Regenerácia opotrebovaných minerálnych olejov z prevádzky ...

Konferencia "Nakladanie s odpadovými olejmi v SR", Vyhne 9.-10.10.2008 1 

Regenerácia opotrebovaných minerálnych olejov z prevádzky 

dieselových motorov so spaľovaním rastlinných olejov 

Ján Cvengroš, Jozef Lengyel 

Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU, Radlinského 9, Bratislava 

1. Úvod 

Opotrebované minerálne oleje (OMO) vznikajú všade tam, kde sa minerálne oleje 

používajú ako mazadlá v strojoch, motoroch, vozidlách a pod. Vznikajú tiež pri manipulácii 

s cisternami, nádržami a súbormi obsahujúcimi olej, ako sú transformátory, hydraulické 

zariadenia a iné. Ich spoľahlivý zber a súčasne striktná separácia podľa typu oleja sú 

významným východiskom na prevenciu nepriaznivých dopadov na životné prostredie. 

Regenerácia opotrebovaných minerálnych olejov je v súčasnosti nevyhnutná. Okrem vážnych 

dôvodov z hľadiska ochrany životného prostredia je tu otázka spotreby neobnoviteľných 

prírodných zdrojov. Zásoby ropy sú obmedzené, jej cena permanentne stúpa a šetrenie 

ropných produktov a mazadiel zvlášť sa stáva kľúčovým problémom. Spotreba mazadiel sa 

znižuje zavádzaním vysoko účinných mazacích kompozícií v automobiloch aj v priemysle. 

Existuje však aj iný účinný spôsob šetrenia tohto prírodného zdroja a tým je recyklácia 

a regenerácia OMO. Kým v rope sa nachádza niekoľko málo percent zložiek použiteľných pre 

mazacie účely (5 až 7 %) , v OMO sa ich nachádza 70 až 90 %. OMO navyše predstavujú už 

domácu surovinu. Pri spotrebe mazacích olejov v Európe v polovici deväťdesiatych rokov asi 

5.2 mil. t/r sa pozberalo iba 1.6 mil. t/r ako OMO, z čoho asi 60 % sa spálilo na energetické 

účely a 40 % bolo regenerované, čo predstavuje asi 470 000 t regenerovaných základových 

olejov ročne. Toto reprezentovalo iba 7 % z celkovej ročnej produkcie. Smernica EU 

87/101/EEC zdôrazňuje prioritu re-rafinácie OMO pred jeho spaľovaním pre energetické 

účely. 

Strata funkčných vlastností mazacích kompozícií je dôsledkom najmä vyčerpania 

aditívov a vzniku a prítomnosti znečisťujúcich komponentov z vonkajších zdrojov (prach, 

kovové častice z obrusu, karbón z nedokonalého spaľovania, zvyšky palív, voda, oxidy kovov 

z korózie a pod.) a zo samotného mazadla (produkty rozkladu aditívov, oxidačné produkty 

zložiek oleja, kaly, laky a pod.). Pritom 90 až 95 % uhľovodíkových zložiek oleja ostáva 

nepozmenených a sú k dispozícii regeneračnému spracovaniu, pri ktorom sa musia 

kontaminanty odstrániť, musí sa zlepšiť farba a vôňa regenerátu. Ideálny regeneračný postup 

je taký, ktorý účinne odstráni nežiaduce látky z OMO bez toho, aby výrazne pozmenil jeho 

uhľovodíkovú skladbu, musí byť ekonomicky únosný a nesmie produkovať devastačné 

odpady. 

Regenerácia OMO sa začala presadzovať najmä v druhej polovici minulého storočia. 

Prvým komerčným postupom bola dnes už klasická technológia kyselina/hlinka, ktorá napriek 

narastajúcim problémom najmä s odpadmi a nízkou kvalitou regenerátu je stále využívaná 

v rôznych modifikáciách, ktoré čiastočne eliminujú nepriaznivé dopady na životné prostredie. 

Súčasné moderné technológie regenerácie OMO (tzv. BAT technológie) využívajú ako hlavný 

čistiaci krok najmä vákuovú destiláciu vhodne predpripraveného OMO. Pri fázovej premene 

zložiek OMO kvapalina–para–kvapalina sa dosiahne vysoký stupeň separácie kontaminantov. 

Prehľad o súčasných v praxi využívaných technológiách podávajú články [1-3].


