СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО МОТОРНОГО МАСЛА
METHOD OF PURIFYING SPENT SYNTHETIC MOTOR OIL

Изобретение относится к регенерации смазочных масел, в частности к стадии очистки моторных масел от продуктов «старения» и механических загрязнений, и может быть использовано на маслоочистительных установках различных отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства.
Известен способ очистки отработанного синтетического масла на сложноэфирной основе (авторское свидетельство СССР №1177340, С10М 175/02, 1985), заключающийся в том, что масло нагревают до температуры 45-55°C и смешивают с 10-20%-ным (по массе) водным раствором гидрооксида натрия (20-30% масс. на сырье), который химически взаимодействует с компонентами масла (в том числе и с загрязнениями), которые выпадают в осадок. Последующими стадиями очистки являются выделение масляного слоя, его водная промывка, сушка и фильтрование.
К недостаткам данного способа относятся следующие. Использование высококонцентрированного водного раствора гидроксида натрия в больших количествах требует длительных по времени стадий регенерации, таких как выделение масляного слоя, водная промывка масляного слоя, сушка и фильтрование масла. Кроме загрязнений и продуктов «старения» из масла удаляется и большая часть присадок, химически прореагировавших с гидроксидом натрия, что не всегда желательно для повторного использования масла.
Наиболее близким из известных способов к заявленному по достигаемому эффекту является способ очистки отработанного синтетического моторного масла (патент №2437923, С10М 175/00, 2010), заключающийся в том, что отработанное масло смешивают с 1% (по массе) 20%-ного водного раствора гидроксида натрия, добавляют 3-5% (по массе) 10%-ного раствора канифоли в изопропиловом спирте. Полученную смесь нагревают до 105-110°C и центрифугируют.
К недостаткам данного способа следует отнести следующие. Отработанное масло очищается, в основном, от воды и механических загрязнений, продукты «старения», окисления масла, смолы, асфальтены удаляются неполностью, цвет масла прозрачный, но темный, 6 ед. ЦНТ. Для активизации процессов коагуляции используется дорогостоящий продукт - канифоль.
Целью изобретения является повышение качества очищаемого масла и снижение затрат на реализацию способа очистки.
Поставленная цель достигается тем, что в синтетическое отработанное моторное масло (ММО) добавляют 20%-ный водный раствор гидроксида калия (КОН) - 1% мас. на сырье, а также 10% мас. экстракта продуктов из опилок хвойных деревьев в изопропиловом спирте и 5% мас. опилок хвойных деревьев. Смесь перемешивают, нагревают до выпаривания изопропилового спирта и воды, примерно до 110-15°C. При охлаждении смеси в ней происходят коагуляционные процессы укрупнения частиц загрязнений ММО до размеров 5 мкм и более и идет адсорбция опилками загрязнений ММО, растворенных на молекулярном уровне. После оседания опилок масляную смесь центрифугируют или фильтруют. Полученное масло сохраняет в себе большую часть присадок, содержит минимальное количество продуктов «старения», в том числе и растворенных на молекулярном уровне, и почти не содержит механических примесей и воды.
Механизм очистительных процессов
19
29
10
16
Для получения экстракта, например, из сосновых опилок последние заливаются изопропиловым спиртом в соотношении 1:1 по массе, смесь при комнатной температуре и перемешивании выдерживают не менее 1 часа, отстаивают. В экстракте содержатся примерно 40-65% смоляных кислот общей формулы СНСООН, 20-35% монотерпеновых углеводородов (скипидар) общей формулы СН и 5-20% дитерпеновых углеводородов и их производных, нейтральные вещества. Качественный состав смоляных углеводородов и монотерпенов в опилках различных хвойных деревьев (ели, пихты, кедра, сосны) примерно одинаков, есть незначительное различие в количественном составе, которое не влияет на коагуляционные процессы при очистке масла. Раствор (экстракт) смоляных кислот в изопропиловом спирте способен реагировать с вносимой в масло щелочью
19
29
19
29
2
CHCOOH+КОН→СНСООК↓+HO
с образованием солей, которые в масле плохо растворимы, выпадают в осадок, дестабилизируя коллоидный раствор, частицы загрязнений синтетического масла укрупняются до размеров более 5 мкм, их можно отделить центрифугированием или фильтрацией.
Древесные опилки имеют пористую структуру, при нагреве их в масле с щелочным компонентом (КОН) размеры их пор становятся такими, что способны поглощать и удерживать в себе растворенные в масле на молекулярном уровне его продукты загрязнений темного цвета: асфальтены, карбены и др. Удаление опилок с адсорбированными загрязнениями отстаиванием с последующей фильтрацией или центрифугированием способствует осветлению очищаемого масла. Для реализации способа использовались опилки из сосны. Аналогичные результаты получены и для опилок из ели.
Способ осуществляется следующим образом.
Готовят 20%-ный водный раствор гидроксида калия и экстракт из опилок хвойных деревьев в изопропиловом спирте. Отработанное синтетическое масло заливают в нагреваемую емкость (реактор), в него добавляют 1% по массе 20%-ного водного раствора KOH, 10% по массе экстракта продуктов из опилок хвойных деревьев в изопропиловом спирте и 5% по массе древесных (сосновых) опилок. Смесь перемешивают, нагревают до выпаривания изопропилового спирта и воды, отстаивают до выпадения в осадок опилок. Верхнюю часть смеси центрифугируют или фильтруют. Выход очищенного масла 85-90%. Раздельное использование для очистки 1%-ного раствора КОН, 10%-ного экстракта продуктов из древесных опилок в изопропиловом спирте и самих древесных опилок не приводит к коагуляции загрязнений и очистки масла при его нагревании до 110-115°C (см. таблицу).
Результаты очистки синтетического ММО различными компонентами при нагревании смеси до 110-115°C, центрифугирование
Показатели
Исходное синтетическое ММО
Добавки
1% раствора КОН в воде
10% экстракта из опилок
5% сухих опилок
смесь опилок, щелочи и экстракта из опилок
1
2
3
4
5
6
Вязкость кинематическая при 100°C, мм<sup>2</sup>/с
13,0
13,0
12,6
12,8
12,6
Температура вспышки в открытом тигле, °C
196
197
190
198
200
Щелочное число, мг КОН/г
2,0
2,1
2,0
2,0
2,1
Кислотное число, мг КОН/г
2,9
2,5
2,9
2,8
2,4
Содержание механич. примесей, %
0,8
0,8
0,8
0,7
<0,01
Содержание воды, %
0,1
следы
следы
следы
Следы
Размер частиц загрязнений после нагрева до 110°C, мкм
<1
<1
<1
<1
>5
Цвет масла, ед. ЦНТ
7,0 черный
7,0 черный непрозрачн.
7,0 черный непрозрачн.
7,0 черный непрозрачн.
5,5-6,0 коричнев прозрачн.
Полученное после очистки масло (графа 6, см. таблицу), можно использовать как альтернативное гидравлическое в различных технических средствах. Замена КОН на NaOH не влияет на результат очистки.
Использование предложенного способа очистки отработанного синтетического моторного масла обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества: исключает использование дорогостоящего компонента - канифоли; повышает качество очищаемого масла за счет сорбции опилками загрязнений, растворенных в масле на молекулярном уровне.