Коагуляційне очищення відпрацьованих моторних олив
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2025-296-10-67-77Ключові слова:
відпрацьовані оливи, старіння олив, регенерація олив, коагуляція, поверхнево-активні речовини, механічні домішки, кислотне число, ІЧ-спектрАнотація
Відпрацьовані нафтові оливи є токсичними сполуками з низьким рівнем біорозкладу і становлять значну загрозу для довкілля. Особливо серйозну екологічну шкоду спричиняє їх потрапляння у ґрунти та водойми. Для відновлення властивостей відпрацьованих олив застосовують різні технологічні операції, що базуються на фізичних, хімічних і фізико-хімічних процесах, спрямованих на видалення продуктів старіння та забруднень. Однак, найбільш проблемними для процесів регенерації є обводнені відпрацьовані оливи (оливні емульсії), у складі яких міститься значний вміст води чи водних розчинів охолоджувальних сумішей, які потрапляють до олив внаслідок аварійних ситуації.Складність регенерації обводнених олив полягає у тому, що вода, яка є у складі олив, перешкоджає проведенню фізичних методів очищення, зокрема фільтрації, відстоювання, осадження осадів, зневоднення методами атмосферно-вакуумної перегонки через стійкість водно-оливних емульсій. У роботі досліджено процес коагуляції відпрацьованої мінеральної моторної оливи у присутності різних коагулянтів, які є дешевими і доступними на вітчизняному ринку: крохмаль, карбоксиметилцелюлоза, лауретсульфат натрію та кокамідопропілбетаїн. Встановлено вплив природи та кількості коагулянтів на експлуатаційні властивості очищуваної моторної оливи. Використання 10 % мас. крохмалю за 80 °С й тривалості 30 хв. дозволило здійснити повне вилучення емульгованої води з відпрацьованої оливи, зменшити вміст механічних домішок та незначно покращити вязкісно-температурні властивості оливи. Залучення у процес коагуляції карбоксиметилцелюлози дало можливість повністю вилучити з відпрацьованої оливи емульговану води, покращити значення вязкісно-температурних властивостей, зменшити вміст механічних домішок та знизити значення кислотного числа моторної оливи. Водночас, досягнення бажаних результатів процесу коагуляції відпрацьованої моторної оливи може бути досягнуто при використанні більше 20% мас. лауретсульфат натрію. Доведено, що коагулянт кокамідопропілбетаїн у кількості 10% мас. дозволяє практично повністю вилучити емульговану воду, незначно знизити вміст механічних домішок та покращити значення вязкісно-температурних властивостей очищуваної мінеральної моторної олив. Однак, за встановленої кількості кокамідопропілбетаїну відбувається зростання значення кислотного числа очищеної оливи. Успішне використання обраних коагулянтів для очищення відпрацьованої мінеральної моторної оливи підтверджено дослідними та ІЧ-спектроскопічним методами аналізів. Зневоднену й частково очищену мінеральну моторну оливу для відновлення її експлуатаційних властивостей необхідно скерувати на комбіновані методи регенерації.
Посилання
1. Hrynyshyn O., Korchak B., Chervinskyy T., Kochubei V. Change in Properties of M-10DM Mineral Motor Oil After Its Using in the Diesel Engine. Chemistry & Chemical Technology. 2017. Vol. 11, No 3. P. 387–391. doi: 10.23939/chcht11.03.387.
2. Червінський T., Гринишин O., Корчак Б. Регенерація відпрацьованих моторних олив в присутності карбаміду. Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія: Хімія, технологія речовин та їх застосування. 2015. № 812. С. 158–163.
3. Korchak B., Hrynyshyn O., Chervinskyy T., Polyuzhin I. Application of Vacuum Distillation for the Used Mineral Oils Recycling. Chemistry & Chemical Technology. 2018. Vol. 12, No 3. P. 365–371. doi: 10.23939/chcht12.03.365.
4. Кузнецова O., Нетреба З. Дослідження старіння мінеральних гідравлічних олив. I. Фракційний склад. Технологічний аудит і резерви виробництва. 2015. Том 3, № 4. С. 64–68.
5. Korchak B., Grynyshyn O., Chervinskyy T., Shapoval P., Nagurskyy A. Thermooxidative Regeneration of Used Mineral Motor Oils. Chemistry & Chemical Technology. 2020. Vol. 14, No 1. P. 129–134. doi: 10.23939/chcht14.01.129.