Zloženie OMO sa postupne stáva čoraz komplexnejším najmä z týchto dôvodov: 

• s cieľom zvýšiť životnosť oleja sa vo zvýšenej miere používajú disperganty, estery 

a polyalfaolefíny. Výsledný OMO je jednak komplexnou zmesou, jednak obsahuje 

viac nečistôt. 

• prebieha intenzívna náhrada konvenčných mazadiel na minerálnej báze syntetickými 

mazadlami s vyššími prevádzkovými parametrami. Kým niektoré zo syntetických 

produktov môžu byť regenerované spolu s minerálnymi olejmi, niektoré (napr. 

esterové) sú na spoločnú regeneráciu menej vhodné, sú menej stabilné pri alkalickej 

predpríprave a pri hydrofinishingu. 

Zvýšenie kvality OMO pre regeneráciu významne zvyšuje ekologické parametre 

regeneračnej jednotky a tiež kvalitu regenerátu. Selektívne zbierané OMO majú podstatne 

vyšší potenciál využiteľnosti ako je jednoduché spálenie na energetické účely. Využívaním 

biopalív ako napríklad čistých rastlinných olejov (pure plat oils) PPO, ktorých charakteristika 

a možnosti využitia sú popísané v literatúre [4], sa dostáva do motorového oleja špecifický 

kontaminant. Problém vzájomnej miešateľnosti PPO ako esterového oleja a minerálneho 

oleja uhľovodíkového charakteru je zložitý a prítomné detergenty túto situáciu neriešia. Aj 

v prípade klasickej nafty ako paliva dochádza k prechodu časti nespáleného paliva do 

motorového oleja, charakter paliva a oleja je však rovnaký a okrem poklesu viskozity 

motorového oleja sa v karteri motora nedejú nijaké zásadné zmeny. V prípade PPO pri jeho 

zvýšenom výskyte v minerálnom oleji môže dochádzať k separácii sústavy na dve fázy 

a k zvýšenej tendencii polymerizácie PPO. Toto už predstavuje vážne nebezpečenstvo pre 

motor a hrozí jeho haváriou. Pri kontaminácii motorového oleja s PPO ako esterovým olejom 

stúpa dielektrická konštanta, v IČ spektre sa zvyšuje intenzita pásov charakteristických pre 

esterové komponenty, prípadne súvisiace so štruktúrou acylových reťazcov, zvyšuje sa ČK 

najmä ako dôsledok hydrolýzy PPO ako esterového oleja, viskozita sa môže zvyšovať najmä 

polymerizáciou PPO, ale aj znižovať jednoduchým riedením motorového oleja s PPO. 

Aby nedošlo k poškodeniu motora, je potrebné: 

• upraviť PPO na takú kvalitu, aby jeho spaľovanie v motore nevytváralo situácie 

vedúce k zvýšenej prítomnosti PPO v motorovom oleji; 

• monitorovať prítomnosť PPO v motorovom oleji; 

• stanoviť dostupnými fyzikálnymi a fyzikálno-chemickými metódami maximálne 

prípustné obsahy PPO v minerálnom oleji, t.j. sledovať parametre, ktoré sú 

prítomnosťou PPO najviac ovplyvnené a po dosiahnutí limitných hodnôt zabezpečiť 

výmenu motorového oleja; 

• rozhodnúť o ďalšom osude takto vytvoreného OMO, o jeho zúžitkovaní a spôsobe 

jeho využitia. Určiť, či je vhodný ako zložka OMO zo separovaného zberu 

opotrebovaných motorových a prevodových olejov podľa odporúčaných postupov [5], 

alebo musí byť z tohto zberového režimu vylúčený a odkázaný na špeciálne 

spracovanie či využitie. Rozhodnúť, či je schopný a vhodný na regeneráciu, alebo iba 

na energetické využitie. Prihliadať na to, že samotný motorový olej bol v motore 

s palivom PPO podstatne kratšie ako pri štandardnom fosílnom palive, je málo 

poškodený a je znečistený a znehodnotený špecifickým kontaminantom. Usmernenia 

EU uprednostňujú – ak je to možné – regeneráciu OMO pred energetickým využitím. 

