ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ КОМПОЗИЦИИ СОРБЕНТА С СОДЕРЖАНИЕМ АЛЮМОСИЛИКАТНОЙ МИКРОСФЕРЫ НА ОСВЕТЛЕНИЕ БАЗОВОГО МАСЛА

АННОТАЦИЯ

В данной работе исследовано влияние новой композиции сорбента с содержанием алюмосиликатной микросферы при осветлении базового масла. Вязкость базового масла, полученного после осветления специальным сорбентом при 40 °С изменена с 22 до 38 мм²/с, температура вспышки повысилась со 180^ОС до 215 ^ОС и цветность уменьшалась от 7 до 2 (по ед. ЦНТ). В результате исследования, после изучения физико-химических показателей полученного базового масла до осветления и после осветления, можно сказать, что использование новой композиции сорбента с алюмосиликатными микросферами привело к получению высшего эффекта.

ABSTRACT

In this work, we studied the effect of a new sorbent composition containing aluminosilicate microspheres on base oil clarification. The viscosity of the base oil obtained after clarification with a special sorbent at 40°C was changed from 22 to 38 mm²/s, the flash point increased from 180°C to 215°C, and the color decreased from 7 to 2 (according to CNT units). As a result of the study, after studying the physicochemical parameters of the obtained base oil before clarification and after clarification, it can be said that the use of a new sorbent composition with aluminosilicate microspheres led to the highest effect.

Ключевые слова: Алюмосиликатная микросфера, ортаботанное масло, композиция, сорбент, тонкопленочный испаритель, плотность, цвет, вязкость, температура вспышки.

Keywords: Aluminosilicate microsphere, orthobotane oil, composition, sorbent, thin-film evaporator, density, color, viscosity, flash point.

Введение. Моторное масло можно выделить как отдельный компонент машин и оборудования. В конце срока службы стала очевидной важность ископаемого топлива. Сейчас это крупная отрасль, оказывающая негативное влияние на окружающую среду (почва, вода, ветер). Например, загрязнение водоемов нефтяными отходами составляет 20 % всех загрязнителей и 60 % загрязнения нефтепродуктами. При эксплуатации оборудования теряется до 50% смазки. Смазочные материалы теряются в результате испарения, сгорания в двигателях, разливов, промывки и т. д. Остальные 50 % существенно изменяются из-за воздействия работы и должны быть удалены из оборудования [1].

Найден лучший способ очистки моторного масла. Самым производительным физическим способом очистки отработанного моторного масла является его фильтрование. Материалы, которые исполняют функцию фильтрования, используются для очистки нефтяных масел, различны и разнятся по фильтрационным характеристикам, физическим и химическим свойствам, составу и методу получения [2].

Адсорбционная очистка отработанных моторных масел предполагает применение специальных веществ – адсорбентов, которые способны удерживать загрязняющие вещества на внешней поверхности гранул и на внутренней поверхности капилляров. В качестве адсорбентов используются вещества природного происхождения. Среди них: природные - глины, (бокситы, природные цеолиты) и искусственные - силикагель, окись алюминия, алюмосиликаты, синтетические цеолиты [3].

Известен способ [4] регенерации отработанных моторных масел от продуктов старения и загрязнений. Сущность метода заключается в том, что 50%-ный водный раствор мочевины в количестве 0,1-0,3% в расчете на объем очищаемого масла смешивают с 1-2% очищаемого масла. Затем полученную смесь прибавляют в работающее моторное масло, предварительно нагретое до температуры 80-90°С, и смешивают в течение 5-10 мин с последующим отделением масла центрифугированием. Водный раствор карбамида в виде мелко диспергированных глобул равномерно распределяется по всему объему очищаемого продукта. В результате перемешивания происходит коагуляция диспергированных в работающем масле загрязнений. Загрязнённые вещества при коагуляции будут находится на верхних слоях глобулы водного раствора.

Техническим результатом является увеличение качества очистки, продление срока службы масла.

Базовое масло предназначается для смазывания наиболее распространенных узлов и механизмов оборудования в разнообразных областях индустрии. Базовое масло - дистиллятные или смесь дистиллятного с остаточным из сернистых и малосернистых нефтей селективной очистки, либо из малосернистых нефтей кислотно-щелочной очистки. Их употребляют в качестве рабочих жидкостей в производство разных смазывавших продуктов, например, разных смазок, гидравлических и моторных масел и т.д.

