Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор состояния исследуемой предметной области 9
1.1. Основные понятия 9
1.2. Характеристика отработанных масел как сырья вторичной переработки 11
1.3. Существующие методы очистки и переработки отработанных масел 16
1.4. Коагуляция как метод предварительной очистки при переработке отработанных масел 26
1.5. Регенерации отработанных масел в промышленно развитых странах 43
1.6. Методы определения металлов в маслах 48
1.7. Заключение 54
1.8. Выводы из литературного обзора 55
1.9. Цель и задачи исследования 55
Глава II. Объекты и методы исследований 56
2.1. Стандартные и специальные методы исследования отработанных масел 56
2.2. Специальные методики исследования отработанных масел 57
2.4. Объекты исследования 61
2.4.1. Содержание металлов 66
2.4.2. Структурно-групповой состав 67
2.4.3. Стабильность при отстаивании 67
Глава III. Исследование процесса коагуляции смесей отработанных масел 71
3.1. Исследование действия индивидуальных коагулянтов 71
3.2. Оценка эффективности сульфата натрия в составе композиций щелочных коагулянтов 72
3.3. Исследование действия неионогенных и анионных ПАВ совместно со щелочными коагулянтами
3.4. Оптимизация состава композиции коагулянта 76
3.5. Определение оптимального расхода композиции КЩК 81
3.6. Апробация действия КЩК на различном сырье з
3.7. Послойное распределение металлов при коагуляции композицией щелочных коагулянтов 83
3.8. Исследование действия анионных, катионных и полимерных ПАВ совместно с щелочными коагулянтами 85
3.9. Исследование коагуляции отработанных масел алканоламинами
3.10. Практическое применение результатов исследований 95
3.11. Выводы 96
Глава IV. Реализация результатов исследования и оценка технико-экономической эффективности 98
4.1. Исследование свойств дистиллятных масляных фракций после коагуляции моноэтаноламином 98
4.2. Исследование свойств продуктов контактной очистки после коагуляции моноэтаноламином 104
4.3. Технико-экономическое обоснование применения стадии коагуляции на заводе108
4.3.1. Исходные данные для экономического расчета 108
4.3.2. Определение себестоимости продукции действующего завода 109
4.3.3. Определение экономического эффекта от модернизации производства... 112
4.4. Выводы 117
Список использованных источников
- Существующие методы очистки и переработки отработанных масел
- Объекты исследования
- Исследование действия неионогенных и анионных ПАВ совместно со щелочными коагулянтами
- Исследование свойств продуктов контактной очистки после коагуляции моноэтаноламином
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Утилизация отработанных масел (ОМ) является важной научно-технической проблемой, для рационального решения которой необходимо учитывать как экологические требования, так и экономическую эффективность.
В настоящее время мировое производство смазочных материалов составляет ~ 40 млн т/год. Из них в зависимости от ряда факторов в разных странах для сбора доступно 20-50 %. В промышленно развитых странах ОМ перерабатывают в базовые масла на специализированных заводах мощностью от 20 до 100 тыс.т/г В этих условиях достигаются высокие качество и выход (до 80 %) товарных продуктов, а ущерб для окружающей среды минимален.
Из-за сильного загрязнения сырья в установках по переработке ОМ наблюдается повышенное коксообразование, приводящее к частым остановкам и выходу оборудования из строя. Применение современных методов очистки ОМ (физических, химических или физико-химических), а также процесса коагуляции в ее классическом виде не позволяет осуществлять качественную подготовку сырья к переработке.
Это связано с тем, что смеси ОМ существенно изменились за последние 20-25 лет. Они характеризуются непостоянным составом и высоким содержанием стабилизирующих веществ - остатков моющих присадок, синтетических масел, продуктов глубокого окисления и полимеризации масел, сторонних и механических примесей, воды, Р -, CI -, S -, О -, металлсодержащих примесей, осложняющих процесс очистки.
