Метод за пречистване на отпадъчни промишлени масла

Област на приложение: металообработващо производство с използване на течности за рязане. Същност на изобретението: методът се състои в преработка на масло (суровини) с фосфорна киселина в концентрация от 5 до 88 тегл. % в обемно съотношение киселина: суровина от 1: 1 до 1:30 за 2 до 30 минути без нагряване. 2 wp f-ly, 1 таб.

Изобретението се отнася до технология за извличане на отпадъчни индустриални масла и може да се използва в металообработващото производство.

Индустриалните масла се използват като течности за рязане при обработка на метали (шлайфане). Поради липсата на технологични методи за почистване на отработени масла, металообработващата промишленост ги изгаря или излива на сметища. Следователно необходимостта от почистване на отработени масла се определя от големите загуби на енергоемки минерални въглеводородни суровини и свързаните с тях проблеми на почвата и водата.

Общите недостатъци на известните методи за пречистване на използвани масла е изборът или на много агресивни реагенти, или на сложни, многокомпонентни състави, което определя многоетапния процес и необходимостта от използване на високотемпературни режими.

По този начин методите за регенериране на отработени масла [1, 2] включват използването на силно концентрирани киселини в комбинация с много токсични реагенти: хидразин, пиперазин, гуанидин, карбазид, морфолин. Използването на тези химични съединения е свързано с висок риск от отравяне на заобикалящата атмосфера и усложняване и поскъпване на технологията на всички етапи от процеса. Освен това, съгласно условията на известните методи се изисква нагряване на преработвателната суровина до 200-350 o, което характеризира технологията като енергоемка.

Методът за регенерация на отработено масло [3] и методът за разделяне на продуктите от регенерация на използвани смазочни масла [4] се основават на етапите на преработка на суровини с концентриран H2SO4, неутрализация и филтриране на маслото. Те също така включват нагряване до 100 °, т.е. енергоемка скъпа технология.

Условието за прилагане на известния метод за регенериране на отработено масло (японска заявка 1271487, клас C 10 G 31/09, C 02 F 1/56) е изпълнението на високотемпературен режим на киселинно-алкална екстракция с използване сложни и скъпи повърхностноактивни вещества и коагуланти.

Трябва да се отбележи, че всички известни методи за регенерация на използвани масла практически не съдържат етапи на регенерация, които осигуряват възстановяване на първоначалния състав и качество на използваните масла, те са ограничени само от етапа на пречистване на суровините (маслена основа ).

По техническа същност предложеният метод е най-близък до пречистването на използвани индустриални масла [5]. Същността на този метод е, че използваното индустриално масло се обработва с концентрирана (96%) сярна киселина в количество 10 тегл. за суровини при 20-35 o с енергично разбъркване, последвано от обработка с вода. При обработката се получава смес от кисело масло и смес от кисела смола. Преди обработката маслото се почиства от механични примеси и се дехидратира.

Съществен недостатък на известния метод за пречистване на маслото е фактът, че след обработка на маслото с концентриран H2SO4 в количество от 10 тегл. се образува стабилна емулсия под формата на твърда черна маса, при която на практика няма разделяне на фазите дори при продължително (8-10 дни) утаяване на тази маса. Концентрираният H2SO4 при контакт с масло причинява много странични процеси: сулфониране, окисляване, разрушаване, смола, корозия на технологичното оборудване. Използването на концентриран H2SO4 (силен окислител) за пречистване на маслото усложнява изпълнението на санитарните и технически изисквания, усложнява технологията чрез въвеждане на предварителни етапи на отстраняване на механични примеси и дехидратиране на суровините преди обработката им с концентрирана сярна киселина.

Целта на изобретението е да повиши ефективността, технологичността, да подобри антикорозионните и санитарно-техническите характеристики на метода за почистване на отпадъчно индустриално масло.

Целта се постига от факта, че методът включва обработка на суровини с ортофосфорна киселина в концентрация от 5 до 88 тегл. без нагряване в обемното съотношение киселина: суровина от 1: 1 до 1:30 за 2 до 30 минути, последвано от сушене или без изсушаване на маслото. Оксиди, хидроксиди, халогениди, карбонати, сулфати на алкални и алкалоземни метали, както и кокс, зеолити могат да се използват като сушител за пречистено масло. Етапът на източване на пречистеното масло е необходим само в случай на обработка на суровината с много разредена ортофосфорна киселина (5-30 тегл.).

