RU2679901C1

RU2679901C1 - Used energy oil regeneration method

Info

Publication number: RU2679901C1
Application number: RU2018132236A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Мельников; Дмитрий Викторович Шуварин; Сергей Николаевич Коркин
Original assignee: Акционерное общество "Дальневосточная генерирующая компания"
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2019-02-14

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: present invention describes the used energy oil regeneration method, including the mechanical impurities removal, heating, vacuum drying and degassing, adsorption treatment and the subsequent additives base package entry, characterized in that before the adsorption treatment, the metals deactivator in the form of anthranilic acid is introduced, and for the adsorption treatment the granulated silica-alumina adsorbent is used.

EFFECT: achieved technical result consists in increase in the regenerated oil quality by the aging products more complete extraction from the used oil while maintaining the technology low waste and environmental friendliness.

1 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к процессам восстановления отработанных масел для их повторного использования по назначению.The invention relates to processes for the recovery of waste oils for reuse as intended.

Уровень техникиState of the art

Известно решение по регенерации отработанных промышленных масел [RU 85900]. Недостаток этого решения - низкое качество регенерируемого масла из-за отсутствия адсорбционной обработки.A known solution for the regeneration of used industrial oils [RU 85900]. The disadvantage of this solution is the low quality of the regenerated oil due to the lack of adsorption treatment.

Известен способ регенерации отработанного энергетического масла, включающий ввод деактиватора металлов, нагрев, механическую фильтрацию и адсорбционную обработку, согласно которому в качестве деактиватора металлов используется смесь солей аммония, а в качестве адсорбента - глина [US 4502948]. Недостаток этого решения состоит в том, что оно не отвечает требованиям малоотходности и экологической безопасности - осадок, образующийся после деактивации металлов и механической фильтрации и обработки концентрированной серной кислотой, требует последующей утилизации в качестве экологически опасного отхода.A known method of regeneration of spent energy oil, including the input of a metal deactivator, heating, mechanical filtration and adsorption treatment, according to which a mixture of ammonium salts is used as a metal deactivator, and clay is used as an adsorbent [US 4502948]. The disadvantage of this solution is that it does not meet the requirements of low-waste and environmental safety - the precipitate formed after metal deactivation and mechanical filtration and treatment with concentrated sulfuric acid requires subsequent disposal as an environmentally hazardous waste.

Известен способ регенерации отработанного энергетического масла, включающий удаление механических примесей, подогрев, вакуумную сушку и дегазацию, адсорбционную обработку и последующий ввод присадок [RU 2142980]. Этот способ, удовлетворяющий требованиям малоотходности и экологической безопасности, выбран в качестве прототипа.A known method of regeneration of spent energy oil, including the removal of mechanical impurities, heating, vacuum drying and degassing, adsorption treatment and the subsequent introduction of additives [RU 2142980]. This method, which meets the requirements of low-waste and environmental safety, is selected as a prototype.

Недостаток прототипа - неполное извлечение продуктов старения отработанного масла, что приводит к уменьшению срока службы регенерированного масла.The disadvantage of the prototype is the incomplete extraction of aging products of used oil, which leads to a decrease in the life of the regenerated oil.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Предметом изобретения является способ регенерации отработанного энергетического масла, включающий удаление механических примесей, подогрев, вакуумную сушку и дегазацию, адсорбционную обработку и последующий ввод базового пакета присадок, отличающийся тем, что перед адсорбционной обработкой вводят деактиватор металлов в виде антраниловой кислоты, а для адсорбционной обработки применяют гранулированный алюмосиликатный адсорбент.The subject of the invention is a method for regenerating spent energy oil, including removing mechanical impurities, heating, vacuum drying and degassing, adsorption treatment and the subsequent introduction of a basic additive package, characterized in that a metal deactivator is introduced in the form of anthranilic acid before adsorption treatment, and is used for adsorption treatment granular aluminosilicate adsorbent.

