Окисление масла от металла

Все знают, что в моторе должно быть масло и что уровень должен быть не ниже минимума. Так может, вместо замены масла его можно просто доливать? Чтобы ответить на этот вопрос, мы расскажем о том, как и почему масло разлагается в двигателе.

«В «Волге» масло не меняют, в «Волгу» масло доливают» — так звучит прекрасная пословица, которая неплохо отражает суть мнения многих из обладателей авто постарше или же «свежих» машин с проблемными двигателями, пожирающими масло с аппетитом. Попробуем доказать, что такая позиция чревата грустными последствиями.

Масло в двигателе машины отвечает за надежность самых главных узлов. Причем требования к его работе в каждом из них весьма противоречивы. Подшипники скольжения коленчатого вала лучше всего себя чувствуют при высоком давлении масла.

Оно охлаждает их и является материалом так называемого гидроклина, благодаря которому подшипник может работать долго и надежно. В рабочем режиме подшипник работает как гидродинамический, а не как обычный подшипник скольжения.

Баз масла этот узел может проработать с нагрузкой буквально доли секунды, а на холостых оборотах — несколько часов.

Следующим важным узлом, где без масла не обойтись, являются сами поршни и цилиндры мотора. Вопреки распространенному мнению, в исправном моторе поршень почти не касается стенок цилиндра.

При рабочем ходе масло под давлением оказывается в щели между поршнем и цилиндром, не давая им соприкоснуться, а сверху движутся поршневые кольца, которые снимают со стенок цилиндра излишек масла, оставляя лишь тонкую пленку.

Она обеспечит смазку колец, а сама будет плотно прилегать к поверхности относительно холодного цилиндра и не сгорит во время вспышки рабочей смеси с температурой в тысячи градусов.

Помимо воздействия высоких температур, на масло воздействуют еще и картерные газы.

Они проникают через уплотнения поршней и создают в картере жесткий «коктейль» из серной, сернистой, азотной и азотистой кислот, которые образуются при взаимодействии продуктов сгорания топлива — водяного пара и окислов азота и серы.

Вместе с ними в картер попадают различные сложные соединения, ведь в бензине содержится множество присадок и продукты их сгорания многообразны.

Тот выхлоп, что попадет в выпускной коллектор и пройдет через систему катализаторов, прежде чем улететь в атмосферу, значительно чище, чем та смесь, что попадает в картер.

Множество агрессивной химии отлично взаимодействует с «масляным туманом» — распыленными частичками масла в двигателе, и понемногу «отравляет» его продуктами распада.

Химия воздействует так же и на все полезные присадки, содержащиеся в масле.

А поскольку основным разрушающим фактором являются кислоты, то масло делают изначально щелочным, чтобы в процессе эксплуатации оно нейтрализовало поступающие кислоты и предохраняло двигатель (и само себя заодно) от разрушения. Характеристика масла, отвечающая за этот параметр, называется TBN (total base number).

Раньше, чем она была выше, тем на больший срок службы масла можно было рассчитывать. Например, у «грузовых» масел TBN может доходить до 16, а вот в маслах для легковушек, у которых срок службы прогнозируется куда меньше ста тысяч до замены, не превышает 8-11.

Способ окисления растительных масел

Изобретение относится к технологии получения предназначенных для воздушной сушки масляных пленкообразующих из низкосортных, сильно обводненных, некондиционных кислых растительных масел и может быть использовано в лакокрасочной и других отраслях промышленности, применяющих масляные пленкообразующие, для получения различных лакокрасочных материалов.

Способ включает предварительное нагревание масел при 40-90°С с одновременной продувкой воздухом и последующее окисление масел воздухом при нагревании. Окисление проводят до получения оксидата, вязкость раствора в уайт-спирите которого составляет 19-25 с.

При этом на этапе предварительного нагревания через масло продувают воздух с содержанием озона 1,5-2,5 мг/л при расходе не более 4 л/мин·кг, а нагрев масла осуществляют нагревателем от температуры 40°С до 90°С со скоростью 2,5 град/мин.

При этом в масло добавляют сульфонефтяные кислоты из расчета 0,05-0,15% от массы масла и марганец (II) стеариновокислый из расчета 0,8-1,5% от массы масла, а температурный режим окисления поддерживают путем нагрева масла до температуры 175°С со скоростью 3-5 град/мин с последующим периодическим охлаждением до температуры 100°С.

Причем количество циклов нагревания и охлаждения масла составляет не менее двух, а расход воздуха поддерживают на уровне не более 4 л/мин·кг. Результатом является сокращение времени окисления растительного масла, с получением пленкообразующего с требуемыми показателями качества, упрощение технологического процесса. 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к технологии получения предназначенных для воздушной сушки масляных пленкообразующих из низкосортных, сильно обводненных, некондиционных кислых растительных масел и может быть использовано в лакокрасочной и других отраслях промышленности, применяющих мясляные пленкообразующие, для получения различных лакокрасочных материалов.

