پاسخ پالایش کنندگان مجدد روغن آری است

هر ساله ده‌ها میلیون تن بشکه روغن، موجب تسهیل عملکرد موتور خودروهای مردم در سراسر جهان می‌شوند؛ تنها رانندگان آمریکایی سالانه 1.3 میلیارد گالن روغن موتور کارکرده و آلوده تولید می‌کنند. بر اساس گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA)، بخش ‌بزرگی از این مقدار، یعنی حدود 200 میلیون گالن (757.082 لیتر) از آن به صورت غیرقانونی تخلیه و دفع می‌شود. بخشی از این روغن‌ها بازیافت و تصفیه می‌شوند، هرچند که درباره مزایای زیست‌محیطی این نوع از بازیافت‌ها تردیدهای جدی وجود دارد، اما بخش عمده آن به عنوان یک منبع سوختی‌ آلاینده در صنایع سوزانده می‌شود. اما گزینه دیگری نیز وجود دارد و آن عبارت است از در نظر گرفتن روغن موتور به عنوان یک منبع تجدیدپذیر. این امکان وجود دارد که روغن سوخته و کارکرده را مجددا پالایش و به عبارتی تصفیه کرده و به محصولی با کیفیتی همسان با روغن دسته اول دست یابیم. این فرآیند را می‌توان بارها و بارها تکرار کرد و روغن موتورهای حاصل از آن را با همان قیمت رایج بازار به فروش رساند.

تحلیل‌گران موسسه  Kline & Company، یک موسسه تحقیقاتی در نیوجرسی، دریافته‌اند که بر اساس مقرراتی که در سال 1975 تصویب و در سال 2008 مورد تجدیدنظر قرار گرفته است، در اروپا 50 درصد از روغن موتور مصرفی مورد پالایش مجدد قرار می‌گیرد. این در حالی است که مقدار این بازیافت در آمریکای شمالی تنها بین 10 تا 15 درصد است. اما این روند در حال تغییر است؛ چرا که شرکت‌های آمریکایی متوجه ظرفیت بازار روغن‌های سازگار با محیط زیست شده‌اند.

چه بر سر روغن موتور مصرفی سوخته می‌آید؟

آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده(EPA) ، طی کمپین "خودت آلوده‌اش میکنی، پس خودت آن را می‌نوشی"، سعی بر این داشت که توجه مردم را به خطرات ناشی از آلودگی حاصل از روغن‌های سوخته و کارکرده جلب کند. این آژانس تخمین می‌زند که تنها در یک بار تعویض روغن، روغن سوخته باقی مانده می‌تواند یک میلیون گالن آب سالم را آلوده سازد؛ این مقدار نیاز 50 نفر به آب در سال را می‌تواند تامین کند.

این آژانس همچنین برآورد می‌کند که اگر افرادی که روغن موتورشان را شخصا تعویض می‌کنند، روغن سوخته را جهت بازیافت به تعمیرگاه‌ها، تعویض روغنی‌ها، مراکز بازیافت و یا فروشگاه‌های یدکی خودرو بفرستند، روغن موتور تصفیه شده حاصل از آن می‌تواند نیاز سالانه برای 50 میلیون خودرو را تامین کند. انجمن بنزین آمریکا (API) وبسایتی را جهت یافتن مراکز بازیافت روغن موتور راه‌اندازی کرده است.

تعمیرگاه‌ها و مراکز تعویض روغن، هم اکنون نیز روغن تعویض شده خودروی مشتریان‌شان را جمع‌آوری می‌کنند، اما این امر به تنهایی به معنی تصفیه روغن نیست. مطالعه صورت گرفته توسط دپارتمان انرژی ایالات متحده (DOE) در سال 2005 نشان می‌دهد که 80 درصد از روغن جمع‌آوری شده به منظور بازیافت، به عنوان سوخت در کارخانجات، دیگ‌های بخار، کوره‌ها، نیروگاه‌ها و تولید آسفالت سوزانده شده است. این فرآیند اگرچه سبب ایجاد کاربری جدیدی برای روغن کارکرده شده است، اما بر اساس مقاله منتشرشده در ژورنال انجمن شیمی آمریکا، منجر به انتشار فلزهای سنگینی نظیر سرب و روی در فضا می‌شود. جان ویسلی، مدیر شرکت ویچیتا در کانزاس و تولیدکننده روغن‌های تصفیه شده و سازگار با محیط زیست، بر این باور است که این نوع بهره‌برداری از روغن‌های سوخته، آلودگی‌های بی‌موردی را به دنبال دارد، درحالی که می‌توان این روغن‌ها رو دوباره به صورت روغن موتورهای قابل استفاده بازیافت کرد. وی همچنین معتقد است "هیچ دلیلی وجود ندارد که 200 میلیون گالن روغن را بر روی زمین تخلیه کنیم؛ این امر ناشی از رفتارهای مصرف نادرست و تجارت نامناسب است".

 

منبع: ترجمه شده از سایت نشنال جئوگرافی

تکنولوژی های رایج تصفیه روغن سوخته

روش‌های مختلف تصفیه روغن سوخته

در گذر زمان فرآیندهای تصفیه روغن پیشرفت کرده‌اند؛ علی الخصوص از نقطه نظر عملکرد و اثرات زیست محیطی. رایج‌ترین سیستم‌های تصفیه عبارتند از:

 

روش تصفیه اسید-خاک

روش اسید-خاک یک روش قدیمی در تصفیه روغن می‌باشد که برای نخستین بار در ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفت. در این روش مقدار زیادی خاک و سولفوریک اسید در تصفیه روغن سوخته به کار می‌رود. فرآورده حاصل از این فرآیند در عین برخورداری از کیفیت قابل قبول، پایین‌تر از سطح استاندارد بازار است. در ضمن به کارگیری این فرآیند، محصولات جانبی خطرناکی نظیر لجن اسیدی و خاک آلوده شده به روغن نیز تولید می‌گردد. به دنبال گسترش دغدغه‌های زیست‌محیطی، استفاده از این روش در بسیاری از کشورها، خصوصا کشورهای صنعتی ممنوع شده است.

 

تکنولوژی تقطیر/تبخیر تحت خلا

روغن کارکرده به منظور ممانعت از ایجاد خوردگی و رسوب در تجهیزات، در بدو امر فیلتر می‌شود. این روغن فیلتر شده به منظور جداسازی آب و هیدروکربن‌های سبک تقطیر می‌گردد. آب حاصل پس از فیلتر شدن به واحدهای تصفیه فاضلاب فرستاده می‌شود. در عین حال هیدروکربن‌های سبک حاصل یا به عنوان سوخت مصرف شده و یا به عنوان محصول جانبی به فروش می‌رسد. سپس روغن آب‌گیری شده جهت جداسازی سوخت دیزل از آن، وارد برج تقطیر تحت خلاء می‌شود. مواد پسماند، فلزات و افزونه‌های تجزیه‌شده به صورت آسفالت و یا قیر، خارج می‌گردند. سپس روغن تقطیر شده، تحت دما و فشار بالا، آب‌گیری شده که طی این فرآیند در حضور کاتالیزور، موادی نظیر نیتروژن، سولفور، کلرین و دیگر مواد اکسیژن‌دار زدوده می‌شوند. کاتالیزور مورد استفاده نیز خارج از محل دفع می‌گردد. در نهایت، روغن آب‌گیری شده، تحت خلاء، به انواع مختلفی تقسیم و در نهایت به تولید فرآورده‌هایی نظیر روغن‌های صنعتی، روغن موتور و روغن‌های هیدرولیک می‌انجامد.

 

 

تکنولوژی‌ها خاص در بازیافت و تصفیه روغن سوخته

فرآیند کی تی آی

این نام مخفف عبارت فناوری سینتیک بین‌المللی بوده و به نام فناوری تولید مجدد روغن نیز شناخته می‌شود. طی این پروسه فرآیندهای تقطیر تحت خلاء و فیلتر هیدروژن ترکیب شده تا مواد آلاینده زدوده گردند.

 

گام‌های اصلی در این فرآیند عبارتند از:

تقطیر جوی: این مرحل شامل حذف آب و هیدروکربن‌های سبک می‌شود.

تقطیر تحت خلاء: محصول حاصل از این فرآیند به صورت انواع متنوعی از روغن‌های روان‌کار خواهد بود. در این مرحله دما نباید از حد 250 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند.

هیدروژنه کردن: طی فرآیند هیدروژنه شدن، روغن تقطیر شده در مرحله قبل سولفور، نیتروژن و ترکیبات اکسیژن‌دار خود را از دست می‌دهد. در این مرحله بو و رنگ روغن نیز ارتقا می‌یابد.

دسته‌بندی: در این مرحله روغن هیدروژنه شده با توجه به مشخصات ساختاری و نیز تجهیزات مورد استفاده، در دسته‌های مختلف طبقه‌بندی می‌گردد.

در این روش مواد خطرناک از بین رفته و به علت راندمان بالای آن، روغن پایه‌ای با کیفیت بالا به دست می‌آید. فرآورده جانبی این فرآیند دارای ترکیباتی نظیر افزونه‌های تجزیه‌شده، آسفالت و نیز ترکیبات اکسید شده بوده که دارای ارزش اقتصادی بالایی است. این تکنولوژی برای نخستین بار در سال 1992 و در کشور یونان مورد استفاده قرار گرفت. در حال حاضر چندین کارخانه از این نوع به فعالیت تجاری مشغولند؛ از جمله شرکت‌هایی در تونس و کالیفرنیا.