Технический результат изобретения - повышение качества регенерированного масла за счет более полного извлечения продуктов старения из отработанного масла при сохранении малоотходности и экологичности технологии.The technical result of the invention is improving the quality of the regenerated oil due to a more complete extraction of aging products from used oil while maintaining low waste and environmental friendliness of the technology.

Изобретение имеет развитие, которое состоит в том, что после ввода базового пакета присадок выполняют электрофизическую очистку. Это дополнительно очищает масло от частиц размером менее 50 мкм и соответственно дополнительно повышает качество регенерируемого масла.The invention has a development, which consists in the fact that after entering the basic package of additives perform electrophysical cleaning. This additionally cleans the oil from particles smaller than 50 microns and, accordingly, further improves the quality of the regenerated oil.

Осуществление изобретения с учетом его развитияThe implementation of the invention in view of its development

Заявляемый способ может быть осуществлен на установке, упрощенная технологическая схема которой приведена на фигуре.The inventive method can be carried out on the installation, a simplified process diagram of which is shown in the figure.

Отработанное трансформаторное или турбинное масло подается насосом 1 в вакуумную камеру 4 через фильтр 2 предварительной (грубой) очистки и электронагреватель 3.Spent transformer or turbine oil is pumped 1 to the vacuum chamber 4 through a pre-filter (coarse) filter 2 and an electric heater 3.

Фильтр 2 представляет собой металлический или полимерный сетчатый фильтр, извлекающий из отработанного масла механические примеси размером более 50 мкм, которые впоследствии (при отмывке фильтра 2) удаляются. Электронагреватель 3 обеспечивает нагрев потока масла до температуры (40-60°С), необходимой для эффективной работы камеры 4.Filter 2 is a metal or polymer strainer that extracts from the used oil mechanical impurities larger than 50 microns, which are subsequently removed by washing filter 2. The electric heater 3 provides heating of the oil flow to a temperature (40-60 ° C) necessary for the efficient operation of the chamber 4.

В камере 4 с помощью насоса 5 осуществляется вакуумная сушка (извлечение воды) и дегазация (извлечение растворенных в масле газов, включая воздух). Извлекаемые вода и газы выбрасываются в атмосферу через конденсатор паров (на фигуре не показан), которым снабжена камера 4.In the chamber 4, with the help of the pump 5, vacuum drying (water extraction) and degassing (extraction of gases dissolved in oil, including air) are carried out. The extracted water and gases are released into the atmosphere through a vapor condenser (not shown in the figure), which is equipped with a chamber 4.

Осушенное и дегазированное масло из камеры 4 подается насосом 6 на обработку в адсорбер 7. При этом масло дополнительно подогревается электронагревателем 8 до рабочей температуры процесса адсорбции (70-90°С).The dried and degassed oil from the chamber 4 is pumped to the adsorber 7 for treatment. The oil is additionally heated by an electric heater 8 to the working temperature of the adsorption process (70-90 ° C).

В адсорбере 7 из масла удаляются продукты старения (оксикислоты, смолы, полиароматические соединения, металлорганические и другие гетероатомные соединения). Для интенсификации этого процесса перед адсорбционной обработкой в масло с помощью миксера 9 вводят деактиватор металлов в виде антраниловой кислоты.In the adsorber 7, aging products are removed from the oil (hydroxy acids, resins, polyaromatic compounds, organometallic and other heteroatomic compounds). To intensify this process, prior to adsorption treatment, a metal deactivator in the form of anthranilic acid is introduced into the oil using a mixer 9.