Известен способ получения полимеризованных жирных масел (см. патент США №2838551, 10.06.1958) путем окисления масел кислородом воздуха в присутствии 0,2-0,5% серной кислоты в качестве катализатора при 70-300°F.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа относится то, что в известном способе применяют серную кислоту, которая вызывает избыточное образование смолистых продуктов, снижая выход, и способствует увеличению цветового числа целевого продукта по йодометрической шкале.

Известен способ окисления растительного масла (см. SU №1199779 А, МПК C09F 7/02, 1985) воздухом при нагревании с постепенным понижением температуры в ходе процесса, окисление проводят при 100-150°С до достижения конверсии 15-25%, температуру понижают со скоростью 0,5-5 град/мин до 50-70°С при постоянном расходе воздуха в ходе всего процесса 4-10 м3/мин на 1 т масла.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе невозможно применение обводненных растительных масел, поскольку температурный режим не позволяет проводить их обезвоживание в приемлемый период времени.

Известен способ окисления технических растительных масел (см.

SU №1278353 А1, МПК C09F 7/02, 1986) путем предварительного нагревания и последующего окисления масла воздухом при нагревании, предварительное нагревание проводят при температуре 50-80°С в присутствии 0,1-1,0 мол.

% от массы масла перекисного соединения и пропускании воздуха с расходом 0,2-0,4 м3/мин·т, с последующим повышением температуры до 100-110°С со скоростью 0,3-1,0 град/мин и процесс окисления проводят при постоянном расходе воздуха 2,5-10 м3/мин·т.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе необходимо применение значительных количеств сильных окислителей в концентрированном виде, что снижает уровень безопасности процесса при его реализации в промышленном масштабе и повышает стоимость продукции.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ окисления растительных масел (см.

SU №1819282 A3, МПК C09F 7/02, 1993), в котором сырье нагревают при 40-90°С с одновременной продувкой воздухом, а затем при 115-120°С до увеличения вязкости масел на 2-3 с по отношению к исходной вязкости масел, расход воздуха при этом составляет 2,5-10 м3/мин·т, окисление масел в этих условиях осуществляют до получения оксидата с вязкостью 100-150 с, затем снижают расход воздуха до 0,5-1,5 м3/мин·т в течение 2-5 мин, выдерживают оксидат в этих условиях до достижения кислотного числа 10-16 мг КОН/г, затем в течение 2-5 мин повышают расход воздуха до 2,5-10 м3/мин·т и продолжают процесс окисления до получения оксидата, вязкость 50% раствора в уайт-спирите которого составляет 19-25 с, принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе осуществляют манипулирование расходом воздуха, что усложняет технологическое оформление и значительно увеличивает время процесса окисления. Кроме того, периодическое изменение расхода воздуха не позволяет создать универсальную схему технологического процесса, существенно осложняет его автоматизацию, что приводит к удорожанию конечной продукции.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Возникла проблема снижения стоимости и времени получения пленкообразующих материалов (олиф и продуктов на их основе) из технического вторичного растительного масла, получаемого из соапстока — отхода щелочной рафинации пищевого растительного масла, характеризующегося высоким кислотным числом, высоким содержанием воды, высокой цветностью и мутностью, а также наличием азот- и фосфорсодержащих соединений.

Технический результат — сокращение времени окисления растительного масла, с получением пленкообразующего (олифы) с требуемыми показателями качества, упрощение технологического процесса, что приводит к снижению стоимости готового продукта.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе окисления растительных масел путем предварительного нагревания их при 40-90°С с одновременной продувкой воздухом и последующего окисления масел воздухом при нагревании, а окисление масел проводят до получения оксидата, вязкость раствора в уайт-спирите которого составляет 19-25 с, особенность заключается в том, что на этапе предварительного нагревания через масло продувают воздух с содержанием озона 1,5-2,5 мг/л при расходе не более 4 л/мин·кг, а нагрев масла осуществляют управляемым нагревателем от температуры 40°С до температуры 90°С со скоростью 2,5 град/мин, при этом в масло добавляют сульфонефтяные кислоты из расчета 0,05-0,15% от массы масла и марганец (II) стеариновокислый из расчета 0,8-1,5% от массы масла, а температурный режим окисления поддерживают путем нагрева масла до температуры 175°С со скоростью 3-5 град/мин с последующим периодическим охлаждением до температуры 100°С, при этом количество циклов нагревания и охлаждения масла составляет не менее двух, а расход воздуха поддерживают на уровне не более 4 л/мин·кг.