Problematika separácie vybraných cudzorodých komponentov ako metylesterov 

mastných kyselín, triacyglycerolov, brzdových kvapalín a nemrznúcej zmesi z OMO bola už 

v modelovom štúdiu úspešne riešená [6]. Cieľom tejto štúdie je zhodnotiť možnosti 

regenerácie OMO z prevádzky motora so spaľovaním PPO.

2. Experimentálna časť 

Materiály 


Vzorka OMO z dieselového motora so spaľovaním na PPO sa získala od VSH, s.r.o. 

Turňa nad Bodvou z prevádzky nákladného vozidla po absolvovaní 27 500 km spolu so 

vzorkou pôvodného motorového oleja Shell RIMULA Ultra 5W-30 a so vzorkou paliva – 

repkového oleja za studena lisovaného a filtrovaného. Na zníženie čísla kyslosti sa použil 

MgCO3, montmorillonit a kremelina. 

Prístrojová technika 

Základnou operáciou regeneračného postupu STU je destilačná separácia OMO na 

molekulovej odparke. Na molekulovú destiláciou sa použila laboratórna odparka typu MO 15 

so stieraným filmom. Odparný valec s priemerom 20 mm má odparovaciu plochu 75 cm 2 . 

Stieranie filmu zabezpečuje stierač so stieracími segmentmi z PTFE. Vzdialenosť odparovač 

– kondenzátor je cca 15 mm. Pracovná teplota odparky je do 270 °C a tlak 10 -1 – 10 1 Pa 

s optimálnym nástrekom 80 – 120 ml/h, kapacita zásobníka nástreku asi 500 ml. 

Analytické metódy 

Infračervené spektrá jednotlivých vzoriek opotrebovaného, regenerovaného 

a základového minerálneho oleja boli namerané na spektrometry AVATAR-ThermoNicolet 

(USA) technikou HATR (ZnSe) spolupráci s InterTriboDia Tlmače. 

Na stanovenie fyzikálnych konštánt a kvalitatívnych parametrov zregenerovaného 

minerálneho oleja z OMO sa použili postupy podľa príslušných noriem kinematická viskozita 

pri 40 °C a 100 °C podľa STN 65 6216, viskozitný index STN 65 6218, bod vzplanutia podľa 

Clevelenda STN 65 6212, číslo kyslosti STN 65 6070, karbonizačný zvyšok STN 65 6210, 

popol STN 65 6063 a obsah síry 65 6228. 

3. Výsledky a diskusia 

Regenerácia OMO v odparkách so stieraným filmom. Postup STU, ktorý bol 

vyvinutý v 70. rokoch minulého storočia na FCHPT STU v Bratislave, patrí medzi 

progresívne a účinné postupy regenerácie OMO [7]. Táto domáca technológia využíva 

postupne chemickú predprípravu sedimentovaného a filtrovaného OMO, stripovanie vody 

a ľahkých zložiek, najmä uhľovodíkov, ďalej dvojstupňovú vákuovú destiláciu na 

molekulových odparkách a konečne hydrogenáciu ako finálnu úpravu na zlepšenie kvality 

surového regenerátu. Schéma procesu je uvedená na obr.1. Chemická predpríprava sa zakladá 

na kontakte medzi OMO a alkalickým lúhom pri zvýšenej teplote. Nie je v každom prípade 

nutná. V prvom stupni vákuovej destilácie na krátkocestnej odparke sa ako destilát oddelí 

ľahká olejová frakcia s podielom 5 až 10 % z vysušeného a odstripovaneho OMO. V druhom 

stupni je destilátom surový regenerát s podielom 70 až 75 % z vysušeného OMO. Destilačný 

zvyšok s podielom cca. 20 % obsahuje najmä polyméry, zvyšky aditívov, tuhé nečistoty a iné 

kontaminujúce zložky. Hydrogenačná dorafinácia (tzv. hydrofinishig) nie je bezpodmienečne 

nutná, spravidla slúži na zlepšenie kvality základového oleja, zlepšenie jeho farebnosti, 

odstránenie charakteristického zápachu, zníženie podielu dusíkatých, kyslíkatých a sírnych 

zlúčenín v OMO. Kvalita regenerátu je po destilácii dobrá a po hydrogenácii výborná. Postup 

STU spĺňa všetky parametre BAT technológií (Best Available Techniques), má vysokú 

výťažnosť vysokú kvalitu regenerátu, ekologicky je prijateľný a všetky produkty sú 

využiteľné, predné frakcie ako palivo, destilačné zvyšky ako bitúmeny a asfalty, alebo ako 

palivo.

