Разработка технологии регенерации моторных масел на основе микро- и ультрафильтрации

• Автор: Гриценко, Владимир Олегович
• Шифр специальности: 05.17.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
Содержание

Глава I. Обзор литературы
ЕЕ Краткая характеристика моторных масел
1.2. Требования, предъявляемые к моторным маслам
ЕЗ. Изменение свойств моторных масел в процессе их эксплуатации в двигателе внутреннего сгорания
1.4. Классификация загрязнений моторных масел
1.5. Регенерация отработанных моторных масел
1.5.1. Физические методы
1.5.2. Физико-химические методы
1.5.3. Химические методы
1.5.4. Технологические схемы комбинированных установок регенерации моторных масел
1.6. Применение регенерированных моторных масел
1.7. Экономический и экологический аспекты регенерации масел
1.8. Выводы из литературного обзора и постановка задачи исследования..
Глава II. Экспериментальная часть

2.1. Описание лабораторных установок
2.2. Объекты исследования
2.3. Методики анализа моторных масел
Г лава III. Обсуждение результатов экспериментов
3.1. Предварительная очистка отработанного моторного масла
3.1.1. Коагуляция
3.1.1.1. Выбор типа коагулянта
3.1.1.2. Кинетика нейтрализации органических кислот

3.1.1.3. Влияние температуры на эффективность процесса
3.1.1.4. Влияние концентрации коагулянта на эффективность процесса
3.1.1.5. Исследование методом ИК - спектроскопии эффективности коагуляции отработанного моторного масла
3.1.2. Осаждение взвешенных веществ в поле гравитационных и центробежных сил
3.1.3. Механическая фильтрация отработанных моторных масел
3.2. Мембранное разделение отработанных моторных масел
3.2.1. Динамика удельной производительности и селективности мембран в процессе очистки отработанного моторного масла
3.2.2. Влияние температуры, давления в напорном и дренажном каналах и гидродинамических условий на производительность и эффективность мембранного разделения
3.2.3. Расчет констант фильтрования
3.3. Адсорбционная очистка отработанных моторных масел
3.4. Сопоставление мембранного и адсорбционного методов регенерации моторных масел
3.5. Синтез комплексной системы регенерации отработанного моторного масла
3.6. Технико - экономическое обоснование разработанной схемы регенерации отработанного моторного масла
Выводы
Приложение 1. Таблицы экспериментальных данных
Приложение 2. ИК - спектры
Приложение 3. Компьютерные программы
Список литературы
Введение

Регенерация отработанных моторных масел (далее ОММ) является одним из наиболее перспективных способов экономии смазочных материалов, а также защиты окружающей среды от попадания в нее как непосредственно ОММ, так и продуктов сгорания при их утилизации.
Мировое производство моторных масел (далее ММ) составляет более 15 млн. т. / год [1]. По данным зарубежной печати ресурсы ОММ значительны и оцениваются в 50 % от потребления свежих масел [2].
Наилучшие результаты по сбору и использованию ОММ достигнуты в Герма-нии, где общий сбор составляет 55 % от потребления свежих масел. В США этот показатель составляет 45 %, в Швейцарии - более 42 %, в Италии - около 34 %, во Франции - 29 %. В Российской Федерации использование ОММ осуществлялось по следующим основным направлениям ( в % от общего сбора): переработка на НПЗ в смеси с сырой нефтью - 22; в качестве котельно-печного топлива - 40; на технологические нужды - 19; регенерировалось - 9; на другие нужды - 10 [3].
В 1993 году из-за кризисных явлений в экономике Российской Федерации сбор ОММ уменьшился по сравнению с 1990 г. почти в 2 раза. Изменилась и структура использования ОММ и почти весь собираемый объем используется в качестве котельного топлива, что экологически опасно, т. к. осуществляется без предварительной очистки.
В отличие от нефти и жидких топлив ОММ не испаряются и в меньшей степени подвержены биоразложению. Загрязнение окружающей среды отработанными маслами происходит главным образом при их попадании в поверхностные и грунтовые воды. Кроме того, при сжигании ОММ атмосфера загрязняется диоксином, серой, хлорорганическими соединениями, металлами, что ведет к тяжелым экологическим последствиям [4].
Отработанные масла группы ММО (масла моторные отработанные) [5] представляют собой сложные многокомпонентные смеси, включающие кроме моторных высоковязкие индустриальные и некоторые другие масла в соответствии с требова-

Таблица
Результаты опытов
Показатель Исход- ное масло Очищенное масло при введении карбамида, % к массе масла
2 5 8 11
Содержание воды мае. % 0,3 Отсутствие
Кислотное число, мг КОН / г Щелочное число, мг КОН / г Кинемат. вязкость при 100 °С мм2/с Температура вспышки, °С Нерастворимый осадок, мае % 1,64 3,47 12,3 203 1,55 I,17 2,63 II,2 203 0,11 1,11 2,62 11,4 204 0,04 0,83 2,41 11Д 203 0.10 0,86 2,41 11,1 204 0,10 0,78 2,48 11,5 204 0,
В таблице 7 приведены результаты очистки ОММ при различных температур-
ных условиях и способах подачи реагентов.
Таблица
Результаты экспериментов
Технология очистки Содер- жание меха- ниче- ских приме- сей, масс. % Содер- жание нерас- твори- мого осадка, масс.% Содер- жание воды, масс.% Кине мати- чес- кая вяз- кость, сСт при 100°С Кислот ное число, мг КОН / г Щелочное число, мг КОН/г Энер-гозат-ра-ты (очистка 100 г. масла) кВт ч Вы ход очи ще нно го мае ла, % Цвет в еди- ни- цах ЦНТ
Исходное ОММ 0,11 0,5 0,5 7,48 0,77 2,28 - -
При интенсивном перемешивании вводят расплавленный карбамид в масло нагретое до і “С):
80 0,05 0,15 0,06 7,5 0,66 1,96 3,1 90 7,
90 0,03 0,08 Следы 7,3 0,47 1,73 3,5 90 6,
95 0,023 0,09 Нет 7,17 0,47 1,79 3,7 90 6,
100 0,026 0,07 Нет 7,0 0,56 1,97 3,9 90 7,
110 0,024 0,1 Нет 7,1 0,5 1,89 4,4 90 7,
140 0,048 0,12 Следы 7,2 0,67 1,53 5,3 70 7,
160 0,07 0,15 Следы 7,34 0,69 1,56 6,2 78 7,
Несмотря на представленные преимущества остается непонятным, какова
цветность масла, как избавляться от отходов, а это около 10 % масс, отработанной мочевины и осадка. При температуре выше 100 °С мочевина начинает частично растворяться в ОММ и непонятно каким образом можно извлечь это количество из ММ.
В [48] был предложен способ регенерации отработанных минеральных масел и установка для его осуществления. Сущность изобретения в способе регенерации отработанных минеральных масел проводят предварительную очистку от механиче-