Положителният ефект от метода се постига чрез обработка на суровината с фосфорна киселина в концентрация от 5 до 88 тегл. в обемното съотношение киселина: суровина от 1: 1 до 1:30, продължителността на контакта на фазите от 2 до 30 минути и без нагряване. Предложеният набор от функции не е намерен в известните технически решения. Заявеното решение отговаря на критерия "новост".

Използването на ортофосфорна киселина като екстрагент (активен компонент) в технологията за пречистване на маслото и съответствие с параметрите на процеса - концентрация на киселина в разтвор, съотношение на обемите киселина-масло, техническа поддръжка и продължителност на фазовия контакт, позволяват да се постигне високо ниво на обработваемост и селективност на метода, висока степен на пречистване на маслото и без загуби. Тези функции изпълняват нова функция. Решението отговаря на критерия "изобретателска стъпка".

В тази работа за решаване на проблема е използвана орто-фосфорна киселина (GOST 10678-76E). Степента на пречистване (избистряне) на маслото се наблюдава (определя) чрез метода на фотоколориметричен анализ (GOST 24943-81).

Екстракционното пречистване на използвано индустриално масло се извършва съгласно технологията, параметрите на която са дадени в таблицата и примерите. Методът е тестван на следните използвани индустриални масла: I-12, I-20, MP-7, RZh-8. Степента на замърсяване на маслата е 15-25% Пример 1. В капацитивен екстрактор с механично разбъркване се наливат 100 ml използвано индустриално масло и 100 ml 88% H3PO4 (екстрагент). Обемно съотношение киселина: масло 1: 1. Процесът на екстракция се извършва при енергично разбъркване на двете течни фази и околната температура (10-20 ° С) в продължение на 20 минути. След това разбъркващото устройство се изключва, екстракторът със съдържанието на сместа се оставя сам. След 13-15 минути се получава ясно разделяне на третираната смес на два слоя. В горния слой се отделя рафинирано избистрено масло със светложълт цвят, в долния слой се отделя черен екстракт, съдържащ смолисти вещества, механични примеси и абразивен прах. Степента на пречистване (избистряне) на маслото съгласно фотоелектрическия колориметър (FEC) е 99% Пример 3. 200 ml използвано индустриално масло се излива в капацитивен екстрактор с механично разбъркване, 10 ml 88% ортофосфорна киселина H3PO4 (екстрагент ) се добавя към него. Обемното съотношение киселина: масло в екстрактора е 1:20. Процесът на екстракция се извършва при енергично разбъркване на двете течни фази и температура на екстракционната среда 15 o за 2-3 минути. След това разбъркващото устройство се изключва, екстракторът със съдържанието на сместа се оставя сам. След 14-15 минути сместа се разделя на два слоя. В горния слой се отделя рафинирано светложълто масло, в долния слой се отделя черен екстракт, съдържащ смолисти вещества, механични примеси и абразивен прах. Степента на пречистване (избистряне) на маслото съгласно FEC е 96,8%. 170 ml от маслото, получено след екстракционно пречистване, се прехвърля в устройство за съхранение и към него се добавят 2,55 g (1,5%) безводен KOH или NaOH. Маслото над сушителя се оставя в покой 5-7 часа.Степента на избистряне на маслото след изсушаване е 99,9% Пример 6. В екстрактора се добавят 200 ml използвано индустриално масло с механично разбъркване, 10 ml екстрагент се добавя към под формата на 88% H3PO4 ... Обемното съотношение киселина: масло в екстрактора е 1:20. Процесът на екстракция се извършва при енергично разбъркване на двете течни фази и температура на екстракционната среда от 15 ° С в продължение на 20 минути. След това разбъркващото устройство се изключва, екстракторът със съдържанието на сместа се оставя сам. След 2-3 минути сместа се разделя на два слоя. В горния слой се отделя рафинирано светложълто масло, в долния слой се отделя черен екстракт, съдържащ смолисти вещества, механични примеси и абразивен прах. Степента на пречистване (избистряне) на маслото съгласно FEC е 99,2% Пример 10. В екстрактор с механично разбъркване се добавят 150 ml използвано индустриално масло, към което се добавят 5 ml екстрагент под формата на 88% H3PO4 . Съотношението обемна киселина: масло в екстракционната смес е 1:30. Процесът на екстракция се извършва при енергично разбъркване на двете фази и температура на околната среда от 18 ° С в продължение на 5 минути. След това разбъркващото устройство се изключва, екстракторът със съдържанието на сместа се оставя сам. След 5-7 минути сместа се разделя на два слоя. В горния слой се отделя рафинирано светложълто масло, в долния слой се отделя черен екстракт, съдържащ смолисти вещества, механични примеси и абразивен прах. Степента на пречистване (избистряне) на маслото съгласно FEC е 92,5%. 127 ml от маслото, получено след екстракционно пречистване, се прехвърля в устройство за съхранение, към него се добавят 1,9 g (1,5%) безводен Na3PO4 или Na2SO4. Маслото върху десиканта се оставя само в продължение на 8-10 часа. Степента на избистряне на маслото след изсушаване съгласно FEC е 97,5% Пример 15. 100 ml използвано индустриално масло се добавят към екстрактора при механично разбъркване, 5 ml екстрагент се добавен към него под формата на 60% - Noah H3PO4. Обемното съотношение киселина: масло в екстракционната смес е 1:20. Процесът на екстракция се извършва при енергично разбъркване на двете течни фази и при средна температура от 10 ° С в продължение на 20 минути. След това разбъркващото устройство се изключва, екстракторът със съдържанието на сместа се оставя сам. След 250-260 минути сместа се разделя на два слоя. В горния слой се отделя рафинирано светложълто масло, в долния слой се отделя черен екстракт. Степента на пречистване (избистряне) на маслото съгласно FEC е 97,2% Пример 27. (съгласно прототипа). В екстрактор с механично разбъркване добавете 100 ml отработено индустриално масло, към което добавете 5 ml екстрагент под формата на 96% H2SO4. Обемното съотношение киселина: масло в екстракционната смес е 1:20, масовото съотношение киселина: масло е 1:10. Процесът на екстракция се извършва при интензивно разбъркване на двете течни фази и при средна температура от 35 ° С в продължение на 20 минути. След това разбъркващото устройство се изключва, екстракторът със съдържанието на сместа се оставя сам. След 268 часа сместа се разделя на два слоя. В горния слой се отделя тъмно масло и в долния слой се отделя черен екстракт. Степента на пречистване на маслото съгласно FEC е 83% Нефтът не е рафиниран.

