Утилизация отработанных минеральных масел

Отработанные масла токсичны и пожароопасны, они представляю опасность для окружающей среды, особенно для природных и сточных вод, а также для здоровья человека. В тоже время они являются ценными ресурсами, при переработке которых может быть получена разнообразная полезная продукция или топливные композиции.

В настоящей статье будут описаны способы утилизации отработанных минеральных масел и необходимые условия для получения различных видов вторичной продукции, а также каким образом это можно сделать наиболее безопасно.

Что такое отработанные масла

В процессе эксплуатации смазочные масла подвергаются высоким нагрузкам, сопровождающимися нагреву до высоких температур. В результате они загрязняются различными веществами:

• продукты износа металлических деталей, а также другие механические загрязнения (углеродистые частицы, окалина, полициклические соединения, карбонаты и фосфаты кальция и др.);
• асфальтено-смолистые вещества;
• вода;
• топливные фракции;

Для того, чтобы эти загрязнения не оказали необратимого влияния на двигатель, в составе масел присутствуют моюще-диспергирующие присадки, призванные удерживать эти загрязнения в диспергированном виде. Однако, надежнее проводить своевременную замену отработанных масел или «отработки».

Приоритеты в утилизации отработанных масел

В нашей стране введен в действие национальный стандарт ГОСТ Р 56828.42-2018 «Наилучшие доступные технологии. Утилизация отработанных масел. Показатели для идентификации.» В нем определены приоритеты утилизации для признания технологий в качестве наилучших (по убыванию):

• очистка и получение восстановленного смазочного масла до требований нормативно-технической документации;
• термическая переработка (пиролизом или крекингом) с получением различных нефтепродуктов;
• сжигание в котлах с утилизацией тепла (в исключительных случаях) согласно ИТС 15-2016 «Утилизация и обезвреживание отходов».

Таким образом, приоритет отдается регенерации с использованием по прямому назначению. Это обеспечивает максимальное ресурсосбережение, ведь для производства 1л минерального масла требуется около 70 л нефти и всего 1,5-2 л отработки.

Для признания технологии утилизации отработанных масел в качестве наилучшей доступной необходимо выполнение следующих условий:

• минимальные удельные энергозатраты;
• вторичная утилизация материалов и реагентов для очистки отработки;
• затраты на утилизацию вторичных отходов от очистки;
• эмиссия загрязняющих веществ и классы их опасности при очистке и регенерации отработанного масла;
• наличие автоматизированного контроля эмиссии загрязняющих веществ при очистке отработки;
• система экологического менеджмента;
• наличие персонала, имеющего профессиональную подготовку для работ с отходами 1-4 классов опасности;
• наличие программы повышение квалификации персонала.

Что можно получить из отработанного масла

Отработанные минеральные масла являются токсичными отходами 3 класса опасности и все работы с ними возможны только при наличии лицензии на обращение с отходами 1-4 классов опасности. Все перечисленные ниже виды утилизации отработанных масел возможны только после получения лицензии.

При переработке отработанных масел можно получить:

• восстановленные смазочные масла для вторичного использования;
• конденсированные (пластичные) смазки;
• сырье для получения дизельного топлива и других нефтепродуктов методом пиролиза или термического крекинга;
• топливо для энергетических установок;
• топливные брикеты;
• добавки в асфальтобетон для дорожного строительства.

Также отработку можно использовать без какой-либо обработки для следующих направлений:

• антисептическая обработка древесных изделий;
• антиадгезионная обработка строительных форм для бетона;
• антикоррозионная обработка металлических изделий (особенно при их закладке в грунт);
• для закалки металлических изделий.

Очистка и восстановление (регенерация) смазочных масел

Для эффективной очистки и восстановления свойств смазочных масел они предварительно должны быть собраны по видам и маркам. Для их регенерации применяются следующие методы:

• физические;
• физико-химические;
• химические;
• комбинированные.

Подробно они рассмотрены в статье «Отработанные минеральные масла».

Имеются автоматизированные установки, позволяющие на основе этих методов, включая наиболее эффективные комбинированные методы, очистить отработку с получением товарных масел для повторного применения.

Получение пластичных смазок

При недостаточно высокой степени очистки отработанных масел, они могут использоваться для приготовления пластичных смазок. Для этого в регенерированные масла вводят загустители для формирования трехмерного структурного каркаса. В качестве загустителей чаще всего используют кальциевые, натриевые, литиевые, алюминиевые или бариевые соли жирных кислот.