در این روش به منظور حذف حداکثری مواد آلاینده از روغن، دو فرآیند تقطیر تحت خلاء و هیدروژنه کردن با هم ترکیب گشته‌اند. با استفاده از تبخیرکننده تین فیلم بخش عمده‌ای از مواد آلاینده قابل جداسازی می‌باشند.

 

تکنولوژی سیفتی کلین

این تکنولوژی ترکیبی است از دو روش تقطیر تحت خلاء و آب‌گیری کاتالیزوری.

 

آب‌گیری

در ابتدای امر طی فرآیند تبخیر، آب موجود در روغن کارکرده جدا می‌شود. آب حاصل باید از نظر شیمیایی و بیولوژیکی به گونه‌ای تصفیه شود که بتوان از ایمنی و قابلیت بازیابی آن اطمینان حاصل کرد. آب و دیگر حلال‌های سبک با استفاده از یک مخزن فلش جوی زدوده می‌گردند.

 

بازیابی فرآورده‌های سبک

پس از جداسازی آب، روغن حاصل به برج‌های بلند تقطیر منتقل شده و در آن‌جا در سوخت‌های سبک جدا شده و جمع‌آوری می‌گردند. در برج خلاء بخش عمده سوخت و دیگر حلال‌های سبک جدا می‌شوند. در واحد تقطیر تحت خلاء، ترکیبی از فعالیت‌های جدا کردن روغن روان کننده از فرآورده‌های سنگین و تولید طیف متنوعی از محصولات انجام می‌شود. اگر روغن سوخته پیش فیلتر نشود، سطوح داغ را آلوده می‌سازد بدین منظور است که از اواپراتورهای تین فیلم استفاده می‌شود. سپس در حضور کاتالیزوری از جنس نیکل انواع مختلف روان‌کارها آب‌گیری می‌شوند. هدف از انجام این فرآیند کاهش آلودگی ناشی از کاتالیزور و نیز افزایش کیفیت محصول نهایی است. این گام سبب افزایش ثبات حرارتی و نیز بهبود رنگ و بوی روغن حاصل شده و در عین حال کاهش ترکیبات آروماتیک چند هسته‌ای و ترکیبات قطبی با نقطه‌جوش بالا و از بین بردن هالوژن‌ها.  

 

سوخت‌زدایی

در این مرحله به روغن سوخته حرارت داده شده و قرآیند تقطیر تحت خلاء انجام گرفته و در نتیجه روغن‌های میان وزن جداسازی می‌گردند. گام‌ نهایی شامل زدودن نفت سفید و خشک کردن روغن پایه می‌باشد. فرآورده جانبی آبی از واحد تقطیر به واحد تصفیه آب منتقل می‌شود. آلاینده‌های هیدروکربنی(با نقطه جوش پایین) که در مراحل مختلف این فرآیند تولید شده‌اند، با هم ترکیب شده و به عنوان سوخت پالایشگاه مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به بالا بودن سطح کلرین در سوخت، دیگ‌های بخار باید به شکل بهینه‌ای طراحی گردند.

 

تقطیر تحت خلاء

در این مرحله روغن سوخته تحت خلاء بیش‌تر تقطیر گشته و انواع روغن‌های پایه جمع‌آوری می‌شوند. از جمله فرآورده‌های جانبی این مرحله پسماندهایی است که می‌توان از آن‌ها برای مصارف صنعتی مثل تولید آسفالت استفاده کرد. گاها از این پسماندها به عنوان سوخت صنعتی نیز استفاده می‌شود؛ اما باید انتشار گازهای ناشی از سوختن آن‌ها تحت کنترل باشد. در این‌جا کاتالیزور به کار رفته در مرحله آب‌گیری را نیز می‌توان بازیافت کرد.

 

آب‌گیری به منظور زدودن ناخالصی‌های نهایی

در این مرحله با استفاده از هیدروژن، روغن سوخته از موادی نظیر سولفور، نیتروژن، کلرین، فلزات سنگین و دیگر ناخالصی‌ها پاک سازی می‌گردد. طی این فرآیند هرگونه مشکل مربوط به بو، رنگ و خوردگی روغن برطرف می‌گردد.

 

فرآیند ام تی اس پی

گروه مهندسی بهاران پالایش سبز پارسیان با ده سال تجربه در تصفیه روغن سوخته و نیز ساخت خطوط تصفیه روغن از فرآیند ام تی اس پی استفاده می‌کند. مراحل این فرآیند به شرح زیر می‌باشند:

 

آب‌گیری و بازیافت فرآورده‌های سبک

در ابتدای امر طی فرآیند تبخیر، آب موجود در روغن کارکرده جدا می‌شود. آب حاصل باید از نظر شیمیایی و بیولوژیکی به گونه‌ای تصفیه شود که بتوان از ایمنی و قابلیت بازیابی آن اطمینان حاصل کرد. آب و دیگر حلال‌های سبک با استفاده از یک مخزن فلش جوی زدوده می‌گردند. پس از جداسازی آب، روغن حاصل به برج‌های بلند تقطیر منتقل شده و در آن‌جا سوخت‌های سبک جدا شده و جمع‌آوری می‌گردند. در برج خلاء بخش عمده سوخت و دیگر حلال‌های سبک جدا می‌شوند. در واحد تقطیر تحت خلاء، ترکیبی از فعالیت‌های جدا کردن روغن روان کننده از فرآورده‌های سنگین و تولید طیف متنوعی از محصولات انجام می‌شود. اگر روغن سوخته پیش فیلتر نشود، سطوح داغ را آلوده می‌سازد بدین منظور است که از اواپراتورهای تین فیلم استفاده می‌شود. سپس در حضور کاتالیزوری از جنس نیکل انواع مختلف روان‌کارها آب‌گیری می‌شوند. هدف از انجام این فرآیند کاهش آلودگی ناشی از کاتالیزور و نیز افزایش کیفیت محصول نهایی است. این گام سبب افزایش ثبات حرارتی و نیز بهبود رنگ و بوی روغن حاصل شده و در عین حال کاهش ترکیبات آروماتیک چند هسته‌ای و ترکیبات قطبی با نقطه‌جوش بالا و از بین بردن هالوژن‌ها.  

 

سوخت‌زدایی

در این مرحله به روغن سوخته حرارت داده شده و قرآیند تقطیر تحت خلاء انجام گرفته و در نتیجه روغن‌های میان وزن جداسازی می‌گردند.

 

تقطیر تحت خلاء

در این مرحله روغن سوخته تحت خلاء بیش‌تر تقطیر گشته و انواع روغن‌های پایه جمع‌آوری می‌شوند. از جمله فرآورده‌های جانبی این مرحله پسماندهایی است که می‌توان از آن‌ها برای مصارف صنعتی مثل تولید آسفالت استفاده کرد. گاها از این پسماندها به عنوان سوخت صنعتی نیز استفاده می‌شود؛ اما باید انتشار گازهای ناشی از سوختن آن‌ها تحت کنترل باشد. در این‌جا کاتالیزور به کار رفته در مرحله آب‌گیری را نیز می‌توان بازیافت کرد.

در فرآیند ام تی اس پی برا این مرحله از سه متد استفاده می‌شود که عبارتند از اواپراتور تین فیلم، اواپراتور وایپد فیلم و اواپراتور مولکولار.

 

رنگ‌بری

 در پایان محصول نهایی با استفاده از روش‌های تصفیه خاک، حلال و کاتالیزور رنگ‌بری می‌شود.

 

بررسی و مقایسه دو روش قلیایی و اسیدی در تصفیه روغن‌های کارکرده از نظر اثرات زیست‌محیطی

 

حمید راحتی آسیابر، مهدی گندمکار 

چکیده

روش اسیدی تصفیه روغن کارکرده، به دلیل معضلات زیست‌محیطی بسیار زیادی که ایجاد می‌کند امروزه در جهان منسوخ شده است. ورود پسماندهای لجن و خاک رنگبر روش اسیدی، آثار جبران‌ناپذیری به محیط زیست وارد می‌کند. متاسفانه این روش کماکان در ایران روش اصلی تصفیه روغن کارکرده بوده و آلودگی‌های عظیم در خاک و آب‌های سطحی و زیرزمینی و حتی هوا ایجاد نموده است. علی‌رغم این همه معایت، هنوز رویکرد موثری جهت اصلاح این صنعت در کشور اتخاذ نشده است.

