Charakterystyka olejów przepracowanych
Olejami przepracowanymi – zgodnie z normą PN-C-96050 – są oleje pochodzenia naftowego lub estrowego, a także mieszaniny olejowo-wodne, które w czasie stosowania utraciły swoje właściwości użytkowe i nie mogą być dłużej stosowane w zakresie, do którego były pierwotnie przeznaczone. Oleje przepracowane nie powinny zawierać substancji szkodliwych, które mogłyby utrudniać proces regeneracji lub stanowić wzbogacenie regeneratu.
Oleje przepracowane są zaliczone do odpadów niebezpiecznych. Wynikające stąd zagrożenie dla życia lub zdrowia ludzi oraz środowiska znajduje pełne uzasadnienie jeśli przeanalizujemy np. skład chemiczny silnikowego oleju przepracowanego, z uwzględnieniem źródła pochodzenia poszczególnych składników, przemian fizyko-chemicznych, jakim był poddany olej smarowy w czasie eksploatacji oraz możliwych zanieczyszczeń oleju przepracowanego podczas zbiórki i magazynowania. W wyniku procesu spalania paliwa silnikowego, a szczególnie benzyny silnikowej, jako jeden z procesów ubocznych przebiega także proces pirolizy węglowodorów, który powoduje powstawanie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, a w tym także benzo(a) pirenu, któremu badania biologiczne i medyczne przypisują własności rakotwórcze. W czasie pracy silnika następują zmiany nie tylko w części węglowodorowej danego oleju smarowego. Zmianom ulegają przede wszystkim dodatki uszlachetniające – zmiany te powodują przejście do innej struktury chemicznej i fizycznej. W ogólnym ujęciu, zmiany te prowadzą do destrukcji cząsteczek, jak i przejście do substancji prostych. Powstają węglany wapnia, magnezu i baru. Powstają siarczki, tiofosforany, tlenki metali, a także bardziej złożone substancje, będące wynikiem działania chemicznego substancji nieorganicznych na produkty destrukcji węglowodorów.
Obecne są również produkty rozpadu termicznego i mechanicznego polimerów. Dodając do tego metale ze zużycia ruchomych elementów silnika, można wykazać, że w przepracowanych
olejach smarowych występuje w różnej postaci fizyko-chemicznej znaczna część pierwiastków z tablicy Mendelejewa. Obecne w olejach przepracowanych wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, niektóre produkty wynikające z przemian dodatków uszlachetniających np. (sulfoniany wapnia, ditiofosforany cynku, dyspergatory bursztynoimidowe, siarkowane fenolany, wysokosodowe siarkowane fenolany, fenole z przeszkodą steryczną) oraz metale ciężkie (Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, Fe, Cr, Mn), charakteryzujące się szkodliwym działaniem na świat żywy, a szczególnie organizm człowieka, nakazują zbieranie przepracowanych olejów smarowych i ich kontrolowaną utylizację w sposób jak najmniej szkodliwy dla środowiska naturalnego.
Rodzaje olejów przepracowanych
W PN-C-96050 zdefiniowano oleje przepracowane jako oleje pochodzenia naftowego lub estrowego, które w czasie stosowania utraciły swoje właściwości użytkowe i nie mogą być dłużej stosowane w zakresie, do którego były pierwotnie przeznaczone. Norma wyróżnia także trzy rodzaje olejów przepracowanych:
- oleje przepracowane I – oleje elektroizolacyjne i oleje do sprężarek chłodniczych,
- oleje przepracowane II – oleje turbinowe,
- oleje przepracowane III – pozostałe oleje smarowe, z wyjątkiem olejów emulgujących i natłuszczanych.
Dyrektywa 87/101 EEC Art. 1.1 określa oleje odpadowe jako wszelkie oleje smarowe lub przemysłowe pochodzenia mineralnego, które nie nadają się już (stały się nieodpowiednie) do zastosowania, do którego były pierwotnie przeznaczone. W szczególności są to zużyte oleje do silników spalinowych i oleje przekładniowe a także mineralne oleje smarowe, oleje do turbin i oleje hydrauliczne.
Uregulowania prawne w gospodarce olejami odpadowymi
Proces integracji Polski z krajami Unii doprowadził do przyjęcia wielu uregulowań unijnych w zakresie gospodarki odpadami. Kwestie te w UE reguluje wiele dyrektyw i rozporządzeń, które narzucają państwom członkowskim często
bardzo szczegółowe rozwiązania.