Исследование процесса коагуляционной очистки смесей ОМ, доступных для сбора в настоящее время, перспективными органическими и неорганическими коагулянтами представляет большой интерес и является актуальной задачей. Оно должно ответить на ряд насущных вопросов по применению этого процесса в современных условиях: обозначить область его применения и показать эффективность его действия.
Цель диссертационной работы
Исследование путей интенсификации процесса коагуляционной очистки смесей ОМ с применением эффективных органических или неорганических коагулянтов на водной или безводной основах.
Основные решенные задачи исследования
1. Для исследования и оценки эффективности процесса коагуляционной
очистки автором разработаны специальные методики: а) проведения процесса
коагуляции и оценки его эффективности; б) определения металлов в ОМ с
переменным содержанием воды.
-
Исследованы свойства смесей ОМ, доступных для сбора в настоящее время.
-
Разработаны и предложены к применению новые коагулянты: а) композиция щелочного коагулянта (КЩК); б) КЩК с добавлением неионогенных ПАВ; в) моноэтаноламин (МЭА).
4. Установлены наилучшие условия проведения процесса коагуляции
разработанными коагулянтами.
5. Определена эффективность действия разработанных коагулянтов.
Научная новизна диссертационной работы
1. Установлено, что в процессе коагуляции смесей ОМ щелочными коагулянтами
на границе раздела масляной и водной фаз наблюдаются экстремумы концентраций
железа и меди.
2. Показано интенсифицирующее действие сульфата натрия в составе
композиции щелочного коагулянта на удаление воды, металлов и повышение
выхода в процессе коагуляции смесей ОМ.
-
Установлена зависимость эффективности процесса коагуляции от структуры вводимых неионогенных ПАВ. Так, при увеличении длины радикала с трех до восьми оксиэтилированных групп в молекуле оксиэтилированного алкилфенола удаляется в четыре раза больше воды и примерно на 30-50 % больше металлов.
-
Установлено, что в ряду триэтаноламин, диэтаноламин, моноэтаноламин деметаллизирующая способность по отношению к меди и цинку возрастает более чем на 50 %.
Практическая значимость
-
Для двух вариантов переработки ОМ предложены различные методики коагуляционной очистки: а) для переработки ОМ по схеме, включающей вакуумную дистилляцию (ВД), рекомендовано применять процесс коагуляции композицией КЩК или КЩК + ПАВ; б) для переработки ОМ без ВД рекомендовано применять процесс коагуляции моноэтаноламином.
-
Разработанные методики проведения процесса коагуляционной очистки смесей ОМ с применением КЩК и МЭА нашли применение на крупнейшем российском заводе по переработке ОМ ЗАО «Рязанский завод смазочных материалов», что позволило получить экономический эффект 80 р/т сырья, получен акт внедрения.
-
Разработанные в работе методики используются для проведения учебно-лабораторной и методической работы в РГУ нефти и газа на кафедре Смазочных материалов.
-
Результаты исследований диссертационной работы использованы в НИР «Улучшение показателей качества продуктов процесса переработки отработанных смазочных материалов».
Апробация работы
Основные положения работы доложены и обсуждены на IX Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (Москва, 2012), на III Международной студенческой научно-практической конференции «Нефтегазовые горизонты» (Москва, 2011), на VI Международной научно-технической конференции «Глубокая переработка нефтяных дисперсных систем» (Москва, 2011), на VII Международной конференции «Производство и рынок смазочных материалов » (Москва, 2011), на Международном молодежном научном форуме «ЛОМОНОСОВ» (Москва, 2013), на Всероссийской конференции по испытаниям и исследованиям свойств материалов «ТЕСТМАТ» (Москва, 2013), на Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ» (Москва, 2013).
Публикации По материалам диссертационной работы опубликовано 13
научных работ: 8 докладов, 5 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, вьшодов, заключения, трех приложений, списка литературы из 183 наименований. Работа изложена на 150 страницах, содержит 49 таблиц и 25 рисунков.
