Низкотемпературная вакуумиспарительная установка для очистки отработанных масел от воды и топлива

Из-за высоких цен на нефть, а также в связи с большой экологической опасностью отработанных нефтепродуктов проблема создания высокоэффективного оборудования для их утилизации приобрела в последнее время особую актуальность. Одно из направлений утилизации – регенерация отработанных моторных масел.

Учитывая, что потребность в регенерации отработанных моторных масел в Свердловской области составляет до 4000 т/год, ОАО “CвердНИИхиммаш” при поддержке правительства Свердловской области с 2003 г. проводит работы по созданию новых установок и технологий для регенерации отработанных моторных масел. Для обеспечения безопасности проведения работ технологические процессы отгонки должны осуществляться при температурах ниже температуры вспышки отработанных моторных масел, которая при содержании дизельного топлива в масле до 5 % масс. составляет 148 ^оС, а при 6 % масс. – 138^оС. Кроме того, высота установок не должна превышать 4 м, чтобы снизить высоту помещений для их размещения.

Новая технология, разработанная в СвердНИИхиммаше, предусматривает поочередную очистку регенерируемого масла от механических примесей, воды и дизельного топлива. Отгонка воды из отработанного масла осуществляется при остаточном давлении 25-30 кПа, температуре в испарителе 105-107 ^оС и температуре масла, подаваемого в испаритель, 90-95 ^оС, а отгонка топлива соответственно при 50-100 Па, 113-120 ^оС и температуре масла, подаваемого в испаритель, 120-125 ^оС. Таким образом, температуры отгонки топлива на новой установке почти в два раза ниже температур отгонки топлива на установках РНЦ “ПХ”.

Для снижения высоты испарительной установки используются разработанные в ОАО “CвердНИИхиммаш” струйные насосы, которые позволяют отбирать масло из вакуумированных аппаратов (испарителя и промежуточного бака). С помощью струйных насосов регулируется также циркуляционный расход масла через испаритель и промежуточный бак. Комбинация - струйный и шестеренный насосы - позволяет обеспечить безкавитационную работу шестеренного насоса при температуре около 100 ^оС.

Опытная вакуумиспарительная установка для очистки отработанных масел от воды и топлива является составной частью комплекса для регенерации масла. В состав комплекса кроме этой установки входит блок центробежной очистки масла, содержащий центробежный сепаратор ОСБ-1000, мешалку со змеевиком и водоподогреватель.

Состав опытной вакуумиспарительной установки:

• приемный узел для исходного (отработанного) и очищенного масла;
• испаритель с паровой рубашкой и соплами на торцевых стенках;
• конденсатор-охладитель;
• бачок для сбора конденсата отгоняемых фракций (топлива и воды);
• промежуточный бак для сбора масла после испарителя;
• трубчатый теплообменник-подогреватель ;
• насосы (два шестеренных, два струйных, центробежный для подачи охлаждающей воды);
• вакуум-агрегат;
• электрический парогенератор;
• система контроля и управления;
• пробоотборник.

Результаты регенерации отработанных масел приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1 – Результаты регенерации отработанного моторного масла для дизелей с тепловозов

Показатель	Норма по ГОСТ 12337-84	Масло отработанное	Масло регенерированное
Массовая доля воды, %	Следы	6,0	Отсутствует (не более 0,005)
Массовая доля механических примесей, %, не более	0,01	0,057	0,02
Температура вспышки в открытом тигле, оС, не ниже	210	138	216
Вязкость кинематическая при 100 оС, сСт	11-12	7,7	9,3

Таблица 2 – Результаты регенерации отработанного индустриального масла

Показатель	Норма по ГОСТ 20799-88	Масло отработанное	Масло регенерированное
			проба 1	проба 2
Массовая доля воды, %	Следы	2,0	Отсутствует	Следы
Температура вспышки в открытом тигле, оС, не ниже	220	-	230	224
Вязкость кинематическая при 50 оС, сСт	35-45	-	42,5	43,5

Технологические показатели топлива, отогнанного на опытной установке, приводятся в табл.3

Таблица 3- Показатели испарившегося топлива

Показатель	Норма по ГОСТ 305-73	Массовая доля отогнанного топлива, %
		8	11
Кинематическая вязкость при 20 оС, сСт	3,5-6,0	4,6	5,58
Температура вспышки в закрытом тигле, оС, не ниже	61	106	118
Массовая доля воды, %	Отсутствует
Массовая доля механических примесей, %	Отсутствует	0,0038	0,0040
Зольность, %	0,01	-	0,03

Проведенные на опытной установке эксперименты подтвердили принципиальную работоспособность созданной технологии. На основании результатов этих исследований разработана опытно-промышленная установка.

Расчетные технологические показатели опытно-промышленной установки следующие:

• производительность по сырью при отгонке воды с исходным содержанием ее в отработанном масле до 2 % масс. составляет не менее 600 л/ч, а при содержании10 % масс. – не менее 200 л/ч;
• производительность при отгонке дизельного топлива с исходным содержанием его в отработанном масле до 5 % масс. - 200 л/ч.
• производительность установки по сырью - до 1500 т/год.
• потребляемая мощность всех агрегатов установки - 70 кВт.
• высота установки - 4,2 м.
• площадь, занимаемая установкой, составляет 30 м2.

Регулирование технологических параметров производится автоматически. Обслуживание установки осуществляется двумя операторами.

Результаты исследований показали также, что качество очищенных на опытной установке масел по основным показателям соответствует стандартам за исключением цветности, которая является показателем содержания асфальто-смолистых веществ в маслах. В связи с этим возникает необходимость доочистки масел. Ранее показано, что наиболее эффективным способом доочистки масел от асфальто-смолистых веществ является экстракционный с использованием в качестве селективного растворителя пропан-бутана. Но поскольку этот растворитель взрывопожароопасен, требуются дополнительные исследования по выбору более безопасных растворителей.

Внедрение опытно-промышленной установки планируется в 2007 году. В настоящее время проводятся работы, связанные с доработкой технологии и аппаратурного оформления узла выделения примесей бензина из моторных масел.

ОАО “CвердНИИхиммаш”