2 ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

Данные методы широко используются в процессах производства нефтяных масел и при регенерации отработанных. Наибольшее распространение получила кислотная и щелочная очистки.

Применение химических методов очистки позволяет удалять из масел асфальтосмолистые, кислотные, некоторые гетероорганические соединения и воду. Эти методы основаны на взаимодействии веществ, загрязняющих масла, со специальными реагентами, вводимыми в них. В результате химических реакций образуются соединения, легко удаляемые из масла. К химическим методам относятся: кислотная и щелочная очистки, осушка с помощью соединений кальция или восстановление гидридами металлов.

Кислотная очистка заключается в обработке масла концентрированной серной    кислотой,    что    позволяет    удалить    асфальто-смолистые вещества и продукты окисления. Действие серной кислоты на смолы проявляется в трех направлениях: часть смол растворяется в кислоте, другие составляющие части полимеризуются в асфальтены и дальнейшие продукты уплотнения, остальные образуют сульфокислоты. Все эти продукты переходят в кислый гудрон – вязкий осадок, состоящий   из   серной кислоты, сульфосоединений и асфальто-смолистых веществ.

Эффективность кислотной очистки определяется количеством и концентрацией кислоты, временем контактирования с маслом, температурой и режимами процесса. Глубина очистки зависит от удельного расхода кислоты, при этом количество кислоты определяется фракционным составом масла. При очистке дистиллятных масел рас- ход кислоты составляет 3–10 %, остаточных масел – 12–20 %, при ре- генерации отработанных масел – 3–5 %.

На процесс очистки существенно влияет концентрация кислоты, обычно применяется 97–98 %-ная серная кислота. При высокой концентрации смол в масле концентрацию кислоты понижают до 92–94 %, а для регенерации отработанных масел используют 93–96 %-ную кислоту.

Оптимальная температура очистки определяется вязкостью очищаемых масел: веретенные и трансформаторные дистиллятные масла очищают при 20–35 °С; дистилляты, идущие на изготовление автомобильных масел, – при 40–50 °С; остаточные масла – при 30–35 °С. Ре- генерацию отработанных масел проводят при 20–25 °С для трансформаторных масел, при 40–50 °С для автомобильных и при 45–50 °С для дизельных.

Время и интенсивность контактирования кислоты с маслом так- же влияет на качество очистки. Чем интенсивней перемешивание, тем меньше время контактирования кислоты с маслом. Перемешивание масла с кислотой обычно осуществляют сжатым воздухом в течение 30–70 мин, а при регенерации в течение 25–35 мин. При регенерации масел для повышения их контакта с кислотой применяют механические мешалки.

На процесс кислотной очистки влияет режим подачи кислоты. Более эффективно очистка проходит при обработке масла последовательно несколькими порциями кислоты. При регенерации отработанных масел кислоту подают одной порцией, при этом продолжительность непрерывной подачи кислоты в аппарат с механической мешал- кой составляет 30–70 мин.

Длительность отстаивания кислого гудрона, образовавшегося при кислотной очистке, колеблется от 2 до 20 ч. Время отстаивания для дистиллятных масел составляет 6–8 ч, для остаточных 10–14 ч, а регенерируемых моторных масел 4–5 ч.

Щелочную очистку можно проводить после кислотной для нейтрализации оставшихся в масле кислотных соединений, а также в качестве самостоятельного процесса при регенерации отработанных масел. Щелочь взаимодействует с органическими кислотами, в результате чего образуются водорастворимые натриевые соли (мыла), которые вместе с водным раствором щелочи удаляются после отстаивания. В качестве щелочи применяют гидроокись натрия, или карбонат натрия (кальцинированную соду), или тринатрийфосфат. Иногда используют гидроокись кальция в сухом виде или в виде суспензии (известковое молоко).

На щелочную очистку влияют те же факторы, что и на кислотную. Расход щелочи при очистке масел составляет 0,3–1,0 % от его массы, концентрация гидроокиси натрия 2,0–10 %, а карбоната натрия или тринатрийфосфата 10–20 %.

В зависимости от вязкости масла температуру очистки выбирают от 35 до 65 °С. Очистку регенерируемых масел ведут при 70–80 °С. Отстаивание щелочных отходов продолжают 12–16 ч, затем их удаляют, длительно отстаивают смесь при 70–95 °С в течение 4–6 ч, а потом промывают масло паровым конденсатом и для удаления влаги применяют центробежные сепараторы или сушат масло в вакууме.