مشاوره، طراحی و ساخت واحد بازیافت روغن سوخته
روغن موتور استفاده شده در محیط نامحلول و بادوام است و به سختی ناپدید می شود. حاوی مقادیر زیادی مواد سمی، مواد شیمیایی و فلزات سنگین است و به همه چیز می چسبد و منجر به آلودگی های محیطی می شود.
تصفیه ی مجدد روغن های کارکرده و تبدیل به روغن های پایه اصلی در سال 1935 انجام شد. به روغن های بازیافتی پس از تصفیه ی مجدد روغن های تصفیه دوم گفته می شود. هزینه بالای فرایند و در نتیجه قیمت بالای فروش روغن های تصفیه ی دوم در مقایسه با قیمت تصفیه روغن های اول، حذف ناقص آروماتیک های چند حلقه ای سرطان زا، ظاهر نامناسب این روغن ها و افزایش پیچیدگی مخلوط های روغن پایه و روانکارهای دیگر در روغن موتور موجب استقبال کم از این روغن ها شده بود.
بازیابی روغن های کارکرده را میتوان بخاطر عدم تغییر عمده در مواد تشکیل دهنده روغن پایه دانست.
فرآیند تصفیه دوم برای تمام روشهای موجود یکسان است. این مراحل عبارتند از:
- جداسازی ناخالصی های جامد و آب موجود در روغن به وسیله فرآیندهای ته نشینی و آب گیری انجام می شود.
- جداسازی اجزا فرار و باقی مانده سوخت (مانند بنزین و گازوییل )، حلال ها و اجزای روانکار با نقطه جوش کم، از روغن معمولا به کمک فرآیند تقطیر اتمسفریک انجام می شود. از هیدروکربن های سبک جدا شده می توان در تولید انرژی استفاده کرد.
- جداسازی مواد افزودنی و محصولات جانبی حاصل از کهنگی (مانند لجن ها ،غیره …) به کمک فرآیند تصفیه با اسید، استخراج با حلال (پروپان) تقطیر در خلاء و تا حدی هیدروژنه کردن انجام می شود. حذف این مواد باعث افزایش دانسیته، شاخص گرانروی، طول عمر و بهبود رنگ روغن های کارکرده می شود.
- جداسازی هر نوع ماده باقی مانده (مواد افزودنی، محصولات جانبی حاصل از کهنه شدگی و محصولات واکنش تصفیه) که توسط روش های انجام شده در مراحل قبل جدا نشده اند، توسط فرآیند پرداخت انجام می شود. فرآیند پرداخت معمولا توسط هیدرو پرداخت، جاذب هایی مانند خاک های رنگ بر و یا به کمک استخراج توسط حلال گزینه شی (مانند فورفورال) انجام می شود. هیدروپرداخت یک فرآیند با شرایط عملکرد متوسط، برای جدا کردن باقی مانده جزیی از مواد مضر (ترکیبات نیتروژن دار، اکسیژن دار، گوگرد دار و فلزات) از روغن است. این مرحله آخرین مرحله جدا سازی در تصفیه مجدد روغن های کارکرده است.
جهت بازیافت روغن کارکرده (سوخته) روش های مختلفی از جمله روش های تقطیر، استخراج با حلال، اسید و خاک، خاک و … در دنیا وجود دارد که روش های ذیل عمده ترین روش های بازیافت روغن سوخته (کارکرده) می باشند.الف) تصفیه با اسید موسوم به روش اسیدی
ب)تصفیه با خاک رنگبر (روش خاک)
ج)روش تقطیر کامل
د) استخراج با حلال
روش اسیدی:
این روش یک متد 3 مرحله ای به شرح ذیل می باشد.
