Boekverslag : Minerale Basisolie - Smeerolie Ingezonden Door: Dimitri Verstreken C
De taal ervan is Overig en het aantal woorden bedraagt 1371 woorden.

Samenstelling van verse smeerolie en afgewerkte olie.



Vooraleer de kwaliteit van de diverse afgewerkte oliën toe te lichten, is het nuttig de samenstelling van verse basisoliën te kennen.

Samenstelling van verse basisoliën

Algemeen

De vlag smeermiddel dekt vele ladingen. Het gaat hier niet enkel over de klassieke motorolie, maar eveneens over metaalbewerkingvloeistoffen, transformatorolie, hydraulische vloeistoffen, … Het is reeds bij voorbaat duidelijk dat de samenstelling van de gebruikte olie sterk zal afhangen van het soort olie en van de toepassing. Het is dus vrij moeilijk om de ‘samenstelling’ van smeerolie exact te definiëren.

Naar samenstelling kan toch reeds een eerste grote opdeling worden gemaakt. De grote overmaat van de smeermiddelen bestaat namelijk uit een basisolie waaraan additieven zijn toegevoegd. De basisolie wordt ofwel gewonnen uit petroleum (minerale basisolie) of bestaat uit gesynthetiseerde componenten (synthetische basisolie). Zowel aan de minerale als aan de synthetische basisolie worden dezelfde additieven toegevoegd. De aard en de hoeveelheid van deze additieven is sterk afhankelijk van de kwaliteit van de basisolie en van de beoogde toepassing. Bij het ontwikkelen van een nieuwe smeerolie wordt, aan de hand van een geselecteerde basisolie, een specifiek additievenpakket op punt gesteld. In het geval van motorsmeerolie gebeurt dit aan de hand van uitgebreide proefcampagnes op testbanken. Een voorwaarde hierbij is wel dat de technische eigenschappen van de basisolie kunnen gegarandeerd worden.

Een minerale basisolie is een mengsel van geraffineerde destillatiefracties afkomstig uit de vacuüm-destillatiekolom van een raffinaderij. Ze bevat enkel koolwaterstoffen als samenstellende componenten, waarin eventueel nog sporen van zwavel-, zuurstof- en stikstofhoudende koolwaterstoffen aanwezig zijn. Deze ruwe destillatiefractie wordt verder gezuiverd door extractie (verwijderen van PAK’s en componenten die heteroatomen bevatten) en door verwijderen van wassen (dewaxing ; verlagen van het stolpunt). Eventueel wordt hieraan nog een hydrofinishing (contact met waterstof bij hoge druk en temperatuur over een katalysator) toegevoegd.

Bij minerale basisoliën worden de meeste heteroatomen via de additieven toegevoegd. Deze additieven bevatten een breed gamma aan deze heteroatomen : zwavel, stikstof, fosfor, zuurstof en chloor. Daarnaast worden via de additieven ook nog een aantal metalen in de olie ingebracht : zink in antislijtage-additieven (Zn-diorganodithiofosfaten) ; barium, calcium en natrium in detergenten. De minerale basisolie bevat van nature uit ook een zeker gehalte aan polycyclische aromatische van hoog geraffineerde basisolie.



Voor een aantal smeermiddelen is de samenstelling van de verse olie wel bij voorbaat gekend.



- Koelmiddelvloeistof voor automotoren: mengsel van 50% water met 50% ethyleenglycol

- Metaalbewerkingoliën (bij snijden, boren, walsen en trekken van metalen): emulsies van zo’n 4-10% olie in water; de basisolie kan zowel van minerale als van synthetische origine zijn en wordt verder aangevuld met anti-oxidantia, anti-slijtage-additieven, bactericiden en fungiciden

- Industriële oliën (hydraulische en thermische oliën voor industriële toepassingen, de transformatoroliën en de smeeroliën voor compressoren en turbines): samenstelling is sterk afhankelijk van de toepassing; meestal worden deze oliën gekenmerkt door een lange levensduur (tot meer dan 20 jaar);

- Transformatoroliën (isolatie en koelmiddel voor transformatoren) bevatten vroeger PCB’s omwille van de stabiliteit; nu worden slechts PCB-vrije transformatoren op de markt gebracht .

Metalen

Volgende additieven op basis van metaalverbindingen worden gebruikt in smeerolie :

- detergenten (Ca, Ba- en Mg sulfonaten)

- emulgatoren (o.a. Na-zouten van sulfonzuren)

- oxydatie-inhibitoren (o.a. Zn-dithiofosfaat)

- corrosie-inhibitoren (o.a. Zn-dithiofosfaat)

- roestinhibitoren (o.a. Na-,K- en Mg-sulfonaten)

- anti-slijtagestoffen (o.a. Zn-dialkyldithiofosfaat)

- additieven voor zeer hoge drukken (o.a. Pb-zouten van organische zuren)

Solventen en chloorverbindingen

Vluchtige alkanen, mono-aromaten en dergelijke komen van nature in kleine concentraties voor in aardolie of komen in motorolie voor tengevolge van bepaalde additieven.

Gehalogeneerde alkanen of gehalogeneerde mono-aromaten kunnen eveneens in kleine concentraties voorkomen in motoroliën en zijn meestal afkomstig van bepaalde additieven. Als bactericide of als additief voor zeer hoge drukken worden o.a. gechloreerde koolwaterstoffen gebruikt.