Описание изобретения содержит чертежи фиг.1, фиг.2. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, получены в ходе апробации способа окисления растительных масел, результаты экспериментов приведены в табл.1.

Способ окисления растительных масел осуществляют следующим образом, см. фиг.1. Растительное масло 1 нагревают управляемым нагревателем 2 до 40°С. Затем компрессором 3 подают воздух 4 в генератор озона 5, управляемый источником питания 6.

Из генератора озона 5 воздух с содержанием озона 1,5-2,5 мг/л 7 при расходе не более 4 л/мин·кг в течение 20 мин продувают через масло 1. При этом температуру масла 1 повышают управляемым нагревателем 2 от 40°С до 90°С со скоростью 2,5 град/мин. Затем отключают источник питания 6 и прекращают озонирование воздуха 4 в генераторе озона 5.

В масло 1 вводят катализатор 8, включающий сульфонефтяные кислоты («контакт Петрова») из расчета 0,05-0,15% от массы масла и сиккатив из расчета 0,8-1,5% от массы масла, причем в качестве сиккатива, предпочтительно, используют марганец (II) стеариновокислый. Пары 9, выделяющиеся из масла 1 при нагревании, улавливают в конденсаторе 10.

Затем температуру масла 1 повышают управляемым нагревателем 2 от 90°С до 175°С со скоростью 3-5 град/мин и приводят масло в состояние 11. При этом наблюдают незначительное вспенивание, образование темных хлопьев в массе оксидата и активное выделение паров воды 9.

Масло в состоянии 11, доведенное до температуры 175°С, выдерживают при этой температуре 1 час, а затем понижают температуру до 100°С и приводят масло в состояние 12, которое соответствует температуре масла 100°С. Причем температуру понижают за счет продувания воздуха через масло, и по достижении температуры в 100°С, начинают нагрев масла до 175°С.

При этом количество циклов (N) нагревания и охлаждения масла составляет не менее двух. После этого отбирают пробу оксидата 13, разбавляют ее уайт-спиритом до 55% концентрации и определяют вязкость по вискозиметру ВЗ-246 (ВЗ-4).

По достижении вязкости разбавленной пробы в пределах 19-25 с, отключают нагреватель 2, компрессор 3 и прекращают продувку воздуха через масло 1. Оксидат 13 отстаивают 24 часа при температуре в 20-25°С. После отделения осадка 14, оксидат 13 разбавляют до 55% концентрации по массе растворителем 15 и получают олифу 16. В качестве растворителя применяют уайт-спирит или скипидар, предпочтительно, используют их смесь с содержанием скипидара до 30%.

Пример. Сравнение эффективности предлагаемого и известного способов окисления растительных масел проводили путем воспроизведения условий окисления, указанных в прототипе. Затем сравнивали показатели качества и времени получения конечного продукта известным способом и предлагаемым способом.

График, иллюстрирующий эффективность предлагаемого способа окисления растительных масел, представлен на фиг.2. Приведены зависимости вязкости разбавленного уайт-спиритом до 55% концентрации оксидата, в условиях окисления по предлагаемому способу (кривая 1) и по прототипу (кривая 2).

Таким образом, показано, что предлагаемый способ окисления растительных масел позволяет существенно сократить время окисления масла по сравнению с известным способом.

На этапе предварительного нагрева до 40-90°С вторичное техническое растительное масло с кислотным числом 37,2 мг КОН/г и вязкостью 8 с по вискозиметру ВЗ-246, активируют путем обработки озоно-воздушной смесью.

Также известно, что растворимость кислорода в жидкостях сильно зависит от температуры и увеличивается при ее понижении. В случае растительного масла растворению кислорода препятствует также высокая вязкость среды.

Поэтому в предлагаемом способе выбран режим окисления, способствующий насыщению окисляемого масла кислородом, за счет чередования режимов нагревания и охлаждения массы.

При нагревании масла до высокой температуры происходит ряд процессов, один из которых — разрушение пероксидов, образующихся при взаимодействии кислорода воздуха с ненасыщенными связями полувысыхающих масел.

При этом образуются высокореакционноспособные радикалы, способствующие окислительной конденсации (сшиванию) молекул масла.

В качестве катализатора разложения пероксидов применяют сульфонефтяные кислоты («контакт Петрова»), по причине растворимости их в масле.

При охлаждении масла происходит усиленное образование пероксидов за счет повышения концентрации растворенного кислорода. Реализация предлагаемого режима оксидирования вторичного растительного масла, получаемого на основе соапстока щелочной рафинации полувысыхающих растительных масел, позволяет значительно сократить время оксидирования.