Существующие методы очистки и переработки отработанных масел
Одной из проблем переработки смесей ОМ на крупнотоннажных предприятиях считается непостоянство сырья и наличие в нем различных синтетических масел [41-42]. В настоящее время на стадии сбора отсутствует возможность сортировки основной части ОМ [43]. В результате сырьё, поступающее на переработку, представляет собой сложную смесь синтетических и минеральных масел и продуктов их окисления и термического разложения (карбоновые, асфальтеновые и оксикислоты, спирты, альдегиды, фенолы, кетоны, лактоны, лактиды, эстолиды, кокс, асфальтены, смолы, карбены, карбоиды) [44], которая содержит механические примеси (песок, металлические частицы), остатки присадок, воду, а также посторонние примеси, попадающие в сырьё вследствие несовершенства системы сбора (минеральные соли, кислоты, растворители и др.) [45-47].
По объему потребления среди смазочных материалов ведущее место занимают нефтяные масла [48]. Синтетические масла в общем объеме смазочных материалов занимают долю, не превышающую 10 % [49]. С учетом того, что ресурс сбора ОМ оценивают примерно в 50 % потребления свежих (зависит от области применения масел), используя данные по производству масел [5, 35, 50] можно определить приблизительный состав доступного для переработки сырья (рис. 1.1).
Состав сырья, доступного для вторичной переработки а - состав сырья вторичной переработки; б - состав синтетической части Видно, что сырье вторичной переработки в основном состоит из нефтяных масел. Ценным компонентом являются синтетические масла [51-53]. Среди синтетических масел наибольшую долю занимают синтетические углеводороды (ПАО и алкилароматика), хорошо совместимые с минеральными маслами, затем полиалкиленгликолевые масла (ПАГ), в основном используемые как теплоносители, а также, применяемые в червячных редукторах и винтовых компрессорах. ПАГ плохо совместимы с минеральными и синтетическими углеводородными маслами и хорошо растворяются в воде [54]. В процессе коагуляции эти масла удаляются на стадии подготовки сырья к переработке. Силиконовые масла также плохо совместимы с углеводородными маслами [55], однако обладают высокой плотностью (0,95-1,05 г/см3) и поэтому при коагуляции также переходят в водошламовый слой. Полиэфирные масла и эфиры фосфорных кислот совместимы с углеводородными маслами [56], кроме того они производятся в очень небольших количествах и не являются препятствием для использования смесей ОМ в крупнотоннажных процессах.
Проблемным сырьем являются ОМ, содержащие бифенилы или полихлордифенилы (ПХД), вследствие их высокой токсичности [57]. В случае обнаружения в сырье этих масел, поставка не допускается к переработке и подвергается утилизации в печах-инсенераторах.
Для оценки возможности применения коагуляции для переработки смесей ОМ следует проанализировать изменения, произошедшие как с маслами, так и с техникой за последние 30-40 лет. В первую очередь, надо отметить повышение сроков замены масел, а также рост доли легированных масел в структуре потребления [58-62], что приводит к увеличению их зольности, окисленности и, как следствие, к снижению выхода целевой продукции при их переработке. Увеличение объема введения присадок за последние 20 лет произошло в среднем в 4-5 раз [63]. С другой стороны рост доли синтетических масел способствует повышению качества регенерированных масел [64, 65].
Серьезной проблемой переработки ОМ является обеспечение сбора сырья [66]. Согласно [67], при сборе отработанные масла разделяют на три группы (табл. 1.1). Группа «ММО» - масла моторные отработанные, включает в себя в основном легированные масла - моторные, компрессорные. В 80-х гг. масла этой группы после отгонки топлива и воды и контактной очистки, были пригодны для вовлечения в состав второсортных моторных масел. В настоящее время для масел группы «ММО» характерно глубокое окисление, и устаревшие технологические решения не позволяют рационально использовать данную группу масел.
Группа «МИО» - масла индустриальные отработанные, включает в себя в основном нелегированные масла с невысокой (по сравнению с ММО) степенью окисленности. В группу входят в основном отработанные трансформаторные и турбинные масла [68, 69]. В 80-х гг. масла этой группы, после контактной очистки и отгонки горючего и воды предполагалось использовать для получения основ индустриальных масел.
