Утилизация отработанных смазочных масел (ОСМ)

Безопасная и рентабельная утилизация ОСМ предполагает их переработку с получением топлив, масел, пластичных смазок, СОТС, консервационных материалов и др.

Очистка работающих и регенерация отработанных масел. Среди современных способов очистки и регенерации преобладают физические методы – отстой, центрифугирование, фильтрация, вакуумная сушка. Эффективно проведение регенерации ОСМ на оборудовании для физических методов очистки и регенерации, производимых концерном Alfa–Laval (Швеция), и немецкими фирмами Westfalia и Montanus.

При годовом объеме потребления предприятием 10 т масел капитальные вложения на очистку и регенерацию на месте потребления полностью себя окупают. Это относится также к системам смазки с объемом резервуара более 0,75 м³. Проведение очистки и регенерации, однако, не всегда возможно для мелких потребителей смазочных материалов (отсутствие соответствующего оборудования и обеспечение его экономическими выгодными объемами ОСМ). Поэтому для небольших предприятий более выгодна централизованная регенерация.

Мировой сбор ОСМ составляет около 15 млн.т/год (менее 50% производства свежих), при этом подавляющее количество (70–90%) используют в качестве топлива. В Европе сбор ОСМ составляет ≈57% (1,6 млн т/год), использование в качестве топлива – 60%.

Утилизацию ОСМ в настоящее время осуществляют в основном по трем направлениям:

● вторичная переработка смесей с незначительными примесями синтетических масел и СОТС, с получением базовых компонентов;

● регенерация ОСМ раздельно по маркам с получением продуктов соответствующего назначения. В этом случае обеспечивается удаление продуктов старения и загрязнений без разрушения и отделения присадок, недостающее количество которых вводят на заключительной стадии приготовления товарных масел;

● переработка смесей ОСМ или очистка отдельных продуктов с целью получения котельного, печного топлива [16,41].

Вторичную переработку ОСМ, собираемых централизованно, в наибольших объемах осуществляют на промышленных предприятиях. Основной трудностью является организация сбора сырья. Из 1,6 млн. т собираемых в Западной Европе отработанных масел более 50% используют в качестве топлива или «уничтожают», остальное количество поступает на вторичную переработку. Значительную часть отработанных масел составляют масла моторные, содержащие в основном парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды, присадки, продукты старения и металлы. Среди последних особенно токсичен свинец, попадающий в масла из-за использования свинцовых антидетонаторов в топливе, которое снизилось с 1% в конце 70-х гг. до 0,1% к настоящему времени вследствие исполнения законодательных ограничений использования тетраэтилсвинца как добавки, повышающей октановой число бензинов.

Промышленные технологии вторичной переработки ОСМ подразделяют на группы по основному способу очистки:

При мировом объеме вторичной переработки ОСМ более 1,5 млн. т/год, на сернокислотную очистку приходится 1,2 – 1,3 млн. т/год. Существует большое разнообразие сернокислотных процессов, среди которых основными являются:

●кислотно-контактная очистка, совмещенная с атмосферно-вакуумной перегонкой;

●процессы со стадией термической обработки сырья;

С ростом содержания присадок в маслах расход кислоты и сорбентов при кислотно-контактной очистке повышается. В результате возрастает количество трудно утилизируемых и экологически опасных отходов. Кроме того, сернокислотная очистка не обеспечивает удаление из отработанного масла полиароматических соединений и высокотоксичных хлорсодержащих производных.

По данной схеме нельзя перерабатывать современные масла, совместимые с окружающей средой (растительные и синтетические), поскольку серная кислота разлагает их, увеличивая, в частности, выход кислого гудрона. В СНГ сернокислотную очистку в настоящее время практически не используют.

Во многих странах применяют модифицированные варианты процесса кислотно-контактной очистки, включающие стадию термической обработки сырья, способствующую снижению расхода кислоты. Выход очищенного масла в этом случае составляет 66% мас.

Переработка ОСМ в топливо широко распространена, при этом ОСМ используют без изменений или очищают по схеме, включающей этапы отстаивания, фильтрации и центрифугирования. Такое топливо используют не для обогрева жилых помещений; а для промышленных целей (например, сжигания в цементных печах).Возможно смешение с другими видами топлив.

В США технология производства котельных топлив заключается, как правило, в отгоне воды и легких топливных фракций в простых отпарных колоннах с получением высококачественного топлива.

Из ОСМ получают также газообразные топлива путем газификации в псевдоожиженном слое теплоносителя (например, до 35% угольной пыли при 945^°С). Перед газификацией ОСМ необходимо очищать от хлорсодержащих продуктов.