Способ окисления растительных масел путем предварительного нагревания их при 40-90°С с одновременной продувкой воздухом и последующего окисления масел воздухом при нагревании, а окисление масел проводят до получения оксидата, вязкость раствора в уайт-спирите которого составляет 19-25 с, отличающийся тем, что на этапе предварительного нагревания через масло продувают воздух с содержанием озона 1,5-2,5 мг/л при расходе не более 4 л/мин·кг, а нагрев масла осуществляют управляемым нагревателем от температуры 40°С до температуры 90°С со скоростью 2,5 град/мин, при этом в масло добавляют сульфонефтяные кислоты из расчета 0,05-0,15% от массы масла и марганец (II) стеариновокислый из расчета 0,8-1,5% от массы масла, а температурный режим окисления поддерживают путем нагрева масла до температуры 175°С со скоростью 3-5 град/мин с последующим периодическим охлаждением до температуры 100°С, при этом количество циклов нагревания и охлаждения масла составляет не менее двух, а расход воздуха поддерживают на уровне не более 4 л/мин·кг.

Биохимические и химические изменения в масле в процессе хранении

биохимический молоко брожение сыр

Прогоркание сливочного масла. Гидролитическое прогоркание масла характеризуется накоплением низкомолекулярных СЖК. Вместе с тем прогорклый вкус масла могут вызвать также альдегиды и метилкетоны — продукты биохимического и химического окисления жира.

При прогоркании в масле возрастает в первую очередь концентрация масляной кислоты. Так, масло, имеющее приятный вкус, содержит 3-5 мг/кг масляной кислоты, а масло с посторонними привкусами и прогорклое — более 10 мг/кг.

Повышенному содержанию в масле масляной кислоты и других низко-молекулярных СЖК способствует переработка молока и сливок после их длительной выдержки при низких температурах, а также гидролиз жира при длительном физическом созревании сливок.

Но наиболее сильно количество СЖК увеличивается в процессе хранения масла, особенно при обсеменении его липолитически активными психротрофными бактериями и микроскопическими грибами.

При этом освободившиеся в результате гидролиза жира ненасыщенные жирные кислоты могут далее окисляться кислородом воздуха с образованием альдегидов, кетонов и других продуктов, также обладающих прогорклым вкусом. Насыщенные же жирные кислоты могут давать начало прогорклым метилкетонам.

Мерами предупреждения гидролитического прогоркания сливочного масла являются: исключение использования молока, подвергнутого липолизу, сокращение сроков хранения сырого молока и сливок до их переработки, соблюдение рекомендуемых режимов пастеризации сырья, снижение продолжительности физического созревания сливок, тонкое диспергирование влаги в продукте, задерживающее развитие микроорганизмов, исключение обсеменения масла психротрофными бактериями и особенно спорами микроскопических грибов.

Окисление сливочного масла. Образование перекисей, альдегидов, кетонов и других соединений при окислении липидов сливочного масла в процессе выработки и хранения приводит к снижению его качества и возникновению пороков вкуса — салистого, прогорклого, рыбного, металлического и олеистого.

Скорость и направленность процесса окисления, а следовательно, и устойчивость сливочного масла при хранении зависят от многих факторов. К ним относятся: химический состав, структура масла, объем плазмы, ее дисперсность, содержание в масле воздуха, металлов, поваренной соли, естественных антиокислителей, фосфолипидов, вид упаковочных материалов, температура хранения и т. д.

Химический (жирнокислотный) состав молочного жира значительно влияет на стойкость масла при хранении. Окислению кислородом воздуха подвергаются в первую очередь полиненасыщенные жирные кислоты, особенно с конъюгированными связями. Их содержание зависит от времени года (повышается весной, понижается осенью и зимой) и географической зоны получения масла.

Окислительная порча молочного жира протекает главным образом на границе фаз жир-вода, жир-воздух. Следовательно, стойкость масла при всех прочих равных условиях обусловливается дисперсностью влаги (плазмы) и содержанием воздуха. С увеличением степени дисперсности влаги устойчивость масла к процессу окисления снижается.

Поэтому в процессе хранения при низких отрицательных температурах (-18 °С) масло, изготовленное методом преобразования высокожирных сливок, менее устойчиво к окислению, чем масло, выработанное способом сбивания.

Вместе с тем первое масло обладает повышенной устойчивостью при более высоких минусовых (-5 °С) и плюсовых температурах (до 18 °С), когда имеют место не только химические, но и микробиологические процессы.

Металлы, особенно медь, снижают устойчивость масла к окислительной порче, являясь, как мы указывали, сильными катализаторами окислительных реакций.

Предельно допустимое содержание меди в сливочном масле, составляет 0,1 мг/кг. Тем не менее содержание меди в масле (особенно в соленом), выработанном на различных заводах, составляет 0,6 мг/кг и более.