Всички други резултати, дадени в примери 2, 4, 5, 7-9, 11-14, 16-26 от таблицата, са получени по подобен начин.

Както се вижда от примерите и таблицата, съгласно предложения метод, за разлика от прототипа, използваното индустриално масло се пречиства на един етап без нагряване на екстракционната смес. Използването на орто-фосфорна киселина като екстрагент дава възможност за пречистване на замърсеното масло с 15-50% до степен на неговото рафиниране от 98-99%. Фосфорна киселина в широк диапазон на концентрация, от 5 до 88 тегл. извлича разтворени и диспергирани примеси от масло. Продължителността на екстракцията (обработка с масло) не надвишава 20 минути с промяна в обемното съотношение киселина: масло в диапазона от 1: 1 до 1:30. В зависимост от концентрацията на H3PO4 и обемното съотношение киселина: масло, продължителността на фазовото разделяне варира от 2 минути до 15-16 часа. Използването на 60-88% H3PO4 намалява продължителността на отделянето на рафинираното масло от екстракта до 2-250 минути. H3PO4 е слабо дисоциирана киселина. Следователно, той не е агресивен и не корозира оборудването. Технологията за пречистване на маслото е проста и икономична, тя не включва използването на отопление и сложно оборудване.

Оптималните и икономични (за предпочитане) технологични параметри за пречистване на използваното индустриално масло са 60-88 тегл. H3PO4, обемна киселина: съотношение масло 1:20, време за обработка на масло (фазов контакт) 20-25 минути.

Резултатите от анализа показват, че предложеният метод за пречистване на маслото в сравнение с прототипа е 34-1600 пъти по-ефективен по отношение на времето за разделяне на фазите и 14-16% по-ефективен по отношение на пречистването на маслото. . Маслен сушител се използва само ако се използва H3PO4 с концентрация под 60 тегл. Ако е необходимо да се източи маслото от следи от вода, оксиди, хидроксиди, всякакви соли на алкални и алкалоземни метали могат да се използват като сушител.

1. Метод за пречистване на отпадъчно индустриално масло, включително обработка на суровини с минерална киселина при температура на околната среда, характеризиращ се с това, че обработката на суровини се извършва с ортофосфорна киселина в концентрация 5 88 тегл. в обемно съотношение киселинна суровина от 1 1 до 1 30 в рамките на 2 30 минути.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че след обработка с киселина маслото се изсушава.

3. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че като изсушител се използват оксиди, хидроксиди, халогениди, карбонати, сулфати или фосфати на алкални или алкалоземни метали, кокс или зеолити.

MM4A Предсрочно прекратяване на патент на Руската федерация за изобретение поради неплащане на таксата за поддържане на патента в сила своевременно