RU2213129C2

RU2213129C2 - Exhausted lube oil refining method

Info

Publication number: RU2213129C2
Application number: RU2001126483/04A
Authority: RU
Inventors: З.Т. Дмитриева; Н.В. Юдина; И.В. Былина; А.В. Зверева; В.Г. Бондалетов; И.Г. Антонов; С.И. Приходько
Original assignee: Институт химии нефти СО РАН; Общество с ограниченной ответственностью "Химпроцесс"
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-09-27

Abstract

FIELD: lubricants. SUBSTANCE: adsorbent, in particular wood waste modified with 50-100% orthophosphoric acid, is suspended in exhausted oil. EFFECT: simplified procedure and increased degree of refining. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии регенерации углеводородной основы использованных индустриальных масел методом адсорбционного рафинирования масляных остатков. The invention relates to a technology for the regeneration of a hydrocarbon base of used industrial oils by the method of adsorption refining of oil residues.

Индустриальные масла используют в качестве смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) в обработке металлов. Металлообрабатывающие производства из-за отсутствия технологий очистки масляных остатков сжигают или сливают их в отвалы. Поэтому необходимость рафинирования использованных (отработанных) масел определяется большими потерями энергоемкого и дорогостоящего минерального углеводородного сырья и связанными с этим проблемами экологии окружающей среды. Industrial oils are used as cutting fluids in the processing of metals. Metalworking industries, due to the lack of technology for cleaning oil residues, burn or dump them into dumps. Therefore, the need for refining used (waste) oils is determined by large losses of energy-consuming and expensive mineral hydrocarbon raw materials and related environmental problems.

Известные способы рафинирования остатков от использованных промышленных масел основаны на методах: экстракции (Патенты RU 2094450, 2100425, 2153527, С 10 G 17/06, С 10 М 175/02; Заявка FR 2743570, С 10 М 175/02; Заявка US 2735785, С 10 М 175/02; Заявка Германии 19739659, С 10 М 175/00; Заявка GB 2334034, С 10 М 175/00, адсорбции на силикагеле при 120-125^oС и перемешивании в течение 3-4 ч (Заявка RU 96101385, С 10 М 175/02), на земле после гидрообработки сырья (Пат. RU 2099397, С 10 М 175/00), на глине с одновременным электрогидроциклонированием (Пат. RU 2106398, С 10 М 175/02), на глине совместно с катализатором дехлорирования хлоруглеводородов, содержащихся в масляных остатках (US 2757873, С 10 175/00), аттапульгите/смектите, активизированном спиртами (C₁-С₆) и эфирами (С₁-С₆) до образования шламообразной массы (Пат. US 5908500, С 09 С 1/02), на диатомите и каолине с песком (Заявка JP 1104697, С 10 М 177/00; Пат. RU 2153526, С 10 М 175/02) и на белой глине, обогащенной оксидами кремния, алюминия, железа и магния (Пат. RU 2058380, С 10 М 175/02).Known methods for refining residues from used industrial oils are based on the following methods: extraction (Patents RU 2094450, 2100425, 2153527, C 10 G 17/06, C 10 M 175/02; Application FR 2743570, C 10 M 175/02; Application US 2735785 , C 10 M 175/02; Application Germany 19739659, C 10 M 175/00; Application GB 2334034, C 10 M 175/00, adsorption on silica gel at 120-125 ^o C and stirring for 3-4 hours (Application RU 96101385, С 10 М 175/02), on the ground after hydrotreatment of raw materials (Pat. RU 2099397, С 10 М 175/00), on clay with simultaneous electrohydrocyclone (Pat. RU 2106398, С 10 М 175/02), on clay in conjunction with a dechlorination catalyst poisons contained in oily residues (US 2757873, C 10 175/00), attapulgite / smectite activated alcohols (C ₁ -C ₆₎ ethers, and (C ₁ -C ₆₎ to form a slurry receiver mass (Pat. US 5,908,500, C 09 C 1/02), on diatomite and kaolin with sand (Application JP 1104697, C 10 M 177/00; Pat. RU 2153526, C 10 M 175/02) and on white clay enriched with oxides of silicon, aluminum, iron and magnesium (Pat. RU 2058380, C 10 M 175/02).

