В вопросах применения, сбора и восстановления отработанных масел (ОМ) до товарного вида часто одни и те же понятия трактуются по-разному, что затрудняет единообразие их толкования. С целью придания единого смыслового понятия авторы предлагают химмотологические термины и определения, которые не противоречат стандартам и другим нормативным документам.
По данным зарубежной печати ресурсы ОМ значительны и оцениваются в 50% мае. от потребления свежих масел.В настоящее время количество собираемых ОМ в мире составляет около 20 млн. т/год., однако регенерации подвергается не более 15%.
Чистота является одним из нажнейших эксплуатационных свойств нефтепродуктов. Требования к чистоте предусмотрены ГОСТ 17216-71 «Промышленная чистота. Классы чистоты жидкостей». Определены 19 классов чистоты ид-костей в зависимости от дисперсного состава твердых загрязнений (табл. 2.1).
Нефтепродукты загрязняются пылью из атмосферы при больших и малых «дыханиях» резервуаров, отборе проб, замерах уровней и др. Результаты расчетов количества пыли (кг), поступающей с неотфильтрованным воздухом в резервуар при откачке нефтепродукта (большое дыхание), приведены в табл. 2.5. Малые «дыхания» резервуара наблюдаются ежесуточно, если перепады температур или атмосферного давления достигают значений для открытия клапанов. Количество загрязнений, поступающих в резервуар при малых «дыханиях», может быть значительным.
Рассмотренная классификация загрязнений нефтепродуктов по их происхождению позволяет принять защитно-профилактические меры с целью обеспечения чистоты топлив и масел. Однако она не отражает влияние загрязнений на эксплуатационные качества нефтепродуктов, которые зависят, главным образом, от химического состава загрязнений. От химического состава загрязнений зависит их фазовое состояние; от гранулометрического — плотность, форма частиц, а также абразивные, коррозионные и другие свойства.
Экономический ущерб от применения некондиционных нефтепродуктов не поддается точному учету и по самым скромным подсчетам составляет сотни миллиардов рублей.Основной ущерб от применения некачественных нефтепродуктов заключается в уменьшении долговечности работы машин и механизмов. Уменьшение долговечности работы двигателей при применении некондиционных нефтепродуктов показано в табл. 3.1. 14.
На практике значительная часть нефтепродуктов восстанавливается путем удаления механических примесей и воды физическими методами.Физические методы очистки нефтепродуктов включают очистку под воздействием гравитационных, центробежных, электрических, магнитных, электродинамических и других сил, очистку путем фильтрования нефтепродуктов через пористые перегородки, а также комплексную очистку комбинацией этих методов. Физические методы очистки подробно и полно описаны в работах 15,17.
Эффективность очистки нефтепродуктов от твердых загрязнений путем отстаивания зависит от плотности и вязкости нефтепродукта, плотности и размеров частиц загрязнений и их концентрации. При осаждении капель воды необходимо учитывать не только ее плотность, но и вязкость.
Существенным преимуществом цеолитбв является нена-бухаемость в жидких средах. Цеолиты проявляют каталитические свойства, обусловленные кислотными центрами и глиной, добавляемой в цеолиты в качестве связующего материала при изготовлении.
Существуют и передвижные установки для вакуумной осушки и дегазации трансформаторного масла (рис. 3.7). Передвижная установка позволяет осушать масла непосредственно в силовых трансформаторах по схеме: трансформатор (спускной кран)-установка-трансформатор (расширительный бачок).
Из рис. 3.8 видно, что кинетика удаления воды зависит от температуры топлива и воздуха, а также от массы топлива. Эффективность удаления воды возрастает при использовании предварительно осушенного воздуха. Целесообразно также фильтровать воздух перед продувкой. Удаление воды можно значительно ускорить подогревом нефтепродукта с одновременным барботажем газом.
При снижении температуры растворимость воды в нефтепродуктах уменьшается, и при температурах ниже 0°С эмульсионная вода замерзает. Выпавшие кристаллы льда удаляются известными методами, например фильтрованием.
Фильтрация является эффективным и доступным средством восстановления качества нефтепродуктов. С ее помощью можно эффективно удалить твердые загрязнения.Обычные пористые фильтровальные материалы образованы хаотически расположенными волокнами или частицами неправильных геометрических форм и разных размеров. Законы очистки топлива основаны на общей теории фильтрации жидкостей в пористой среде. Фильтрующие перегородки фильтров представляют собой пористую среду, содержащую прежде всего сквозные поры (рис. 3.14).
