6.3. Регенерация и утилизация отработанных смазочных материалов

Регенерация и утилизация отработанных смазочных масел (ОСМ) является важной научно-технической проблемой, т.к. они являются техногенными отходами, крайне негативно влияющи­ми на все объекты окружающей среды — атмосферу, почву и воды. Только загрязнение вод отработанными нефтяными масла­ми составляет 20% от общего техногенного загрязнения, или 60% от загрязнения нефтепродуктами.

217

.основы химмотологии.

. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОПЛИВ.

Захоронение и уничтожение ОСМ (в основном — путем сжи­гания) порождают подчас еще более сложные экологические про­блемы, чем сами ОСМ, и представляют существенную угрозу для биосферы.

Экологически безопасная утилизация ОСМ предполагает их переработку с получением товарных продуктов самого различно­го назначения: масел, пластичных смазок, смазочно-охлаждаю-щих технологических средств (СОТС), консервационных матери­алов и др. Основное место в решении проблемы занимают отра­ботанные нефтяные масла, ресурсы которых оценивают пример­но в 50% от потребления свежих продуктов, при этом ОСМ со­ставляют -30% всех нефтяных отходов. Развивается и техника очистки и регенерации отработанных синтетических и раститель­ных масел. Утилизация отработанных пластичных смазок затруд­нена из-за целого ряда факторов и пока еще реализована только на железнодорожном транспорте для натриевых и натриево-каль-циевых смазок.

Важнейшей проблемой является сбор ОСМ. При сборе ОСМ подразделяют на группы: ММО (отработанные моторные мас­ла), МИО (отработанные индустриальные масла) и СНО (сме­си отработанных нефтепродуктов). ММО и МИО используют как сырье для регенерации и очистки, СНО перерабатывают на НПЗ в смеси с сырой нефтью. Имеется возможность соби­рать: моторных и индустриальных масел — до 20—40%, а трансформаторных — 80—90% от объема отработанных продук­тов. Мировой сбор ОСМ составляет -15 млн т/год, при этом подавляющее количество (70—90%) сжигается как компонент топлива. До сих пор в большинстве стран отсутствует центра­лизованный сбор ОСМ. В Европе самые высокие и сбор ОСМ - 57% (до 1,6 млн т/год), и использование их в качестве топ­лива — 60% отн.

В настоящее время ОСМ подвергают:

1) вторичной переработке в виде смесей, в основном нефтя­ных масел, иногда — с незначительными примесями синтетичес­ких масел и СОТС, с получением базовых компонентов;

2) раздельной регенерации по маркам с получением продук­тов соответствующего назначения. В этом случае осуществляют удаление продуктов старения и загрязнений без разрушения и

218

отделения присадок, недостающее количество которых вводят на заключительной стадии приготовления товарных масел;

3) переработке смесей ОСМ или очистке отдельных отрабо­танных продуктов с целью получения котельного топлива;

4) использованию в качестве низкокачественных топлив или компонентов других нефтяных топлив.

Среди современных способов очистки и регенерации ОСМ преобладают физические методы — отстой, центрифугирование, фильтрация, вакуумная сушка. Возможно применение и более сложных физико-химических методов (в случае сильно загряз­ненных или глубоко окисленных масел).

Считают, что при годовом объеме потребления предприятием более 10 т масел капитальные вложения на очистку и регенера­цию ОСМ на месте потребления полностью себя окупают.

Вторичная переработка. В наибольших объемах осуществляет­ся переработка смесей ОСМ, собираемых централизованно на промышленных предприятиях. Основной трудностью здесь явля­ется организация сбора сырья. В мире общая доля базовых ма­сел, получаемых вторичной переработкой ОСМ, не превышает 5% от потребления свежих.

Значительную часть ОСМ составляют моторные масла, содер­жащие в основном парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды, присадки, продукты старения и металлы. Среди разнообразных промышленных процессов вторичной переработки преобладают следующие методы очистки: сернокислотная, адсорб­ционная, гидроочистка, экстракционная, тонкопленочное испаре­ние, ультрафильтрация.