 

در این بررسی به معرفی و مقایسه روش تصفیه قلیایی روغن کارکرده با روش اسیدی پرداخته شده است. در این راستا نمونه‌های لجن و خاک رنگبر دو روش از نظر pH و PAH و فلزات سنگین مورد آنالیز و مقایسه قرار گرفته استو لذا بر اساس این مطالعه پیشنهاد می‌شود با توجه به هم‌خوانی بیش‌تر پسماندهای حاصل از روش تصفیه قلیایی روغن کارکرده با محیط زیست و مشابهت فرآیندی دو روش (و در نتیجه عدم نیاز به ایجاد تغییر اساسی در تجهیزات و فرآیندهای فعلی)، تا زمانی که تکنولوژی پاک این صنعت وارد کشور نشده، از فرآیند قلیایی در تصفیه روغن‌های کارکرده استفاده شود. در مورد قلیائیت بالای پسماند این روش نیز پیشنهاد می‌شود با اختلاط مناسب این پسماند با پسماندهای فرآیند اسیدی، نسبت به خنثی سازی آن اقدام شود؛ که با این کار، در واقع از خطر هر دو نوع پسماند کاسته خواهد شد.

 مقدمه

روغن‌های نفتی از فرآورده‌های جانبی نفت خام است که از روغن پایه و برخی مواد افزودنی به دست می‌آید. این ماده دارای دو نوع کاربرد عمومی و اختصاصی است. موارد عمومی مصرف آن عموما در موتور خودروها و کلیه تجهیزات مکانیکی نیازمند روان‌کاری می‌باشد (روغن موتور). کاربردهای اختصاصی روغن‌های نفتی شامل روغن‌های توربین، کمپرسور، انتقال حرارت، هیدرولیک، فرآیند و ... است. با توجه به مصرف بیش‌تر روغن موتور در این مقاله به بررسی این بخش از روغن‌های نفتی پرداخته شده است.

به دلیل وجود مواد افزودنی، روغن موتور حاوی مقادیر زیادی هیدروکربن‌های سرطان‌زا و فلزات سنگین است. این ماده پس از طی دوره کاربرد به روغن کارکرده تبدیل می‌شود که پتانسیل آلودگی بالایی دارد. یک لیتر از روغن کارکرده می‌تواند یک میلیون لیتر آب آشامیدنی را غیر قابل شرب کند.

روغن پایه به تنهایی نمی‌تواند جواب‌گوی بسیاری از نیازهای موتورها باشد. اصولا خصوصیات مهمی لازم است که بایستی با تغییر ماهیت روغن پایه در هنگام تهیه روغن موتور به آن رسید. خصوصیاتی نظیر سیالیت لازم در سرما، شاخص گرانروی بالا، فراریت کم، پایداری کافی در حرارت و برخی ویژگی‌های دیگر بستگی به ماهیت و نوع روغن پایه داردکه در تصفیه اول یا مجدد حاصل می‌شود. اما خصوصیاتی نظیر پاک‌کنندگی، بهبود خواص مقاومت روغن موتور در برابر زنگ‌زدگی، خوردگی، ساییدگی و کاهش قابلیت تولید کف و غیره خواصی است که در روغن موتور پایه وجود ندارد و بایستی با افزایش مواد شیمیایی مناسبی در روغن موتور ایجاد شود.

جدول1: دسته‌های مختلف مواد شیمیایی افزودنی

عدم استفاده از این مواد در تولید روغن موتور، به مقدار توصیه شده توسط تولیدکنندگان غیرقانونی است و موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی کشور به شدت این امر را کنترل می‌کند. قابل توجه است که مواد افزودنی بسیار گران‌قیمت هستند و تهیه آن‌ها تکنیک‌های بسیار پیشرفته‌ای دارد. در جهان فقط تعداد انگشت‌شماری از شرکت‌های خارجی آن را تولید می‌کنند و صنایع تولید روغن از این کشورها خریداری می‌کنند.

مشخصات روغن کارکرده (روغن سوخته)

روغن کارکرده به روان‌سازی گفته می‌شود که پس از طی دوره کاربرد یا دورریز می‌شود و یا پس از تصفیه مجددا مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از این روغن‌ها در موتور ماشین می‌تواند ریسک و خطر بزرگی برای موتور ماشین باشد. بنابراین این روغن‌ها باید تعویض شوند. روغن‌ها در ماشین به دلیل حرارت بالا و میزان بالای سایش قطعات موور به مرور زمان خاصیت و ویسکوزیته خود را از دست می‌دهند. این ماده دارای عناصری نظیر گوگرد و ازت می‌باشد. ترکیبات اضافی دیگری مانند حلال‌های کلرینه در روغن کارکرده وجود دارد. بعضی از این ترکیبات اغلب در فرآورده‌های نفتی تصفیه شده وجود داشته و برخی نیز در حین مصرف و یا از طریق اختلاط غیر استاندارد روغن یا یک یا چند فرآورده دیگر در زمان نگهداشت به وجود می‌آیند.

وجود این ترکیبات که سرطان‌زا بوده و ایجاد تغییرات سلولی و ژنتیکی (جهش ژنتیکی) توسط آن‌ها مورد سوء‌ظن است، لزوم نگرش و توجه به آن را به عنوان یک مبحث قابل توجه در حفاظت محیط زیست مطرح نموده است. به طور کلی روغن کارکرده از لحاظ فیزیکی و شیمیایی دارای مشخصات زیر است:

• وزن مخصوص روغن کارکرده در 5/15 درجه سانتی‌گراد 903/0 است.
• جرم مولکولی آن برابر با 350 است.
• گرانروری در 50 درجه سانتی‌گراد E5/7 درجه است.

 

آلاینده‌های موجود در روغن کارکرده

روغن‌های موتور مصرفی پس از مدتی ویژگی‌های خود را از دست می‌دهند و ترکیبات جدیدی در اثر واکنش‌های شیمیایی و یا تماس با بخش‌های فلزی موتور در آن‌ها به وجود می‌آید که باعث ایجاد تغییراتی در خصوصیات کیفی روغن موتور می‌گردد. در جدول 2 آلاینده‌های موجود در روغن کارکرده و حدود غلظت آن‌ها ارائه شده است. این پسماندها خطرات زیست‌محیطی فراوانی بر روی محیط و به تبع آن، گیاهان، جانوران و انسان‌ها دارد. در جدول 3 به تاثیر برخی از آلاینده‌های موجود در روغن‌های کارکرده بر انسان اشاره شده است.

جدول2: آلاینده‌های خطرناک موجود در روغن‌های کارکرده

جدول3: عوارض آلاینده‌های موجود در روغن کارکرده بر انسان

عوامل موثر در تعیین مقدار تولید روغن کارکرده

از آن‌جایی که نزدیک به 87 درصد مصرف روغن‌های روان‌کننده در موتورها می‌باشد، مصرف سوخت در بخش حمل و نقل می‌تواند معرف میزان روغن نیز باشد. در گذشته برای پیش‌بینی مصرف روغن میزان بنزین و گازوئیل مصرفی در بخش حمل و نقل را مبنا قرار می‌دادند. برخی موارد برآورد میزان تولید روغن‌های کارکرده با در نظر گرفتن مدت و فرهنگ مصرف روغن در کشور از این قرار است.

• پیش‌بینی با توجه به مصرف بنزین، نفت، گاز و فرآورده‌های نفتی
• پیش‌بینی با توجه به مصرف کل انرژی در کشور
• پیش‌بینی بر مینای افزایش تعداد وسایط نقلیه

 

بازیافت روغن‌های کارکرده

عدم مدیریت صحیح پسماند این ماده خسارت جبران‌ناپذیری به محیط زیست از جمله آلودگی آب، خاک، هوا، ورود به چرخه غذایی و آسیب زدن به انسان، حیوانات و گیاهان وارد می‌کند. کاخانجات پالایش روغن سوخته پس از جمع‌آوری این روغن‌ها از مراکز تعویض روغن آن‌ها را درون گودال‌های بزرگی که با احداث خاکریز ایجاد می‌شوند می‌ریزند که این گودال‌ها پس از پر شدن به یک دریاچه ضایعات روغن سوخته تبدیل می‌شوند که این گودال‌ها معمولا بیش از 2 هکتار وسعت و بیش از 5 متر عمق دارند و در صورتی که به هر دلیل اعن از طبیعی مانند بارندگی این دریاچه‌ها سرریز کنند فاجعه‌ای محیط زیست منطقه را تهدید خواهد کرد و زمین‌های منطقه تحت تاثیر آثار سمی و اسیدی قرار خواهد گرفت. همچنین بسیاری از حیوانات مانند پرندگان مهاجر بر اثر فرود آمدن و نزدیک شدن به این گودال‌ها که شباهتی نیز به دریاچه دارند تلف می‌شوند و یا به دلیل از دست دادن قدرت پرواز به دام ساکنان محلی افتاده و گوشت‌شان مصرف می‌شود.

سالانه تنها 45 درصد از روغن کارکرده جمع‌آوری می‌شود و مابقی بر روی زمین، رودخانه و آب‌های زیرزمینی تخلیه می‌شوند. روغن کارکرده می‌تواند مورد تصفیه و استفاده مجدد قرار بگیرد و این بازیافت روشی صحیح برای کنترل و دور کردن این ماده از محیط زیست است. در واقع بازیافت روغن کارکرده هم از نظر اقتصادی و هم از نظر حفظ محیط زیست اهمیت دارد.