Bij een controleanalyse van Vito i.o.v. AMINAL/BMI (1993) is gebleken dat in onvermengde aftapolie van benzinewagens (loodvrije benzine) tot meer dan 1 gew% solventen kan voorkomen (som van gehalogeneerde en niet gehalogeneerde solventen). In nieuwe motorolie varieerde het solventgehalte van 0.01 tot 0.1 gew%. De ervaring leert dat de toegelaten concentratie van 2 gew% solventen bij veel onverdachte afvaloliën regelmatig wordt benaderd of zelfs lichtjes overschreden. Veel hogere solventconcentraties in afgewerkte olie kunnen afkomstig zijn van bijmenging van lichte brandstofrestanten (wettelijk toegestaan) of van oneigenlijke bijmenging van afvalsolventen.



Zwavelgehalte

Verder blijkt dat het zwavelgehalte van verse smeeroliën tot meer dan 1 % kan bedragen.



Besluit

Smeermiddelen zijn heel divers qua samenstelling. De samenstelling wordt hoofdzakelijk gedicteerd door de technische vereisten. Deze technische vereisten worden door het beoogde gebruikt opgelegd.

- Koolwaterstoffen maken de hoofdmoot van de smeermiddelen op minerale basis uit. De heteroatomen en metalen worden hoofdzakelijk via de additieven toegevoegd.





- Het probleem van de PCB’s situeert zich hoofdzakelijk (zou zich hoofdzakelijk mogen situeren) binnen het segment van de transformatoroliën.

• Het is opvallend dat het zwavelgehalte bij sommige verse smeeroliën reeds boven de toelaatbare grens ligt voor de behandelde oliën die als brandstof mogen gebruikt worden.

• In sommige verse oliën kunnen zware metalen (bv. koper) aanwezig zijn als additief, zodat het gehalte zware metalen van verse smeeroliën de toegelaten hoeveelheden in herwerkte afvalolie benadert.

• Remvloeistof is geen olie en kan op een efficiënte herwerkingswijze geregenereerd worden; daarom mag remvloeistof niet opgenomen worden in het afvaloliecircuit.



Samenstelling van afgewerkte olie

Het is duidelijk dat de aard en de hoeveelheid van de verontreinigingen in smeeroliën sterk zullen afhangen van de toepassing waarvoor de smeerolie werd gebruikt. Naast deze verontreinigingen door het gebruik kan de smeerolie nog verontreinigd worden door het bijmengen van andere types smeerolie, solventen of chemisch afval. Dit bijmengen moet zo veel mogelijk vermeden worden, teneinde de heropwerking tot een kwaliteitsproduct te waarborgen. Bijmengen is trouwens voor solventen en chemisch afval bij wet verboden. In wat volgt zal geprobeerd worden een overzicht te geven van de aard en de hoeveelheid van de verontreinigingen die bij normaal gebruik in de verschillende types smeerolie kunnen terechtkomen.

Hydraulische oliën / Turbine- en compressoroliën

Algemeen gesproken hebben smeermiddelen voor deze specifieke toepassingen een veel langere levensduur dan de motorsmeermiddelen. Over het gehalte aan verontreinigende bestanddelen erin kunnen weinig gegevens teruggevonden worden. Gezien de vrij gelijkaardige aard van toepassing als voor de motorsmeermiddelen, kan worden verwacht dat de verontreinigingen hoogstwaarschijnlijk van dezelfde aard zijn. Indien de aandrijving elektrisch gebeurt, dan zal het aandeel van water, PAK’s, lichte componenten en stof lager zijn in deze categorie smeermiddelen in vergelijking met de motor-smeermiddelen.

De meeste leveranciers van deze oliën houden er momenteel een politiek van “total fluid management” op na. Dit houdt vooreerst in dat de kwaliteit van de olie regelmatig wordt gecontroleerd. Dit laat toe om de gebruiksduur van de olie gevoelig te verlengen (geen oliewissel op een vast tijdstip maar wel wanneer de kwaliteit van de olie onvoldoende is). Een tweede voordeel hiervan is dat de oliewissel door de leverancier wordt uitgevoerd, zodat een goed gedefinieerde afgewerkte oliestroom ontstaat die bij de leveranciers kan worden opgehaald.

Voor deze toepassingen in de metaalverwerkende industrie wordt de smeerolie onder de vorm van een emulsie gebruikt (4-10% olie in 96-90% water). De voornaamste te verwijderen verontreinigingen voor het herwinnen van de olie zijn het water en de fijne metaaldeeltjes. Tegelijk kan een aanrijking optreden voor een aantal componenten die tijdens het gebruik gevormd worden. Zo bevat verse snijolie 0-150 µg/kg benzopyreen, terwijl dit voor de gebruikte olie kan oplopen tot 0-250 µg/kg. Het totale PAK-gehalte in gebruikte metaalbewerkingvloeistoffen kan oplopen tot 56-122 ppm (21). Uit de reactie tussen NaNO2 (een vroeger veel gebruikt anti-oxidans) en amines kunnen carcinogene nitrosamines worden gevormd. Het gebruik van NaNO2 is sinds de jaren ’80 in de VS verboden en het lijkt erop dat ook in België het gebruik van NaNO2 in combinatie met amines wordt vermeden.

Besluit

- De voornaamste vervuilende bestanddelen in smeermiddelen zijn water, een lichte fractie, metalen, PCB’s en PAK’s.

- De hoeveelheid en aard van de verontreinigingen is sterk afhankelijk van de toepassing.
Andere boeken van deze auteur:

Home - Contact - Over - ZoekBoekverslag op uw site - Onze Boekverslagen - Boekverslag toevoegen