Способ регенерации отработанного энергетического масла
USED ENERGY OIL REGENERATION METHOD

Область техники
Изобретение относится к процессам восстановления отработанных масел для их повторного использования по назначению.
Уровень техники
Известно решение по регенерации отработанных промышленных масел [RU 85900]. Недостаток этого решения - низкое качество регенерируемого масла из-за отсутствия адсорбционной обработки.
Известен способ регенерации отработанного энергетического масла, включающий ввод деактиватора металлов, нагрев, механическую фильтрацию и адсорбционную обработку, согласно которому в качестве деактиватора металлов используется смесь солей аммония, а в качестве адсорбента - глина [US 4502948]. Недостаток этого решения состоит в том, что оно не отвечает требованиям малоотходности и экологической безопасности - осадок, образующийся после деактивации металлов и механической фильтрации и обработки концентрированной серной кислотой, требует последующей утилизации в качестве экологически опасного отхода.
Известен способ регенерации отработанного энергетического масла, включающий удаление механических примесей, подогрев, вакуумную сушку и дегазацию, адсорбционную обработку и последующий ввод присадок [RU 2142980]. Этот способ, удовлетворяющий требованиям малоотходности и экологической безопасности, выбран в качестве прототипа.
Недостаток прототипа - неполное извлечение продуктов старения отработанного масла, что приводит к уменьшению срока службы регенерированного масла.
Раскрытие изобретения
Предметом изобретения является способ регенерации отработанного энергетического масла, включающий удаление механических примесей, подогрев, вакуумную сушку и дегазацию, адсорбционную обработку и последующий ввод базового пакета присадок, отличающийся тем, что перед адсорбционной обработкой вводят деактиватор металлов в виде антраниловой кислоты, а для адсорбционной обработки применяют гранулированный алюмосиликатный адсорбент.
Технический результат изобретения - повышение качества регенерированного масла за счет более полного извлечения продуктов старения из отработанного масла при сохранении малоотходности и экологичности технологии.
Изобретение имеет развитие, которое состоит в том, что после ввода базового пакета присадок выполняют электрофизическую очистку. Это дополнительно очищает масло от частиц размером менее 50 мкм и соответственно дополнительно повышает качество регенерируемого масла.
Осуществление изобретения с учетом его развития
Заявляемый способ может быть осуществлен на установке, упрощенная технологическая схема которой приведена на фигуре.
Отработанное трансформаторное или турбинное масло подается насосом 1 в вакуумную камеру 4 через фильтр 2 предварительной (грубой) очистки и электронагреватель 3.
Фильтр 2 представляет собой металлический или полимерный сетчатый фильтр, извлекающий из отработанного масла механические примеси размером более 50 мкм, которые впоследствии (при отмывке фильтра 2) удаляются. Электронагреватель 3 обеспечивает нагрев потока масла до температуры (40-60°С), необходимой для эффективной работы камеры 4.
В камере 4 с помощью насоса 5 осуществляется вакуумная сушка (извлечение воды) и дегазация (извлечение растворенных в масле газов, включая воздух). Извлекаемые вода и газы выбрасываются в атмосферу через конденсатор паров (на фигуре не показан), которым снабжена камера 4.
Осушенное и дегазированное масло из камеры 4 подается насосом 6 на обработку в адсорбер 7. При этом масло дополнительно подогревается электронагревателем 8 до рабочей температуры процесса адсорбции (70-90°С).
В адсорбере 7 из масла удаляются продукты старения (оксикислоты, смолы, полиароматические соединения, металлорганические и другие гетероатомные соединения). Для интенсификации этого процесса перед адсорбционной обработкой в масло с помощью миксера 9 вводят деактиватор металлов в виде антраниловой кислоты.