Известны также способы очистки использованных масел с применением бактерицидной обработки (Пат. RU 2105045, С 10 М 175/04; Пат. RU 2100290, С 02 F 3/00; Заявка RU 96119614/04, С 10 М 175/04). There are also known methods of purification of used oils using bactericidal treatment (Pat. RU 2105045, C 10 M 175/04; Pat. RU 2100290, C 02 F 3/00; Application RU 96119614/04, C 10 M 175/04).

В отдельных случаях масляные остатки и фракции частично (неполно) рафинируют гидрообработкой при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора, содержащего оксиды никеля, молибдена, алюминия (Заявка RU 97113431, С 10 G 67/04), воздействием электрических полей напряженностью 35-50 кВ/см при 50-75^oС (Пат. RU 2101335, С 10 М 175/02), барбатированием сжатым воздухом, нагретым до 110-140^oС (Пат. RU 2075506, С 10 М 175/04), седиментацией металлических частиц из нагретого масла до 110-130^oС (Пат. Финляндии 96964, С 10 М 175/00).In some cases, oil residues and fractions are partially (incompletely) refined by hydrotreating at elevated temperatures and pressures in the presence of a catalyst containing nickel, molybdenum, and aluminum oxides (Application RU 97113431, С 10 G 67/04), by the action of electric fields of 35-50 kV / cm at 50-75 ^o C (US Pat. RU 2101335, C 10 M 175/02), barbation with compressed air heated to 110-140 ^o C (US Pat. RU 2075506, C 10 M 175/04), sedimentation of metal particles from heated oil to 110-130 ^o C (Pat. Finland 96964, C 10 M 175/00).

Удаление из масел ароматических серу- и азотсодержащих соединений проводят на сульфидированном катализаторе, содержащем никель, кобальт, железо, вольфрам, молибден, хром и цинк (Пат. US 5676822, С 10 G 45/46). Removal of aromatic sulfur and nitrogen compounds from oils is carried out on a sulfidized catalyst containing nickel, cobalt, iron, tungsten, molybdenum, chromium and zinc (US Pat. US 5676822, C 10 G 45/46).

В способе очистки отработанного минерального масла (Пат. RU 2112018, С 10 М 175/02) сырье обрабатывают нагреванием до 70-100^oС в присутствии 3-15 мас.% отхода биомассы производства антибиотиков.In the method of purification of used mineral oil (Pat. RU 2112018, C 10 M 175/02), the raw material is treated by heating to 70-100 ^o C in the presence of 3-15 wt.% Waste biomass production of antibiotics.

С целью выделения и очистки масел из отработанных водомасляных эмульсий их предварительно обрабатывают деэмульгаторами и большим количеством воды (Заявка FR 2743570, С 10 М 175/02, Пат. US 5874008, В 01 D 17/04), легкими углеводородами (10-50 об.%) и водой (Пат. US 5882506, С 10 G 33/04), солями аммония, жирными спиртами и аминами и центрифугируют (Заявки ФРГ 4317046, 4317047, С 10 М 175/04), а также термическим разложением водомасляной эмульсии в специальном устройстве (Заявка DE 19736281, В 01 D 17/035). In order to isolate and purify oils from waste water-oil emulsions, they are pre-treated with demulsifiers and a large amount of water (Application FR 2743570, C 10 M 175/02, Pat. US 5874008, 01 D 17/04), light hydrocarbons (10-50 r %) and water (US Pat. US 5882506, C 10 G 33/04), ammonium salts, fatty alcohols and amines and centrifuged (Applications Germany 4317046, 4317047, C 10 M 175/04), as well as thermal decomposition of water-oil emulsion in special device (Application DE 19736281, 01 D 17/035).

Одновременно с разработкой химических параметров (способов) создают и совершенствуют устройства (аппараты) для реализации способов регенерации использованных масел и СОЖ (Пат. US 5676840, В 01 D 35/06; Пат. RU 214298, С 10 М 175/02; Пат. RU 2123512 и Югославии, С 10 G 25/00; Заявка ФРГ 4405109, С 10 G 15/08; Заявка Франции 9615380, С 10 М 175/00). Simultaneously with the development of chemical parameters (methods), devices (devices) are created and improved to implement methods for the regeneration of used oils and coolants (US Pat. US 5676840, 01 D 35/06; Pat. RU 214298, C 10 M 175/02; Pat. RU 2123512 and Yugoslavia, C 10 G 25/00; Application of Germany 4405109, C 10 G 15/08; Application of France 9615380, C 10 M 175/00).

