مقدمه

در سالهاي اخير استفاده از روغن موتور دوباره تصفيه و پالايش شده امتياز و اهميت ويژهاي از نقطه نظر حفظ و نگهداري محصول و صرفه جويي در هزينهها پيدا كرده است. آناليز روغن موتور مصرف شده نشان ميدهد كه در اين روغنها معمولاً  15 الي 20 درصد آلودگي و ناخالصي وجود دارد، كه ميتوان روغن موتور مصرف شده را بعنوان يك ماده خام كه جز روغني و روانکاری آن نسبت به قدرت چسبندگي آن خيلي بيشتر است، در نظر گرفت (معمولاً‌روغنهاي كاركرده فاقد چسبندگي هستند). در صورت جداسازي اجزا آلوده كننده موجود در روغن، طي مراحل مختلف تصفيه و پالايش، ميتوان به روغن استانداردي دست يافت كه همان خصوصيات روغن تازه تهيه شده را دارا باشد.

 

خصوصيات روغن موتور كاركرده

روش كلي بازيافت روغن كاركرده و توصيف خلاصهاي از روشهاي مختلف در ادامه طرح آمده است: 

تركيب متوسط روغن كاركرده در زمان زهكشي روغن (ريزش روغن كاركرده از خودرو) يك نمونه حقيقي از تركيب روغنهاي جمع آوري شده براي احيا و بازيافت مجدد نميباشد، زيرا مخلوط روغنها از منابع مختلف (جعبه دنده، محور اصلي و واحدهاي ديگر) با روغن كارتل خودرو بهمراه آلودگي و ناخالصيهاي ديگر مخلوط ميشود. بنابراين، تركيب روغن مصرف شدهاي كه جمع آوري ميشوند بطور قابل ملاحظهاي متنوع ميباشد، بطوريكه مشكلاتي را براي احيا و بازيافت مجدد آنها بوجود ميآورد. بنابراين تكنيك و روش جمع آوري را بايد يك عامل مهم و و اساسي در تصفيه و پالايش و بازيافت مجدد روغن كاركرده در نظر گرفت. اگرچه تا حدودي پيچيدگي در خواص اصلي روغنهاي كاركرده كه جمع آوري شدهاند، وجود دارد لذا در صورتيكه بتوان روغنهاي همنوع را با روغنهاي نوع ديگر مخلوط و جمع آوري نكرد، عمليات بازايافت و بازسازي مجدد خيلي آسانتر و محصول نهايي داراي كيفيت بهتري خواهد بود.

دانش دقيق و بيشتر از محصولات نامطلوب در روغنهاي مصرف شده و واكنش آنها با معرفهاي مختلف بمنظور تعيين بهترين روش احيا مجدد هرگونه روغن مخصوص، بسيار لازم و ضروري است. مواد آلوده كننده و ناخالص موجود در روغن خودرو كاركرده را ميتوان به سه دسته اصلي تقسيم بندي كرد.


مواد آلوده كننده در روغن كار كرده

1- محصولات فرار

2- تركيبات محلول در روغن

3- تركيبات نامحلول در روغن

1- محصولات فرار

معمولي ترين آنها آب و مواد سوخت ميباشد. حضور مواد سوخت مساله را مشكل ميكند. بعضي از اجزا سوخت داراي نقطه جوشهاي مشابه به اجزا سبك روغنهاي كاركرده خودرو دارد و در نتيجه جداسازي كامل اجزا سوخت نياز به روشهاي اختصاصي و ويژه دارد. برداشت و جداسازي آب، ظاهراً با يك نگاه سطحي خيلي آسانتر از مواد سوخت بنظر ميرسد. اما عملاً‌ لازم است بين آب آزاد كه نسبتا جداسازي آن آسان است و آب محلول كه كم و بيش پايدار است، فرق گذاشت و در نهايت،‌ امولسيونهاي آب و روغن يا روغن و آب، به عمليات بيشتري نسبت به عمليات ساده نظير حرارت دادن، ته نشيني و جداسازي نياز دارد.  

2- تركيبات محلول در روغن

اين تركيبات ممكن است شامل اصلاح كنندههاي گرانروي (ويسكوزيته) روغن و تركيبات فلزي- آلي كه بعنوان مواد افزودني در پاك كنندهها مصرف ميشوند، باشند. كارآيي روش احيا مجدد روغن كاركرده بستگي زيادي به روشي دارد كه اين تركيبات محلول، جداسازي يا تغيير شكل ميدهند، چرا كه بسياري از آنها فعالانه خورنده نيستند ولي بصورت كاتاليزور عمل نموده و اكسايش روغن تصفيه شده مجدد را توسعه و افزايش ميدهند.