Obr. 1 Technologická schéma procesu regenerácie OMO s použitím chemickej 

predúpravy suroviny 

Dodaný OMO bol podrobený regenerácii zjednodušeným postupom. OMO bez 

filtrácie bol stripovaný pri 200 °C pri atmosferickom tlaku na odstránenie prípadných 

prchavých zložiek. Pri stripovaní sa nevyskytli nijaké technické problémy (penenie). Takto 

upravený olej bol frakcionovaný na molekulovej odparke MO 15 pri dvoch prechodoch 

odparkou. Pri prvom prechode pri teplote odparného valca 130 °C a tlaku 20 až 40 Pa sa 

získala predná frakcia s podielom 11 % hm. z pôvodného oleja. Pri opakovanom prechode 

destilačného zvyšku z prvého prechodu odparkou sa pri teplote 240 °C a tlaku okolo 20 Pa 

získal destilát – regenerát s podielom 65 % z pôvodného oleja a destilačný zvyšok s podielom 

24 %. Rýchlosť nástreku pri destilácii bola asi 100 ml/h. Destilát bol číry svetložltý olej 

s neparným zápachom. Destilát nebol hydrogenačne upravovaný. Jeho niektoré parametre sú 

uvedené v tab. 1 spolu s obvyklými parametrami základových olejov pre motorové oleje. 

parameter 


regenerát 

základový olej 

viskozita pri 100 °C, mm 2 /s 5.094 4.47 

viskozita pri 40 °C, mm 2 /s 20.587 16.81 

viskozitný index >120 84 

číslo kyslosti, mg KOH/g 1.34 0.15 

síra, % hm. 0.185 0.88 

bod vzplanutia, °C 224 188 

karbonizačný zvyšok, % hm. 0.053 0.06 

popol, % hm. 0.032 0.016 

Tab. 1 Vybrané parametre regenerátu a základového oleja


Kvalita regenerátu je dobrá, je porovnateľná s kvalitou štandardných základových 

olejov. Bod vzplanutia a viskozita sú zbytočne vysoké a súvisia vysokým odberom prednej 

frakcie, kde by postačoval miesto 11 % odber do 5 %. 

Zvýšená hodnota čísla kyslosti v regeneráte 1,34 mg KOH.g -1 je spôsobená 

prítomnosťou mastných kyselín, ktoré vznikli hydrolýzou triacylglycerolov prítomných 

OMO. Číslo kyslosti vzoriek regenerátov boli znižované adsorpciou kyslých zložiek oleja na 

bázických minerálnych adsorbentoch bežne používaných v priemysle. Testy znižovania čísla 

kyslosti zregenerovaného motorového oleja bázickým adsorbentom o množstve 1 hm. % 

prebiehali v násadovom reaktore s celkovým objemom 250 ml, opatrenom vonkajším 

plášťom, ktorým sa viedlo ohrevné médium, a s masívnym magnetickým miešadlom s PTFE 

povlakom, ktorého úlohou bola účinná homogenizácia olejového regenerátu a adsorbenta, 

celá aparatúra bola napojená na vývevu a popri znižovaní čísla kyslosti adsorbentom sa aj 

odstraňovala prípadná vlhkosť. 

Montmorillonit, chemicky hydratovaný zásaditý kremičitan sodíka, vápnika, horčíka 

a hliníka, kyslosť oleja znížil na hodnotu 0,86 mg KOH. g -1 . Použitím magnezitu, chemického 

uhličitanu horečnatého, sa číslo kyslosti znížilo na hodnotu 0,75 mg KOH. g -1 . Najslabšiu 

aktivitu vykazovala kremelina, ktorá bola schopná znížiť číslo kyslosti regenerátu len 1,33 mg 

KOH. g -1 . V klasických priemyselných technológiách sa do úvahy berú adsorpcie na bázicky 

aktivovanej bieliacej hlinke prípadne na aktívnom uhlí, taktiež hydrogenačnou rafináciou sa 

dosiahne úplné zníženie čísla kyslosti. Iný spôsob predstavuje chemické viazanie prítomných 

voľných mastných kyselín s monoetanolamínom (MEA), resp. inými alkylamínmi na amidy 

karboxylových kyselín. MEA je využívané v palivách ako antikorozívne činidlo a jeho 

prítomnosť v minerálnom oleji môže mať pozitívne vlastnosti. 