Основными элементами конструкции устройств (установок) для осуществления способов очистки масел являются адсорберы, экстракторы, фильтры грубой очистки, дегазаторы, ультрафильтры, облучатели инфракрасным и ультрафиолетовым светом, магнитными и электрическими полями, дегидраторы, гидрогенизаторы. The main structural elements of devices (installations) for the implementation of oil cleaning methods are adsorbers, extractors, coarse filters, degassers, ultrafilters, irradiators with infrared and ultraviolet light, magnetic and electric fields, dehydrators, hydrogenators.

Наиболее эффективные технологии рафинирования масел основаны на методах экстракции и адсорбции. The most effective oil refining technologies are based on extraction and adsorption methods.

Однако эти методы имеют свои преимущества и свои недостатки. Поэтому один из них может или дополнять другой, или возмещать недостатки другого в технологии рафинирования масел. Так, например, жидкий экстрагент труднее диспергировать до пылевидных частиц в объеме использованного масла, чем тонкодисперсный твердый адсорбент. Экстракционная и адсорбционная технологии очистки масел различаются между собой и по продолжительности разделения фаз из-за разной стабильности эмульсии и суспензии. However, these methods have advantages and disadvantages. Therefore, one of them can either complement the other, or compensate for the shortcomings of the other in the technology of refining oils. Thus, for example, a liquid extractant is more difficult to disperse to dust particles in the volume of oil used than a finely divided solid adsorbent. Extraction and adsorption technologies for the purification of oils differ among themselves and in the duration of phase separation due to the different stability of the emulsion and suspension.

По технической сущности к предлагаемому способу адсорбционного рафинирования масляных остатков наиболее близок способ регенерации отработанного масла (Пат. RU 2058380, С 10 М 175/02) с использованием белой палыгорскитовой глины. Обогащенную оксидами кремния и алюминия белую глину в количестве 2-6 мас.% суспендируют в отработанном масле при 80-90^oС в течение 2-х ч и фильтруют через фильтр-пресс.According to the technical nature of the proposed method for the adsorption refining of oil residues, the closest method for the regeneration of used oil (Pat. RU 2058380, C 10 M 175/02) using white palygorskite clay. Enriched with oxides of silicon and aluminum, white clay in an amount of 2-6 wt.% Suspended in the used oil at 80-90 ^o C for 2 hours and filtered through a filter press.

Недостатком глины в качестве адсорбента очистки масляных остатков является тот факт, что активность адсорбента зависит от содержания и соотношения оксидов металлов в глине. Например, темные (серые) глины проявляют очень низкую способность к очистке масел. The disadvantage of clay as an adsorbent for cleaning oil residues is the fact that the activity of the adsorbent depends on the content and ratio of metal oxides in clay. For example, dark (gray) clays exhibit a very low ability to clean oils.

Даже белая глина, обогащенная оксидами кремния и алюминия, очищает масло до степени 70-80% лишь при 80-90^oС в течение 2-х ч.Even white clay, enriched with silicon and aluminum oxides, refines the oil to a degree of 70-80% only at 80-90 ^o C for 2 hours

Задача изобретения - повышение эффективности и универсальности адсорбента в рафинировании использованных индустриальных масел (масляных остатков) без нагревания. The objective of the invention is to increase the efficiency and versatility of the adsorbent in the refining of used industrial oils (oil residues) without heating.

Технический результат достигается тем, что древесные отходы в виде опилок, стружек, муки модифицируют ортофосфорной кислотой. Модифицирование древесных отходов (ДО) заключается в их обработке 50-100%-ной Н₃Р0₄ в массовом соотношении Н₃Р0₄: ДО, равном от 0,5 до 2,5 в течение 30-60 мин при температуре окружающей среды.The technical result is achieved by the fact that wood waste in the form of sawdust, shavings, flour is modified with phosphoric acid. Modification of wood waste (DO) consists in their processing with 50-100% H ₃ P0 ₄ in a mass ratio of H ₃ P0 ₄ : DO equal to 0.5 to 2.5 for 30-60 minutes at ambient temperature.