Антраниловая кислота является малорастворимым в воде амфотерным органическим соединением, содержащим в своей структуре как аминную функциональную группу, которая обеспечивает эффект деактивации металлов, так и кислотную функциональную группу, которая обеспечивает взаимодействие с гранулированным алюмосиликатным адсорбентом. Деактивация обеспечивается тем, что антраниловая кислота образует с металлами комплексное соединение, препятствующее их каталитическому воздействию на термическое окисление компонентов регенерируемого масла. При взаимодействии антраниловой кислоты с гранулированным алюмосиликатным адсорбентом проявляется синергетический эффект более полного извлечения из регенерируемого масла металлосодержащих продуктов старения, обеспечивающий соответствующее повышение качества масла, получаемого после регенирации.Anthranilic acid is a water-insoluble amphoteric organic compound containing in its structure both an amine functional group, which provides the effect of metal deactivation, and an acid functional group, which provides interaction with a granular aluminosilicate adsorbent. Deactivation is ensured by the fact that anthranilic acid forms a complex compound with metals, preventing their catalytic effect on the thermal oxidation of the components of the regenerated oil. The interaction of anthranilic acid with a granular aluminosilicate adsorbent shows a synergistic effect of a more complete extraction of metal-containing aging products from the regenerated oil, which provides a corresponding increase in the quality of the oil obtained after regeneration.

В качестве гранулированного алюмосиликатного адсорбента могут быть использованы, например, адсорбенты товарных марок «Alumac» (производитель «Bayer»), КСКГ или ШСКГ (производитель «Рособоронхим», «Аквахим») или АС-230Ш (производитель «Химический завод им. Л.Я. Карпова»), которые при испытаниях показали примерно одинаковые результаты по показателям регенерированных масел, приведенным в табл. 1, 2. (Эти адсорбенты различаются ценой и гарантированным их производителями числом циклов: регенерация масла - восстановление адсорбционных свойств).As a granular aluminosilicate adsorbent, for example, adsorbents of the Alumac trademarks (manufacturer Bayer), KSKG or ShSKG (manufacturer Rosoboronkhim, Aquavim) or AS-230Sh (manufacturer Chemical Plant named after L. can be used). Y. Karpova "), which during the tests showed approximately the same results in terms of regenerated oils, are given in table. 1, 2. (These adsorbents differ in price and the number of cycles guaranteed by their manufacturers: oil regeneration - restoration of adsorption properties).

В масло, прошедшее адсорбционную обработку, вводят с помощью миксера 10 базовый пакет присадок в соответствии с требованиями действующих нормативных документов к трансформаторному или к турбинному маслу (СТО 70238424.27.100.053-2013 Энергетические масла и маслохозяйства электрических станций и сетей. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования, НП ИНВЭЛ, 2013 или СТО РусГидро 02.01.112-2015. Гидроэлектростанции. Энергетические масла и маслохозяйства. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования. ПАО «РусГидро». 2015). При этом в трансформаторное масло вводят ингибитор окисления, а в турбинное масло - ингибитор окисления, ингибитор коррозии и деэмульгирующую присадку.In the oil that has undergone adsorption treatment, a basic additive package is introduced using a mixer 10 in accordance with the requirements of the applicable regulatory documents for transformer or turbine oil (STO 70238424.27.100.053-2013 Energy oils and oil facilities of power plants and networks. Organization of operation and maintenance. Standards and requirements, NP INVEL, 2013 or STO RusHydro 02.01.112-2015. Hydroelectric power stations. Power oils and oil facilities. Organization of operation and maintenance. Standards and requirements. PA About RusHydro. 2015). In this case, an oxidation inhibitor is introduced into the transformer oil, and an oxidation inhibitor, a corrosion inhibitor and a demulsifying additive are introduced into the turbine oil.

Далее, согласно развитию изобретения, регенерируемое масло проходит обработку в электрофизическом фильтре 11, представляющем собой набор электродов, электростатическое поле которых осуществляет очистку масла от мелких твердых частиц (механические примеси и масляный шлам размером менее 50 мкм), и поступает в емкость для хранения.Further, according to the development of the invention, the regenerated oil is processed in an electrophysical filter 11, which is a set of electrodes, the electrostatic field of which purifies the oil from small solid particles (mechanical impurities and oil sludge with a size of less than 50 microns), and enters the storage tank.