Антраниловая кислота является малорастворимым в воде амфотерным органическим соединением, содержащим в своей структуре как аминную функциональную группу, которая обеспечивает эффект деактивации металлов, так и кислотную функциональную группу, которая обеспечивает взаимодействие с гранулированным алюмосиликатным адсорбентом. Деактивация обеспечивается тем, что антраниловая кислота образует с металлами комплексное соединение, препятствующее их каталитическому воздействию на термическое окисление компонентов регенерируемого масла. При взаимодействии антраниловой кислоты с гранулированным алюмосиликатным адсорбентом проявляется синергетический эффект более полного извлечения из регенерируемого масла металлосодержащих продуктов старения, обеспечивающий соответствующее повышение качества масла, получаемого после регенирации.
В качестве гранулированного алюмосиликатного адсорбента могут быть использованы, например, адсорбенты товарных марок «Alumac» (производитель «Bayer»), КСКГ или ШСКГ (производитель «Рособоронхим», «Аквахим») или АС-230Ш (производитель «Химический завод им. Л.Я. Карпова»), которые при испытаниях показали примерно одинаковые результаты по показателям регенерированных масел, приведенным в табл. 1, 2. (Эти адсорбенты различаются ценой и гарантированным их производителями числом циклов: регенерация масла - восстановление адсорбционных свойств).
В масло, прошедшее адсорбционную обработку, вводят с помощью миксера 10 базовый пакет присадок в соответствии с требованиями действующих нормативных документов к трансформаторному или к турбинному маслу (СТО 70238424.27.100.053-2013 Энергетические масла и маслохозяйства электрических станций и сетей. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования, НП ИНВЭЛ, 2013 или СТО РусГидро 02.01.112-2015. Гидроэлектростанции. Энергетические масла и маслохозяйства. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования. ПАО «РусГидро». 2015). При этом в трансформаторное масло вводят ингибитор окисления, а в турбинное масло - ингибитор окисления, ингибитор коррозии и деэмульгирующую присадку.
Далее, согласно развитию изобретения, регенерируемое масло проходит обработку в электрофизическом фильтре 11, представляющем собой набор электродов, электростатическое поле которых осуществляет очистку масла от мелких твердых частиц (механические примеси и масляный шлам размером менее 50 мкм), и поступает в емкость для хранения.
Использованный в адсорбере 7 гранулированный алюмосиликатный адсорбент может периодически выводиться из режима регенерации масла для восстановления сорбционных свойств адсорбента.
Восстановление адсорбента выполняется в адсорбере 7 (без операций загрузки-выгрузки) путем высокотемпературного окисления за счет продувки адсорбента атмосферным воздухом (блок 12). При этом нежелательные компоненты, накопленные на гранулах адсорбента, превращаются в воду, углекислый газ и другие оксиды. Это делает процесс регенерации масел малоотходным и экологичным. Основной отход, представляющий собой газовый выброс из адсорбера 7 при восстановлении отработанного адсорбента, практически идентичен выхлопным газам двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, образуется небольшое количество концентрата отфильтрованных загрязнений в фильтрах 2 и 11 (количество отходов в фильтре 11 зависит от содержания загрязнений в присадках). По токсикологическим характеристикам этот концентрат незначительно отличается от регенерируемого отработанного масла, и может быть утилизирован в установленном порядке в смеси с другими низкотоксичными нефтяными отходами.
Результатом описанного процесса является регенерированное турбинное или трансформаторное масло, пригодное для применения (залива или долива) по прямому назначению в энергетическом маслонаполненном оборудовании электрических станций и сетей.
Таким образом, ввод деактиватора металлов в виде антраниловой кислоты перед адсорбционной обработкой и применение для нее гранулированного алюмосилиликатного адсорбента обеспечивают более полное извлечение продуктов старения из регенерируемого масла по сравнению с прототипом (и соответственно более высокое качество регенерированного масла), а также позволяет сохранить малоотходность и экологическю безопасность процесса регенерации.
Сравнительные данные (для прототипа и заявляемого способа) по показателям качества турбинного и трасформаторного масел приведены в таблицах 1 и 2.