3- تركيبات نامحلول در روغن

جداسازي اجسام نامحلول در روغن در نظر اول نسبتاً سادهتر به نظر ميرسد، ولي در عمل بسيار مشكل تر خواهد بود زيرا اندازه ذرات عمدتاً كربن موجود در سوخت بسيار كوچك (زير يك ميكرون) ميباشند. اين مساله مشكل زيادي بوجود ميآورد زيرا حضور پخش كننده موجود در پاك كنندهها، ذرات را بصورت معلق نگه ميدارند. آلودگيها و ناخالصي معدني شامل گرد و غبار هوا، ذرات فلزي، اكسيدهاي فلزي،‌اكسيدهاي سرب حاصل از احتراق سوخت سرب دار ميباشد.


بررسي جايگاه صنعتي

بخاطر توانايي كاربرد اين ماده در كارهاي ساختماني متعدد، درخواست مصرف اين محصول بطور مداوم و روز بروز افزايش مييابد.بعلاوه و بخاطر متغير بودن عرضه اين محصول، تقاضاي خوبي براي خريد آن وجود دارد، لذا ايجاد واحد توليد كننده اين ماده در ظرفيت محدود مطلوب بنظر ميرسد. از انواع تركيبات مختلف ضد آب موجود در بازار (استئارات كلسيم، رزينات كلسيم و استئارات آمونيوم) استئارات كلسيم بهتريم ماده ضد آب محسوب ميشود. 


بررسي روشهايي كه عموماً بكار ميروند

فرايندي از عمليات موفقيت آميز كه جهت تهيه محصولي با كيفيت مطلوب بكار ميرود، يك نمونه از روش احيا مجدد روغن كاركرده را نشان ميدهد. عموماً  اين فرايند شامل مراحل زير است:

1- جداسازي مواد جامد از مايعات بوسيله عمليات ته نشيني

2- جداسازي ناخالصيهاي معلق

3- جداسازي مواد سوخت

4- اصلاح سازي توسط اسيد

5- خنثي سازي، تركيب با خاك رس و فيلتر كردن


1- جداسازي مواد جامد از مايعات بوسيله عمليات ته نشيني

 ته نشين سازي روغن و خارج نمودن مايع شفاف باعث ميشود ذرات جامد يا مواد ديگري كه هنگام جمع آوري روغن از وسيله نقليه به آن وارد شده است، ناخالصيهاي درشت و آب آزاد، جدا گردند.

اولين مرحله عمليات ته نشيني بوسيله نيروي ثقل، در ظرف ته نشيني پس از عبور از ميان يك صافي (توري صاف كننده) انجام ميگيرد. افزايش درجه حرارت بين 50 تا 60 درجه سانتيگراد سرعت ته نشيني را افزايش ميدهد.


2- جداسازي ناخالصيهاي معلق

جداسازي ناخالصيهاي معلق زماني كه موتور با روغن معدني روغن كاري شده باشد، نسبتاً آسانتر است. امروزه، اين عمليات شامل برداشتن و از بين بردن مواد افزودني، مطمئناً‌ مشكلترين بخش روش احيا مجدد روغن خودرو ميباشد. در حقيقت،‌ كربن و ساير ذرات معلق در روغنهاي پاك كننده تقريباً به آساني ته نشين نميشوند، لذا ميبايست ذرات كلوئيدي معلق توسط يك الكتروليت نظير سيليكات سديم يا آهك از هم باز و گسسته گردند.


3- برداشت و جداسازي مواد سوخت (برداشت سوخت توسط بخار گرم)

مرحله برداشت سوخت توسط بخار گرم (Strirpping) شامل خارج كردن همه مواد سوختي حتي به مقدار كم ميباشد در حالي كه آب، به شكل امولسيون، خارج و حذف ميگردد. ممكن است مرحله جداسازي سوخت توسط بخار گرم توسط دو روش زير انجام گيرد.

الف- روش مرحله به مرحله (Bach Process) توسط يك واحد ويژه كه شامل ظرفهايي در انواع مختلف ميباشد و بوسيله پوششهاي بخار، گرم ميشوند، كه تحت تاثير خلا با تزريق آب، برداشت و جداسازي آب و هيدروكربورهاي سبك را آسانتر مينمايد. در حين اين عمليات درما در حدود 270 درجه سانتيگراد است.