Использованный в адсорбере 7 гранулированный алюмосиликатный адсорбент может периодически выводиться из режима регенерации масла для восстановления сорбционных свойств адсорбента.The granular aluminosilicate adsorbent used in the adsorber 7 can be periodically removed from the oil recovery mode to restore the sorption properties of the adsorbent.

Восстановление адсорбента выполняется в адсорбере 7 (без операций загрузки-выгрузки) путем высокотемпературного окисления за счет продувки адсорбента атмосферным воздухом (блок 12). При этом нежелательные компоненты, накопленные на гранулах адсорбента, превращаются в воду, углекислый газ и другие оксиды. Это делает процесс регенерации масел малоотходным и экологичным. Основной отход, представляющий собой газовый выброс из адсорбера 7 при восстановлении отработанного адсорбента, практически идентичен выхлопным газам двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, образуется небольшое количество концентрата отфильтрованных загрязнений в фильтрах 2 и 11 (количество отходов в фильтре 11 зависит от содержания загрязнений в присадках). По токсикологическим характеристикам этот концентрат незначительно отличается от регенерируемого отработанного масла, и может быть утилизирован в установленном порядке в смеси с другими низкотоксичными нефтяными отходами.The recovery of the adsorbent is performed in the adsorber 7 (without loading and unloading operations) by high-temperature oxidation by blowing the adsorbent with atmospheric air (block 12). In this case, undesirable components accumulated on the granules of the adsorbent are converted into water, carbon dioxide and other oxides. This makes the process of oil regeneration low-waste and environmentally friendly. The main waste, which is a gas discharge from the adsorber 7 during the recovery of the spent adsorbent, is almost identical to the exhaust gases of internal combustion engines. In addition, a small amount of the concentrate of filtered impurities is formed in the filters 2 and 11 (the amount of waste in the filter 11 depends on the content of impurities in the additives). According to the toxicological characteristics, this concentrate is slightly different from the regenerated waste oil, and can be disposed of in the prescribed manner in a mixture with other low-toxic oil wastes.

Результатом описанного процесса является регенерированное турбинное или трансформаторное масло, пригодное для применения (залива или долива) по прямому назначению в энергетическом маслонаполненном оборудовании электрических станций и сетей.The result of the described process is a regenerated turbine or transformer oil, suitable for use (gulf or topping) for its intended purpose in power oil-filled equipment of power plants and networks.

Таким образом, ввод деактиватора металлов в виде антраниловой кислоты перед адсорбционной обработкой и применение для нее гранулированного алюмосилиликатного адсорбента обеспечивают более полное извлечение продуктов старения из регенерируемого масла по сравнению с прототипом (и соответственно более высокое качество регенерированного масла), а также позволяет сохранить малоотходность и экологическю безопасность процесса регенерации.Thus, the introduction of a metal deactivator in the form of anthranilic acid before adsorption treatment and the use of a granular aluminosilicate adsorbent for it provide a more complete extraction of aging products from the regenerated oil in comparison with the prototype (and, accordingly, a higher quality of the regenerated oil), and also allows to save low waste and environmental safety of the regeneration process.

Сравнительные данные (для прототипа и заявляемого способа) по показателям качества турбинного и трасформаторного масел приведены в таблицах 1 и 2.Comparative data (for the prototype and the proposed method) on the quality indicators of turbine and transformer oils are shown in tables 1 and 2.

Claims

1. The method of regeneration of spent energy oil, including the removal of mechanical impurities, heating, vacuum drying and degassing, adsorption treatment and the subsequent introduction of a basic additive package, characterized in that before the adsorption treatment, a metal deactivator is introduced in the form of anthranilic acid, and granular is used for adsorption treatment aluminosilicate adsorbent.

2. The method according to p. 1, characterized in that after entering the basic additive package perform electrophysical cleaning.