Результат интеллектуальной деятельности: Способ очистки отработанных минеральных моторных масел

Изобретение относится к очистке нефтяных масел, в частности к очистке отработанных минеральных моторных масел от продуктов старения и загрязнений, и может быть использовано на предприятиях, эксплуатирующих и ремонтирующих двигатели внутреннего сгорания, а также в качестве основы для приготовления промывочных, обкаточных масел и прочих технологических жидкостей.

Известен способ очистки отработанных минеральных масел (см. патент РФ №2245901, МПК C10M 175/02, опубл. 10.02.2005 г., бюл. №4), заключающийся в том, что масло обрабатывают при температуре 15-80°C водным раствором реагента при соотношении воды и реагента 1:1, после чего его перемешивают с маслом. Реагент состоит из масс. 3-4%: ортофосфорной кислоты 60-95%, изопропилового спирта 4,7-39,7% и метилэтилкетона 0,3-10%.

Недостатки данного способа заключаются в следующем. Использование водного реагента в больших количествах требует длительных по времени стадий регенерации, таких как выделение масляного слоя и выпаривание воды. Кроме того, использование данного способа не позволяет добиться высокого качества очистки и осветления, а оставшиеся смолы, продукты окисления не позволяют использовать очищенное масло в качестве основы для получения вторичных смазочных материалов, также при выполнении данного способа, кроме загрязнений и продуктов старения из масла удаляются присадки, что как правило, отрицательно влияет на эксплуатационные свойства очищенного масла для его дальнейшего использования, например в качестве основы обкаточного, промывочного масла. Использование в составе реагента ортофосфорной кислоты (60-95%) увеличивает кислотное число очищенного масла, что ограничивает направления его дальнейшего использования.

Наиболее близким является способ, представленный в патенте РФ №2556221, МПК C10M 175/00, опубл. 10.07.2015 г., бюл. №19, позволяющий очищать моторное масло путем предварительной обработки 2 об. % моноэтаноламина и 2 об. % изопропилового спирта в расчете на исходное сырье, с последующим нагревом до 130-150°C и удалением осадка центрифугированием в течение 10 минут при частоте вращения 8000 об./мин. Недостаткам данного способа очистки отработанного масла для дальнейшего использования очищенного масла в качестве основы масел и технологических жидкостей, является его высокое кислотное число. Данный факт объясняется высокой конечной температурой 130-150°C нагрева масла, приводящий к его окислению, а также неудовлетворительный светло-коричневый цвет 4,5 ед. ЦНТ, свидетельствующий о присутствии растворенных смол.

Целью изобретения является повышение качества очистки отработанного минерального моторного масла за счет использования двухэтапной очистки.

Поставленная цель достигается тем, что очистку отработанного минерального моторного масла с использованием в качестве коагулянтов моноэтаноламина, ортофосфорной кислоты и в качестве растворителей изопропилового спирта, метилэтилкетона, согласно изобретению, очистку осуществляют в два этапа, на первом этапе в отработанное масло вносят 1 об. % моноэтаноламина и 1 об. % изопропилового спирта с последующим нагревом до 110°C и центрифугированием, а на втором этапе в очищенное масло вносят 1 об. % моноэтаноламина и 1 об. % реагента, состоящего из 94% изопропилового спирта, 3% ортофосфорной кислоты и 3% метилэтилкетона, после чего смесь нагревают до 120°C и центрифугируют.

Способ осуществляют следующим образом.

На первом этапе отработанное минеральное моторное масло заливают в нагревательную емкость (реактор). В нее вносят 1 об. % моноэтаноламина и 1 об. % изопропилового спирта в расчете на исходное сырье. Далее смесь нагревают до 110°C, после чего выполняют грубую очистку, центрифугируя при частоте вращения 8000 об./мин в течение 10 минут, скоагулировавшие частицы удаляют. Масло после очистки приобретает коричневый цвет (в большом объеме), а процентное содержание нерастворимого осадка составляет не более 0,05%. Далее очищенное на первом этапе масло сливают в следующую нагревательную емкость, нагревают масло до 110°C, вносят смесь, состоящую из 1 об. % моноэтаноламина и 1 об. % реагента, имеющего следующий процентный состав по объему: 94% изопропилового спирта, 3% метилэтилкетона и 3% ортофосфорной кислоты. Смесь масла с реагентами перемешивают в течение 5 минут и нагревают до температуры 120°C. Далее выполняется очистка масла центрифугированием при частоте вращения 8000 об./мин в течение 10 минут. В результате второго этапа очистки из масла удаляются остаточные продукты окисления, смолы, асфальтены. Масло приобретает светло-янтарный цвет, а содержание нерастворимого осадка не превышает 0,005%.

Механизм эффективности двухступенчатой очистки объясняется следующим. На первом этапе под действием моноэтаноламина происходит коагуляция смол. Изопропиловый спирт ослабляет действие моюще-диспергирующих присадок, что активизирует процесс коагуляции. При этом в процессе коагуляции происходит укрупнение примесей дисперсного состава 0,1 мкм и более до размеров 20 мкм, легко удаляемых в центробежном поле.

Метилэтилкетон в смеси с изопропиловым спиртом активизирует действие ортофосфорной кислоты и моноэтаноламина как коагулянтов.

Изменение последовательности этапов очистки или изменение концентрации вносимых реагентов не приводит к дополнительному улучшению свойств масла, повышению эффективности очистки.

На втором этапе очистки оставшиеся растворенные смолы дисперсного состава менее 0,1 мкм укрупняются до размеров 15…20 мкм и удаляются в поле центробежных сил с невысоким фактором разделения при частоте вращения 8000 об./мин.

Добавление ортофосфорной кислоты не приводит к увеличению кислотного числа очищенного масла за счет низкой концентрации внесения.

В таблице представлены результаты физико-химического анализа на примере отработанного моторного масла М-10Г_2к, а также масла, очищенного по прототипу и по предлагаемому способу.

Анализируя данные таблицы, следует отметить, что в процессе очистки отработанных масел по предлагаемому способу нерастворимые примеси (смолы, асфальтены) удаляются практически полностью. Цвет масла улучшается до значения товарных базовых масел. Щелочное число масла изменяется незначительно по сравнению с прототипом.

Исходя из физико-химических характеристик очищенного масла, можно сказать, что его можно использовать в качестве основы для приготовления обкаточных, промывочных масел, пластичных смазок и других технологических жидкостей. При этом в отличие от известных основ (товарных масел) очищенное по предлагаемому способу масло содержит присадки.

Использование предложенного способа очистки отработанного минерального моторного масла позволит за счет двухэтапной очистки из масла полностью удалить нерастворимые примеси, продукты окисления, смолы, очищенное масло имеет высокую степень осветления.