Obr. 2 IČ spektrum východiskového OMO, regenerátu a destilačného zvyšku


Štúdiou infračervených spektier prítomnost PPO v modelovej vzorke PPO [6] sa 

uviedlo, že triacylglyceroly z PPO prítomné v OMO s mólovou hmotnosťou okolo 850 až 950 

g /mol ani pri exponovaných podmienkach pri vysokých teplotách a reálne nízkych tlakoch 

v odparke nie sú schopné destilácie. Ich separáciu je preto možné zariadiť ich odvodom do 

destilačného zvyšku. Spektroskopická štúdia východiskového OMO, regenerátu 

a destilačného zvyšku je na obr. 2. Regenerát prakticky neobsahuje TAG, tieto sú sústredené 

v destilačnom zvyšku. Obsah TAG vo východiskovom OMO je podľa IČ spektroskopie na 

úrovni 10.5 % hm., v regeneráte pod 1.0 % a v destilačnom zvyšku 33.6 %. 

Výťažnosť regenerátu je ovplyvnená prítomnosťou TAG ako neminerálnej zložky vo 

východiskovom OMO a je primerane nižšia v porovnaní s prípadnými OMO bez prítomnosti 

TAG. Z tohto hľadiska sa výťažnosť regenerácie vztiahnutej len na minerálny základ zvýši 

z pôvodných 65 % na 77 %. Destiláciou čistého motorového oleja Shell Rimula Ultra 5W-30 

pri podobných podmienkach ako pri destilácii OMO (T = 240 °C a p = 10 – 20 Pa) 

predstavoval destilačný zvyšok tvorený aditívami a inými prídavnými činidlami 10 hm. %. 

4. Záver 

Vykonané štúdium prítomnosti TAG v motorových olejoch z prevádzky dieselových 

motorov so spaľovaním PPO nepredstavuje žiadny problém pri regenerácii OMO 

v technológiách využívajúcich vákuové destilácie ako hlavné čistiace metódy. Výsledný 

regenerát získaný z takejto regenerácie nie je nijako poznačený svojou predhistóriou. OMO 

z prevádzky motorov spaľujúcich PPO bude možné bez obmedzenia odvádzať do zberu spolu 

s ostatnými opotrebovanými olejmi motorovými a prevodovými z prevádzky s fosílnymi 

palivami, avšak nemiešať ho s inými typmi menejcenných OMO a vytvoriť tak predpoklady 

pre prípravu kvalitných regenerátov. 

Táto práca bola realizovaná za finančnej podpory projektu č. 935/08/02 Recyklačného 

fondu SR. 

Literatúra 

[1] Kajdas C.: Major pathways for used oil disposal and recycling. Part 1, Tribotest Journal 

7-1 (2000) 62-71; Part 2, Tribotest Journal 7-2 (2000) 137-153. 

[2] Dang G.S.: Re-refining of used oils – review of commercial processes. Tribotest Journal 

3-4 (1997) 445-457. 

[3] Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology, 3rd ed., vol.19, pp 979-985, 1982; 

4th ed., vol. 21, pp. 1-9, 1997. 

[4] Vailing I., Franta R., Stacho D., Mikulec J., Cvengroš J.: Rastlinné oleje a živočíšne 

tuky ako palivo pre dieselové motory. 8. medzinárodné sympózium Motorové palivá 

2008 (Motor Fuels 2008), 23.- 26.6.2008, Tatranské Matliare, p. 732-746. 

[5] Cvengroš J., Lengyel J., Chovancová I., Mikulec J.: Regenerácia OMO zo separovaného 

zberu. Zborník konferencie Odpadové Fórum, Milovy, 18.-20.4.2007, s. 3306-13. 

[6] Lengyel J., Cvengroš J.: Non-lubricant related compounds in used mineral oil. IPC 2007 

– 43th Int. Petr. Conference, Sept. 24-26, 2007, Bratislava, Slovakia, 9 pp. 

[7] Cvengroš J.: Regeneration of used mineral oil. Erdöl Erdgas Kohle 116 (2000) 127-128

Regenerácia opotrebovaných minerálnych olejov z prevádzky ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?