فرآیندهای متعددی برای تصفیه روغن‌های کارکرده وجود دارد که مشتمل بر فرآیندهای تصفیه فیزیکی، شیمیایی، سوزانده و ... است. تمامی این فرآیندها داری مزایای اقتصادی هستند. اما از نظر زیست محیطی با توجه به تولید پسماندهای خطرناک و لزوم کنترل و مدیریت صحیح آن، مزایا و معایب این روش‌ها قابل بحث است. اصولا این فرآیندها دارای بخش‌های مشترک زیر هستند:

1. جایگاه انبار کردن روغن‌های کارکرده
2. جداسازی مواد زائد توسط دستگاه تقطیر اول
3. شستشوی روغن پایه base oil خارج شده از دستگاه تقطیر به وسیله حلال‌های شوینده (حلال‌شویی)
4. رنگبری روغن پایه شستشو داده شده توسط خاک‌های رنگبر
5. تبدیل روغن پایه به روغن‌های 10-30-40
6. مظروف‌سازی

در تبدیل روغن پایه آماده شده (تصفیه شده) از موادی به نام آلومین استفاده می‌شود. آلومین‌ها باعث کیفیت رنگ و بهبود و دوام و ویسکوزیته روغن می‌شوند. از آلومین‌ها و پلیمرها می‌توان به عنوان مواد افزودنی مهم این صنعت نام برد. در ادامه به معرفی دو فرآیند مهم این صنعت می‌پردازیم که اولی روش اسیدی است که آسیب‌های زیست محیطی زیادی به دنبال دارد. ولی از ابتدای ورود این صنعت به ایران تا به امروز، به دلیل عدم ورود تکنولوژی روز دنیا از این روش در تصفیه روغن‌های کارکرده استفاده می‌شود. روش دوم روش قلیایی است که در این مقاله در پی معرفی و مقایسه آن با روش اسیدی هستیم.

 

تصفیه روغن کارکرده به روش اسیدی

پروسه تولید و بازیافت روغن‌های مصرفی در این روش از چند بخش تشکیل شده که به توضیح آن‌ها می‌پردازیم.

الف) جداسازی زباله های ناشی از جابه‌جایی

در هنگام جابه‌جایی موادی مانند چوب، خاک، سنگ‌ریزه و از این قبیل زباله‌ها وارد این روغن‌ها می‌شوند. برای جداسازی این مواد از صافی‌های خاصی استفاده می‌شود که این صافی‌ها به وسیله لوله‌هایی به سر پمپ‌ها متصل می‌شوند. بنابراین موادی که توسط پمپ‌ها وارد راکتورهای اولیه می‌شوند عاری از هرگونه ضایعات می‌باشند.

ب) مرحله دوم جداسازی ضایعات

منظور از جداسازی ضایعات همان جداسازی گازوئیل، حلال‌های اضافه شده و آب موجود در روغن است. برای جداسازی این مواد از سیستم تقطیر مواد استفاده می‌شود مواد در داخل راکتورهای مخصوصی شروع به مخلوط شدن و حرارت دیدن می‌کنند. و این راکتورها به طور کامل تحت فشار خلاء می‌باشند و این حالت یعنی تحت خلاء بودن راکتورها این مزیت را دارد که مثلا برای تبخیر آبی که در حالت فشار روانی می‌بایست 100 درجه سانتی‌گراد حرارت به کار ببریم در این‌جا آب در دمای 32 درجه سانتی‌گراد تبخیر می‌شود.

مواد موجود در روغن سوخته به واسطه حرارت بالایی که به ماده وارد می‌شود و از آن‌جایی که این مواد همگی از روغن سوخته سبک‌تر هستند به راحتی شروع به جدا شدن می‌کنند و پس از عبور داده شدن از داخل کندانسورها و سرد شدن به صورت مایع از سیستم خارج می‌شوند.

ج) واحد اسیدزنی (شستشوی روغن خارج شده از دستگاه تقطیر اول به وسیله حلال‌های شوینده)

دمای روغن در این مرحله حدود 350 درجه است. این روغن را به تانک‌های ذخیره منتقل می کنند تا افت دما پیدا کند (زمان ماند حدود یک روز). سپس این روغن‌ها را به تانک‌های دکانتاسیون منتقل می‌کنند تا قیر و مواد آسفالتی آن با عمل اسیدزنی گرفته شود. اسید مورد استفاده در این قسمت اسید سولفوریک 98 درصد است که با درصد وزنی 15 درصد به روغن اضافه می‌شود که 9 تانک در این قسمت قرار دارند که مجهز به میکسر هستند و روغن و اسید را به شدت هم می‌زنند. بعد از گذشت مدت زمان معلوم (حدود 24 ساعت) تمام ضایعات معلق همراه با روغن تحت تاثیر اسید سولفوریک به صورت کلوئیدی درآمده و ته‌نشین می‌شود. به این ته‌نشین لجن اسیدی گفته می‌شود که آن را از زیر مخازن اسیدزنی خارج می‌کنند. این لجن به عنوان مهم‌ترین پسماند این صنعت محسوب می‌شود که علاوه بر آلاینده‌های مختلف، دارای pH کمتر از یک و خاصیت اسیدی بسیار بالاست.

د) رنگبری روغن پایه توسط خاک رنگبر

در این مرحله روغن به مخزنی هدایت می‌شود که در آن‌جا باید برای زدودن رنگ تیره روغن به آن خاک رنگبر اضافه کرد. در حالی که روغن به شدت به هم زده می‌شود توسط فشار هوا خاک رنگبر که ترکیبی سیلیکاتی است به آن اضافه می‌شود حدود 3-15 درصد وزنی بسته به نوع خاک، خاک رنگبر اضافه می‌شود.

و) واحد فیلتراسیون

برای این‌که خاک رنگبر را از روغن جدا کنیم باید عمل فیلتراسیون انجام شود. ولی پیش از آن لازم است که به مدت یک روز روغن پخته شده در تقطیر دوم در تانک‌های پیش فیلتر باقی بماند تا دمای آن به حدود 150 درجه سانتی‌گراد برسد. سپس روغن به واحد فیلتراسیون منتقل می‌شودو تحت فشاری که یک پمپ ایجاد می‌کند و در حالی که دمایی حدود 150 درجه دارد وارد دستگاه فیلتر پرس می‌شود. این فیلتراسیون با استفاده از پارچه‌های مخصوص سلولوزی و پنبه‌ای انجام می‌شود و این پارچه‌ها خاک را از روغن تیره جدا می‌کنند و خروجی قیلتر ها هم روغنی شفاف و طلایی رنگ است که به عنوان روغن پایه برای ساخت انواع روغن موتور استفاده می‌شود. این روغن پایه را به مخزن ذخیره مربوطه انتقال می‌دهند. از این مرحله دومین پسماند مهم این صنعت یعنی پسماند خاک رنگبر ایجاد می‌شود.

ه) تبدیل روغن پایه به روغن‌های 10-30-40 در مرحله تقطیر دوم

در این مرحله روغن در دمای 400 درجه سانتی‌گراد و البته در خلاء تقطیر می‌شود. برای تنظیم pH حاصل از افزودن اسید هم از سود مایع یا کاستیک استفاده می‌شود و در کنار این‌ها برای خنثی‌سازی از بخار خشک استفاده می‌شود که این یک واکنش جانبی در کل پروژه است. در واحدهای تقطیر در خلاء روغن به سه برش سبک، متوسط و سنگین که دارای ویسکوزیته‌های متفاوتی است تفکیک می‌شود. از جمله مواد حاصل از این مرحله روغن پایه 10، روغن پایه 30، گازوئیل و گازهای مختلف است. ستون برج تقطیر در فشاری معادل 30-40 میلی‌متر جیوه کار می‌کند. از قسمت بالای برج بخارهای هیدروکربنی خارج شده و از قسمت‌های جانبی برج روغن با ویسکوزیته‌های مختلف به دست می‌آیند و به مخازن شستشو منتقل می‌شود و سپس بعد از سرد شدن به مخازن ذخیره فرستاده می‌شوند. از قسمت تحتانی برج فرآورده‌هایی با ویسکوزیته بالا به نام برایت استاک استخراج می‌شود که بعدا به منظور اصلاح ویسکوزیته روغن مورد نظر از آن استفاده می‌شود.

در جدول 4 میزان روغن کارکرده ورودی روزانه به مجتمع‌های بازیافت روغن کشور که فرآیند آن‌ها روش اسیدی است، و همچنین میزان لجن اسیدی تولیدی و خاک رنگبر مصرفی بر حسب تن در روز آمده است. البته در این جدول اطلاعات برخی از استان‌ها از جمله تهران ناقص می‌باشد.

جدول4: میزان روغن کارکرده ورودی، لجن اسیدی تولیدی و خاک رنگبر مصرفی

 

فرآیند بازیافت روغن کارکرده به روش قلیایی

با توجه به مشابهت فرآیندها با روش اسیدی، به طور خلاصه به توضیح این روش می‌پردازیم. در واقع تفاوت عمده این دو روش در مرحله شستشوی روغن خارج شده از دستگاه تقطیر اول به وسیله حلال‌های شوینده است که در این روش به جای اسید غلیظ از سود سوزآور استفاده می‌شود.