Вязкость кинематическая при температуре 50 С, мм2/с Не менее 35 5-35 Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, С Не ниже 100 Не ниже 120 Массовая доля механических примесей, % Не более 1 Массовая доля воды, % Не более 2 Содержание загрязнений отсутствие Массовая доля фракций, выкипающих до 340 С, % Не более 10 Температура застывании фракций, выкипающих выше 340 С Не выше -10 Плотность при 20, кг/м3 Не более 905 14
Группа «СНО» - смесь нефтепродуктов отработанных, включает в себя продукты непригодные для получения базовых масел и предназначена для получения топливных компонентов или вовлечения в сырьё для НПЗ. В эту группу вошли отработанные закалочные жидкости и индустриальные редукторные и трансмиссионные масла, которые являются ценным сырьем и в настоящее время могут быть переработаны в базовые масла и другие ценные продукты на их основе.
ГОСТ 21046-86 разрабатывался при учёте качества ОМ и технологий, доступных в 80-х гг. В настоящее время этот норматив не отражает требований обеспечения рационального сбора ОМ [66]. Требование поставлять сырьё, соответствующее ГОСТ 21046-86, нереалистично, поэтому в работе [66] предложен новый стандарт классификации ОМ по группам (табл. 1.2). Данная классификация основана на опыте переработки ОМ за последнее десятилетие [70].
Объекты исследования
Таким образом, межфазная активность ПАВ и степень снижения ими межфазного натяжения повышается пропорционально увеличению числа степеней свободы их молекул на границе раздела фаз.
Вместе с тем, межфазная активность маслорастворимых ПАВ, а также их стабилизирующие свойства в составе обратных эмульсий, перечисленными факторами полностью не определяются и имеют более сложную взаимозависимость [136].
Следует отметить, что роль ПАВ в процессе стабилизации эмульсий не ограничивается только снижением поверхностного натяжения на границе раздела фаз. Существенное значение имеют структурно-механический и энтропийный факторы, особенно если используются полимерные ПАВ. Длинноцепочечные молекулы полимеров на поверхности капель эмульсии могут образовывать пленки значительной вязкости (структурно-механических фактор). В то же время они могут обеспечивать и энтропийное отталкивание, благодаря участию радикалов в молекулярно-кинетическом движении [134].
Добавление водорастворимых ПАВ способствует образованию прямых эмульсий, добавление маслорастворимых ПАВ - образованию обратных эмульсий [139].Следует отметить также, что ПАВ, обладающие способностью растворяться в обеих фазах, снижают межфазное натяжение всегда в большей степени, чем растворяющиеся преимущественно в одной из фаз.
Кроме простых и полимерных ПАВ, для стабилизации эмульсий в качестве эмульгаторов можно использовать порошки. Механизм действия порошков такой же, как и остальных ПАВ. Порошки с гидрофильной поверхностью, такие как глина и кремнезем, стабилизируют прямые эмульсии, а гидрофобные, такие как сажа - обратные [139]. К ПАВ, способным интенсифицировать коагуляционное структурообразование при введении в стабильную обратную эмульсию, относят алкилсульфонаты натрия и оксиэтилированные производные алкилфенола, например, АФ9-10, диссолван- 4411, сульфонол НП-3 и др. [139].
Механизм образования эмульсий подчиняется правилу Банкрофта: если ПАВ лучше растворим в воде, чем в масле, то образуется прямая эмульсия типа «масло-вода», если ПАВ лучше растворим в масле, чем в воде, то образуется обратная эмульсия типа «вода-масло» [141].
Добавление РЭ резко снижает эффективность действия любых ПАВ (анионных, катионных, неионогенных, амфолитных, полимерных) [134]. Это объясняется ухудшением взаимной растворимости воды и нефтепродукта после добавления неорганических солей, миграцией минеральных солей внутрь мицелл и нейтрализацией двойного электрического слоя катионами/анионами солей [137]. Эффективность неионогенных ПАВ снижается в значительно меньшей степени, чем катионных и анионных, поэтому, их совместное применение может быть эффективным способом интенсификации процесса коагуляции ОМ раствором электролитов [139].