Akty prawne UE w zakresie gospodarki odpadami można podzielić na trzy grupy:
- zawierające ogólne wymagania,
- dotyczące poszczególnych sposobów gospodarowania odpadami,
- dotyczące poszczególnych strumieni odpadów.
- w zakresie wymagań ogólnych:
– dyrektywa Rady 91/689/EWG z 12 grudnia 1991 r. w sprawie odpadów niebezpiecznych, znowelizowana dyrektywą Rady 94/31/WE,
– decyzja Komisji 2000/532/WE z 3 maja 2000 r., zastępująca decyzję Komisji 94/3/WE ustanawiającą listę odpadów zgodnie z art. 1 dyrektywy Rady 75/442/EWG w sprawie odpadów oraz decyzję Rady 94/904/WE ustanawiającą listę odpadów niebezpiecznych zgodnie z art. 1 ust.,
– dyrektywa Rady 91/689/EWG w sprawie odpadów niebezpiecznych, znowelizowana decyzjami Komisji 2001/118/WE, 2001/119/WE i 2001/573/WE,
– rozporządzenie Rady 259/93/EWG z 1 lutego 1993 r. w sprawie nadzoru i kontroli przesyłania odpadów wewnątrz, do i ze Wspólnoty Europejskiej, znowelizowane rozporządzeniem Rady 97/120/WE oraz decyzją Komisji 99/816/WE,
- w zakresie sposobów gospodarowania odpadami:
– dyrektywa Rady 94/67/WE z 16 grudnia 1994 r. w sprawie spalania odpadów niebezpiecznych,
– dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2000/76/WE z 4 grudnia 2000 r. w sprawie spalania odpadów.
- w zakresie poszczególnych strumieni odpadów:
– dyrektywa Rady 96/59/WE z 16 września 1996 r. w sprawie unieszkodliwiania polichlorowanych bifenyli i polichlorowanych trifenyli,
– dyrektywa Rady 86/278/EWG z 12 czerwca 1986 r. w sprawie ochrony środowiska, a szczególnie gleb, przy stosowaniu osadów ściekowych w rolnictwie, znowelizowana dyrektywą Rady 91/692/EWG,
– dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 94/62/WE z 20 grudnia 1994 r. w sprawie opakowań i odpadów opakowaniowych,
– dyrektywa Parlamentu Europejskiego i rady 2000/53/WE z 18 września 2000 r. w sprawie pojazdów wycofanych z eksploatacji, zmieniona decyzją Komisji 2002/525/WE,
– dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2002/95/WE z 27 stycznia 2003 r. w sprawie ograniczenia stosowania pewnych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym,
– dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2002/96/WE z 27 stycznia 2003 r. w sprawie odpadów sprzętu elektrycznego i elektronicznego.
Podstawowym dokumentem w Unii Europejskiej dotyczącym gospodarki olejami odpadowymi jest dyrektywa Rady 75/439/EWG z 16 czerwca 1975 r., znowelizowana przez dyrektywę Rady 87/101/EWG z 22 grudnia 1986 r., w sprawie usuwania olejów odpadowych. Celem tej dyrektywy jest stworzenie skutecznego jednolitego systemu ich zbierania, wykorzystywania i unieszkodliwiania.
Aby osiągnąć ustalone cele, dyrektywa wskazuje, że państwa członkowskie Unii Europejskiej powinny:
- podjąć wszelkie niezbędne działania aby powstały firmy zbierające i usuwające oleje odpadowe, decydować o sposobach ich zbierania, wykorzystywania i unieszkodliwiania,
- ustalać obowiązek uzyskiwania zezwoleń na prowadzenie działalności w zakresie zbiórki, wykorzystywania i unieszkodliwiania olejów odpadowych,
- zadbać o stosowanie najlepszej dostępnej technologii przy regeneracji lub spalaniu olejów odpadowych bez ponoszenia nadmiernych kosztów,
- spowodować, aby posiadacz oleju odpadowego, jeśli nie jest w stanie sam go bezpiecznie zagospodarować, przekazywał go upoważnionemu podmiotowi,
- spowodować, aby oleje nie były mieszane z innymi odpadami niebezpiecznymi,
- zobowiązać podmioty zbierające i wykorzystujące oleje odpadowe do prowadzenia odpowiedniej ewidencji.