روغن کارکرده پس از ورود به شرکت به یک مخزن زیرزمینی ایزوله تخلیه می‌گردد. پس از جدا شدن مواد درشت و معلق آن روغن وارد دیگ تقطیر می‌شود و در مجاورت لوله‌های حاوی جریان بخار فوق گرم، داغ شده آب و مواد سبک آن بخار می‌شود. این بخارها از طریق لوله خروجی به کندانسور هدایت و به صورت مایع درآمده و جدا از هم در مخازن ذخیره می‌گردد. علاوه بر این‌که از این بخش می‌توان روغن 10 را که قابل فروش است جدا نمود. از گازوئیل و مواد سبک جداشده نیز به عنوان سوخت جهت ایجاد حرارت دیگ بخار استفاده می‌گردد.

وضعیت نقطه اشتعال و چگالی ماده باقی‌مانده دیگ تقطیر کنترل شده و سپس جهت اختلاط با مواد شیمیایی وارد مخزن دیگری شده و در آن‌جا مواد شیمیایی اضافه و عملیات اختلاط صورت می‌گیرد. مواد افزودنی شامل سود سوزآور، واتر گلاس (سیلیکات سدیم) و مقدار بسیار جزئی هگزان (حدود نیم درصد) می‌باشد. پس از میکس شدن مواد به وسیله فشار هوا به محفظه بویلر ارسال شده و دمای آن تا 120 درجه سانتی‌گراد رسانده می‌شود تا آب آن خشک گردد. سپس به مخازن لجن‌گیری فرستاده شده و لجن آن‌ها ته‌نشین می‌گردد. این لجن وارد دستگاه سانتریفیوژ شده و به وسیله نیروی گریز از مرکز روغن آن جدا می‌شود. لجن خشک نهایی به عنوان یکی از پسماندهای این صنعت در این قسمت خارج می‌شود.

روغن عاری از لجن به دیگ دوجداره رنگبری تخلیه شده و به آن خاک مخصوص رنگبر از طریق سیستم شوتینگ افزوده می‌گردد. در اثر جذب سطحی بسیار بالای خاک رنگبر، سایر ناخالصی‌های روغن از آن جدا شده و به ذرات خاک می‌چسبد. نهایتا مخلوط خاک و روغن پس از زمان ماند لازم به سوی یک دستگاه فیلتر پرس هدایت شده و در این فیلتر، روغن پایه از خاک جدا شده و به مخازن روغن پایه منتقل می‌شود. خاک رنگبر آلوده نیز به عنوان دومین پسماند این فرآیند از فیلتر پرس خارج می‌گردد. دو نوع پسماندی که در این فرآیند تولید می‌شود با توجه به این‌که  اولی از سانتریفیوژ و دومی از فیلتر پرس خارج می‌گردد، کاملا به صورت جامد می‌باشد. میزان پسماند تولیدی در صورتی که ظرفیت واحد 15 تا 20 تن روغن کارکرده باشد، در حدود 2تن لجن قلیایی و 5/2 تن پسماند خاک رنگبر در روز است.

 

بررسی انالیز پسماندهای دو روش اسیدی و قلیایی

در این مطالعه نمونه‌هایی از پسماندهای تولیدی از دو روش اسیدی و قلیایی شامل لجن و خاک رنگبر به یکی از آزمایشگاه‌های معتمد سازمان حفاظت محیط زیست ارسال و نتایج آنالیز آن دریافت گردید. پس از بررسی نتایج آنالیز پسماندهای دو روش موارد زیر مشخص می شود:

بررسی pH

از نظر میزان pH همان‌گونه که انتظار می‌رود میزان pH در لجن قلیایی قابل توجه بوده (بیش از 11) و خاصیت قلیایی بالایی دارد. مقدار pH در لجن اسیدی حاصل از فرآیند تصفیه دوم روغن با اسید سولفوریک در حد کمتر از یک است. رهاسازی این لجن در محیط موجب اسیدی شدن خاک و افزایش جابه‌جایی آلودگی‌ها خصوصا فلزات سنگین و رسیدن آن‌ها به لایه‌های زیرین خاک و آب زیرزمینی می‌شود. در حالی که وجود خاصیت قلیایی در خاک موجب ثابت شدن و کاهش تحرک‌پذیری یون‌های فلزی می‌گردد. لذا از این نظر لجن قلیایی بر لجن اسیدی برتری دارد.

این فاکتور در پسماند خاک رنگبر قلیایی برابر 03/8 اندازه‌گیری شده که در مقایسه با خاک‌های ایران که عمدتا حالت قلیایی آهکی دارند دارای مشابهت است. در حالی که پسماند خاک رنگبر اسیدی دارای خاصیت اسیدی و مغایر وضعیت طبیعی خاک است.

بررسی فلزات سنگین

از نظر فلزات سنگین، نتایج خاک و لجن قلیایی به هم نزدیک به دست آمد. البته میزان سرب در نمونه‌های  لجن برابر ppm 5/24 و حدود 2 برابر خاک است. در مقایسه با لجن اسیدی، لجن قلیایی دارای سرب و نیکل بیش‌تری است.

بررسی PAHها

از نظر هیدروکربن‌های پلی‌آروماتیک، مقادیر بنزو(b) فلورانتن، بنزو(k) فلورانتن و ایندنو (123cd) پیرن در هر دو پسماند لجن و خاک قلیایی پایین‌تر از حد تشخیص بود. در مورد سایر شاخص‌ها به جز در مورد نفتالن، فنانترن، فلورانتن، بنزوآلفاپیرن، بنزو(b) فلورانتن و دی بنزو(ah) آنترسن، مقادیر در پسماند خاک رنگبر بیش‌تر از لجن قلیایی است.

در مقایسه با لجن اسیدی، اختلاف قابل توجهی بین نتایج وجود دارد. به عبارت دیگر میزان PAHها در پسماند اسیدی به میزان زیادی کمتر است. علت این امر می‌تواند شکسته شدن مولکول‌های مواد نفتی توسط اسید سولفوریک غلیظ در روش اسیدی باشد.

 

نتیجه‌گیری و پیشنهادات

روش اسیدی تصفیه روغن کارکرده، به دلیل معضلات زیست محیطی بسیار زیادی که ایجاد می‌کند امروزه در جهان منسوخ شده است. در بررسی حاضر با توجه به نتایج آنالیزهای انجام شده نیز مشخص می‌گردد ورود پسماندهای لجن و خاک رنگبر روش اسیدی، آثار جبران‌ناپذیری به محیط زیست وارد می‌کند. متاسفانه این روش کماکان در ایران روش اصلی تصفیه روغن کارکرده بوده و آلودگی‌های عظیم در خاک و آب‌های سطحی و زیرزمینی و حتی هوا ایجاد نموده است. علی‌رغم این همه معایب، هنوز رویکرد موثری جهت اصلاح این صنعت در کشور اتخاذ نشده است. لذا بر اساس این مطالعه پیشنهاد می‌شود با توجه به هم‌خوانی بیش‌تر پسماندهای حاصل از روش تصفیه قلیایی روغن کارکرده با محیط زیست و مشابهت فرآیندی دو روش (و در نتیجه عدم نیاز به ایجاد تغییر اساسی در تجهیزات و فرآیندهای فعلی)، تا زمانی که تکنولوژی پاک این صنعت وارد کشور نشده، از فرآیند قلیایی در تصفیه روغن‌های کارکرده استفاده شود. در مورد قلیائیت بالای پسماند این روش نیز پیشنهاد می‌شود با اختلاط مناسب این پسماند با پسماندهای فرآیند اسیدی، نسبت به خنثی‌سازی آن اقدام شود که با این کار، در واقع از خطر هر دو پسماند کاسته خواهد شد.

در حال حاضر بهترین گزینه برای دفع این پسماندها، کاربرد آن در تولید آسفالت و محصولات مشابه و یا دفن در مدفن است. به منظور ایجاد تمهیدات و ملاحظات فنی و زیست‌محیطی جهت دفن پسماند این صنعت در مدفن، پیشنهاد می‌شود بر اساس مقررات موجود، سلول دفن پسماند این واحدها از سایر سلول‌ها مجزا بوده و از اختلاط پسماند با زباله شهری خودداری شود. در عین حال بر اساس ماده 24 آیین‌نامه اجرایی قانون پسماندها، سازمان حفاظت محیط زیست این اختیار را دارد تا با بررسی کیفیت پسماند در مورد امکان اختلاط این نوع پسماند با زباله شهری اظهار نظر نماید. همچنین لازم است مختصات این محل به دقت ثبت گردد تا در صورتی که در آینده لازم باشد نسبت به برداشت پسماند و بازیافت یا انتقال آن به مدفن ویژه اقدام گردد و محل آن به صورت دقیق شناسایی شود.

روغن تصفیه دوم (مصرف‌شده)

اتحادیه صادرکنندگان فرآورده‌های نفت، گاز و پتروشیمی ایران

پریسا جمشیدی

روغن‌های معدنی در حین کار، در اثر واکنش با اکسیژن و تجزیه بر اثر حرارت،تولید ترکیبات اشباع نشده قطبی و آسفالتی می‌کنند. همچنین با مواد خارجی دیگر مانند گرد و خاک، انواع سوخت، کربن و ذرات فلز آغشته و مخلوط می‌شوند و کارآیی خود را از دست می‌دهند. به چنین روغنی، روغن کارکرده می‌گویند. به عبارت دیگر، بخش عمده‌ای از روغن مورد استفاده جهت روغن‌کاری ماشین‌ها پس از مدتی خواص مورد نیاز خود را از دست می‌دهد (همه مواد افزودنی شیمیایی مصرف می‌شود و مواد جانبی حاصل پس از کهنه شدن در روغن به وجد می‌آید) و می‌بایست از چرخه مصرف خارج گردد. به این روغن‌ها، روغن‌های کارکرده گفته می‌شود.