Доля загустителей (жирные мыла) составляет 5-25%. Они образуют структурный каркас, в ячейках которого удерживается масло. При небольших нагрузках пластичные смазки ведут себя как твердые тела. При превышении прочности каркаса (обычно 50-200 Па) они могут течь, как масла.

По назначению смазки подразделяются на следующие группы:

• антифрикционные- применяются для снижения трения и износа соприкасающихся деталей;
• уплотнительные-для герметизации зазоров и облегчения сборки и разборки подвижных соединений;
• консервационные-используются для предотвращения коррозии при эксплуатации металлического оборудования, а также при его транспортировке и хранении;
• канатные-для защиты стальных тросов от износа и коррозии.

Получение дизельного топлива и других нефтепродуктов

С помощью термического воздействия методом пиролиза, крекинга или разделительной перегонки на ректификационных колоннах из отработки можно получить дизтопливо и другие виды нефтепродуктов. Их можно повторно использовать в автомобилях или в энергетических установках.

О процессе получения дизельного топлива из отработки можно познакомиться на следующем видео:

Топливо для энергетических установок

После очистки отработанные масла могут использоваться во всех видах промышленных энергетических установок. Однако, после затрат на их очистку такая утилизации становится не очень выгодной.

Имеются специальные котлы, работающие на отработке и не требующие ее предварительной очистки. Такие котлы применяются для отопления зданий, не подключенных к централизованному теплоснабжению. Часто такой вид обогрева используют автосервисы, для которых отработка бесплатна и всегда имеется в наличии.

Существуют также автоматические горелки на отработанном масле, которые можно установить в твердотопливный котел в качестве дополнительного топлива, что особенно эффективно при розжиге твердого топлива.

Повышение энергетической эффективности использования отработки

Отработка может быть превращена в высокоэффективное водоэмульсионное топливо. Она содержит значительное количество воды до 15% (в среднем 8-10%), присадки на основе ПАВ, эффективно диспергирующие и удерживающие загрязнения без их оседания. Если такую композицию подвергнуть высокоинтенсивным воздействиям (кавитационным, электромагнитным, ультразвуковым) получатся водоэмульсионное топливо.

В нем водяные капли распределяются равномерно в виде частиц с размерами в несколько микрон (оптимально 5-10 мкм). Сжигание такой водной эмульсии за счет вторичного распыления увеличивает скорость горения и полноту сгорания топлива и улучшают экологические параметры продуктов сгорания (сокращение оксидов азота и серы, исключение сажеобразования).

Топливные брикеты

Смешением отработки с мелкодисперсными горючими наполнителями (измельченная бумага, опилки, стружки, угольная пыль и др.) с последующим прессованием можно получить топливные брикеты. Высокая энергетическая ценность отработанных масел позволяет значительно повысить энергетическую эффективность получаемых брикетов. Технология позволяет вместе с отработкой использовать и другие нефтесодержащие отходы.

Применение в дорожном строительстве

Отработку можно использовать для снижения пыления грунтовых дорог. Это направление даже включено в ГОСТ Р 55832-2013 «Наилучшие доступные технологии. Экологически безопасная ликвидация отработанного масла». Однако, из-за присутствия в отработке небольших количеств высокотоксичных полициклических соединений такую обработку дорог можно проводить только вне населенных пунктов.

Значительно более эффективно и безопасно  использования отработки в составе асфальтобетонных дорожных покрытий, что позволяет обеспечить экономию дефицитного дорожного битума при сохранении качества дорожных покрытий.

Использование в строительстве

В строительстве отработку применяют для эффективной антисептической защиты древесных конструкций. Однако, из-за токсичности и стойкого запаха ее применяют только для наружных работ.

Антикоррозионные свойства отработанных масел используют для защиты металлических труб и других изделий, закладываемых в грунт. А хорошие антиадгезионные качества отработки используют для обработке строительных форм при заливке бетона.

Заключение

В статье описано многообразие видов утилизации отработанных минеральных масел. Они включают как предварительную очистку отработки с использованием различных методов, а чаще с их комбинацией. Таким образом, можно регенерировать отработанные масла для повторного применения по прямому назначению. Это обеспечивает наибольшую экономию ресурсов. Ведь для получения 1 л смазочного масла требуется около 70 л нефти или всего 1,5-2 л отработки.

Многие способы утилизации отработки не требуют ее очистки, но отличаются  эффективностью. Особенно хотелось бы выделить получение высокоэффективных водоэмульсионных топлив при специальной высокоинтенсивной обработке. Такая обработка позволяет повысить полноту сгорания топлива и улучшить экологические показатели продуктов сгорания.

Если у вас остались вопросы, напишите их в комментариях, с удовольствием отвечу.