Утилизация отработанных моторных масел

Введение. Решение экологических проблем, бережное отношение к природным ресурсам и охрана окружающей среды в век бурного развития машин и технологий являются первоочередными задачами всего человечества. Угрожающей компонентой насущной и все усугубляющейся проблемы является загрязнение почв и водоемов отработанными маслами, приводящее к безвозвратным потерям флоры и фауны на земле и в воде.

В сельскохозяйственной отрасли, являющейся одной из основных потребителей смазочных материалов, используется более 2 млн тонн масел в год, а объем сбора отработанных нефтепродуктов не превышает 5 процентов, что закономерно ставит вопрос об «исчезновении» более 20% отходов деятельности сельскохозяйственных машин. Известно, что ММО обеспечивают большую защитную эффективность, чем товарные или регенерированные масла [1]. В данной работе предлагается утилизировать отработанные моторные масла (ММО) путем получения из них кон-сервационных материалов для защиты техники от коррозии.

Материалы и методы исследования. Электрохимические поляризационные кривые составов на основе ММО и ПООМ снимали в 0,5 М растворе NaCl при 20 ⁰С с использованием потенциостата П-5827М с рабочим электродом из стали Ст3, армированным в эпоксидную смолу ЭД-16 с отвердителем. Ускоренные коррозионные исследования в 0,5 М растворе NaClпроводили по ГОСТ 9.042-75, в термовлагокамере Г-4 - по ГОСТ 9.054-75, натурно-стендовые - по ГОСТ 17332-71.

Обсуждение результатов исследования. Стационарные потенциостатические поляризационные измерения позволили определить носителей защитной эффективности ММО (рисунок 1). Это асфальто-смолистые соединения, которые могут быть выделены по методике количественного определения группового состава нефтяных остатков по Маркуссону [2], а среди них прежде всего нейтральные смолы.

Отработанные моторные масла и выделенные из них асфальто-смолистые соединения выступают в роли ингибиторов коррозии анодного действия. Результаты электрохимических исследований подтвердили ускоренные коррозионные испытания в 0,5 М растворе №01. Асфальто-смолистые соединения в целом обеспечивают защитную эффективность 97%, нейтральные смолы - 96%. Защитные свойства отработанного моторного масла зависят от времени и условий его наработки и, как правило, недостаточно высоки.

Повысить их можно, ингибируя ММО с помощью различных масляных ингибиторов коррозии, например Мобиин-3 (рисунок 1, кривая 6). При концентрации Моби-ин-3 10 - 15 масс.% защитные свойства получаемого консервационного состава уже не будут зависеть от защитных свойств используемого в качестве растворителя-основы ММО.

Использование для противокоррозионной защиты асфальто-смолистых веществ в чистом виде экономически невыгодно, так как их выделение - это сложный многостадийный химический процесс, проходящий с использованием дорогостоящего оборудования и химических реагентов. Но в достаточно концентрированном виде асфальто-смолистые вещества находятся в осадке после очистки ММО карбамидом [3].

Поляризационные кривые для продуктов очистки отработанных масел (ПООМ) мало отличаются от кривых, полученных для асфальто-смолистых веществ (рисунок 1, кривая 7). Результаты ускоренных коррозионных испытаний в 0,5 М растворе 1ЧаС1, термовлагокамере Г-4, а также натурно-стендовых испытаний подтвердили, что защитная эффективность ПООМ существенно выше, чем у отработанного масла, из которого они получены (таблица 1). В связи с этим было предложено использовать ПООМ в качестве ингибирующей добавки к отработанным маслам.

С повышением концентрации ПООМ в ММО защитная эффективность покрытия систематически возрастает. Наилучшей защитной эффективностью (2) обладают составы, содержащие 70-100 масс.% ПООМ в ММО. Консервационные составы на основе ПООМ и отработанных моторных масел являются высоковязкими продуктами.

На практике при нанесении материала пневмораспылением, особенно при пониженных температурах окружающего воздуха, удобнее работать с менее вязкими составами. Так, при добавлении в состав, содержащий 70 масс.% ПООМ, 10 масс.% дизельного топлива (ДТ) вязкость снижается в 4-5 раз, удельный расход материала уменьшатся в 1,5 раза, а защитная эффективность при хранении в течение 12 месяцев в условиях открытой атмосферы падает всего на 3% (таблица 1) . Оптимальным следует считать содержание дизельного топлива в композиции 10 масс.%.

Обводнение композиций на основе отработанных масел и ПООМ или нанесение необводненных составов по влажной поверхности (моделирование ситуации неблагоприятных погодных условий при постановке техники на хранение) незначительно сказываются на защитной способности пленок, снижая величину Z не более чем на 5-8% (рисунок 2).

Композиции на основе ММО и ИООМ замедляют коррозию и на окисленной стальной поверхности. Хотя их пленки не являются препятствием для подвода кислорода и влаги к поверхности металла [3], дальнейшее «разрастание ржавчины» тормозится. Видимо, это связано с тем, что исследуемые композиции, взаимодействуя с продуктами коррозии, уплотняют их, так как обладают высокой проникающей способностью.

Отработанные моторные масла, ингибированные ИООМ, хорошо защищают стальную поверхность в присутствии сернистого газа [4]. Такая атмосфера бывает на сельскохозяйственных предприятиях при окуривании сырых подвалов, погребов, при перевозке и хранении фруктов и ягод и др. Электрохимические исследования показали, что оксид серы (IV) является стимулятором катодного процесса коррозионного разрушения стали. Нанесение защитной пленки, содержащей ПООМ, при С₅₀ = 1боб.% замедляет анодный процесс и повышает скорость катодной реакции. При равновесном содержании 80₂ в газовой фазе до 1 об.%, что многократно превышает предельно допустимую концентрацию в рабочей зоне, композиции ММО, содержащие примерно 40 масс. % ПООМ позволяют снизить скорость коррозии углеродистой стали СтЗ в ЗЗ раза, 100% состав ПООМ - в 50 раз (таблица 2). И только с последующим ростом С_{50г[ ==ц} до 5 об.% их защитное действие заметно снижается, но все же остается на уровне 70-80%.

Скорость коррозии в отсутствии защитной пленки

Следует отметить, что использование отработанных масел для получения многотоннажных объемов антикоррозионных материалов, высокоэффективных при атмосферной коррозии, в том числе в жестких и особо жестких условиях, исключает сверхнормативное загрязнение окружающей среды.

Таким образом, утилизировать отработанные моторные масла и продукты их очистки можно путем получения из них эффективных материалов для защиты техники от коррозии. Наилучшей защитной эффективностью обладают составы на основе отработанного моторного масла, содержащие 70-100% ПООМ.

Без существенного ухудшения защитных свойств улучшить технологические параметры предлагаемых консервационных материалов можно, добавляя в них до 10 масс.% дизельного топлива. Использование таких консервационных составов гарантированно позволит получить сельхозтоваропроизводителям необходимое количество эффективных и доступных консервационных материалов, а также сделать шаг к внедрению безотходной технологии очистки отработанного моторного масла и уменьшить загрязнение окружающей среды