Возможна газификация ОСМ в псевдоожиженном слое катализатора с получением синтез-газа, содержащего, %:

Среди прочих путей рационального использования отработанных нефтяных масел существует ряд направлений использования ОСМ не по прямому назначению: смазка грубых узлов трения, например железобетонных пресс-форм; использование при флотационной очистке руды на обогатительных фабриках за счет высокого уровня поверхностно-активного действия масел; применение для уничтожения сорняков сельском хозяйстве, для борьбы с пылью на грунтовых дорогах и для предотвращения смерзания и прилипания сыпучих грузов к стенкам вагонов при низких температурах. Одним из негативных такого использования является факт заражения почвы.

ОСМ используют для приготовления консервационных смазок.

После соответствующей очистки ОСМ можно использовать для производства СОТС. Очищенные ОСМ или базовые масла вторичной переработки все шире применяют в производстве пластичных смазок. В качестве компонентов дисперсионной системы используют свежие нефтяные или синтетические масла, а для повышения качества этих смазок вводят различные присадки.

Предложены методы отверждения ОСМ. Запатентован ряд отвердителей отработанных нефтяных масел. Как привило отвердители представляют собой композиция веществ с различными функциями: дибромтетрафторэтан, низкомолекулярный полифторхлорэтилен, водные растворы щелочей, бикарбонаты натрия и калия, соли фосфорных кислот, воски, высшие жирные кислоты, мыла, сложные ароматические галогенсодержащие продукты[72].

Новое направление использования ОСМ - получение из них твердых топлив путем отверждения и брикетирования. Его получают, например, смешением 2-х частей 20%-ого водного раствора животного клея с 2-мя частями ОСМ. Смесь нагревают до 80–90ºС, в горячем состоянии смешивают с 5-ю частями опилок и 1-ой частью измельченной бумаги.

Отработанные синтетические масла (ОСинМ) необходимоочищать и регенерировать из-за их высокой стоимости и также от того, что ряд синтетических масел (полихлордифенил, сложные эфиры фосфорной кислоты) опасны для человека и окружающей среды. Наиболее целесообразно и выгодно регенерировать ОСинМ, поскольку смешение масел различного происхождения в большинстве случаев нецелесообразно.

В Средневолжском НИИ НП разработан способ регенерации огнестойкого турбинного масла на основе триксиленилфосфата. В опытно-промышленных условиях процесс проводили по схеме: перегонка – водно-щелочная и водная отмывка – сушка – доочистка сорбентом – фильтрование. Получаемый продукт соответствует нормам на свежее масло и, кроме того, может быть использован в качестве противоизносной присадки к смазочным материалам.

Весьма важна проблема переработки смесей отработанных синтетических и нефтяных масел. Смеси отработанных масел для компрессоров холодильных машин (нефтяные компоненты и сложные эфиры пентаэритрита) предложено очищать по схеме: удаление основной части хладоагентов → контактная очистка асканитом → фильтрование и осушка цеолитом.

Очищенная смесь пригодна для повторного использования по прямому назначению.

В 2001 г. Германия имела 6 установок регенерации отработанных масел общей производительностью 280 тыс. т в год, в проекте находилось еще 3 установки регенерации отработанных масел. Только 30% собранных масел используют в качестве топлива для сжигания. Государственная политика в области экологии в Германии направлена на финансовую поддержку предприятий, регенерирующих отработанные масла с целью получения базовых масел.

Малоотходные системы циркуляции СОЖ, моющих средств, растворителей и др. Одна из типовых систем, циркуляции СОЖ, разработанная в Ульяновском государственном техническом университете, состоит из следующих подсистем: 1) очистки СОЖ от посторонних примесей; стабилизации свойств СОЖ, 2) регенерации и 3) разложения обработанных СОЖ; 4) утилизации отходов; 5) приготовления новых составов СОЖ. Фрагменты системы внедрены на двух предприятиях Ульяновской области. Экономичность процесса повышается за счет снижения удельных расходов СОЖ на единицу продукции. При этом экономичность повышается и в случае циркуляции практически безопасных экологически чистых материальных потоков. Экологичность процесса увеличивают за счет снижения объема выброса экологически опасных веществ при обеспечении их циркуляции, а также за счет уменьшения нагрузки на системы подготовки и очистки отработанных СОЖ.