6. Dominguez-Rosado E., Pichtel J. Chemical Characterization of Fresh, Used and Weathered Motor Oil Via GC/MS, NMR and FTIR Techniques. Proceeding of Indiana Academy Science. 2003. Vol. 112, No 2. P. 109–116.
7. Sánchez-Alvarracín, C.; Criollo-Bravo, J.; Albuja-Arias, D.; García-Ávila, F.; Pelaez-Samaniego, M.R. Characterization of Used Lubricant Oil in a Latin-American Medium-Size City and Analysis of Options for Its Regeneration. Recycling. 2021. Vol. 6, No 10. P. 1–22. doi: 10.3390/recycling6010010.
8. Anand Kumar Tripathi, Ravikrishnan Vinu. Characterization of Thermal Stability of Synthetic and Semi-Synthetic Engine Oils. Lubricants. 2015. Vol. 3, No 1. P. 54–79. doi:10.3390/lubricants3010054.
9. Zhirong Liang, Longfei Chen, Mohammed S. Alam, Soheil Zeraati Rezaei, Christopher Stark, Hongming Xu, Roy M. Harrison. Comprehensive chemical characterization of lubricating oils used in modern vehicular engines utilizing GC × GC-TOFMS. Fuel. 2018. Vol. 220. P. 792–799. doi:10.1016/j.fuel.2017.11.142.
10. Чайка О.Г., Ковальчук О.З., Чайка Ю.А. Моніторинг утворення відпрацьованих олив в Україні. Вісник НУ «Львівська політехніка» «Хімія, технологія речовин та їх застосування». 2009. № 644. С. 221–224.
11. Караулов A., Худолій Н. Автомобільні масла. Моторні і транспортні. Асортимент і застосування: навч. посіб. Київ: Райдуга, 2000. 165 с.
12. V. Pelitli, Ö. Doğan, H. J. Köroğlu. Waste oil management: Analyses of waste oils from vehicle crankcases and gearboxes. Global Journal of. Environmental. Science. Management. 2017. Vol. 3, No 1. P. 11–20. doi: 10.22034/gjesm.2017.03.01.002.
13. Pantelis G. Nikolakopoulos, Stamatis Mavroudis and Anastasios Zavos. Lubrication Performance of Engine Commercial Oils with Different Performance Levels: The Effect of Engine Synthetic Oil Aging on Piston Ring Tribology under Real Engine Conditions. Lubricants. 2018. Vol. 6, No 4. P. 90–109. doi:10.3390/lubricants6040090.
14. Атлас технологічних схем виробництва полімерів та пластичних мас на їх основі: навч. посіб. / Суберляк O., Яковенко T., Бабаханова T., Тхір I. Львів: НУЛП, 2002. 160 с.
15. Rui Wang, Yi Feng, Yunqian Zhong, Yanzhao Zou, Mingjun Yang, Yucheng Liu, Ying Zhou. Enhancing Demulsification Performance for Oil–Water Separation through Encapsulating Ionic Liquids in the Pore of MIL-100(Fe). Langmuir. 2021. Vol. 37, No 27. P. 8232–8239. doi: 10.1021/acs.langmuir.1c00945
16. Ashwin Kumar Yegya Raman, Clint P. Aichele. Demulsification of Surfactant-Stabilized Water-in-Oil (Cyclohexane) Emulsions using Silica Nanoparticles. Energy & Fuels. 2018. Vol. 32, No 8. P. 8121–8130. doi: 10.1021/acs.energyfuels.8b01368
17. Pratik S. Gotad, Abdol Hadi Mokarizadeh, Mesfin Tsige, Sadhan C. Jana. Understanding Separation of Oil–Water Emulsions by High Surface Area Polymer Gels Using Experimental and Simulation Techniques. Langmuir. 2024. Vol. 40, No 46. P. 24622–24633. doi: 10.1021/acs.langmuir.4c03496.
18. Wu J., Xu Y., Dabros T., Hamza H. Effect of Demulsifier Properties on Destabilization of Water-in-Oil Emulsion. Energy Fuels. 2003. Vol. 17, No 6. P. 1554–1559. doi: 10.1021/ef030113e.
19. Falode O.A., Aduroja O. Ch. Development of Local Demulsifier For Water - In- OilEmulsion Treatment. International Journal of Sciences: Basic and Applied Rese. 2015. Vol. 24, No 1. P. 301–320.
20. Drochomirecki J.M. Application of Bio and Biobased Surfactants as Demulsifiers for Destabilization of Water in Crude Oil Emulsions, SPE Annual Technical Conference and Exhibition. San Antonio, Texas, USA. 2023.