الف – تقطیراولیه؛ حرارت تاحدود (20±)360 درجه سانتیگراد
ب – اسید واش؛ سردنمودن روغن ومیکس آن باحدود 8٪ وزنی اسید سولفوریک وجداسازی لجن اسیدی پس از دو روز ماند
ج – تقطیر ثانویه و حرارت تا حدود320درجه سانتیگراد و میکس باخاک رنگبرحدود12٪ و پس از آن کاهش دمای روغن و ارسال به فیلتر پرس. این روش سه دسته تاسیسات لازم داشته ومصرف انرژی آن نیز بالا بوده و لجن اسیدی بزرگترین معظل آن بوده که هم اکنون به علت مخالفت شدید محیط زیست و مصرف انرژی بالا و 3 مرحله بودن و سرمایه گذاری اولیه درحال منسوخ شدن می باشد. در این روش فرایند تصفیه روغن سوخته حدود 4 روز زمان لازم دارد.
خاک بنتونیت خاصیت قطبی دارد و مواد اکسید شده در روغن هم قطبی هستند و وارد خاک می شوند و از روغن جدا می شوند و افزایش رنگ در روغن به خاطر این مواد اکسید شده در روغن می باشد.
در روش اسید با حذف پلیمر باعث افزایش پایداری برشی و با حذف فلز سبب کاهش خاکستر و همچنین با حذف ترکیبات آروماتیک شاخص گرانروی بالاتر و پایداری اکسیداسیون بیشتر می شود.
روش خاک:
این روش یک روش تک مرحله و فقط شامل قسمت ج روش اسیدی می باشد. در این روش روغن کارکرده به همراه یک ماده افزودنی و خاک رنگبرارزان قیمت همزمان وارد دیگ پخت می گردد. و فقط پس از یکبار حرارت دادن ، طی یک مرحله تولید به پایان رسیده ، سبکها جدا می گردند و ما بقی که شامل روغن و خاک رنگبر می باشد به فیلتر پرس فرستاده می شود، بعد از جداسازی خاک ، روغن پایه به دست می آید
در این تکنولوژی به سرمایه گذاری اولیه کمتری نسبت به روش اسید و تقطیر نیاز است. این تکنولوژی درحال جایگزینی روش اسیدی میباشد
تک مرحله ای بودن ومصرف انرژی ونیروی کار کم وسرمایه گذاری اولیه کمتر نسبت به روش اسیدی ازمزایای مهم آن است، که لجن اسیدی نیزنداردواز نظرکمی و کیفی قابل رقابت با روش اسیدی می باشد.دراین روش مصرف خاک رنگبر ارزان حدود (2±)23٪ می باشد
کل فرایند تصفیه در این روش کمتر از یک روز است.
تصفیه روغن کارکرده به روش تقطیری:
در کشور ایران آخرین روش شناخته شده در خصوص تصفیه روغن روش تین فیلم می باشد که بدلیل مقرون بصرفه بودن و پاک بودن نوع تصفیه مورد توجه قرار گرفته و اکثر تولیدکنندگان روش قدیمی در حال تغییر و روی آوردن به این تکنولوژی هستند. زیرا با این روش هیچگونه ضایعات باقی نمی ماند و همچنین از نظر زیست محیطی حد مطلوب رعایت می گردد.
پروسه تین فیلم به شرح ذیل می باشد:
در این روش روغن سوخته وارد ستون تقطیر گردیده و با ورش بویلرینگ و سیرکولاسیون حرارت می بیند، در این مقطع در دمای مختلف به روش های وکیوم بخارات متصاعد شده جمع آوری می گردد که با توجه به دما دسته بندی می گردد که شامل گازوئیل – روغن هیدرولیک پایه و روغن پنجاه پایه می باشد. در طول خط جهت جمع آوری گازها از مبدل ها و رسیورهای مختلف که با ظرفیت تولید هماهنگ می باشند استفاده گردیده که باعث انجام پروسه با کیفیت بالا صورت پذیرد. لازم به ذکر است که پس از تولید این روغن می بایستی سیستم تکمیلی جهت فراوری روغن تا رسیدن به روغن قابل مصرف صورت پذیرد.
مزایا روش تقطیر:
1) حذف کامل پلیمر
2)شکست مولکولی کم می شود وبازده روغن بالا می رود
3) چون فلزات تبخیر نمی شوند خاکستر کم می شود
4) باقی مانده را می توان به عنوان وکیوم باتوم در تولید قیر استفاده کرد
5)روش بسیار سریعی است
6) امکان گرفتن برش روغن داریم
تصفیه روغن سوخته به روش استخراج با پروپان
تکنولوژی IFP از مهمترین و اصلی ترین فرآیندهای استخراجی تصفیه است. روش IFP در ابتدا همواره با روش تصفیه با اسید و امروزه همواره با هیدروپرداخت انجام میشود. استفاده از پروپان همواره با تصفیه اسیدی در روش IFP شامل مراحل زیر میباشد:
1- گرم کردن روغن تا حدود 160 درجه سانتی گراد در فشار متعارفی برای خارج کردن آب، بنزین و مواد تشکیل دهنده با نقطه جوش پایین
2- استخراج با پروپان (PDA4) به منظور جدا سازی مواد آسفالتی و فلزات، این عمل در حرارت 30 الی 70 درجه و فشار 15 اتمسفر انجام می شود.
3- ترکیب با اسید سولفوریک غلیظ، در این روش اسید سولفوریک به مقدار کم مصرف می شود (در حدود 2درصد) و جداسازی ناخالصی ها
4- بی رنگ کردن به کمک خاک رنگبر در حرارت مناسب و فیلتراسیون آن به کمک فیلتر پرس و جداسازی گل آغشته به روغن
5- تبخیر در خلاء برای جدا سازی گازوییل، روغن دوک و انواع روغن های پایه
برتری این روش،کاهش مقدار اسید مصرف شده میباشد.
استفاده از پروپان و هیدروژن، این روش شامل مراحل زیر میباشد:
- گرم کردن روغن تا حدود 160 درجه ساتی گراد در فشار متعارفی برای جداسازی آب، بنزین و مواد با نقطه جوش پایین
- تصفیه مقدماتی با یک درصد آهک
- استخراج با پروپان برای جداسازی مواد قیر و فلزات
- هیدروژناسیون
- مجاورت با خاک رنگبر (3در صد خاک ) در حرارت مناسب و تصفیه آن (جداکردن خاک) به کمک فیلتر پرس
- تقطیر جز به جز در خلا به منظور جدا سازی برش های مختلف روغنی
مزایای بازیافت روغن موتور استفاده شده به جای سوختن به عنوان سوخت:
1) کاهش آلودگی محیط زیست:
1-1 هوا: کاهش تولید CO2 ناشی از بازیافت روغن مصرف شده
1-2- آب: بدون آلودگی آب (1 لیتر برای آلوده کردن 1،000،000 لیتر آب کافی است).
1-3- خاک: زیست تخریب پذیر نیست، فضاهای منافذ ممکن است مسدود شوند، که می تواند هوادهی خاک و نفوذ آب را کاهش دهد و تراکم ظاهری را افزایش دهد و متعاقباً بر رشد گیاه تأثیر بگذارد.
2) اقتصادی:
2-1 برای تولید 3 لیتر روغن پایه به جای 159 لیتر نفت خام با سرمایه گذاری هنگفت تنها به 4 لیتر روغن کارکرده نیاز داریم.
2-2- زمان بازیافت کوتاه تر به جای پالایش نفت خام
3-2- صرفه جویی در انرژی و نیروی انسانی
4-2- مواد اولیه ارزان تر از فروش محصولات
5-2- تولید روغن پایه با کیفیت بالا
6-2- استفاده مجدد در موتور پس از ترکیب با مواد افزودنی
7-2-استفاده از بقایای به عنوان قیر برای آسفالت
مزیت تقطیر خلاء لایه نازک:
الف) بدون استفاده از اسید و خاک
ب) مناسب برای مایعات با ویسکوزیته بالا
ج) راندمان تولید بالا (بدون خوردگی، زنگ زدگی و تشکیل کک)
د) قابلیت خود تمیز شوندگی
ه) حفظ خواص و کیفیت روغن
و) افت فشار کم و ضرایب انتقال حرارت بالا
ز) راندمان بیش از 90٪
ط) تبخیر در دماهای پایین بدون تخریب