Низкая устойчивость сливочного масла отмечена лишь при содержании меди свыше 1,5-2 мг/кг.

К факторам, влияющим на устойчивость масла, относится содержание в нем антиокислителей (антиоксидантов), которые, как известно, задерживают окисление жира.

К естественным антиокислителям сливочного масла относятся токоферолы, в-каротин и SH-группы. Масло летней выработки, богатое этими соединениями, более стойко при хранении, чем масло, выработанное зимой.

Окислительные процессы в масле протекают в первую очередь в фосфолипидах, которые вместе с оболочечным веществом переходят в продукт. Масло, полученное способом преобразования высокожирных сливок, содержит больше фосфолипидов по сравнению с маслом, изготовленным способом сбивания, поэтому окислительная порча в нем развивается быстрее.

Фотоокисление сливочного и топленого масла. Фотоокисление приводит к осаливанию масла. Осаливание характеризуется появлением в масле специфического салистого привкуса и запаха стеариновой свечи.

При этом жир обесцвечивается, становится более твердым, температура плавления его повышается. Порок начинает развиваться с поверхности и постепенно проникает в монолит масла.

В осалившемся масле обнаруживаются альдегиды и большое количество оксикислот.

Оксикислоты образуются при окислении ненасыщенных жирных кислот. Например, при окислении олеиновой кислоты выделяется диоксистеариновая кислота [Богатова].

Очистка и восстановление отработанных масел

В процессе эксплуатации масел в них накапливаются продукты окисления, загрязнения и другие примеси, которые резко снижают качество масел.

Масла, содержащие загрязняющие примеси, неспособны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям и должны быть заменены свежими маслами.

Отработанные масла собирают и подвергают регенерации с целью сохранения ценного сырья, что является экономически выгодным [1–3].

Переработать отработанные моторные масла совместно с нефтью на НПЗ нельзя, т. к. присадки, содержащиеся в маслах, нарушают работу нефтеперерабатывающего оборудования.

В зависимости от процесса регенерации получают 2…3 фракции базовых масел, из которых компаундированием и введением присадок могут быть приготовлены товарные масла (моторные, трансмиссионные, гидравлические, СОЖ, пластичные смазки). Средний выход регенерированного масла из отработанного, содержащего около 2…4 % твердых загрязняющих примесей и воду, до 10 % топлива, составляет 70…85 % в зависимости от применяемого способа регенерации [4,5].

Для восстановления отработанных масел применяются разнообразные технологические операции, основанные на физических, физико-химических и химических процессах и заключаются в обработке масла с целью удаления из него продуктов старения и загрязнения.

Физические методы позволяют удалять из масел твердые частицы загрязнений, микрокапли воды и частично — смолистые и коксообразные вещества, а с помощью выпаривания — легкокипящие примеси.

Масла обрабатываются в силовом поле с использованием гравитационных, центробежных и реже электрических, магнитных и вибрационных сил, а также фильтрование, водная промывка, выпаривание и вакуумная дистилляция.

К физическим методам очистки отработанных масел относятся также различные массо- и теплообменные процессы, которые применяются для удаления из масла продуктов окисления углеводородов, воды и легкокипящих фракций [5,6].

Отстаивание является наиболее простым методом, он основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды под действием гравитационных сил.

В зависимости от степени загрязнения топлива или масла и времени, отведенного на очистку, отстаивание применяется либо как самостоятельно, либо как предварительный метод, предшествующий фильтрации или центробежной очистке. Основным недостатком этого метода является большая продолжительность процесса оседания частиц до полной очистки, удаление только наиболее крупных частиц размером 50…100 мкм [5,6].

Фильтрация — процесс удаления частиц механических примесей и смолистых соединений путем пропускания масла через сетчатые или пористые перегородки фильтров.

В качестве фильтрационных материалов используют металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные материалы и керамику.

Во многих организациях эксплуатирующих СДМ реализован следующий метод повышения качества очистки моторных масел — увеличивается количество фильтров грубой очистки и вводится в технологический процесс вторая ступень — тонкая очистка масла [5,6].

Центробежная очистка осуществляется с помощью центрифуг и является наиболее эффективным и высокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды.

Этот метод основан на разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежной силы.

Применение центрифуг обеспечивает очистку масел от механических примесей до 0,005 % по массе, что соответствует 13 классу чистоты по ГОСТ 17216–71 и обезвоживание до 0,6 % по массе [4–6].

Физико-химические методы нашли широкое применение, к ним относятся коагуляция, адсорбция и селективное растворение содержащихся в масле загрязнений, разновидностью адсорбционной очистки является ионно-обменная очистка [5,6].

Коагуляция т. е.

