наружной поверхности металла

Рис. 2 Способность отработанных-' трансмиссионных, у.асел залетать металлы от элекгрохк-и:гческсй коррозии: 1-4 - отработанные тргн-стасскоянне масла, 5- консервационное масло Л-/*

толькообразцов.из 10 исслвдсвашсс отработанных трансмиссионных иасел. 3 масла обеспечивает степень защиты стальных пластинок от электрохимической коррозии на 77-84$, сохраняя достаточную стабильность этого показателя во времени. Ода из образцов по своей защитной способности не уступает товарному кон-сервационному маслу К-17. Тем не менее только длительные натурные испытания отработанных трансмиссионных масел и отсутствие в них экологически опасных пришсей позволят сделать обоснованное заключение о возможности их использования как консервантов наружных поверхностей металлических изделий.

Таким образом по разработанным в работа технологиям (рис.3) создается возможность получения масел для производства пластичных смазок и защитных антикоррозионных покрытий на' местных сырьевых источниках в Сирийской Арабской Республике.

МИО ЬМО 5АЗ-40 '(САР) Трансмиссионные

I I

(/читанные касла

Стбос от _ Ш) Ш-652

Отбор от ШО 5&53?

Отбор о* <531-40 ■Т93?

?йе. Поточные схемы очгскш отработанных касел

■ вшзоды

I. С целью экологической безопасности и рационального использования з Сирийской Арабской Республике нефтяных масел, поставляемых из-за отсутствия производства по импорту, рассмотрены возможные пути утилизации отработанных индустриальных и моторных .'.'.асел после их очистки природни/л адсорбентами, в том числе мастным алюмосиликатом. Показана возможность, применения местных сырьевых источников (очищенных отработанных масел и природного адсорбента) для производства пластичных смазок и защитных антикоррозионных покрытий.

•2. Впзрзке охарактеризован ко хшико-шшералогичесхаду составу ) и структуре природный адсорбент из Сирии. Являясь гидрофильным алшосшшнагом, он представляет собой измененную вудкагэнно-осадочную породу, содераащув смешанно-слоистые минералы - гидрослвдистнй монтмориллонит с выростами магнезиальных силикатоз - салыгорскитов.

3. Об эффективности адсорбентов при очистке отработанных индустриальных масел предложено судить по величине съема масла при оптической плотности (^540). соответствующей свежее каслу того еэ назначения, отнесенной к единица веса адсорбента. Использованные в работе природные 'сорбенты различной пористой структуры и химико-минералогического состава, г порядке убывания эффективности (алюмосиликаты) располагается - палыгорскиты (Украина-»-Афганистан)-»- гуыбрин -»-адсорбент из Сирии монтмориллонит (Украина) -""-вермикулит. Кремнезема (знкеевские опока и трепел) уступают большинству иг исследованных бентонитовых пород.

4. Установлено, что повысить эффективность природных бгнго-нитоз при очистка отработанного 12ела удается путем их химической активации. Кислотная активация шнтшрзяжиша (Уграана), "

регулирующая. радиус пор минерала и способствующая резкому Сросту поверхности ж объема переходных пор с частичным образованием макропор (доступных для крупных молекул продуктов старения масел), псаыпазг эффективность минерала до уровня синтетического адсорбента. При этом отмечено влияние состава использованной кислот а способа активации, приводящих к разным оптимальным величинам кислотности и степени разрушения структуры минерала: в случае серной кислоты последачя составляет 40-60$, соляной -76/2, Однозначная связь медду структурой природного сорбента и его эффективностью при очистке отработанного масла не установлена.

5. Показана возможность снижения расхода природного сорбента до Ъ-1% мае. и повышения экономичности процесса очистки

отработанного масла в случае включения в технологию стадии пред*

варигелького коагулирования индустриального масла и вакуумной перегонки моторного масла. Зто цри соблюдении оптимальных расходных показателей очистка и режимов процессов позволяет получить масло типа "индустриального общего назначения" И-20А. Для создания безотходного технологического процесса очистки масла эффективно использовать в качества коагулянта "маточный раствор", образующийся при солянокислотной актизации природного бектонк- ■ та. Природный сирийский адсорбент особенно активно снижает кислотное число масла, в меньшей степени - способен адсорбировать смолы и улучшать цвет масла.

6. Выявлена целесообразность использования очищенных с помощью природного сорбента отработанных индустриальных и моторных масел для получения литиевых пластичных смазок (стзарат лития). Замена свекзго масла на очищенное в рецептуре приготовления литиевых смазок не повлияла на их объемно-механические

и антиокиелнтельныз свойства, защитную и смазочную способность. Для Сирийской Арабской Республики это предстазляет самостоятель-

кий интерес, так как позволяет организовать производство многоцелевых пластичных смазок на осноза имеющихся ресурсов ^отработанных масел и эффективного местного сорбента для их очистки.

7. Рекомендовано после предварительного центрифугирования использовать отработанные, трансмиссионные масла, способные защищать сталь от электрохимической коррозии, в качестве консер-вантоз наружной позерхности металлических изделий. Сравнение показало аналогичную эффективность таких масел с широко распространенным консервантом K-I7.

Оснозные публикации по теме диссертации:

1. йальхович H.H., 2здохжоз A.D., Оукс И.Г., Даюб Ы. К вопросу об-утилизации отработанных трансмиссионных масел. - М., ЩИИТЗнефтехим. - Нефтепереработка и нефтехимия, 1994,

Я 10, с. 25-27.

2. Фалькозич М.И., Дааб И.» Евдокимов А.Ю., Иосебидзе Д.С. Зозмогности рационального использования отработанных смазочных масел. - Тезисы доклада конференции по маслам я смазка и "Современное состояние производства и применение смазочных материалов". - Фергана, 4-6 октября 1994, с.53-54.

3. залькозич Ы.И., Дгюб ГЛ., Еадокикоа A.D., Иосебидзе Д.С. Оценка эффективности сорбентов для очистки отработанных масел. Там ze, с. 51-52.

4. узльксзич М.И.,Еаю5 Н., Евдокимов А.Ю., Дкамалоз A.A. Отработанные смазочные материалы, их переработка и применение. Тезисы докладов межотраслевых Еэучных конференций, ссзепз-ний и семинаров "Проблемы, способы и средства защты окружающей среды от загрязнения несткя и нефтепродуктами", Н., ISS5, с. 75.