Неионогенные ПАВ не диссоциируют в водных растворах на ионы [149]. Типичные представители таких ПАВ - оксиэтилированные химические соединения с подвижным атомом водорода в молекуле: алкилфенолы, спирты, гликоли, жирные кислоты, амиды, амины и др. В большинстве ОМ не содержится таких ПАВ [141].
Число оксиэтилированных групп влияет на поверхностную активность этих ПАВ и на их стабилизирующие свойства в составе пен и эмульсий. Например, изононилфенол (Сс,), с присоединенными к нему четырьмя молекулами оксида этилена (АФ9-4), является маслорастворимым ПАВ и стабилизирует обратные эмульсии, а с десятью молекулами оксида этилена (АФд-Ю) является водорастворимым соединением, стабилизирующим пены и прямые эмульсии [139].
Неионогенными ПАВ являются также высокомолекулярные маслорастворимые имидазолины, оксазолины, карболовые кислоты и их сложные эфиры с одно- и многоатомными спиртами [134].
Эффективность неионогенных ПАВ зависит от рН системы [147]. По экономическим соображениям расход ПАВ должен быть минимальным. Крайне нежелательно чтобы водорастворимые неионогенные ПАВ (в основном производные фенола) находились в водошламовом слое, ввиду стойкости к биологической деструкции и отрицательного влияния на работу биологических установок очистки стоков [138].
Высокомолекулярные ПАВ отличаются низкой степенью адсорбции на твердых поверхностях, незначительной ее гидрофилизацией [138] и могут использоваться для дестабилизации обратных эмульсий [134].
К анионным ПАВ относятся вещества, которые при растворении в воде диссоциируют на отрицательно заряженный поверхностно-активный анион и положительно заряженный катион. Их применение при оптимальном рН и при определенных условиях также эффективно влияет на интенсификацию процесса коагуляции растворами электролитов [139]. Наиболее типичные представители таких ПАВ - водорастворимые мыла жирных, парафиновых, нафтеновых или ароматических карбоновых кислот. Следует учитывать, что такие ПАВ уже содержатся в ОМ в высокой концентрации.
Анионные ПАВ могут быть использованы как для стабилизации обратных эмульсий, так и для прямых эмульсий, например, в случае применения солей кальция или натрия соответственно [150].
Другие типичные представители анионных ПАВ - алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты и алкилсульфаты (продукты сульфирования предельных алкилароматических углеводородов и первичных и вторичных высокомолекулярных спиртов соответственно) с молекулярной массой 200—300 моль в виде их солей со щелочными металлами, аминами или аминоспиртами [134].
Применение катионных ПАВ для деэмульсации ОМ, скорее всего, будет неоправданно. Дело в том, что совместное использование анионных ПАВ (которые присутствуют в ОМ в большой концентрации) и катионных ПАВ неэффективно, поскольку это приводит к образованию малоактивных маслорастворимых соединений [151].
Исследование действия неионогенных и анионных ПАВ совместно со щелочными коагулянтами
Применение неионогенных ПАВ способствует коагуляции смесей ОМ -значительно увеличивается выход и уменьшается содержание воды в коагуляте. Этот результат заметен как при использовании коагулянтов на основе метасиликата натрия, так и на основе карбоната натрия. В частности, при обработке смеси отработанных транспортных масел коагулянтом, содержащим сульфат и карбонат натрия совместно с оксиэтилированным алкилфенолом і (Неонол АФ 9/10), выход коагулята увеличился с 43 % масс, до 92 % масс, а содержание воды в коагуляте снизилось более чем в 6 раз с 6,5 % масс, до 1,1 % масс. В целом применение этоксилированного алкилфенола или этоксилированного алкиламина способствует увеличению выхода целевого продукта ( на 10-40 % отн.), и снижению в нем воды (до 2 % масс). Неонол АФ 9/10 по своей структуре схож с ПАВ ОП-7 и ОП-10, действие которых хорошо изучено [12].