укрупнение частиц загрязнений, находящихся в масле в коллоидном или мелкодисперсном состоянии, осуществляется с помощью специальных веществ — коагулятов, к которым относятся электролиты неорганического и органического происхождения, поверхностно активные вещества (ПАВ), не обладающие электролитическими свойствами, коллоидные растворы ПАВ и гидрофильные высокомолекулярные соединения.

Процесс коагуляции зависит от количества вводимого коагулянта, продолжительности его контакта с маслом, температуры, эффективности перемешивания и т. д. Продолжительность коагуляции загрязнений в отработанном масле составляет, как правило, 20…30 мин., после чего можно проводить очистку масла от укрупнившихся загрязнений с помощью отстаивания, центробежной очистки или фильтрования [5,6].

Адсорбционная очистка отработанных масел заключается в использовании способности веществ, служащих адсорбентами, удерживать загрязняющие масло продукты на наружной поверхности гранул и на внутренней поверхности пронизывающих гранулы капилляров. В качестве адсорбентов применяют вещества природного происхождения (отбеливающие глины, бокситы, природные цеолиты) и полученные искусственным путем (силикагель, окись алюминия, алюмосиликатные соединения, синтетические цеолиты).

Адсорбционная очистка может осуществляться контактным методом — масло перемешивается с измельченным адсорбентом, перколяционным методом — очищаемое масло пропускается через адсорбент, методом противотока — масло и адсорбент движутся навстречу друг другу.

К недостаткам контактной очистки следует отнести необходимость утилизации большого количества адсорбента, загрязняющего окружающую среду. При перколяционной очистке в качестве адсорбента чаще всего применяется силикагель, что делает этот медом дорогостоящим.

Наиболее перспективным методом является адсорбентная очистка масла в движущемся слое адсорбента, при котором процесс протекает непрерывно, без остановки для периодической замены, регенерации или отфильтрования адсорбента, однако применение этого метода связано с использованием довольно сложного оборудования, что сдерживает его широкое распространение [1–6].

Ионно-обменная очистка основана на способности ионитов (ионно-обменных смол) задерживать загрязнения, диссоциирующие в растворенном состоянии на ионы.

Иониты представляют собой твердые гигроскопические гели, получаемые путем полимеризации и поликонденсации органических веществ и не растворяющиеся в воде и углеводородах.

Процесс очистки можно осуществить контактным методом при перемешивании отработанного масла с зернами ионита размером 0,3…2,0 мм или преколяционным методом при пропускании масла через заполненную ионитом колонну.

В результате ионообмена подвижные ионы в пространственной решетке ионита заменяются ионами загрязнений. Восстановление свойств ионитов осуществляется путем их промывки растворителем, сушки и активации 5 %-ным раствором едкого натра. Ионно-обменная очистка позволяет удалять из масла кислотные загрязнения, но не обеспечивает задержки смолистых веществ [5,6].

Селективная очистка отработанных масел основана на избирательном растворении отдельных веществ, загрязняющих масло: кислородных, сернистых и азотных соединений, а также при необходимости полициклических углеводородов с короткими боковыми цепями, ухудшающих вязкостно-температурные свойства масел.

В качестве селективных растворителей применяются фурфурол, фенол и его смесь с крезолом, нитробензол, различные спирты, ацетон, метил этиловый кетон и другие жидкости.

Селективная очистка может проводиться в аппаратах типа «смеситель-отстойник» в сочетании с испарителями для отгона растворителя (ступенчатая экстракция) или в двух колоннах: экстракционной (для удаления из масла загрязнений) и ректификационной (для отгона растворителя — непрерывная экстракция). Второй способ экономичнее и получил более широкое применение [5,6].

Разновидностью селективной очистки является обработка отработанного масла пропаном, при которой углеводороды масла растворяются в пропане, а асфальтосмолистые вещества, находящиеся в масле в коллоидном состоянии, выпадают в осадок.

Химические методы очистки основаны на взаимодействии веществ, загрязняющих отработанные масла, и вводимых в эти масла реагентов. При этом в результате химических реакций образуются соединения, легко удаляемые из масла.

К химическим методам очистки относятся кислотная и щелочная очистки, окисление кислородом, гидрогенизация, а также осушка и очистка от загрязнений с помощью окислов, карбидов и гидридов металлов.

Наиболее часто используются:

Сернокислотная очистка [5,6]. 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.

Гидроочистка [1,5,6]. Гидрогенизационные процессы все шире применяются при 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 [1,5,6].

Для очистки отработанных масел от полициклических соединений (смолы), высокотоксичных соединений хлора, продуктов окисления и присадок применяются процессы с использованием металлического натрия.

При этом образуются полимеры и соли натрия с высокой температурой кипения, что позволяет отогнать масло. Выход очищенного масла превышает 80 %. Процесс не требует давления и катализаторов, не связан с выделением хлоро- и сероводорода.

Несколько таких установок работают во Франции и Германии. Среди промышленных процессов с использованием суспензии металлического натрия в нефтяном масле наиболее широко известен процесс Recyclon (Швейцария).

Процесс Lubrex с использованием гидроксида и бикарбоната натрия (Швейцария) позволяет перерабатывать любые отработанные масла с выходом целевого продукта до 95 % [5,6].

• Для регенерации отработанных масел применяются разнообразные аппараты и установки, действие которых основано, как правило, на использовании сочетания методов, что дает возможность регенерировать отработанные масла разных марок и с различной степенью снижения показателей качества.
• Необходимо отметить, что при регенерации масел можно получать базовые масла, по качеству идентичные свежим, причем выход масла в зависимости от качества сырья составляет 80…90 %, таким образом, базовые масла можно регенерировать еще по крайней мере два раза, но это возможно реализовать при условии применения современных технологических процессов.
• Литература:

1.    Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидросистемы трактора терморегулированием рабочей жидкости: автореф. дис…. канд. техн. наук: 05.20.03 / Рылякин Евгений Геннадьевич. — Пенза: ПГСХА, 2007. — 17 с.

2.    Рылякин, Е. Г. Почему в гидросистемах тракторов применяют моторные масла? [Текст] / Е. Г. Рылякин, П. А. Власов // Материалы CCCCIC науч.-технич. конф. молодых ученых и студентов инженерного факультета. — Пенза: РИО ПГСХА, 2004. — С. 67–68.

3.    Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидропривода транспортно-технологических машин в условиях низких температур [Текст] / Е. Г. Рылякин, Ю. А. Захаров // Мир транспорта и технологических машин. — № 1 (44). — Январь-Март 2014. — С. 69–72.

4.    Власов, П. А. Теоретическое обоснование терморегулирования рабочей жидкости в гидросистеме [Текст] / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин // Нива Поволжья. — 2008. — № 1(6). — С.25–29.

5.    Шашкин, П. И. Регенерация отработанных нефтяных масел [Текст] / П. И. Шашкин, И. В. Брай. — М.: Химия, 1970. — 301 с.

6.    Коваленко, В. П. Очистка нефтепродуктов от загрязнений [Текст] / В. П. Коваленко, В. Е. Турчанин. — М.: Недра, 1990. — 160 с.

Гаражные мифы: добавляем медь в масло, и расход снижается!

А еще она восстанавливает геометрические параметры деталей двигателя и предотвращает коррозию.

Материалы по теме

Недавно мне попался видеоролик блогера, который на протяжении школьного урока (45 минут) агитировал за применение присадок с содержанием меди в моторное масло. При этом ссылался на журнал «За рулем», в котором в 1984 году прошла информация о добавлении меди в моторное масло и достижении эффекта нулевого износа деталей двигателя.

А еще блогер утверждал, что ресурс практически любых моторов мог бы быть продлен в пять и более раз, стоит только добавить медь в масло.

Вообще, представление о том, что стоит добавить в масло правильные ингредиенты, как машина поедет совсем иначе — не новое и неубиваемое. Но каждый раз после очередного всплеска интереса к теории про магическую медь хочется спросить: если медь так чудодейственна, почему ее не использует оборонная промышленность? Ведь кому, как не военным, выгодно, чтобы техника служила как можно дольше?

Какие бывают присадки к маслу?

Присадки стали добавлять в моторное масло еще на заре массовой автомобилизации.

Материалы по теме

Их можно разделить по назначению:

• Снижают трение. Применение экономит топливо и уменьшает нагрев деталей.
• Противостоят износу. Снижают механическое истирание деталей двигателя при отсутствии масляного клина или в условиях граничного трения.
• Восстанавливают изношенные трущиеся поверхности. За счет отложения компонентов присадки зазоры уменьшаются до номинальных величин.
• Предотвращают коррозию деталей мотора из цветных сплавов.
• Предотвращают быстрое окисление масла в условиях высоких температур.
• Депрессорные: снижают температуру прокачиваемости и проворачиваемости масла.
• Диспергирующие: позволяют удерживать различные отложения в самом масле и не дают им выпасть в осадок.
• Моющие: растворяют лаковые отложения и нагар, тем самым поддерживают внутреннюю чистоту двигателя.

Большинство присадок присутствует в обычном моторном масле, и лишь восстановительные функции практически никем из солидных производителей не декларируются. В этом и кроется одна из причин живучести мифа про медь. Считается, что медьсодержащая присадка уменьшает трение и износ и даже восстанавливает детали до состояния новых, а также предотвращает окисление черных и цветных металлов. Но…

Материалы по теме

1. Откуда присадке (в том числе и «медной») знать, какие геометрические параметры были у новой детали до начала ее износа? Вдруг она настолько нарастит поверхность, что поршень в цилиндре или коленвал во вкладышах перестанут двигаться? В деталях двигателя необходимы точно выверенные зазоры.
2. Перенос одного металла на поверхность другого — очень непростой процесс. Например, сейчас при ремонте деталей напыляют и постели распредвалов, и поверхности под сальник на коленвале. Но при этом изношенные шейки коленвала таким же способом восстанавливать не берутся. Просто потому, что это сложнейший высокотемпературный физико-химический процесс. А тут добавил меди — и якобы все хорошо. Нет!
3. Кто-нибудь видел рабочий мотор со следами коррозии внутри? Такое возможно, если он постоял полуразобранным и без масла годик другой. Словом, любое масло предотвращает коррозию.

Однако некоторые автовладельцы эти доводы не замечают и продолжают верить в чудодейственное свойство меди. Конечно, речь не идет о том, что они сами изготавливают медную стружку и насыпают ее в маслозаливную горловину. Такая самодельная присадка тут же будет отловлена шторкой масляного фильтра.

И только в агрегатах, где масляных фильтров нет (например, редуктор заднего моста или коробка передач), она, возможно, как-то себя проявит.

Попав в пятно контакта шестерен, она будет раздавлена ввиду огромных контактных напряжений, и, возможно, некоторые частицы ее прилипнут в микроуглублениях на поверхности деталей.

В чем секрет масел на основе меди?

Материалы по теме

Действительно, сегодня можно купить масло с иным, чем у других, пакетом присадок, основанным на меди. Только имейте в виду, что их производители используют эстеровую основу, как у лучших и дорогих масел, а потом добавляют металлоплакирующую чудо-присадку.

Я убежден, что хорошие характеристики таких продуктов (о чем часто можно слышать восторженные отклики автолюбителей) определяются именно основой, а не медьсодержащими присадками.

При этом цена у такого масла ощутимо выше, чем у эстеровых масел даже общеизвестных брендов.

Сегодня все мировые производители масел вынуждены выпускать свои продукты в очень узком диапазоне характеристик. Иначе в условиях жесткой конкуренции можно легко утратить доверие к бренду и прогореть. Конечно, у каждого производителя есть как бюджетная продукция, так и элитные масла.

И чем выше цена, тем лучше характеристики масла: синтетическая основа, большой и хороший пакет присадок, лучший температурный диапазон, отменные смазывающие свойства, продление ресурса мотора. Однако прорывов, как и провалов, в этой сфере давно нет.

Более дорогие масла облегчают холодный запуск двигателя, увеличивают моторесурс и дают мизерную экономию топлива. Повторюсь, мизерную, не более 1–2%.

А что, если добавить медную присадку в свое масло?

В продаже встречаются вот такие присадки в баночке. Ни допусков, ни нормативов, ни сертификатов. Всё на доверии. На свой страх и риск. На мой взгляд, лучше не экспериментировать.

В продаже встречаются вот такие присадки в баночке. Ни допусков, ни нормативов, ни сертификатов. Всё на доверии. На свой страх и риск. На мой взгляд, лучше не экспериментировать.

Любой производитель присадок всегда представляет свои продукты в максимально выгодном для себя свете. Обычно делается упор на улучшение нескольких из вышеприведенных характеристик масла, а остальные при этом якобы «не ухудшаются».

Однако производители чудо-снадобий на основе меди часто обещают экономию топлива аж в 12%, рост мощности на ту же величину, снижение шума на 18 Дб (а это много!) и, главное, увеличение ресурса в 30 раз! Уже по одним этим заявлениям можно понять, что либо Нобелевская премия никак не может найти лауреата, либо все это фейк.

Чем мы рискуем?

Материалы по теме

Присадка может быть вредна для определенных типов моторов. Ведь очевидно, что испытания производитель присадки проводил не на всей гамме двигателей. К тому же защита от подделок у малоизвестного производителя присадок может находиться на невысоком уровне. Мало кто знает, как выглядит подлинная упаковка. Ну а подделка может содержать вообще что угодно.

Главная опасность в том, что присадка может забить масляный фильтр, и моторное масло перестанет очищаться, а будет проходить только через перепускной клапан. А если официальный дилер обнаружит в вашем масле присадки, то автомобиль снимут с гарантии на двигатель.

Совет от «За рулем»

Я не использую присадки в масло и вам не советую. Если не ограничены в расходах на обслуживание автомобиля и хочется сделать мотору добро — меняйте масло почаще либо переходите на продукт более высокого качества.

• 9 причин не пользоваться присадками к маслу и топливу приведены тут.