ب- توسط عمليات پيوسته (Continuous Operation) در برج تقطير خلا انجام ميگيرد. در اين حالت ابتدا روغن را از ميان يك دستگاه گرم كننده عيور ميدهند بطوري كه دماي آن تا حدود 250 درجه سانتيگراد افزايش يابد. 

در هر دو روش مبدلهاي حرارتي، گرما را تا حد امكان بازيافت ميكنند. محصولات سبكتر بازيافت شده را تغليظ و متراكم نموده و پس از تصفيه ساده ميتوان بعنوان حلالهاي پاك كننده صنعتي استفاده نمود.


4- اصلاح سازي توسط اسيد

تركيب و اصلاح بهبود كيفيت توسط اسيد سبب لخته شدن (انعقاد) كربن معلق و سولفونه كردن محصولات اكسيد شده ميگردد، ولي خود روغن تحت تاثير اسيد قرار نميگيرد و تغييري در ماهيت آن بوجود نميآيد. اين اصلاح سازي در درجه حرارت تقريباً 30 درجه سانتيگراد صورت ميگيرد. روغن و 4 درصد (حجمي) از اسيد سولفوريك 90 الي 92 درصد، زودتر و يا مستقيماً در مخزن ته نشيني با هم مخلوط ميشوند. لجن و لاي اسيدي را ته نشين ميكنن و روغن تصفيه شده را تحت عمليات اصلاح و بهبود كيفيت بيشتر قرار ميدهند. 

اصلاح سازي توسط اسيد، غلظت فلزات را كاهش ميدهد،‌ كه ممكن است از مواد افزودني پاك كننده يا فرسايش موتور خودرو وارد روغن شده باشند كه مقدار آنها بسيار ناچيز خواهد شد.


5- خنثي سازي، تركيب با خاك رس و فيلتر كردن

پس از عمليات اصلاح سازي توسط اسيد، روغن حاوي اجسام اسيدي، بخصوص اسيد سولفونيك و آثار كمي اسيد سولفوريك ميباشد. عمليات خنثي سازي بوسيله 1 درصد آهك يا سود كاستيك انجام ميگيرد كه اين اسيدها را به نمكهاي سديم و كلسيم مربوطه شان تبديل ميكند. اين اصلاح سازي در مخزني كه داراي همزن ميباشد دقايقي قبل از افزايش خاك رس فعال (Activated Clay)، انجام ميگيرد.

پس از خنثي سازي، روغن را با 1 الي 10 درصد خاك رس فعال در دماي 80 الي 100 درجه سانتيگراد مخلوط ميكنند. زمان تماس حدود 15 الي 20 دقيقه ميباشد. بعد از آن، مخلوط روغن و خاك رس را از درون فيلتر پرس كه حاوي يك يا چند فيلتر مياني ميباشد، عبور ميدهند. جهت تعيين و اندازه گيري خصوصيات شيميايي و فيزيكي روغن مصرف شده در مراحل مختلف عمليات باز سازي نياز به يك شيميست و آزمايشگاه كوچك جهت كنترل كيفيت ميباشد.


شرح مختصري درباره دو روش احيا مجدد روغن كاركرده

روش اختصاصی که برای احیا مجدد روغن مصرف شده خودرو انتخاب میشود، عمدتاً بستگی به میزان و مقدار تن (کمی) روغنی دارد که میبایست احیا و اصلاح گردد. این روشها را میتوان به دو دسته طبقه بندی نمود.

  1. روش مرحله به مرحله (Bach Process)
  2. روش پيوسته (Continuous Operation)


  1. روش مرحله به مرحله (Bach Process)

شکل زیر، نمودار فرایند تاسیسات یک واحد تولیدی را که قادر است در یک ماه 50 تن روغن موتور کارکرده را مجدداً احیا نماید نشان میدهد. در این فرایند ابتدا روغن کارکرده را توسط اسید ترکیب و اصلاح مینمایند و پس از عملیات ته نشینی برای مدت حدود 12 ساعت، که تصفیه و پالایش اولیه نامیده میشود، روغن تصفیه شده را خارج نموده و متعاقب آن، فیلتر و صاف میکنند و مواد سوخت را توسط بخار گرم جدا و خارج میکنند. سپس روغن و خاک رس را با یکدیگر مخلوط کرده و در همان واحد آنها را فیلتر مینمایند. در انتها روغن اصلاح و تصفیه شده حاصل را به مخزن امتزاج کننده انتقال میدهند که در این مرحله میتوان مواد افزودنی مورد نیاز را به آن اضافه نمود.