- odprowadzania olejów odpadowych do wód i systemów odwadniających,
- wszelkiego niekontrolowanego odprowadzania pozostałości z wykorzystywania lub unieszkodliwiania olejów odpadowych,
- wszelkiego wykorzystywania lub unieszkodliwiania olejów odpadowych powodującego zanieczyszczenie powietrza przekraczające wartości określone obowiązującymi przepisami.
Uregulowania prawne w Polsce
Podstawowe regulacje prawne dotyczące olejów odpadowych zawarte są w:
- ustawie z 27 kwietnia 2001 r. o odpadach,
- ustawie z 11 maja 2001 r. o obowiązkach przedsiębiorców w zakresie gospodarowania niektórymi odpadami oraz o opłacie produktowej i opłacie depozytowej,
- ustawie z 14 grudnia 2012 r. o odpadach (Dz.U. nr 21 z 2013 r.).
W ustawie o odpadach zawarte zostały definicje wytwórcy i posiadacza odpadów, jak również specyficzne wymagania dotyczące gospodarowania niektórymi rodzajami odpadów, wynikające z poszczególnych dyrektyw Unii Europejskiej, w tym dotyczące olejów odpadowych.
Zgodnie z art. 39, oleje odpadowe powinny być w pierwszej kolejności odzyskiwane poprzez regenerację rozumianą jako proces, w którym oleje bazowe mogą być produkowane przez rafinowanie olejów odpadowych, a w szczególności przez usunięcie zanieczyszczeń, produktów utleniania i dodatków zawartych w tych olejach.
W przypadku, gdy odzysk poprzez regenerację olejów odpadowych jest niemożliwy ze względu na stopień ich zanieczyszczenia, oleje te powinny być spalane z odzyskiem energii.
Wytwórca olejów odpadowych, który we własnym zakresie nie może ich wykorzystać lub unieszkodliwić, jest zobowiązany do ich przekazania podmiotowi posiadającemu zezwolenie na prowadzenie działalności w zakresie gospodarki olejami odpadowymi.
Ustawa wprowadza także zakaz mieszania olejów odpadowych z innymi odpadami niebezpiecznymi.
Podstawową zasadą ustawy o obowiązkach przedsiębiorców w zakresie gospodarowania niektórymi odpadami oraz o opłacie produktowej i opłacie depozytowej jest nałożenie na przedsiębiorcę wytwarzającego oleje smarowe obowiązku prowadzenia odzysku, a w szczególności recyklingu (regeneracji) odpadów powstałych z tych produktów. Aby umożliwić realizację obowiązku nałożonego przepisami prawa, przedsiębiorcy dano możliwość przystąpienia do organizacji, działającej zgodnie z wymogami zawartymi w ustawie, która zobowiązana została do przejęcia obowiązków w zakresie odzysku i recyklingu olejów odpadowych.
Regeneracja olejów odpadowych
Regeneracja jest podstawowym, najbardziej racjonalnym sposobem odzysku olejów odpadowych. Jest to proces, w którym poprzez rafinację olejów odpadowych, a w szczególności przez usunięcie z nich zanieczyszczeń, produktów utleniania i dodatków, uzyskiwane są oleje bazowe.
Jeżeli regeneracja olejów odpadowych jest niemożliwa, oleje powinny być poddawane innym procesom odzysku – dopuszcza się wówczas ich unieszkodliwianie.
Konsorcjum Olejów Przepracowanych – Organizacja Odzysku z siedzibą w Jedliczu jest jedną z organizacji odzysku, które realizują ustawowy obowiązek odzysku i recyklingu olejów odpadowych w imieniu producentów i importerów olejów smarowych. W Rafinerii Nafty Jedlicze SA zbudowano zespół nowoczesnych instalacji bazujący na technologii termicznego odasfaltowania i dwustopniowej hydrorafinacji. Wstępnie oczyszczone oleje przepracowane są poddane redestylacji przy obniżonym ciśnieniu, a uzyskane destylaty są rafinowane z udziałem wodoru.