В процессе многократного использования при механической обработке металлов СОЖ истощаются и теряют свои технологические свойствапо следующим основным причинам: накопление металлических частиц (пыли) и продуктов термического разложения масел из-за окисления масел в процессе работы, образования смол и др.; обеднения эмульсий в результате выноса эмульсола со стружкой (полосой); попадания в СОЖ масел, смазок и спецжидкостей из гидравлических систем станков; повышения содержания солей жесткости в водной фазе (выпаривание воды из эмульсии и внесение солей жесткости при добавлении воды); микробиологического поражения (загнивание).

Последний фактор - основной в определении срока службы СОЖ. Бактериальная и грибная микрофлора развивается во всех видах водосмешиваемых СОЖ при их хранении и эксплуатации. В эмульсионнных СОЖ превалируют бактерии, в синтетических - дрожжевые и плесневые грибы. Полусинтетические жидкости занимают промежуточное положение. Осуществляемые в процессе эксплуатации меры (очистка, введение биоцидов и др.) позволяют существенно продлить срок службы СОЖ.

Когда дальнейшее использование отработанных СОЖ становится невозможным, возникает необходимость удаления их из системы и замены новыми.

Организация процессов утилизации и регенерации отработанных СОЖ имеет свои особенности и трудности, поскольку предприятия металлообработки расположены во всех городах страны и окружены жилыми массивами, а очистные сооружения, отвечающие современным заводах; на большинстве предприятий либо примитивный, либо их вообще нет (причем не просматриваются даже перспективы их строительства ввиду экономической нецелесообразности сооружения малых установок); установки утилизации и регенерации отработанных СОЖ требуют определенных капиталовложений, затрат тепло- и электроэнергии, воды, средств автоматики, наличия соответствующего персонала; в металлообработке нет должного опыта переработки эмульсий и растворов. В то же время в химической, нефтехимической и нефтеперабатывающей промышленности имеется опыт разделения эмульсий и растворов по схемам, включающим различные комбинации традиционных седиментационных, механических, химических, физико-химических и биологических способов. Все они весьма металло- и энергоемки, требуют значительных производственных площадей, соответствующей квалификации обслуживающего персонала. Схемы переработки многоступенчатые, так как ни один из перечисленных выше способов без комбинации с другими не позволяет полностью очистить водную фазу до норм сброса в водоем. Организация аналогичной совокупности процессов на всех машиностроительных заводах является с экономической точки зрения заведомо нерентабельной [20,38,41,49].

Однако решать вопросы экологии машиностроения и металлообработки необходимо. В этом плане оптимально сочетание общезаводских и локальных систем очистки, Последние позволяют наиболее целесообразно осуществить извлечение подлежащих утилизации компонентов и тем самым упростить общую схему очистки. Представляет интерес решение проблемы на межотраслевом уровне путем организации сбора отходов СОЖ и передачи их на очистку предприятиям химии и нефтехимии при обеспечении достаточной экономичности транспортных расходов.

На ряде предприятий уже эксплуатируют технологии очистки отработанных водных СОТС и моющих средств методом коагуляции, электрокоагуляции; окисления органических компонентов и ПАВ хлором, гипохлоритом натрия, перекисью водорода и озоном; мембранные технологии; термические методы обезвреживания; биохимические способы очистки от заражения растворов СОТС микрооганизмами.

Приведем примеры некоторых способов очистки отработанных водосмешиваемых эмульсионных СОЖ, в которых существенную роль играют химические реагенты и химические технологии и указаны способы обезвреживания экологически опасных отходов.

Реагентные, коагуляционные и флотационные способы переработки отработанных СОЖ. На рис.7.1 приведена принципиальная схема типовой

Рис.7.1. Схема установки очистки отработанных водных

установки обезвреживания эмульсий.Отработанная СОТС поступает в емкость 1,в которой в течение нескольких часов отстаивается. Всплывшее масло сливается в емкость 10, осевший шлам - в сборник 11, а эмульсию насосом 2 подают в смеситель 3. Здесь СОТС обрабатывают серной кислотой, поступающей из сборника 4, до достижения требуемого значения рН.

Из центробежного сепаратора 9 отделившаяся органическая фаза направляется в сборник 10, а частично очищенная эмульсия — в реактор 8. В нем жидкость обрабатывается коагулянтом, дозируемым из емкости 6, и перемешивается путем барботирования воздуха. Затем раствор отстаивается, органическая часть поступает в отстойник 7, а водная фаза после нейтрализации известковым молоком (до рН 7-8), дозируемым из емкости 5, либо поступает на повторное использование, либо сбрасывается в канализацию. В отстойнике 7 осуществляется частичная регенерация коагулянта путем обработки органической фазы серной кислотой из емкости 4. Органическая часть сливается в емкость 10, а раствор коагулянта откачивается в емкость 6. Из емкости 10 органическая фаза направляется на утилизацию.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: