Рециклиране на отработени масла

Mаслата, минерални или синтетични, са съществена част в широк спектър от процеси и намират приложение като течности за металообработка, охлаждащи течности за двигатели, трансмисионни и трансформаторни масла и др. Опасното естество на отработените масла налага необходимостта от тяхното правилно рециклиране, третиране или обезвреждане. Замърсителите в отработените масла оказват негативен ефект върху човешкото здраве и околната среда.

Наличието на разградени добавки, замърсители и странични продукти в отработените масла ги правят по-токсични, отколкото базовите масла. Концентрации, по-ниски от 1 ppm могат да замърсят питейни води. За бозайници и птици вредните въздействия включват токсично отравяне, унищожаване на хранителни запаси и хабитати, увредена репродуктивна способност.

В допълнение, изпаренията от отработени масла са токсични за някои видове и могат да увредят централната им нервна система, белите дробове, черния дроб. В сравнение със свежите масла, отработените съдържат повече метали и тежки полициклични ароматни въглеводороди (ПАВ), които допринасят за класифицирането на употребените масла като опасни. Отработените масла имат канцерогенни, мутагенни и тератогенни свойства.

Докладвани са и случаи на имунологични, репродуктивни, фетотоксични и генотоксични ефекти. Отработените масла са отпадък, представляващ значителен риск, тъй като големи количества постъпват във водните екосистеми посредством водния отток. Масла, разлети върху почва, мигрират надълбоко в почвата под силата на гравитацията, могат да достигнат подземни води и да се разпространят странично благодарение на капилярни сили и хетерогеността на почвата.

Управлението на отработени масла е изключително важно, тъй като те се генерират в значителни количества в световен мащаб в резултат на транспортни и производствени дейности. Рециклирането на отработени масла не само предотвратява отрицателните въздействия върху човешкото здраве и околната среда от неправилното им обезвреждане, но и спомага за запазването на един изчерпаем ресурс.

В същото време, от процеса на рециклиране се получават високопродаваеми крайни продукти, което води до значителни икономически ползи. Това са само някои от предпоставките, които трябва да убедят правителствата, промишления сектор и обществеността за наложителността от внедряване или подобряване на технологиите за рециклиране на отработени масла и прилагането на екологосъобразни методи за обезвреждането им, когато рециклиране не е възможно.

Маслата често биват изхвърляни вследствие на замърсяването им или влошаване на качеството им. Установено е, че 85 до 90% от дехидратираните отработени масла могат да се превърнат в полезни продукти, включително смазочно масло и гориво.

С времето технологиите за рециклиране се усъвършенстват, особено от гледна точка на получаване на по-големи добиви и ограничаване на въздействията върху околната среда. Съвременните технологии за рециклиране на отработени масла се базират на вакуум дестилация, екстракция и хидрогениране.

Вакуум дестилация
Отпадъчните масла, предвидени за вакуум дестилация, се подлагат на предварително третиране с цел утаяване на замърсителите в тях, които могат да доведат до корозия и повреди на оборудването. След това отработените масла се дестилират, за да се отделят водата и леките въглеводороди. Получената вода се подава към пречиствателна станция, а леките въглеводороди се оползотворяват на място като гориво или се продават като продукт.

Обезводнените масла претърпяват вакуум дестилация в конвенционална дестилационна колона или в тънкослоен изпарител за сепарация на дизелово гориво. Материали като остатъци, метали, продукти от разграждането на добавки и др. се смесват с тежка асфалтова фракция. Дестилатът се хидротретира при високи температура и налягане в присъствието на катализатор, за да се отстранят азот, сяра, хлор и окислени органични компоненти.

Отработеният катализатор от процеса на хидротретиране трябва да се предава за обезвреждане. Под висок вакуум хидротретираните масла се разделят на желаните фракции за оползотворяване като компоненти на моторни, промишлени и хидравлични масла. Остатъкът от вакуум дестилацията се използва за производството на битум за пътни настилки и покриви.

Хидрогениране
Първата стъпка от процеса на хидрогениране включва смесване на нагрят водород и предварително филтрувани отработени масла в специално проектирана смесителна камера под налягане. Загрятата смес преминава в паросепаратор, като получаващата се на дъното фракция постъпва в изпарител.

Парата от паросепаратора и горната фракция от изпарителя се обработват с катализатор за отстраняване на разтворимите метали, след което те преминават в реактор за хидроочистка, където протичат процеси на десулфуризация, дехлориране, окислителна конверсия, денитрификация, ароматна сатурация и хидрокрекинг. Получените каталитично третирани въглеводороди имат подобрени химични свойства, цвят и мирис.

Процесните условия като налягане, обемна скорост и скорост на циркулация на водорода са различни за всяка инсталация и зависят от качеството на суровината (отработените масла). В резултат на този процес се получава въглеводород с широк интервал на температура на кипене. Той се разделя на фракции с различни вискозитети, които се използват за производство на смазочни масла. При процеса може да се постигнат повече от 85% възстановяване на смазочни масла.

Страничните продукти от процеса включват:
• газ – некондензиращи въглеводородни съединения, разтворени в суровината и разтворен водород от течните продукти;
• мазут – течен въглеводород, хидротретиран и стабилизиран за съхранение;
• тежко котелно гориво;
• стабилен тежък остатък – нелетлив материал, подходящ за смесване с асфалт;
• отпадъчна водна фракция, съдържаща отстранените S, N и Cl под формата на неорганични соли; третира се в пречиствателна станция.

Ултрафилтрация
Ултрафилтрацията е много по-чиста и енергийно ефективна технология за рециклиране на отработени масла. Процесът се базира на ултрафилтрация на маслата през ефективни мембрани. Технологията включва центрофугиране на отпадъчните масла при ниски температури за отстраняване на водата и на големи отлагания и предварителна дестилация за премахване на вода и разтворители.

Предварително третираните масла се обработват химично с цел подобряване на качеството им и преминават във фракционна колона, където се отделя газьол. Ключовият етап от процеса е ултрафилтрацията с помощта на тръбни филтри с малки размери при високи температури за сепарация на масла, полимери и фини частици. За подобряване на цвета на крайния продукт се прилага каталитично хидротретиране. При този етап се получават газообразни горива. Крайният етап, включващ вакуум дестилация, позволява получаване на различни базови масла.

Екстракция
Технологиите, основаващи се на екстракция, са иновация на вакуум дестилацията. При началния етап химичното третиране се замества с екстракция с пропан при стайна температура. Основните стъпки на процеса са екстракция с разтворители, сепарация на маслото, атмосферна дестилация, вакуум дестилация и филтруване. Отработените масла се третират предварително с основен разтвор, съдържащ амониев хидроксид и/или калиев хидроксид, за да се неутрализират нежеланите съединения.

След това маслото се смесва с пропанов разтворител с висока селективност към въглеводороди и ниска към метали и други замърсители. Сместа преминава в екстракционен съд, където се подлага на процес за сепарация на повечето от добавките, водата и твърдите частици в асфалтов остатък.

Сместа от пропан и масло се изпомпва през серия от топлообменници за разделяне на пропана в паросепаратор. Пропанът кондензира с помощта на охлаждаща вода и се връща в резервоара за разтворител. Сепарираното масло се пречиства с цел отстраняване на леки въглеводороди и остатъчни количества пропан. Следва вакуум дестилация за разделяне на фракции, филтруване или хидротретиране.

Критерии и съображения при избора на технология
Факторите, които следва да бъдат взети предвид при избора на технология, са наличност на отработени масла, потенциал за замърсяване, емисии и емисионни норми за площадката за реализация на инсталацията, степен на комерсиализация на технологията и др.

Логистичните разходи са важна част от цялостната икономика зад една инсталация за рециклиране на отработени масла. Освен високите транспортни разходи се изискват и значителни средства за експлоатацията на съоръжението и за инвентаризация на суровините и крайните продукти.

Това е основният фактор, който трябва да се отчете при реализацията на такава инсталация на определено място. Най-подходящи са големите индустриализирани градове, в които е по-вероятно да се генерират големи количества отработени масла.

Изборът на технология обикновено клони към най-малко замърсяващата и най-екологосъобразната. Между вакуум дестилацията и екстракцията изборът е в полза на вакуум дестилацията, тъй като не замърсява толкова околната среда и при процеса не се използват опасни химикали, докато при екстракционните технологии като разтворител широко се използва пропан, който е запалим.

Както всяка промишлена дейност, рециклирането на отработени масла също води до отделянето на отпадъчни газове, води и твърди отпадъци. В много индустриализирани градове нивата на емисии и генериране на отпадъци вече са по-високи от определените от органите, контролиращи замърсяването. При такива обстоятелства следва да се избере екологосъобразна технология и инсталацията да се оборудва с необходимите пречиствателни съоръжения.

Степента на комерсиализация на технологията също е от значение, тъй като колкото по-прилагана е дадена технология за рециклиране на отработени масла, толкова повече данни и опит съществуват за всички аспекти на технологията. Други фактори при избора на технология могат да бъдат опазване на ресурси, енергийна ефективност, висок добив на продукти, минимално генериране на отпадъци и по-висок капацитет.

Ситуация в България
Според последните публикувани данни на ИАОС през 2013 г. разрешения са имали пет организации по оползотворяване на отработени масла. Съгласно събраната и обобщена информация през 2013 г. са оползотворени 13 569 t отработени масла, от които 12 310 t чрез регенериране, 634 t по други методи и 625 t са изнесени с цел оползотворяване.

Данните на ИАОС показват, че в резултат на регенерирането са получени продукти в количество 5018 t, от които 1905 t базови масла и 3067 t други продукти – греси, тежко гориво, консервационни смазки са реализирани на пазара, а 46 t са складова наличност. През 2013 г. са обезвредени 225 t отработени масла с код на операция по обезвреждане D9 (физико-химично третиране) съгласно Приложение №1 от допълнителните разпоредби на ЗУО.