Недостатки процесса гидроочистки – потребность в больших количествах водорода, а порог экономически целесообразной производительности (по зарубежным данным) составляет 30–50 тыс. т/год. Установка с использованием гидроочистки масел, как правило, блокируется с соответствующим нефтеперерабатывающим производством, имеющим излишек водорода и возможность его рециркуляции.
13. Процессы с применением натрия и его соединений
Для очистки отработанных масел от полициклических соединений (смолы), высокотоксичных соединений хлора, продуктов окисления и присадок применяются процессы с использованием металлического натрия. При этом образуются полимеры и соли натрия с высокой температурой кипения, что позволяет отогнать масло. Выход очищенного масла превышает 80%. Процесс не требует давления и катализаторов, не связан с выделением хлоро- и сероводорода. Несколько таких установок работают во Франции и Германии. Среди промышленных процессов с использованием суспензии металлического натрия в нефтяном масле наиболее широко известен процесс Recyclon (Швейцария). Процесс Lubrex с использованием гидроксида и бикарбоната натрия (Швейцария) позволяет перерабатывать любые отработанные масла с выходом целевого продукта до 95%.
Для регенерации отработанных масел применяются разнообразные аппараты и установки, действие которых основано, как правило, на использовании сочетания методов (физических, физико – химических и химических), что дает возможность регенерировать отработанные масла разных марок и с различной степенью снижения показателей качества.
Необходимо отметить, что при регенерации масел возможно получать базовые масла, по качеству идентичные свежим, причем выход масла в зависимости от качества сырья составляет 80–90%, таким образом, базовые масла можно регенерировать еще по крайней мере два раза., но это возможно реализовать при условии применения современных технологических процессов.
Одной из проблем, резко снижающей экономическую эффективность утилизации отработанных моторных масел, являются большие расходы, связанные с их сбором, хранением и транспортировкой к месту переработки.
Организация мини-комплексов по регенерации масел для удовлетворения потребностей небольших территорий (края, области или города с населением 1–1,5 млн. человек) позволит снизить транспортные расходы, а получение высококачественных конечных продуктов – моторных масел и консистентных смазок, приближает такие мини-комплексы по экономической эффективности к производствам этих продуктов из нефти.
2. Способ регенерации отработанных нефтяных масел и их смесей. Практика внедрения
Предлагаемая технология и установка восстановления свойств отработанных нефтяных масел разработана для предприятий, использующих моторные, индустриальные, трансформаторные, турбинные и другие масла, а также гидравлические жидкости, и заинтересованных в их повторном применении. При этом сбор отработанных масел должен производиться на местах их образования, т.е. у потребителя товарных масел или на пунктах сбора отработанных нефтепродуктов, где можно установить стационарную модульную установку.
Производительность установки зависит от количества собираемого исходного сырья (от 100 т/год). Установка комплектуется блок-модулями по отдельным технологическим процессам. Наиболее трудоемкая технология, включающая все стадии процесса, применяется для отработанных моторных масел. Известно, что при эксплуатации товарных масел в бензиновых и дизельных двигателях накопление агрегативно-устойчивых продуктов окисления, асфальто-смолистых соединений, солей, частиц металлов, сажи и продуктов износа двигателя осложняет регенерацию. Присадки, добавляемые в товарные масла для улучшения эксплуатационных свойств, затрудняют отстой и фильтрацию из-за присутствия моющих компонентов. Содержание синтетических масел не должно превышать 10% от количества исходного сырья. В то же время технология регенерации индустриальных масел (особенно без присадок) является более простой.
1. Основные характеристики установки
| Характеристика | Значение |
| Производительность, т/ год (по сырью)* | 100–1000 |
| Режим работы | Периодический |
| Выход чистого масла, %, не менее | 70–90 (зависит от типа и загрязненности сырья) |
| Рабочее давление, Кг/см (кПа), не более | 3,0 |
| Напряжение питания, В | 220/380 + 10% |
| Частота тока, Гц | 50 |
| Установленная мощность, кВт | |
| с парогенератором | 200 |
| без парогенератора | 50 |
| Габаритные размеры установки**, м | 8,0х2,4х4,5 |
| блока резервуарного с блоком коагуляции на каркасе | 4,0х2,4х4,5 |
| блока отгона ЛВЖ и воды на отдельном каркасе | 1,5х0,8х4,5 |
| блока адсорбции с блоком фильтрации на одном каркасе | 3,5х1,7х2,1 |
| шкафа электрического | 1,2х0,008х2,0 |
| Масса блоков, кг | 61001 |
| Количество обслуживающего персонала, чел. | 2 |
При отсутствии пара для технологических нужд установка может быть укомплектована парогенератором (производительность парогенератора 250 кг/ч, максимальная температура пара 143оС).