Наиболее широко применяют восстановленное масло вместо индустриального масла И-20А в гидравлических системах индустриального оборудования, для строительных, дорожных и прочих машин, работающих в открытой атмосфере. Базовое масло, которое получается из отработанного авто масла, содержит не только минеральное масло, но в составе содержится и синтетическое тоже. Отработанные масла собираются в пунктах замены масла в автомобилях. В пунктах замены масла происходит замена масел с разных автомобилей. В разных автомобилях используются разные моторные масла. Моторные масла бывают на синтетической, полусинтетической и минеральной основе. При замене масла всё отработанное масло собирается в один бункер. Поэтому, полученные базовые масла из отработанного моторного масла, показывают различные показатели. В связи с этим, повышается трудность получения базового масла из отработанных масел. Проблема состоит в том, что меняется температура получения, так как температура кипения минеральных и синтетических масел разная. Когда повышается температура получение базового масла из отработанного масла, ухудшается показатель цветности и увеличивается трудность во время процесса осветления полученного базового масла.

В связи этим в институте ТНИИХТ была разработана специальная композиция сорбента с содержанием алюмосиликатной микросферы. Эта алюмосиликатная микросфера получается из алюмосиликатного сырьевого ресурса, который является отходом Ангренской ТЭС. Из литературных данных известно, что алюмосиликатные сорбенты часто применяются в производстве. При осветлении масла в качестве сорбента используется бентонит. Но во время получения масла при высоких температурах и из смесей, состоящих на основе минеральных и синтетических масел, бентонит не даёт достаточного эффекта. В лабораторных условиях получено базовое масло из отработанного моторного масла с помощью лабораторного тонкопленочного испарителя в высоком вакууме. Полученное базовое масло осветляли специальным составом в температурном интервале 90-100^оС. Результаты исследование показаны на рисунке 1.

Состав сорбента представляет собой бентонит, карбонат натрия и алюмосиликатную микросферу в разных соотношениях.

Рисунок 1. Визуальный показ базового масла до осветления и после осветления (в левом стакане до осветления, в правом - после осветления)

На рисунке 1 видно, что эффект, после использования нового состава полученного сорбента, получился очень высоким. Во время исследования изучены физико-химические показатели полученного базового масла до осветления и после осветления.

Применение предлагаемой технологии основано на использовании доступных химических реагентов и дешевых сорбентов. Полученное после углубленной очистки масло с помощью нового сорбента отвечает всем требованиям, предъявляемым к индустриальным маслам общего назначения.

Приведены характеристики по ГОСТ 20799-88 индустриального масла И-20 и полученного базового масла до осветления и после осветления.

Таблица 1.

Результаты исследования по изучению физико-химических показателей полученного базового масла до осветления и после осветления

Видно, что по основным физико-химическим показателям осветленное масло может быть повторно использовано по прямому назначению, как и свежее. Полученное базовое масло после осветления специальным сорбентом незначительно изменило плотность от 931 до 930 кг/м³, вязкость при 40 °С изменена от 22 до 38 мм²/с, температура вспышки повысилась от 180 до 215^ОС и цветность, что является основной целью нашего исследования, уменьшалась от 7 до 2 (по ед. ЦНТ). В результате исследования, по изучению физико-химических показателей полученного базового масла до осветления и после осветления, можно сказать, что при использовании новой композиции сорбента с алюмосиликатными микросферами, был достигнут очень хороший эффект. Сорбционные свойства алюмосиликатной микросферы были увеличены за счет открытой микро- и мезо- пористой структуры.

Заключение. Использование предлагаемой технологии осветления базового масла, с применением новой композиции сорбента, полученной из доступных химических реагентов и дешевых сорбентов, можно получить высокий эффект осветления. Полученное базовое масло, после осветления с использованием специальной композиции сорбента, изменило вязкость при 40 °С с 22°С до 38°С мм²/с, температура вспышки повысилась со 180 °С до 215°С, цветность уменьшалась от 7 до 2 (по ед. ЦНТ). По полученным результатам исследования физико-химических показателей видно, что осветленное масло может быть повторно использовано по прямому назначению, как у свежее.

Список литературы:

1. Капустин В.М., Тонконогов Б.П., Фукс И.Г. Технология переработки нефти: в 4 т. – М.: Химия, 2014. – Т. 3. – 328 с.
2. Безбородов Ю.Н. Методы и средства повышения эффективности использования трансмиссионных масел. - Красноярск: СФУ, 2007. - 154 с.
3. Артемьев В.А., Бойков Д.В., Григорьев М.А. Влияние топлив на старение моторных масел в автомобильных дизелях // Химия и технология топлив и масел. - 1993. - № 5. - С. 11-13.
4. Пат. 2476589 РФ. Способ очистки моторного масла от продуктов старения и загрязнения /Остриков В.В., Бусин И.В., Вязинкин В.С.; опубл. 27.02.13, Бюл. № 6. – 6 с.