Использовать сульфонол совместно со щелочными коагулянтами с целью интенсификации процесса коагуляции предлагается в работе [12], однако по результатам, приведенным выше, видно, что эффективность популярного сульфированного алкилфенола существенно ниже этоксилата схожей структуры. Так, использование сульфонола для образцов 1-6 (см. табл. 3.2) показало отсутствие положительного влияния на повышение выхода или снижение содержание воды в коагуляте.
Невысокая эффективность анионных ПАВ в данном случае может быть обусловлена двумя факторами. Во-первых, анионные ПАВ образуются при взаимодействии органических кислот с раствором неорганических электролитов, и в результате присутствуют в системе в высокой концентрации. Во-вторых, эффективность действия анионных ПАВ совместно с неорганическими солями снижается в большей степени, чем при использовании неионогенных. Сульфат натрия может снижать эффективность действия анионных ПАВ за счёт роста общего количества анионов, а также вследствие образования нерастворимого в воде сульфата кальция, адсорбирующего часть ПАВ.
Процесс создания композиции, состоящей из нескольких компонентов, включает проведение исследований, в которых при варьировании состава композиции определяют оптимальные концентрации компонентов. Для определения наилучших результатов коагуляции необходимо проводить оптимизационное исследование.
Для максимизации удаления воды и металлов в процессе коагуляции исследовали совместное действие различных неорганических реагентов. При совместном применении различных индивидуальных компонентов композиции возможны три случая: аддитивное действие (электролиты действуют независимо); синергизм действия (взаимное усиление коагулирующего действия); антагонизм действия (ослабление коагулирующего действия одного электролита другим).
По причине многофакторности и многокритериальное задачи оптимизации с целью сокращения количества экспериментов по поиску наилучших значений концентраций компонентов композиции, наряду с системным подходом, было выполнено оптимизационное исследование с использованием оптимизационных процедур.
Разработанная методика компьютерного моделирования с применением математического оптимизатора, позволяет наиболее точно находить экстремум целевой функции при сокращении количества экспериментов. Применение математических оптимизаторов имеет широкое распространение во многих отраслях промышленности, однако с целью оптимизации состава коагулянта такая методика применяется впервые [180, 181].
Программа оптимизации состава написана на Фортране [182]; она осуществляет взаимодействие между оптимизатором и базой данных и позволяет управлять проведением эксперимента. В качестве инструмента оптимизации использовали пакет «IOSO NS», базирующийся на методе непрямой статистической оптимизации на основе самоорганизации и его модификациях [183].
На рис. 3.2 приведена блок-схема оптимизационного исследования: после постановки задачи оптимизационного исследования проводится первичный эксперимент, затем критерий вносится в программу, где оптимизатор формирует поверхность отклика объекта исследования, и после математической обработки результата эксперимента программа выдает вектор варьируемых переменных, используемый для проведения следующего эксперимента. Разработанный процесс оптимизации предусматривает использование результатов, полученных в предыдущих исследованиях.
Исследование свойств продуктов контактной очистки после коагуляции моноэтаноламином
Рост показателей качества дистиллятных масляных фракций после применения процесса коагуляции моноэтаноламином достигается как за счет перевода ряда нежелательных компонентов ОМ в водошламовый слой, так и вследствие нейтрализации органических кислот и омыления омыляемых веществ раствором электролитов с образованием высококипящих соединений, которые затем на стадии перегонки переходят в кубовый остаток вакуумной колонны.
В табл. 4.1 приведены результаты опытно-промышленного пробега для 20 образцов отработанных масел. Температура застывания масел всех образцов исследованных была меньше минус 15 С. Для этих образцов определяли основные физико-химические показатели, а также кислотное число и зольность до и после коагуляции моноэтаноламином. Условия проведения коагуляции: расход МЭА - 1 % масс, на сырье; температура коагуляции - 90 С; время отстаивания -6 ч. При коагуляции образцов 1-20 (см. табл. 4.1) МЭА прослеживается снижение зольности и кислотного числа. Видно, что кислотное число и зольность снижаются до 50 %. Подготовив усредненные образцы коагулята и сырья (из образцов, представленных в табл. 4.1), их подвергли вакуумной дистилляции. Результаты определения содержания металлов в сырье, коагуляте, а также во фракции 400-450 С, полученной при дистилляции этих продуктов приведены в табл. 4.2.