Частицы загрязнений в неоднородном электрическом поле перемещаются под действием силы, которая возникает при различной диэлектрической проницаемости жидкой среды и частиц загрязнений. Эта сила направлена в сторону увеличения напряженности электрического поля. К настоящему времени в нашей стране и за рубежом разработано значительное количество электроочистителей нефтепродуктов от воды и механических примесей.
Комбинированные методы очистки нефтепродуктов от загрязнений основаны на одновременном воздействии на них двух или нескольких силовых полей или сочетании действия силового поля с фильтрованием нефтепродукта через пористую перегородку 15, <9. Довольно часто электрические методы очистки эффективны в сочетании с гравитационными и центробежными силами.
Фй — суммарные характеристики эксплуатационных свойств нефтепродуктов.Основными физическими процессами, которые происходят в горючем, маслах и снижают их качество при хранении, транспортировании и перекачке, являются испарение, загрязнение примесями (песком, грязью, водой), а в некоторых случаях и смешение горючего различных марок. В условиях низких температур может происходить выделение из горючего высококинящих углеводородов.
Качество горючего, масел и специальных жидкостей, потерявших кондицию, может быть исправлено (восстановлено) согласно требованиям ГОСТ или ТУ непосредственно на предприятии. Этот метод широко применяется и не требует больших экономических затрат и может быть выполнен с помощью обычного складского оборудования.
Ранее мы отмечали, что в процессе работы в реактивных, авиационных, судовых, автомобильных, тракторных и других двигателях моторные масла в большей или меньшей степени изменяют свой внешний вид, а также физико-химические и эксплуатационные свойства. Эти изменения происходят как вследствие попадания в работающие масла посторонних веществ (песка, металла, горючего, воды и др.), так и вследствие их окисления и разложения. Однако при этом большая часть углеводородного состава масел сохраняется. Процесс очистки масел от посторонних веществ принято называть вос-станоэлением.
Назначение и виды систем смазок. Система смазки двигателя предназначена для подачи масла к трущимся поверхностям с целью уменьшения трения, удаления продуктов износа и охлаждения трущихся деталей, повышения их долговечности и износостойкости. Подача масла к трущимся поверхностях должна быть бесперебойной. При недостаточной подаче масла повышается износ деталей, что приводит к сни жению мощности двигателя. Избыточная подача масла приво дит к проникновению его в камеру сгорания, что увеличивает отложение нагара и ухудшает условия, работы двигателя.
Классификация фильтров. Фильтры по способу удержания загрязняющих примесей и природе фильтрующего материала разделяются на поверхностные и объемные. Поверхностные фильтры имеют тонкослойную фильтрующую перегородку с развитой поверхностью входа жидкости и удерживают загрязняющие примеси на поверхности фильтрующих элементов. Для изготовления поверхностных фильтров используются всевозможные сетки, бумаги, ткани, а также материалы, образующие щели. Такие фильтры при прохождении через них масел и удерживают в основном частицы загрязнений, которые по своим линейным размерам больше размера пор или щелей фильтрующего материала. К поверхностным следует отнести и щелевые филы ры, состоящие из набора металлических или бумажных пластин, а также образованные гладкой или профильной проволокой, намотанной на цилиндрический каркас с определенным зазором между витками.
Применяют также шунтовое включение, при котором только некоторая часть масла, поступающего в главную магистраль, проходит через очиститель, тем самым облегчая его работу. Если очистители грубой очистки масла имеют только последовательное включение, то очистители тонкой очистки имеют довольно много разновидностей последовательного и параллельного включений, отличающихся как по месту расположения очистителя и его типу, так и по наличию дополнительных устройств в системе (рис. 5.3, 5.4, 5.5).
Рассмотрим некоторые из них, начиная от самых простых до самых сложных. Последние могут быть отнесены и к технологическим схемам регенерации ОММ, так как строгой границы между восстановлением и регенерацией нет.
Понятие отработанные масла в нашей стране трактуется по-разному, так как нет единых критериев оценки срабатывав1 мости смазочных материалов.Существующий ГОСТ по сбору и регенерации отработанных масел не обеспечивает раздельного сбора отработанных моторных и индустриальных масел и допускает их смешение. Говоря о восстановлении качества отработанных масел, используют разные термины — очистка, регенерация, переработка. Хотя строго научно обоснованной грани между восстановлением и регенерацией не существует, однако эти методы имеют свои существенные различия и специфические особенности.
Переработка отработанных масел — это технологический процесс деструктивной переработки смесей нефтепродуктов и содержащихся в них дорогостоящих присадок с получением нефтепродуктов (сырья, полупродуктов) с новыми заданными качествами. Из такого сырья получают и базовые масла путем регенерации, что является наиболее рациональным направлением использования отработанных масел.