روغن‌های کارکرده شامل انواع زیر می‌باشند:

• روغن کارکرده صنعتی (روغن دنده، ...)
• روغن کارکرده موتور
• امولسیون‌ها (روغن برش، روغن‌های حل شونده، ...)
• روغن‌های روشن و شفاف و روغن‌های ترانسفورماتور

روغن کارکرده صنعتی و موتور را روغن سیاه نیز می‌نامند، که در ایران به روغن سوخته مشهور شده است. روغن کارکرده موتور قسمت عمده این روغن‌ها را تشکیل می‌دهد. نوع سوخت و کیفیت آن همچنین وضع مکانیکی موتور در میزان آلودگی روغن موثر است. گازهای حاصل از سوخت که وارد روغن می‌شود موجب اسیدی شدن روغن می‌گردد. ذرات فلز در حرارت زیاد و در مجاورت اکسیژن به عنوان کاتالیزور عمل می‌کند و موجب تشکیل مواد آسفالتی و لجن می‌شود که به نوبه خود گرانروی روغن را افزایش می‌دهد.

روغن موتور کارکرده از مولکول‌های روغن پایه (که بدون تغییر مانده‌اند و می‌باید بازیافت شوند)، مولکول‌های اکسید شده و بسپارها (همچون پلی‌الفین‌ها پلی‌متاکریلات، که به عنوان مواد افزودنی برای بهبود بخشیدن به شاخص گرانروی و نقطه ریزش به روغن اضافه می‌شود) تشکیل شده است.

روغن کارکرده چون دارای مواد افزودنی مضر است، آب و خاک را آلوده می‌کند. هر گالن روغن کارکرده می‌تواند هزار گالن از آب‌های زیرزمینی را آلوده کند و رسوب آن در خاک مانع رشد و نمو گیاهان شود. بنابراین دور ریختن آن در کشورهای صنعتی به طور قانونی ممنوع شده است. سوزاندن آن نیز خطرناک و مضر است؛ زیرا روغن کارکرده مخلوطی ناهمگن از اجزایی با نقطه اشتعال پایین مانند بنزین و حلال‌های سبکی است که سوختن آن‌ها می‌تواند با انفجار همراه باشد. از طرفی، هرچند سوزاندن روغن‌ها مانع از آلوده شدن آب و خاک است ولی این عمل موجبات آلودگی هوا را پدید می‌آورد. زیرا این ماده دارای فلزاتی است که در اثر سوختن همراه با دود وارد هوا می‌شوند. این نوع روغن‌ها ممکن است از تعویض روغن اتومبیل‌ها، کامیون‌ها، لوکوموتیوها، کشتی‌ها و سایر ماشین‌آلات صنعتی و کشاورزی باقی بماند. بخش اصلی این روغن‌ها را هیدروکربن‌های معدنی و یا سنتزی تشکیل می‌دهند. برخی از انواع روغن‌های مصرف شده در روان‌کاری امکان مصرف ندارند از جمله انواع گریس و روغن‌های مصرف شده در موتورهای دو زمانه.

به دو دلیل اصلی روغن خاصیت روان‌کاری خود را از دست می‌دهد:

1. آلودگی از منابع داخلی و خارجی
2. کاهش ویژگی‌های روان‌کاری در روغن با تشکیل افزودنی‌های شیمیایی

آلودگی‌های روغن

آلودگی روغن مهم‌ترین عامل ایجاد ساییدگی است و باعث افت شدید کیفیت روغن می‌شود. آلوده‌کننده‌های خارجی مانند گرد و غبار، آب، مواد خورنده و غیره عوامل اصلی ایجاد ساییدگی هستند. عوامل داخلی (از قبیل فلز ساییده شده) نیز در ماشین‌آلات به این مسئله دامن می‌زنند. به طور معمول آلودگی‌ها به تدریج در روغن ایجاد می‌شوند.

مواد آلوده‌کننده موجود در روغن کارکرده عبارتند از:

• فلزات که از سایش قطعات موتور یا از طریق سوخت وارد روغن شده‌اند و یا به صورت مواد افزودنی از قبل در روغن موجود بوده‌اند. این فلزات شامل سرب، کلسیم، مس، روی، آهن، سدیم، آلومینیوم، کروم و پتاسیم است که وجود مقادیر زیاد سرب، مسائلی را از نظر زیست‌محیطی به وجود می‌آورد.
• ترکیبات کلردار در ترانسفورماتورها، خازن‌های الکتریکی و گرم‌کن های روغنی از مواد روغنی شکل و عایقی به نام PCB (پلی کلرو بی فنیل) استفاده شده است. این مواد سمی هستند و آشامیدن، استنشاق و جذب آن از راه تماس با پوست، مسمومیت ایجاد می‌کند. دمقدار مجاز آن 1ppm است. این ترکیبات در برابر اسیدها و بازها پایدارند ولی با آلوده‌سازی آب‌ها یه محیط زیست لطمه می‌رسانند. این ترکیبات بر اثر تجزیه تولید دی اکسین (تترا کلرو دی بنزو پارا دی اکسین) می‌کنند که خطرناک و سمی هستند.

هرجند میزان باقی‌مانده به صورت روغن کارکرده نسبت به میزان سایر ضایعات آلوده‌کننده محیط زیست ناچیز است ولی از آن‌جا که دارای مواد افزودنی مضر می‌باشد، برای جلوگیری از آلوده‌سازی محیط به وسیله روغن‌های کارکرده روش‌هایی وجود دارد. یکی از روش‌ها بازیافت روغن است. در این روش از روغن کارکرده به عنوان ماده اولیه برای تولید مجدد روغن استفاده می‌شود. بازیابی روغن به سه منظور انجام می‌شود:

• حفظ محیط زیست
• صرفه‌جویی در ماده اولیه
• صرفه‌جویی در هزینه

کاهش خواص افزودنی‌های شیمیایی

مواد افزودنی به دو صورت از بین می‌روند یا مصرف می‌شوند. در صورت وقوع هریک از این موارد در روغن، دیگر نمی‌توان از آن روغن استفاده کردو باید آن را تعویض نمود. بعضی از مواد افزودنی نسبت به حرارت حساس هستند. این مواد ممکن است تبخیر شوند یا ساختمان مولکولی آن‌ها شکسته شود. وجود حرارت، آلودگی و کاهش اثر ماده افزودنی شیمیایی باعث از بین رفتن روغن پایه شده و در نتیجه روغن را به پایان عمر مفید خود نزدیک می‌کند.

کیفیت روغن‌های کارکرده

روغن‌های مصرف‌شده غالبا شامل ناخالصی‌های جامد (مانند گرد و خاک، شن و ماسه، ذرات فلزی، باقی‌مانده مواد، سرب و کربن) است که برای موتور زیان‌آور می‌باشد. در شرایط حرارت بالا و مجاورت با اکسیژن ذرات فلزی موجود در روغن همچون یک کاتالیزور عمل نموده، موجب ایجاد مواد آسفالتی و لجن می‌گردند و این مسئله تا حدی گرانروی روغن را نیز افزایش می‌دهد. روغن‌های پارافینی، مواد آسفالتی را به حالت محلول در خود حفظ می‌کنند که در اثر گرم شدنبه صورت ذغال سخت رسوب می‌کنند. روغن‌های نفتنیک و یا روغن‌هایی که دارای مواد با خاصیت پاک‌کنندگی هستند از ایجاد رسوب جلوگیری می‌نمایند. مواد سبک و فرار، شامل قسمت‌های سبک‌تر و بسپارهای اشباع‌نشده بنزین موجب رقیق شدن روغن و پایین آمدن نقطه اشتعال آن می‌شوند. گرچه به طور اصولی این مواد به مقدار کم زیان عمده‌ای برای کارکرد موتور به وجود نمی‌آورند؛ اما در هر صورت ناخالصی هستند و در موتور رسوب می‌کنند و بنابراین می‌بایست برای احیا، روغن از آن جدا گردند.

تصفیه روغن پایه و تصفیه مجدد روغن‌های کارکرده

اگر عمل تصفیه به خوبی انجام شود، روغن‌های تصفیه مجدد می‌توانند دارای کیفیتی معادل روغن‌های پایه اصلی باشند. برای درک بهتر این که چرا روغن‌های تصفیه مجدد می‌توانند دارای کیفیت خوب باشند، ابتدا لازم است که فرآیند تصفیه روغن پایه از نفت خام توضیح داده شود.

روغن‌های پایه حاصل از نفت خام و همچنین روغن‌های تصفیه مجدد فرآیندهای زیر را می‌گذرانند.

1.      تقطیر اتمسفریک

این فرآیند برای جداسازی سوخت‌ها (مانند بنزین و گازوئیل) از نفت خام مورد استفاده قرار می‌گیرد.     