Видно, что после коагуляции заметно удаляются бор, кадмий, кальций, медь, натрий, олово, свинец, стронций, фосфор, хром и цинк. Железо, калий, кальций, кремний, магний, марганец, молибден, стронций удаляются менее чем на 20 %. При сравнении содержания металлов во фракции 400-500 С для сырья подвергшегося коагуляции и не подвергшегося коагуляции не прослеживаются различия по содержанию металлов.
При анализе этих данных следует учитывать жесткие условия эксперимента, например, недостаточное время отстаивания, обусловленное отсутствием емкостного парка. С целью улучшения результатов для следующих 20 образцов увеличили расход моноэтаноламина до 2% при сохранении остальных условий процесса (табл. 4.3).
Увеличение расхода МЭА до 2 % масс, не привело к заметному улучшению результатов. Так, для образцов 24, 28, 29, 32, 33, 36, 37, 38 получили хорошие результаты.
Физико-химические показатели усредненного коагулята и сырья из табл. 4.3 приведены в табл. 4.4. После коагуляции за счет удаления механических примесей снижается плотность. Кроме этого, за счет удаления легкокипящих компонентов повышается температура вспышки. Поскольку МЭА имеет щелочную реакцию, щелочное число коагулята возрастает, а кислотное, наоборот, понижается. За счет удаления механических примесей и металлоорганических соединений снижается зольность. За счет удаления продуктов окисления и поликонденсации снижается вязкость на 0,6 мм2/с.
Для продуктов вакуумной дистилляции усредненного сырья и коагулята из табл. 4.4 выполнили определение физико-химических показателей (табл. 4.5). Видно, что применение процесса коагуляции способствует улучшению свойств продуктов вакуумной дистилляции. Так, например, при использовании процесса коагуляции перед вакуумной дистилляцией для фракции 300-350 С имеет место снижение кислотного числа на 1,3 мг КОН/г, числа омыления на 1,35 мг КОН/г. Кроме этого, для фракции 400-450 С и выше 450 С прослеживается снижение зольности на 0,01 % масс, и 0,311 % масс, соответственно. Лучшие показатели качества продуктов вакуумной дистилляции обусловливают снижение затрат на доочистку дистиллятных масляных фракций и повышению качества товарных продуктов.
При применении коагуляции для продуктов вакуумной дистилляции имеет место повышение щелочного числа. Это говорит о попадании продуктов взаимодействия с моноэтаноламином в масляные дистилляты. Рост щелочного числа дистиллятных масляных фракций не обусловлен наличием остатков МЭА, поскольку он удаляется (Т кип. МЭА 170 С) при отгоне воды и горючего в отпарной колонне.
Материальный баланс при переработке сырья по схеме, включающей вакуумную дистилляцию, с и без стадии коагуляции перед вакуумной дистилляцией приведен в табл. 4.6. Выход при использовании процесса коагуляции возрастает выход средневязкой и вязкой масляных фракций и снижается выход остатка вакуумной дистилляции.
Испытания проводили для масел групп ММО или СНО в соответствии с ГОСТ 21046-86. В табл. 4.7 приведены физико-химические показатели этих образцов. Образцы 1,2 и 3 - наиболее проблемное сырье в сравнении с другими отработанными маслами и его регенерация по схеме - отгон горючего и воды, коагуляция, контактная очистка - невозможна по причине нефильтруемости этих масел. Пригодность сырья для регенерации по этой схеме определяется по времени контактной очистки в лабораторных условиях (методика контактной очистки - см. гл. 2), которое не должно превышать 8 минут. В табл. 4.8 приведены результаты контактной очистки образцов 1-3 в лабораторных условиях.
