Синтетичні масла - Утилізація відпрацьованих мастил
Очищення та регенерація синтетичних масел у зв'язку з їх високою вартістю мають надзвичайно важливе значення. Крім того, ряд синтетичних масел (ПХД, складні ефіри фосфорної кислоти) становлять значну небезпеку для людини та навколишнього середовища. Важлива й та обставина, що частина відпрацьованих синтетичних масел неминуче потрапляє у суміші при зборі для вторинної переробки ЗМ і може негативно впливати на ефективність використовуваних процесів. У зв'язку з цим у Німеччині, зокрема, введено обмеження на вміст поліалкіленгліколів у сировину для переробки. Однак домішки синтетичних масел у сумішах, як правило, незначні.
Найбільш доцільним та вигідним способом утилізації відпрацьованих синтетичних масел є регенерація, оскільки змішання мастил різного походження в більшості випадків недоцільне. Специфіка хімічного складу свіжих та відпрацьованих синтетичних масел істотно впливає і на методи їхньої регенерації. За кордоном основним процесом як для нафтових, так і для синтетичних мастил досі залишається сірчанокислотне очищення. У розвинених країнах зростання обсягів регенерації масел на основі синтетичних складних ефірів призводить до суттєвого збільшення кількості кислого гудрону, оскільки сірчана кислота значною мірою розкладає ці сполуки.
У Середньоволзькому НДІ НП розроблено спосіб регенерації вогнестійкої турбінної олії на основі триксиленілфосфату. У дослідно-промислових умовах процес проводили за схемою: перегонка - водно-лужна та водне відмивання - сушіння - доочищення сорбентом - фільтрування. Одержуваний продукт відповідає нормам на свіже масло і, крім того, може бути використаний як протизносна присадка до мастильних матеріалів.
Технологія фірмиDalton (Велика Британія) призначена, зокрема, для регенерації відпрацьованих вогнестійких авіаційних масел (у тому числі гідравлічних рідин спеціального призначення для літаків "Конкорд"). Послугами фірми Dalton у сфері регенерації синтетичних масел користуються основні авіакомпанії Великобританії та інших країн. Відпрацьовані авіаційні олії складають
30% загального обсягу переробки, що здійснюється фірмою.
Осушування та дегазацію працюючих масел на основі складних ефірів фосфорної кислоти можна проводити на установці фірми Pall (Німеччина), принцип дії якої полягає в тонкому фільтруванні та вакуумній сепарації. Вміст води в таких оліях можна знизити з 1500 до 23 млн. Процес Rotovac придатний для регенерації синтетичних масел на основі ПАТ та складних ефірів. Унікальним слід вважати процес ENTRA, що дозволяє переробляти відпрацьовані нафтові олії на базі синтетичних складних ефірів та рослинних продуктів.
Дуже важливою є проблема переробки сумішей відпрацьованих синтетичних та нафтових олій. Такі суміші утворюються або через відсутність елементарної культури експлуатації олій та збору відпрацьованих продуктів, або через неможливість організації окремого збору. Подібні труднощі виникають при регенерації відпрацьованих масел на змішаній основі (так званих напівсинтетичних). Суміші відпрацьованих масел для компресорів холодильних машин (нафтові компоненти та складні ефіри пентаеритриту) запропоновано очищати за схемою, що включає стадії видалення основної частини хладоагентів, контактного очищення асканітом, фільтрування та осушення цеолітом. Очищена суміш придатна для повторного використання за прямим призначенням.
Основна інформація з очищення та регенерації відпрацьованих синтетичних маселміститься у патентах. Олії на основі силіконів знаходять широке застосування, їх використовують, зокрема, як охолоджувальні або ізоляційні засоби в електроустановках високої напруги. Для осушення та дегазації таких масел можна використовувати послідовне очищення цеолітом (силікагелем, оксидом алюмінію), а потім активованим вугіллям або активованим природним сорбентом з подальшим відділенням та фільтрацією. Таке очищення виключає видалення з олії присадок. Потім проводять дегазацію у вакуумі при 50-110?
Пропонується очищення та осушення відпрацьованого силіконового масла при 20-80 °С за допомогою інертного газу, одержуваного випаром рідкого азоту. Очищену олію дегазують при нагріванні у вакуумі. Кінцевий продукт містить менше 1 млн? води. У ряді патентів пропонуються різноманітні способи регенерації відпрацьованих синтетичних масел. Так, регенерацію метилфенілсиліконових масел здійснюють деполімеризацією сировини при 250-280?С, залишковому тиску 17,3-21,3 КПа в атмосфері азоту в присутності 0,24-04% піридину і такої ж кількості води. Продукт деструкції полімерних молекул піддають полімеризації у присутності сірчаної кислоти. Вихід кінцевого продукту регенерації в'язкістю 100 мм?/с при 25?С становить 84%.
Регенерацію масел на основі поліалкіленгліколей, що легко абсорбують вологу при експлуатації, запропоновано проводити за допомогою цеолітів з частинками діаметром 0,1-10 мм. Процес можна здійснювати в контейнері, на дно якого міститься цеоліт у сітчастій упаковці; для підвищення ефективності зневоднення масло в контейнері піддають впливу ультразвуку.
Відпрацьовані складноефірні масла запропоновано регенерувати за допомогою 3-10% водного розчину сірчаної кислоти, взятого в кількості 20-50% мас. На вихідне масло. Процесведуть при 20-80 ° С з подальшим промиванням водою і осушуванням. За іншим методом відпрацьоване складноефірне масло обробляють при 45-55?З 10-20%-ним водним розчином гідроксиду натрію в кількості 20-30% мас. на сировину. Наступними стадіями регенерації є виділення масляного шару, його водне промивання, сушіння та фільтрація. Процес дозволяє окрім забруднень та продуктів старіння видалити з олії присадки та продукти їх окиснення. При цьому не відбувається термічної та гідролітичної деструкції складного ефіру.
Для очищення мастильних матеріалів на основі фторхлорвуглецевих сполук, що потрапляють при експлуатації домішок, запропоновано фільтраційний метод, що передбачає застосування різних сорбентів - активного оксиду алюмінію, глинозему, бокситу, силікагелю, глин та ін. Передбачено чіткий контроль якості продукту. Відпрацьоване фреонове масло піддають грубому очищенню від сторонніх забруднювачів. Потім олію розбавляють петролейним ефіром 10:2 і після перемішування суміш поділяють. З виділеного масла видаляють компоненти петролейного ефіру.
Запропоновано метод регенерації фторвмісних масел типу перфторполіефірів, перфторполіфенілових ефірів, перфторполіефірів тріазину за допомогою різних галогеновмісних розчинників або їх сумішей. Після відділення твердих домішок 1 часто відпрацьованої олії змішують як мінімум з 0,5 частини розчинника, при цьому продукти старіння олії виявляються у верхньому шарі. Нижній шар для повнішого очищення може бути оброблений вуглеводневим розчинником у кількості не менше 0,2 частини на 1 частину розчину сировини. Після обробки нижній шар містить очищену олію.
Можливе використання відпрацьованих синтетичних масел як палив, що мають, однак, нижчу теплоту згоряння в порівнянніз ОМ. На відміну від складноефірних масел, що змішуються з нафтовими, ПАГ утворюють з останніми двофазну систему, що створює труднощі при прокачуванні та впорскуванні такого палива. У зв'язку з цим у низці країн ЄС під час збору забороняється змішування ОМ та ПАГ.
У зв'язку зі зростанням споживання синтетичних масел та посиленням заходів щодо охорони навколишнього середовища значення процесів очищення та регенерації відпрацьованих продуктів надалі зростатиме.