2.      تقطیر در خلاء

این فرآیند، برای تهیه برش روغن با گرانروی و نقطه اشتعال مناسب مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این فرآیند، برش‌های مختلف با گرانروی‌های گوناگون، برای تهیه روغن پایه‌های مختلف انجام می‌شود.

3.      تصفیه برش روغن

در این فرآیند، عملیاتی برای افزایش طول عمر روغن و همچنین افزایش شاخص گرانروی آن انجام می‌گیرد. در حال حاضر سه فرآیند اصلی برای این کار از سوی شرکت‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد:

الف: شستشو با اسید سولفوریک و تصفیه با خاک فعال

ب: استخراج با حلال

ج: هیدروژناسیون کاتالیستی با هیدروتریتینگ

4.      آسفالت‌گیری

در این فرآیند، باقی‌مانده آسفالتی از برش روغنی جدا می‌شود.

5.      واکس‌گیری

در این فرآیند، واکس‌های موجود در روغن به وسیله حلال سرد و سرد کردن از روغن جدا شده و در نتیجه باعث پایین رفتن نقطه ریزش (pour point) می‌شود.

6.      اختلاط

آخرین عملیات در فرآیند روغن‌سازی عمل اختلاط است. در این واحئ ممکن است روغن‌هایی با گرانروی مختلف، برای به دست آوردن یک روغن با گرانروی مناسب، با یکدیگر مخلوط شوند. همچنین در این واحد، مواد افزودنی لازم برای ایجاد کیفیت‌های مشخص در روغن، به آن اضافه می‌شود.

برای شرح بیش‌‌تر در مورد این‌که چرا روغن‌های پایه دارای خواص مختلف می‌باشند، لازم است مراحل تصفیه را به طور مختصر توضیح دهیم.

الف: شستشو با اسید و تصفیه با خاک رنگبر

در این روش، برش روغنی حاصل از تقطیر نفت خام، به وسیله اسید سولفوریک یا اولئوم، تصفیه می‌شود. این عمل باعث حذف مواد نامطلوب موجود در روغن می‌گردد. حذف این مواد باعث افزایش طول عمر، بهبود رنگ، افزایش دانسیته و افزایش شاخص گرانروی روغن می‌شود. استفاده از این روش، امروزه بسیار محدود بوده و در بعضی مواقع در ساخت روغن‌های سفید (white oil)  سولفونه کردن و تصفیه روغن‌های کارکرده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش به وسیله  روش‌های تصفیه مدرن جایگزین شده است. روش‌های جایگزین عبارتند از: استخراج با حلال و روش‌های تصفیه کاتالیستی با هیدروژن. جایگزین شدن این روش به وسیله روش‌های جدید به این دلیل است که تصفیه با اسید تولید مقدار زیادی لجن اسیدی می‌کند. از بین بردن لجن‌های اسیدی بسیار مشکل بوده و خود باعث آلودگی شدید محیط زیست می‌شود.

ب: استخراج با حلال

در این روش، بیش‌تر مواد آروماتیکی موجود در برش روغنی، به وسیله استخراج با حلال از روغن جدا می‌شود. معمول‌ترین حلال‌های مورد استفاده در این روش عبارتند از فورفورال و دی اکسید گوگرد. از میان این حلال‌ها حلال فورفورال به طور وسیعی برای تصفیه روغن‌های پارافینیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. محصولات به دست آمده از این مرحله شامل رافینیت و اکستراکت است که خود شامل مقدار بسیار زیادی از مواد آروماتیک می‌باشد.

بعد از مرحله رافینیت به واحد واکس‌گیری فرستاده می‌شود تا با گرفتن واکس‌های موجود در روغن، نقطه ریزش کاهش یابد. کاهش نقطه ریزش باعث بهبود خواص جریان در درجه حرارت‌های پایین می‌شود. پس از این مرحله، نوبت به هایدروفینیشینگ (Hydro-finishing) روغن می‌رسد تا پایداری و رنگ آن بهتر شود. پایداری و رنگ محصول حاصل از این مرحله، بستگی زیادی به فشار و درجه حرارت به کار برده شده در واحد هایدروفینیشینگ دارد. پس از این مرحله، روغن آماده اختلاط با مواد افزودنی مختلف می‌باشد.

ج: هیدروژناسیون کاتالیستی (هایدروتریتینگ)

این فرآیند، یک فرآیند پالایشی است که محصولات حاصل از تقططیر، در حضور کاتالیست، تحت دما و فشار بالا، با هیدروژن وارد واکنش می‌شوند. امروزه این فرآیند از سوی تعداد زیادی از سازندگان روغن پایه مورد استفاده قرار می‌گیرد. مزیت استفاده از این روش، ضایعات بسیار کمی است که در این فرآیند ایجاد می‌شود. فرآیند هایدروتریتینگ (Hydrotreating) باعث می‌‌شود که بیش‌تر هیدروکربن‌های آروماتیکی موجود در برش روغنی، تبدیل به هیدروکربورهای اشباع شده گشته و در نتیجه تبدیل به محصولات مفید شوند. سه نوع از فرآیند هایدروتریتینگ که مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از:

1.      هایدروفینیشینگ

فرآیندی با شرایط عملکرد متوسط است که باقی‌مانده‌های جزئی از مواد مضر در روغن (ترکیبات نیتروژن دار، اکسیژن دار، گوگرد دار و فلزات) را از روغن جدا می‌کند.

2.      هایدروفینینگ (Hydrofining)

فرآیندی هیدروژناسیون است و برای بهبود رنگ، بو، پایداری و خواص امولسیونی به کار می‌رود.

3.      هیدروژناسیون با فشار زیاد

روشی است که در آن تقریبا تمام آروماتیک‌ها و پارافین‌های نرمال به ایزوپارافین‌ها تبدیل می‌شوند. تقریبا تمام پالایشگرها معتقدند که اساس همه روش‌های هایدروتریتینگ مشابه هستند. برش روغنی حاصل از برج تقطیر ابتدا در یک کوره گرم شده و سپس با هیدروژن یا گاز غنی از هیدروژن وارد واکنش می‌شود. کاتالیزورها نیز بعد از مدتی کارکرد، مجددا قابل احیا هستند.

در خلوص روغن‌های پایه حاصل از روش هایدروتریتینگ، جای هیچ‌گونه سوالی نیست؛ ولی این روغن‌ها دارای معایبی نیز می‌باشند. حلالیت این نوع روغن‌ها برای بعضی از مواد افزودنی کم بوده و در نتیجه مواد افزودنی به ‌طور کامل در این نوع روغن‌ها حل نمی‌شوند. همچنین در اثر هایدروتریتینگ کامل، تقریبا هیچ‌گونه ترکیب آروماتیکی در روغن پایه باقی نخواهد ماند. در نتیجه باید به این روغن‌ها، از مواد افزودنی خاص که روی سیل‌ها تاثیر دارند، استفاده کرد تا باعث متورم شدن سیل‌ها و در نتیجه آب‌بندی بیش‌تر سیستم شود. در حالی که روغن‌های حاصل از روش تصفیه با حلال، به علت داشتن مواد آروماتیکی نیاز به مواد افزودنی موثر روس سیل‌ها را ندارند. علاوه بر این موارد، در روغن‌های حاصل از روش تصفیه با حلال، مقداری ترکیبات گوگردی در روغن باقی می‌ماند. این ترکیبات به طور طبیعی دارای خاصیت ضد اکسیداسیون و ضد سایش هستند. اما در روغن‌های حاصل از روش هایدروتریتینگ، ترکیبات گوگردی کاملا حذف شده و جهت ایجاد پایداری و مقاومت در برابر اکسیداسیون در این روغن‌ها، باید مواد افزودنی مناسب به آن‌ها اضافه نمود.

با توجه به مطالب فوقف اعتقاد عمومی بر این است که در انتخاب یک روان‌کننده، باید نوع روغن پایه و روش تصفیه آن، مخصوصا در مواردی که روغن دارای کاربرد غیرمعمول است، در نظر گرفته شود.

وقتی که فرآیند اختلاط کامل شد، روغن آماده استفاده می‌باشد. در حین مصرف روغن در هر کاربردی، مواد افزودنی موجود درآن کم کم از بین رفته و از خاصیت آن‌ها در روغن کم می‌شود. همان طور که قبلا گفته شد مواد افزودنی خواص مختلفی از قبیل معلق نگه داشتن آلودگی‌ها و ذرات، خنثی کردن اسیدها، ایجاد خاصیت ضدسایش، خاصیت فشارپذیری و خاصیت مقاومت در برابر اکسیداسیون را در روغن ایجاد می‌کنند.