Выход готового продукта (70–90%) зависит от степени загрязненности регенерируемых масел, а выбор технологии и количества блок-модулей – от качества и количества исходного сырья – отработанного нефтепродукта.
Готовый продукт:
♦ масло соответствующей марки с пакетом присадок (моторные масла собранные по маркам);
♦ базовая основа моторных масел (смесь моторных масел – группа ММО);
♦ масло соответствующей марки (индустриальные масла общего назначения, энергетические, гидравлические жидкости собранные по маркам);
♦ базовая основа индустриальных масел (смесь индустриальных и энергетических масел – группа МИО);
♦ основа для топлива (смесь отработанных нефтепродуктов – группа СНО).
Поступающие с НПЗ некондиционные товарные масла могут быть подвергнуты очистке физико-химическими методами на этой же установке.
Три варианта технологического процесса с определенным набором блок-модулей позволяют получить указанные готовые продукты из соответствующего сырья.
Вариант I (основной). Сырье – отработанные моторные масла, смеси масел.
Стадии процесса: коагуляция (обработка реагентом); отстаивание тонкодисперсной части загрязнений; центрифугирование; дегазация; адсорбция; фильтрование; смешение с присадками.
Вариант П. Сырье – отработанные нефтяные масла без присадок.
Стадии процесса: все стадии процесса, кроме коагуляции и смешения с присадками.
Вариант III (очистка от воды и механических примесей). Сырье – товарные нефтепродукты, не отвечающие требованиям стандартов.
Стадии процесса: отстой (центрифугирование), фильтрование, испарение в дегазаторе (при необходимости).
Определяющими стадиями технологической цепочки и комплектующими установку блоками являются:
♦♦ блок коагуляции. Благодаря применению многофункционального коагулянта, введение которого в пересчете на сухой продукт составляет до 0,4% от объема отработанного масла, позволяет при определенных условиях вывести в осадок окисленные продукты, тонкодисперсные продукты загрязнений, которые физическими методами не осаждаются. Корректируются такие показатели как кислотное число, наличие ВКЩ, зольность, цвет (прозрачность).
♦♦ блок дегазации. Особая конструкция и условия термообработки позволяют не перегревать сырье на этой стадии процесса.
♦♦ блок фильтрации предусматривает удаление частиц загрязнений 1–5 мкм благодаря конструкции и фильтрационному материалу, разработанного для оборонной техники.
♦♦ блок адсорбции служит в основном для осветления готового продукта. Предлагаемая технология запатентована.
Утилизация отходов от регенерации (до 10%) возможна по двум направлениям: сжигание на специализированной установке или установка отдельного блока биологического окисления углеводородов.
3. Способ регенерации (очистки) отработанных моторных масел
Известны способы регенерации (очистки) отработанных масел путем обработки их сильными минеральными кислотами, в частности серной кислотой с последующей обработкой отбеливающими глинами. При этом значительная часть масел, до 50%, теряется, переходя в кислый гудрон. Такая обработка масла приводит к проблемам утилизации отработанных глин и кислотного шлама, что связано с загрязнением окружающей среды.
Известен способ регенерации (очистки) отработанных моторных смазочных масел включающий ряд последовательных стадий: удаление механических примесей, удаление воды и легких углеводородов, обработку насыщенными углеводородными растворителями, с последующей вакуумной дистилляцией и каталитическим гидрированием.
Известен способ регенерации (очистки) отработанных масел, сущность которого заключается в нагреве, отгонке воды и легких углеводородных фракций, обработке полиметилсилоксановыми растворителями с последующей вакуумной разгонкой в тонкопленочном испарителе. Недостатком процесса является высокая стоимость растворителя и сложность его удаления из смеси с маслом. Качество масла после стадии экстракции не позволяет использовать его для производства моторных масел и требует проведения дополнительной стадии вакуумной дистилляции.
Известен способ регенерации (очистки) отработанных масел, который принят за прототип, включающий следующие стадии: нагревание масла для удаления легких фракций и воды, экстракция масла насыщенными углеводородными растворителями, например пропаном, вакуумная разгонка с фракционированием и гидроочистка, причем тяжелую фракцию подвергают термической обработке и повторно экстрагируют растворителем. При использовании данной технологии газойлевые фракции удаляются на стадии фракционирования после экстракции, что ухудшает качество масла после стадии экстракции, а также требуются дополнительные стадии обработки – термообработка, дополнительная экстракция, что существенно осложняет и удорожает технологический процесс.