В процессе эксплуатации масел в них накапливаются продукты окисления, загрязнения и другие примеси, которые резко снижают качество масел. Масла, содержащие загрязняющие примеси, не способны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям и должны быть заменены свежими маслами. Отработанные масла собирают и подвергают регенерации с целью сохранения ценного сырья, что в значительной мере является экономически выгодным.
Регенерация группы отработанных масел (вторичная переработка ) – применяется для смеси отработанных масел. Из такого сырья можно получать базовые масла разного состава и назначения. При этом предполагается применение комплекса процессов: сернокислотная очистка, гидроочистка, экстракция, вакуумная перегонка и другие физические и химические методы.
В зависимости от процесса регенерации группы отработанных масел получают 2-3 фракции базовых масел, из которых компаундированием и введением присадок могут быть приготовлены товарные масла (моторные, трансмиссионные, гидравлические, СОЖ, пластичные смазки).
Масла с высокой степенью загрязнения и окисленные масла обычно подвергают регенерации на специальных промышленных установках. Регенерация включает физическую и химическую обработку, в результате которой из масел практически полностью удаляются суспендированные и растворенные инородные вещества, продукты старения, а также присадки, сохранившееся в масле.
Среди разнообразных промышленных процессов вторичной переработки выделяют группы по основному способу очистки: сернокислотная очистка, адсорбционная очистка, гидроочистка, экстракционная очистка, тонкопленочное испарение, ультрафильтрация и другие методы.
Средний выход регенерированного масла из отработанного, содержащего около 10% твердых загрязняющих примесей и воду, 2-4% разбавленного топлива, составляет 70-85% в зависимости от применяемого способа регенерации.
Сернокислотная очистка
По числу установок и объему перерабатываемого сырья на первом месте в мире находятся процессы с применением серной кислоты. В результате сернокислотной очистки образуется большое количество кислого гудрона – трудно утилизируемого и экологически опасного отхода. Кроме того, сернокислотная очистка не обеспечивает удаление из отработанных масел полициклических аренов и высокотоксичных соединений хлора. Нельзя также регенерировать серной кислотой современные масла, совместимые с окружающей средой (растительные и синтетические сложные эфиры), поскольку серная кислота разлагает их, что, в частности, увеличивает выход кислого гудрона.
В нашей стране сернокислотную очистку сейчас практически не применяют.
Адсорбционная очистка
Второе место по объему промышленного применения занимают процессы с использованием адсорбционной очистки (контактным или перколяционным способом) в качестве основной стадии. Наиболее широко такую технологию применяют на небольших предприятиях в США. В качестве сорбентов широко используют активированные глины. Масла, полученные данным методом, как правило, смешивают со свежими и вводят небольшое число присадок.
Недостатки данного процесса заключаются в отсутствии контроля вязкости и фракционного состава получаемого продукта, а также в значительных потерях масла с сорбентом. Возникают трудности и с утилизацией большого количества отработанного сорбента, в основном природного, представляющего опасность для окружающей среды. Синтетические же сорбенты, обладающие высокой термической стабильностью, дающей возможность их регенерации, достаточно дороги.
Гидроочистка
Адсорбционную очистку заменяют гидрогенизационными процессами. Однако и в этом случае сорбенты необходимы для защиты катализаторов гидроочистки от преждевременной дезактивацией металлами и смолистыми соединениями. Гидрогенизационные процессы все шире применяются при вторичной переработке отработанных масел. Это связано как с широкими возможностями получения высококачественных масел, увеличения их выхода, так и с большой экологической чистотой этого процесса по сравнению с сернокислотной и адсорбционной очистками.
Недостатки процесса гидроочистки – потребность в больших количествах водорода, а порог экономически целесообразной производительности (по зарубежным данным) составляет 30-50 тыс. т/год. Установка с использованием гидроочистки масел, как правило, блокируется с соответствующим нефтеперерабатывающим производством, имеющим излишек водорода и возможность его рециркуляции.