برای مثال، رنگ یک روغن دیزلی با کیفیت خوب، چند ساعت پس از مصرف سیاه و آبی مایل به سیاه خواهد شد. این امر نشان دهند عملکرد خوب روغن است. چون این روغن توانسته قطعات را تمیز کرده و آلودگی‌ها را در خود معلق نگه دارد. در نتیجه از تولید رسوب و لجن که منجر به بستن مسیرهای روغن‌کاری می‌شود، جلوگیری می‌کند. وقتی که روغن برای مدت زمان زیادی کار کند به علت از دست دادن مواد افزودنی موجود درآن، گرانروی روغن افزایش یافته (سفت می‌شود) و دیگر قادر نیست که وظایف خود را به خوبی انجام دهد. روغن‌هایی را که خاصیت خود را از دست داده‌اند، نباید دور ریخت و باید آن‌ها را جمع‌آوری کرده و به کارخانه‌های تصفیه مجدد روغن تحویل داد. در تصفیه روغن کارکرده، فرآیندهای مختلفی جهت زدودن آلودگی، آب، مواد افزودنی باقی‌مانده در روغن و سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد. روغن پایه حاصل از این فرآیند، به واحد اختلاط فرستاده شده و در آن‌جا با افزودن مواد افزودنی مناسب به آن، مجصولات مورد نظر تولید می‌شود. آزمایشات انجام شده توسط آزمایشگاه‌های مستقل نشان داده است که در بعضی موارد، کیفیت روغن پایه حاصل از تصفیه مجدد، حتی از روغن‌های پایه دست اول بالاتر می‌باشد. پس ازانجام یک سری آزمایش روی یک روغن پایه تصفیه مجدد، مرکز تحقیقات ملی کانادا اعلام نموده است که این روغن تمیزتر و از نظر رنگ نیز شفاف‌تر از روغن‌های پایه دست اول بوده و به طور رضایت بخشی، قابل استفاده در تهیه روغن‌های مختلف می‌باشد. لازم به ذکر است که این روغن با استفاده از روش‌های مدرن تصفیه دوم (تصفیه با هیدروژن و تقطیر در خلاء) به دست آمده و برای تهیه آن از روش شستشو با اسید سولفوریک، استفاده نشده است.

روش‌های بازیابی روغن سوخته

روش سنتی با استفاده از اسید سولفوریک و خاک رنگبر

این روش شامل تقطیر در دمای 150 درجه سانتی‌گراد در فشار متعارف یا خلاء جزئی برای جداسازی آب، بنزین، هیدروکربن‌های سبک و سایر موادی که نقطه جوش پایین دارند مانند تری‌کلراتین و...

ترکیب با اسید سولفوریک غلیظ، در این مرحله ترکیبات غیراشباع قطبی و آسفالت و اتن‌ها با اسید سولفوریک ترکیب می‌شوند و تولید اسلاج اسید (لجن اسیدی) می‌کنندکه با اختلاف وزن مخصوص از روغن جدا می‌شوند؛ این لجن بزرگ‌ترین ماده مزاحم تولیدشده در این صنعت است و در کشورهای صنعتی آن را در کوره‌های مخصوص می‌سوزانند. از ترکیب خاک رنگبر و مواد خنثی‌کننده در این مرحله، اسید باقی‌مانده خنثی می‌شود و ترکیبات مضر که به صورت پسماند است توسط خاک جذب می‌گردد. بهبود رنگ و پایداری روغن یکی دیگر از نتایج این مرحله است.

تقطیر جزء به جزء در خلاء، در این مرحله برش‌های مختلف گازوئیل و روغن‌های سبک جدا می‌شود و روغن باقی‌مانده را همراه با خاک از فیلتر عبور می‌دهند. روغنی را که از فیلتر خارج می‌شود جمع‌آوری کرده و خاک آغشته به روغن که کیک فیلتر نامیده می‌شود، دور می‌ریزند؛ ولی بهتر است آن را در کوره‌های سیمان بسوزانند. مخلوط روغن سبک و گازوئیل را که جداگانه جمع آوری شده است، مجددا با خاک مخلوط نموده ئ تقطیر می‌کنند تا گازوئیل از آن جدا شود و مخلوط خاک و روغن سبک را فیلتر می‌کنند و روغن سبک را از آن جدا می‌کنند. با توجه به مقدار ماده افزودنی مصرف شده در روغن موتور که مرتبا افزایش می‌یابد، بازیابی روغن به علت مصرف زیاد اسید سولفوریک با مشکل مواجه شده است؛ لذا برای رفع این مشکل در جهت کاهش مقدار اسید مصرف شده، روغن آبگیری شده را قبل از اسیدی کردن، شدیدا حرارت می‌دهند (330 تا 350 درجه سانتی‌گراد) تا مواد افزودنی از بین بروند. این مرحله را شوک حرارتی می‌نامند. در اغلب کارخانجات ایران، آبگیری و شوک حرارتی را در یک مرحله انجام می‌دهند و آن را کراکینگ می‌نامند و به این ترتیب مصرف اسید به مقدار قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد.

بازیابی روغن به روش ماتیس (MATTYS)

این روش در کارخانه Lille Bonne در فرانسه اجرا شده است و مصرف اسید را به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش داده است. سانتریفیوژ و اینسنراتور Incinerator نقش تعیین کننده‌ای در این روش دارد. سوخت خارجی مصرف نمی‌شود و کالری لازم از سوزاندن اسلاج اسید و خاک فیلتر و رسوب تامین می‌شود. اینسنراتور (کوره سوزاننده ضایعات) از نوع دوار و افقی است و به نحوی طراحی شده‌اند که ترکیبات فلزی موجود در رسوب آن به شکل گلوله‌های غیر فرار در می‌آمده و در کف کوره جمع می‌شوند.

مراحل اجرا: ابتدا از محموله‌ای که وارد کارخانه می‌شود نمونه‌برداری می‌کنند و به کمک دستگاه مادون قرمز و کرماتوگرافی و غیره نوع روغن و میزان آلودگی آن را مشخص می‌کنند. روغن مناسب را تا 90 درجه گرم می‌کنند و به دستگاه سانتریفیوژ می‌فرستند. از این دستگاه مرتبا سه فاز هیدرو کربور، فاز آبی و یک ماده خمیری شکل که حاوی رسوب جامد و مقدار کمی روغن است خارج می‌شود که فاز اخیر و فاز آبی را به اینسنراتور می‌فرستند. فاز هیدرو کربور را از کوره‌ای عبور می‌دهند تا حرارت 180 درجه سانتی‌گراد برسد و سپس آن را در فشار متعارفی تقطیر می‌کنند تا مواد فرار آن جدا شود. باقی‌مانده را از داخل اینسنراتور عبور می‌دهند تا حرارت آن به 380 درجه برسد و سپس آن را به برج تقطیر در خلاء می‌فرستند تا گازوئیل و برش‌های روغن سبک جدا شود. باقی‌مانده برج خلاء را سانتریفیوژ می‌کنند تا فاز روغن آن جدا شود و ماده خمیری شکل را به اینسنراتور می‌فرستند. این روغن و همچنین برش‌های قبلی را که جداگانه جمع‌آوری شده است به طور مجزا به نسبت معینی با اسید سولفوریک مخلوط می‌کنند و پس از تشکیل اسلاج اسید (acid sludge) آن را به سانتریفیوژ می‌فرستند: فاز روغن را از اسلاج اسید جدا می‌کنند و اسلاج را به اینسنراتور می‌فرستند. هر یک از برش‌های روغن را جداگانه به نسبت معینی با خاک رنگی مخلوط و سپس از کوره عبور می‌دهند تا حرارت آن به 240 درجه برسد و بعد آن را صاف می‌کنند و روغن را جمع‌آوری و گل آغشته به روغن را به اینسنراتور می‌فرستند.

بازیابی روغن به روش انستیتو نفت فرانسه (IFP)

الف- استفاده از پروپان همراه با تصفیه اسیدی:

گرم کردن روغن تا حدود 160 درجه در فشار متعارفی برای خارج کردن آب، بنزین و مواد تشکیل‌دهنده با نقطه جوش پایین. استخراج با پروپان (Propane Des Asphaltique) PDA به منظور جداسازی مواد آسفالتی و فلزات، این عمل در حرارت 30 تا 70 درجه و فشار گاز اتمسفر انجام می‌یابد.

-          ترکیب با اسید سولفوریک غلیظ:

در این روش اسید سولفوریک به مقدار کم مصرف می‌شود (در حدود 2%) و ناخالصی‌ها به صورت اسلاج اسید جدا می‌شوند.

-          بی رنگ کردن به کمک رنگ‌بر در حرارت مناسب و تصفیه آن به کمک فیلتر پرس و جداسازی گل آغشته به روغن.

-          تقطیر در خلاء برای جداسازی گازوئیل، روغن دوک و انواع روغن‌های پایه.

به طوری که ملاحظه می‌کنید امتیاز این روش، کاهش مقدار اسید مصرف شده و در نتیجه کاهش مقدار اسلاج اسید حاصله می‌باشد.

ب- استفاده از پروپان و هیدروژن:

-          گرم کردن روغن تا حدود 160 درجه سانتی‌گراد در فشار متعارف برای جداسازی آب، بنزین و مواد با نقطه جوش پایین

-          تصفیه مقدماتی با یک درصد آهک

-          استخراج با پروپان برای جداسازی مواد قیری و فلزات

-          هیدروژناسیون (Hydrogenation)

-          مجاورت با خاک رنگبر (3%) در حرارت مناسب و تصفیه آن به کمک فیلتر پرس

-          تقطیر جزءبه‌جزء به منظور جداسازی روغن‌های سبک، روغن پایه متوسط و سنگین

بنابر روش فوق، اسید حذف می‌شود و در نتیجه تشکیل اسلاج اسید منتفی شده است.