Регенерація відпрацьованих мінеральних моторних олив

Abstract

Вивчено зміну складу та експлуатаційних властивостей ВММО марок М-10ДМ і NORMAL 15W40 після використання в двигунах внутрішнього згоряння та запропоновано імовірний механізм перетворення компонентів оливи. За допомогою вакуумної перегонки одержано регенеровані оливи, що характеризуються кращими в’язкісно-температурними властивостями, нижчими кислотним числом, вмістом механічних домішок, коксивністю, зольністю, а також вищою температурою спалаху, ніж відпрацьовані оливи. Розроблено метод очищення відпрацьованих олив карбамідом з метою зниження їхнього кислотного числа. Розроблено метод термоокиснювальної регенерації ВММО, який полягає в доокисненні первинних продуктів окиснення, які входять до складу відпрацьованих олив, в наджорстких умовах з подальшим відділенням регенерованої оливної фракції вакуумною перегонкою. Розроблено основи технології комплексного методу регенерації ВММО, який включає процес термоокиснювальної регенерації, вакуумної перегонки та доочищення регенерованої оливи карбамідом. Изучено изменение состава и эксплуатационных свойств отработанных минеральных моторных масел марок М-10ДМ и NORMAL 15W40 после использования в двигателях внутреннего сгорания и предложено вероятный механизм преобразования компонентов масла. С помощью вакуумной перегонки получены регенерированные масла, характеризуются лучшими вязкостно-температурными свойствами, низшими кислотным числом, содержанием механических примесей, коксуемостью, зольностью, а также более высокой температурой вспышки, чем отработанные масла. Разработан метод очистки отработанных масел карбамидом с целью снижения их кислотного числа. Установлено, что при оптимальных условиях проведения процесса (температура – 140 ℃, продолжительность – 80 мин, количество карбамида – 5% масс. на отработанное масло) можно получить масло, очищенное от кислородсодержащих продуктов старения на 71-88%, что подтверждено ИК-спектральным анализом. Разработан метод термоокислительной регенерации отработанных минеральных моторных масел, который заключается в доокислении первичных продуктов окисления, которые входят в состав отработанных масел, в сверхжестких условиях с последующим отделением регенерированной масляной фракции вакуумной перегонкой. При установленных оптимальных условиях процесса (температура – 200 ℃, давление – 2 МПа, продолжительность – 2,0 ч, расход воздуха – 1,5 мин-1) получены регенерированные масла, которые по сравнению с отработанными, характеризовались на 7,2-11,3% высшим индексом вязкости, на 93,3-97,6% низшей зольностью, на 29,1-39,1% низшей коксуемостью и на 46,5-50,5% меньшим кислотным числом. Разработана поточная схема комплексного метода регенерации отработанных минеральных моторных масел, в состав которого входят процессы термоокислительной регенерации, вакуумной перегонки и очистки регенерированных масел в присутствии кристаллического карбамида. Данная технология позволяет получать регенерированное масло с выходом 70-72% масс., которое соответствует всем требованиям к базовым маслам соответствующих марок. Разработана принципиальная технологическая схема установки комплексной регенерации отработанных минеральных моторных масел и технологическая карта процесса, рассчитан материальный баланс. Проведен укрупненный расчет себестоимости целевых продуктов процесса и установлено, что себестоимость регенерированных предложенным методом масел на 32-35% ниже себестоимости свежих базовых масел. Changes in the composition and performance characteristics of used mineral motor oils (UMMO) − M-10DM and NORMAL 15W40 − after being used in internal combustion engines, have been studied, and a likely mechanism for converting oil components has been suggested. By means of vacuum distillation, recovered oils were derived, which were found to exhibit better viscosity-temperature properties, the lower acid number as well as the content of mechanical impurities, cokeability, ash content, and the higher flash point as compared to used oils. A method was developed to purify used oils using carbamide so as to reduce the acid value. A technique of thermo-oxidative recovery of UMMO has been devised, residing in full oxidation of primary oxidation products, which are part of the used oils, under superharsh conditions subsequently extracting a regenerated oil fraction by using vacuum distillation. The thesis illustrates how the underlying technology of the complex method of UMMO recovery, including the process of thermo-oxidative reclamation, vacuum distillation, and a second-stage treatment of recovered oil with carbamide were devised.