Исследование процесса восстановления отработанных масел щелочными растворами гуминовых кислот Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 665.1:547.992.2

В.М. Пузырева, канд. техн. наук, доц., (4872) 35-37-60, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),

Ю.Л. Демичева, ассист., (4872) 35-37-60, Demicheva [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),

P.A. Ковалев, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, декан,

(4872) 35-37-60, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОТРАБОТАННЫХ МАСЕЛ ЩЕЛОЧНЫМИ РАСТВОРАМИ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ

Дана характеристика способов восстановления отработанных масел. Представлены результаты экспериментов по обработке различных типов отработанных масел гуминовыми веществами.

Ключевые слова: гуминовые кислоты, отработанные масла.

Любые нефтепродукты является экологически опасным веществом, которое при попадании в окружающую среду (в почву, в водоемы) нарушает, угнетает и заставляет протекать иначе все жизненные процессы. Нефтепродукты в естественных условиях разлагаются в течение многих лет, все это время нанося ущерб природе. Основную долю нефтепродуктов попадающих в окружающую среду составляют отработанные масла.

Работа технических масел (трансформаторных, индустриальных и др.) всегда связана с теми или иными изменениями физико-химических свойств, ограничивающими срок их службы.

Продукты физико-химических превращений масел, а также вредные примеси, попадающие извне и делающие масла непригодными для дальнейшей работы, составляют незначительную часть общей массы и при помощи различных методов могут быть удалены.

Все известные способы очистки смазочных масел от загрязнений принято классифицировать по трем группам: химические, физические, физико-химические. Химические методы уже практически не применяются из-за низкой эффективности и сложности утилизации отходов; физические - обеспечивают очистку масел до приемлемого уровня, но не осветляют его; физико-химические способы позволяют проводить очистку с осветлением масла. Они основаны на использовании коагулянтов, адсорбентов и ионообменных смол.

Нами исследован способ очистки отработанных масел от продуктов старения при помощи гуминовой кислоты.

Гуминовые кислоты основная органическая составляющая почвы, воды, а также твердых горючих ископаемых. Гуминовые вещества обра-

зуются при разложении растительных и животных остатков под действием микроорганизмов и абиотических факторов среды.

Фундаментальные свойства гуминовых веществ - это нестехиомет-ричность состава, нерегулярность строения, гетерогенность структурных элементов и полидисперсность.

Спектр реакций, в которые могут вступать гуминовые вещества, очень широк, особенно это касается их наиболее реакционноспособной части - гумусовых кислот. Благодаря карбоксильным, гидроксильным, карбонильным группам и ароматическим фрагментам гумусовые кислоты вступают в ионные, донорно-акцепторные и гидрофобные взаимодействия.

В переводе на язык химии окружающей среды гуминовые вещества способны связывать различные классы экотоксикантов, образуя комплексы с металлами и соединения с различными классами органических веществ. Тем самым они выполняют функцию своеобразных посредников, смягчающих действие загрязнений на живые организмы[1].

Для исследований бы отобраны образцы сильно загрязненных отработанных масел, с различными физико-химическими свойствами и технологической принадлежности. Перед началом работ кислотное число не восстановленного индустриального масла составляла 0,97, цветность 6,0 единиц. У чистого масла И-20А эти показатели 0,02 и 2,5 соответственно.

В процессе работы было установлено, что применение гуминовой кислоты в чистом виде для регенерации масел не дает практических результатов, т.к. практически отсутствует эффект смешивания и растворения в системе «масло - гуминовая кислота». Выполненный цикл лабораторных работ и теоретических исследований позволил установить, что для обеспечения рабочих сорбирующих свойств гуминовой кислоты необходимо провести ее структурные изменения на макро молекулярном уровне, путем ее предварительного растворения в водных растворах щелочи.

Пробы масел обрабатывались щелочными растворами гуминовых кислот различной концентрации: 1, 3 и 5 % (масс) гуминовых кислот в щелочи с концентрацией 0,5; 1 % (масс). Соотношения щелочных растворов гуминовых кислот и отработанного масла брались следующие 1:1; 1:2; 1:3.

Добавление к щелочному раствору гуминовых кислот отработанного масла в соотношении 1:1; 1:2; 1:3 и тщательно перемешивание в течении 10 минут. Далее полученную смесь «масло - раствор гуминовой кислоты» переливали в фазоразделитель. После отстоя в течение 24 часов получаем эмульсию следующего фазового состава.

Верхний слой - представлял собой очищенное масло, содержащее

0,1- 0,15 % воды.

Средний слой - смесь масла, загрязненного гуминовой кислотой и смолами и воды (= 30 % от общего количества отработанного масла).

Нижний слой - воду и осевшую вниз сосуда ГК,

Качество очистки оценивалось по цветности и кислотному числу. Исследованию подвергался верхний слой. Полученные результаты представлены в таблице.

Отработанное масло индустриальное. Соотношение раствора ¡ '¡{¡отработанного масла 1:2

% ГК /% NaOH Цветность по ЦНТ, ед Кислотное число, мг КОН на 1 г масла

1 1/0,5 4,5 0,50

2 3/0,5 3,5 0,31

3 5/0,5 3,5 0,30

4 1/1 4,0 0,38

5 1/3 3,5 0,31

6 1/5 3,5 0,30

В результате проведенных исследований наилучшие результаты были достигнуты при следующих условиях: концентрация щелочи для приготовления раствора гуминовых кислот составляет 0,5 %; концентрация гуминовых кислот в растворе 3 %; соотношение раствор гуминовых кислот: отработанное масло - 1:2.

Список литературы

1. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1992. 259c.

V. Puzireva, Y. Demicheva, R. Kovalev

Researching waste oils reduction process by solutions of humic acids

Waste oils reduction methods characteristic is shown. Results of experimental researchers on processing different waste oils by humic substances are considered.

Key words: humic acids, waste oils. .

Получено 22.09.10