Рафинирование масляных остатков индустриальных масел типа И-12, И-20, И-30, И-40, МСВ-22 проводят суспендированием от 1 до 4 мас. % полученного адсорбента в масляных остатках при температуре окружающей среды в течение 30-60 мин и центрифугируют. Степень рафинирования углеводородной основы масляных остатков при этом составляет от 97 до 99,5%. Суспендирование адсорбента в масляных остатках обеспечивают или механическим перемешиванием фаз, или барбатированием сжатого воздуха в смеси масла с адсорбентом. Refining of oily residues of industrial oils of the type I-12, I-20, I-30, I-40, MSB-22 is carried out by suspension from 1 to 4 wt. % of the obtained adsorbent in oil residues at ambient temperature for 30-60 minutes and centrifuged. The degree of refining of the hydrocarbon base of oil residues in this case is from 97 to 99.5%. Suspension of the adsorbent in oil residues is provided either by mechanical mixing of the phases or by barbation of compressed air in a mixture of oil and adsorbent.

В изобретении использованы отходы деревообрабатывающей промышленности и масляные остатки шарикоподшипникового производства. Степень рафинирования масел определяется с помощью фотометра КФК-3. The invention uses waste from the woodworking industry and oil residues from ball-bearing production. The degree of refining of oils is determined using a KFK-3 photometer.

Методика модифицирования древесных остатков и рафинирования масляных остатков (МО). Method for modifying wood residues and refining oil residues (MO).

Древесные отходы в виде опилок, стружек, муки предварительно сушат, при перемешивании к ним добавляют 50-100%-ную ортофосфорную кислоту в массовом соотношении Н₃Р0₄:ДО, равном от 0,5:1,0 до 2,5:1,0 соответственно. Модифицированный кислотой образец древесных отходов выдерживают при температуре окружающей среды в течение 30-60 мин. После этого образец испытывают в рафинировании масляных остатков. Навеску адсорбента (модифицированных ДО) в количестве от 1 до 4 мас.% суспендируют в масляных остатках с помощью механического устройства при температуре окружающей среды в течение 30-60 мин. Рафинат (очищенное углеводородное сырье) отделяют от адсорбтива центрифугированием или естественной седиментацией, или фильтрованием.Wood waste in the form of sawdust, shavings, flour is pre-dried, with stirring, 50-100% orthophosphoric acid is added to them in a mass ratio of H ₃ P0 ₄ : DO, equal to from 0.5: 1.0 to 2.5: 1 , 0, respectively. An acid-modified sample of wood waste is maintained at ambient temperature for 30-60 minutes. After that, the sample is tested in the refinement of oily residues. A portion of the adsorbent (modified DO) in an amount of from 1 to 4 wt.% Is suspended in oil residues using a mechanical device at ambient temperature for 30-60 minutes. The raffinate (purified hydrocarbon feed) is separated from the adsorbent by centrifugation or natural sedimentation, or by filtration.

В таблице приведены экспериментальные примеры модифицирования древесных отходов (ДО) и рафинирования масляных остатков (МО), осуществленные по данной методике. The table shows experimental examples of the modification of wood waste (DO) and the refinement of oil residues (MO), carried out by this method.

Как видно из экспериментальных результатов (таблица, примеры 1-30), применение древесных отходов, модифицированных 50-100% ортофосфорной кислотой без нагревания, повышает степень очистки (осветления) масляных остатков на 10-14%, ускоряет процесс рафинирования в 3-5 раз и сокращает расход адсорбента в 1,5-2 раза в сравнении с прототипом (Пат. RU 2058380) в одинаковых условиях рафинирования использованных масел. As can be seen from the experimental results (table, examples 1-30), the use of wood waste modified with 50-100% phosphoric acid without heating increases the degree of purification (clarification) of oil residues by 10-14%, accelerates the refining process by 3-5 times and reduces the consumption of adsorbent in 1.5-2 times in comparison with the prototype (Pat. RU 2058380) in the same conditions for the refining of used oils.

Claims

The method of refining used oils by suspending an adsorbent in them, followed by filtration, characterized in that wood waste modified with 50-100% phosphoric acid is used as the adsorbent, and the refining process is carried out at ambient temperature.