Переработка ОСМ и использование их в качестве топлива по­лучили наибольшее распространение. По энергетическим харак­теристикам отработанные масла близки к обычным нефтяным топливам. Ниже приведены значения теплоты сгорания (низшей) ряда продуктов, МДж/кг:

мазуты флотские и топочные (РФ) ............................ 40—42

отработанное нефтяное масло (моторное) .................. 42

отработанные синтетические масла на основе сложных эфиров (ФРГ) ............................................... 39

то же. на основе полиалкиленгликолей....................... 23—26

219

. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОПЛИВ.

-ОСНОВЫ ХИММОТОЛОГИИ.

ОСМ применяются не по прямому назначению, если они не поддаются регенерации и переработке. ОСМ могут использо­ваться для смазки грубых узлов трения, например, железобетон­ных пресс-форм; как реагенты (ПАВ) при флотационной обра­ботке руды на обогатительных фабриках; для предотвращения смерзания и прилипания сыпучих грузов к стенкам вагонов при низких температурах. Недостаток такого использования ОСМ — возможность загрязнения окружающей среды.

Очищенные ОСМ или базовые масла вторичной переработки могут применяться в производстве пластичных смазок.

Очистка и регенерация синтетических масел в связи с их высо­кой стоимостью имеет особо важное значение. Кроме того, ряд синтетических масел (полихлордифенилы, сложные эфиры фос­форной кислоты) представляет значительную опасность для че­ловека и окружающей среды. Часть отработанных синтетических масел неизбежно попадает в ОСМ при сборе для вторичной пе­реработки и может негативно влиять на эффективность исполь­зуемых процессов.

Способы регенерации отработанных синтетических масел вы­бирают в зависимости от их химического состава, и, как прави­ло, они аналогичны тем, которые применяются при регенерации нефтяных ОСМ: фильтрация, вакуумная перегонка, сернокис­лотная, селективная, гидроочистка и др.

Утилизация отработанных пластичных смазок (ОПС) весьма специфична. Твердообразное коллоидное состояние и многоком­понентный состав ОПС требуют специальной технологии пере­работки. ОПС представляют собой ценные продукты, которые после соответствующей обработки могут использоваться повтор­но или добавляться в рабоче-консервационные материалы. Выде­ленные из ОПС исходные компоненты — масла и загустители также могут находить квалифицированное применение. Способы переработки ОПС предполагают разрушение их структуры с вы­делением отдельных компонентов и их последующим повторным использованием.

Разнообразные процессы металлообработки предусматривают использование широкого ассортимента жидких СОТС (более 100 наименований). Их доля от общего объема потребления смазоч­ных материалов сравнительно невелика (3—8%). В последнее вре-

220

мя увеличивается значение водных СОТС. Водосмешиваемые концентраты смазочного материала перед употреблением разводят водой — содержание концентрата в конечном продукте составля­ет в среднем 3%. Это существенно увеличивает реальную долю водных СОТС среди прочих смазочных материалов — до -50% отн., что может способствовать загрязнению окружающей среды.

Для очистки и регенерации СОТС используют сложные схе­мы с применением гравитационных баков-отстойников, магнит­ных сепараторов и коагуляторов, гидроциклонов, различных конструкций фильтров, флотаторов и пеноотделителей, коагу­лянтов и реагентов для осаждения примесей и последующего ввода необходимых добавок.

К экологобезопасным смазочным материалам в настоящее вре­мя относят сложные эфиры на базе синтетического или расти­тельного сырья, рафинированные растительные масла и продук­ты их переэтерификации.

При уничтожении таких ОСМ требуется соблюдать опреде­ленные правила: сжигать отработанные растительные масла на специальных заводах по уничтожению отходов, сброс в канали­зацию или в открытые водоемы производить при разбавлении соответственно 1:2000 и 1:20 000.

Технология вторичной переработки ОСМ может включать ва­куумную перегонку отработанных масел (позволяет получать масло прежнего уровня качества — базовое или сырье для про­изводства технических продуктов), щелочную нейтрализацию, промывку нейтрализованного масла водой и адсорбционную очи­стку. Необходим отдельный сбор биоразлагаемых жидкостей, чтобы сохранить их свойства (биоразлагаемость и нетоксич­ность).

Отработанное рапсовое и другие растительные масла можно использовать в качестве топлива, в том числе в смеси с отрабо­танными нефтяными маслами. Возможна конверсия (переэтери-фикация) в сложные метиловые эфиры, используемые в качестве дизельного топлива (биодизельное топливо).

221

- СИСТЕМА И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТОПЛИВ