Синтетические масла

Синтетические масла

Синтетические масла — быстрорастущий сегмент рынка смазочных материалов; в настоящее время их доля колеблется от 5 до 15% от общемирового объема производства смазочных материалов. По сравнению с нефтяными маслами синтетические обладают лучшими эксплуатационными свойствами и, как правило, лучшими экологическими характеристиками.

В настоящее время к важнейшим классам синтетических масел с точки зрения экологической безопасности (отсутствие канцерогенов и токсичных соединений) относятся сложные эфиры моно- и дикарбоновых кислот, монокарбоновые кислоты и полиспирты, полиалкиленгликоли, полиссолефины (ПАО), полибутены, нетоксичные масла на основе перфторированных органических соединений, а также силиконы (простые полиэфиры алкилзамещенных производных кремния).

К экологически опасным базовым маслам относят алкиларены и органические фосфаты, а также масла на базе галогенорганических соединений.

Наиболее распространенным типом синтетических базовых масел в настоящее время являются ПАО, получаемые олигомеризацией олефинов С₈—С_]2, в основном — н-децена.

Возможность использования в технике смазочных материалов на базе жирового сырья обусловлена возобновимостыо их ресурсов, хорошими смазочными и экологическими свойствами; жиры обладают высокой (до 100%) биоразлагаемостью (как продукты чисто биосферного происхождения), они нетоксичны. Использование жиров, а также отходов и побочных продуктов их переработки возможно в производстве практически всех видов смазочных материалов и многих присадок.

Наиболее приемлемыми для указанных целей с экологической и экономической точек зрения являются растительные масла: рапсовое, подсолнечное, соевое, кукурузное, пальмовое и пальмоядровое.

Важнейшее экологическое свойство жиров — практически полная биоразлагаемость.За рубежом это стало одним из основных требований как к базовым маслам, так и к присадкам. Однако практическое применение синтетических сложных эфиров со степенью биоразлагаемости до 90-95% ограничено их высокой стоимостью. Полиалкиленгликоли молекулярной массы до 600 также характеризуются высокой биоразлагаемостью, однако практически полная (до 100%) растворимость их в воде создает потенциальную опасность загрязнения вод и осложняет очистку последних. Водорастворимость жиров составляет менее 0,1%, что при высоком уровне эксплуатационных свойств дает им неоспоримое преимущество. Считается, что отрицательное воздействие на окружающую природную среду снижается при степени биоразлагаемости базовых компонентов >70% (присадки должны быть потенциально биоразлагаемы).

Регенерация и утилизация отработанных смазочных материалов

Регенерация и утилизация отработанных смазочных масел (ОСМ) является важной научно-технической проблемой, т.к. они являются техногенными отходами, крайне негативно влияющими на все объекты окружающей среды — атмосферу, почву и воды. Только загрязнение вод отработанными нефтяными маслами составляет 20% от общего техногенного загрязнения, или 60% от загрязнения нефтепродуктами.

Захоронение и уничтожение ОСМ (в основном — путем сжигания) порождают подчас еще более сложные экологические проблемы, чем сами ОСМ, и представляют существенную угрозу для биосферы.

Экологически безопасная утилизация ОСМ предполагает их переработку с получением товарных продуктов самого различного назначения: масел, пластичных смазок, смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), консервационных материалов и др. Основное место в решении проблемы занимают отработанные нефтяные масла, ресурсы которых оценивают примерно в 50% от потребления свежих продуктов, при этом ОСМ составляют -30% всех нефтяных отходов. Развивается и техника очистки и регенерации отработанных синтетических и растительных масел. Утилизация отработанных пластичных смазок затруднена из-за целого ряда факторов и пока еще реализована только на железнодорожном транспорте для натриевых и натриево-кальциевых смазок.

Важнейшей проблемой является сбор ОСМ. При сборе ОСМ подразделяют на группы: ММО (отработанные моторные масла), МИО (отработанные индустриальные масла) и СНО (смеси отработанных нефтепродуктов). ММО и МИО используют как сырье для регенерации и очистки, СНО перерабатывают на НПЗ в смеси с сырой нефтью. Имеется возможность собирать: моторных и индустриальных масел — до 20—40%, а трансформаторных — 80—90% от объема отработанных продуктов. Мировой сбор ОСМ составляет -15 млн т/год, при этом подавляющее количество (70—90%) сжигается как компонент топлива. До сих пор в большинстве стран отсутствует централизованный сбор ОСМ. В Европе самые высокие и сбор ОСМ - 57% (до 1,6 млн т/год), и использование их в качестве топлива — 60% отн.

В настоящее время ОСМ подвергают:

1) вторичной переработке в виде смесей, в основном нефтяных масел, иногда — с незначительными примесями синтетических масел и СОТС, с получением базовых компонентов;

2) раздельной регенерации по маркам с получением продуктов соответствующего назначения. В этом случае осуществляют удаление продуктов старения и загрязнений без разрушения и

отделения присадок, недостающее количество которых вводят на заключительной стадии приготовления товарных масел;

3) переработке смесей ОСМ или очистке отдельных отработанных продуктов с целью получения котельного топлива;

4) использованию в качестве низкокачественных топлив или компонентов других нефтяных топлив.

Среди современных способов очистки и регенерации ОСМ преобладают физические методы — отстой, центрифугирование, фильтрация, вакуумная сушка. Возможно применение и более сложных физико-химических методов (в случае сильно загрязненных или глубоко окисленных масел).

Считают, что при годовом объеме потребления предприятием более 10 т масел капитальные вложения на очистку и регенерацию ОСМ на месте потребления полностью себя окупают.

Вторичная переработка.В наибольших объемах осуществляется переработка смесей ОСМ, собираемых централизованно на промышленных предприятиях. Основной трудностью здесь является организация сбора сырья. В мире общая доля базовых масел, получаемых вторичной переработкой ОСМ, не превышает 5% от потребления свежих.

Значительную часть ОСМ составляют моторные масла, содержащие в основном парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды, присадки, продукты старения и металлы. Среди разнообразных промышленных процессов вторичной переработки преобладают следующие методы очистки: сернокислотная, адсорбционная, гидроочистка, экстракционная, тонкопленочное испарение, ультрафильтрация.

ОСМ применяются не по прямому назначению, если они не поддаются регенерации и переработке. ОСМ могут использоваться для смазки грубых узлов трения, например, железобетонных пресс-форм; как реагенты (ПАВ) при флотационной обработке руды на обогатительных фабриках; для предотвращения смерзания и прилипания сыпучих грузов к стенкам вагонов при низких температурах. Недостаток такого использования ОСМ — возможность загрязнения окружающей среды.

Очищенные ОСМ или базовые масла вторичной переработки могут применяться в производстве пластичных смазок.

Очистка и регенерация синтетических маселв связи с их высокой стоимостью имеет особо важное значение. Кроме того, ряд синтетических масел (полихлордифенилы, сложные эфиры фосфорной кислоты) представляет значительную опасность для человека и окружающей среды. Часть отработанных синтетических масел неизбежно попадает в ОСМ при сборе для вторичной переработки и может негативно влиять на эффективность используемых процессов.

Способы регенерации отработанных синтетических масел выбирают в зависимости от их химического состава, и, как правило, они аналогичны тем, которые применяются при регенерации нефтяных ОСМ: фильтрация, вакуумная перегонка, сернокислотная, селективная, гидроочистка и др.

Утилизация отработанных пластичных смазок (ОПС)весьма специфична. Твердообразное коллоидное состояние и многокомпонентный состав ОПС требуют специальной технологии переработки. ОПС представляют собой ценные продукты, которые после соответствующей обработки могут использоваться повторно или добавляться в рабоче-консервационные материалы. Выделенные из ОПС исходные компоненты — масла и загустители также могут находить квалифицированное применение. Способы переработки ОПС предполагают разрушение их структуры с выделением отдельных компонентов и их последующим повторным использованием.

Разнообразные процессы металлообработки предусматривают использование широкого ассортимента жидких СОТС (более 100 наименований). Их доля от общего объема потребления смазочных материалов сравнительно невелика (3—8%). В последнее время увеличивается значение водных СОТС. Водосмешиваемые концентраты смазочного материала перед употреблением разводят водой — содержание концентрата в конечном продукте составляет в среднем 3%. Это существенно увеличивает реальную долю водных СОТС среди прочих смазочных материалов — до -50%, что может способствовать загрязнению окружающей среды.

Для очистки и регенерации СОТС используют сложные схемы с применением гравитационных баков-отстойников, магнитных сепараторов и коагуляторов, гидроциклонов, различных конструкций фильтров, флотаторов и пеноотделителей, коагулянтов и реагентов для осаждения примесей и последующего ввода необходимых добавок.

К экологобезопасным смазочным материаламв настоящее время относят сложные эфиры на базе синтетического или растительного сырья, рафинированные растительные масла и продукты их переэтерификации.

При уничтожении таких ОСМ требуется соблюдать определенные правила: сжигать отработанные растительные масла на специальных заводах по уничтожению отходов, сброс в канализацию или в открытые водоемы производить при разбавлении соответственно 1:2000 и 1:20 000.

Технология вторичной переработки ОСМможет включать вакуумную перегонку отработанных масел (позволяет получать масло прежнего уровня качества — базовое или сырье для производства технических продуктов), щелочную нейтрализацию, промывку нейтрализованного масла водой и адсорбционную очистку. Необходим отдельный сбор биоразлагаемых жидкостей, чтобы сохранить их свойства (биоразлагаемость и нетоксичность).

Отработанное рапсовое и другие растительные масла можно использовать в качестве топлива, в том числе в смеси с отработанными нефтяными маслами. Возможна конверсия (переэтери-фикация) в сложные метиловые эфиры, используемые в качестве дизельного топлива (биодизельное топливо).

Задания для выполнения:

Задание 1. Ответить на вопросы.

1. Какие основные экологические свойства масел влияют на окружающую среду?

2. Какие направления существуют для решения экологических проблем применения смазочных материалов?

3. Что такое канцерогенность смазочных материалов и её влияние на окружающую среду?

4. Объясните понятие биоразлагаемость.

5. Назовите основные свойства синтетических масел.

6. Как происходит регенерация смазочных материалов.

7. Влияние масел на работу двигателя внутреннего сгорания.

8. Способы утилизации смазочных материалов

9. Влияние смазочных материалов на отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания.

Задание 2. Заполнить кластеры.

Задание 3. Заполнить таблицу. Экологические свойства смазочных материалов.

Опасные для окружающей среды	Безопасные для окружающей среды.

Задание 4. Творческое задание. Создать кроссворд по данной теме (не менее 10 слов).

⇐ Предыдущая 1 23