W pierwszym etapie, który zachodzi na złożu katalizatora o wysokorozwiniętej powierzchni, odbywa się adsorpcja metali i odmetalizowanie surowca. Następnie na specjalnym katalizatorze w wyniku procesu uwodornienia następuje redukcja koksu, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, poprawiają się właściwości termooksydacyjne, następuje polepszenia barwy. Stosowana technologia umożliwia obniżenie zawartości siarki w destylatach. Produktami finalnymi tego procesu są oleje bazowe – regeneraty – służące do wytwarzania olejów smarowych oraz frakcje paliwowe, służące do komponowania paliw. Instalacja hydrorafinacji pozwala uzyskać oleje bazowe regenerowane o jakości porównywalnej z olejami bazowymi uzyskiwanymi z ropy naftowej.
Kompleks Hydrorafinacji Olejów Przepracowanych Rafinerii Nafty Jedlicze składa się z następujących instalacji współpracujących ze sobą: Instalacja Wytwarzania Wodoru, Instalacja Hydrorafinacji Olejów Przepracowanych, Instalacja Regeneracji Aminy, Instalacja Odzysku Siarki oraz Instalacja Stripingu Wód Kwaśnych.
Proces rerafinacji olejów przepracowanych
Oczyszczanie wstępne:
Oleje przepracowane składowane są w zbiornikach magazynowych, gdzie poddawane są procesowi oczyszczania w procesie dekantacji. Oczyszczony wstępnie olej przepracowany poddawany jest destylacji wg technologii Viscolube
Proces destylacji olejów przepracowanych wg technologii Viscolube:
Przebiega on w dwóch etapach. W pierwszym etapie oleje przepracowane zostają poddane wstępnej destylacji próżniowej w celu wyeliminowania wody i frakcji najbardziej lotnych.
Przed destylacją wstępną, podgrzany olej przepracowany zostaje zmieszany z czynnikiem alkalicznym. Dodatek tego czynnika służy zmydleniu zawartych w oleju kwasów tłuszczowych, sprzyjając ich wytrącaniu. Zmydlanie kwasów tłuszczowych, poza tym że ułatwia ich eliminację przez dekantację, obniża ich lotność. Tym samym uniemożliwia tymże kwasom przejście w kolumnie destylacyjnej w stan pary i zanieczyszczenie olejów, a także pociągnięcie za sobą licznych zanieczyszczeń. Po wstępnej destylacji, olej odwodniony jest kierowany do zbiornika buforowego. W drugim etapie, strumień oleju odwodnionego zostaje skierowany do destylacji frakcjonującej, w której dokonuje się rozdział na frakcje. Kolumna pracuje pod wysoką próżnią i posiada bardzo wysoką efektywność rozdziału.
Otrzymane frakcje boczne, właściwie oczyszczone w procesie strippingu, zostają skierowane do dalszej obróbki uszlachetniającej, poprzez rafinację wodorem. Woda odseparowana od lekkiego oleju napędowego zostaje skierowana do biologicznej oczyszczalni wód.
Rafinacja destylatów:
Frakcje oleju napędowego i olejów smarowych są rafinowane wodorem w instalacji hydrorafinacji.
Wnioski
Zasadność regeneracji lub rerefinacji olejów potwierdzają następujące argumenty:
- oleje przepracowane stanowią alternatywne źródło zaopatrzenia w oleje bazowe,
- zużycie energii na produkcję 1 kg oleju bazowego regenerowanego wymaga mniej niż 1/3 energii niezbędnej do wyprodukowania 1 kg oleju bazowego z ropy naftowej,
- regeneracja przyczynia się do zachowania nieodnawialnych zasobów surowców energetycznych,
- korzystne aspekty ekologiczne i zdrowotne,
- stosowane najbardziej zaawansowane technologia,
- rafinacja do olejów bazowych o jakości porównywalnej z olejami z ropy naftowej,
- usuwanie produktów utleniania i starzenia, WWA, chloru, PCB.
Literatura
[1] W. Haluch, K. Kiciński, J. Romanek: Uregulowania prawne w gospodarce odpadami. Recykling, nr 1(49), 2005.
[2] J. Magiera: Rerefinacja olejów przepracowanych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006.
[3] Konsorcjum Olejów Przepracowanych, Organizacja Odzysku, Jedlicze,
www.konsorcjum.jedlicze.com.pl
[4] www.geir-regeneration.org
Barbara Tora,
Marian Kurzac,
Jacek Czerwiński
Nowoczesna Gospodarka Odpadami 2(2) 2013
