孟憲雨,孫風成

(煙臺恒邦化工有限公司,山東 煙臺 264117)

環(huán)保型廢油再生基礎(chǔ)油工藝簡述

孟憲雨,孫風成

(煙臺恒邦化工有限公司,山東 煙臺 264117)

新的環(huán)保形勢下，潤滑油發(fā)展方向必須適應(yīng)新的環(huán)保要求，廢潤滑油不經(jīng)處理排放，勢必造成環(huán)境污染，而廢潤滑油中大部分組分并未變質(zhì)，可以通過精制再生。傳統(tǒng)的廢油再生工藝由于其本身技術(shù)缺陷，存在二次污染的致命缺點，文章主要闡述了新環(huán)保形勢下，一種新型無污染的環(huán)保型廢油再生工藝。此工藝廢除了舊的廢油再生工藝中硫酸、白土等污染源，利用自己獨立研發(fā)的蒸餾裝置、萃取溶劑及脫色砂再生工藝，保證生產(chǎn)安全、環(huán)保，徹底實現(xiàn)從蒸餾至最后產(chǎn)品，工作環(huán)境安全、密閉、無三廢產(chǎn)生。生產(chǎn)的基礎(chǔ)油成本低、質(zhì)量好、收率高，無廢水、廢氣、廢渣三廢的產(chǎn)生，產(chǎn)品質(zhì)量遠遠超過傳統(tǒng)的“老三套”工藝生產(chǎn)的Ⅰ類基礎(chǔ)油，產(chǎn)品指標達到Ⅱ類基礎(chǔ)油的指標，符合當前形勢下國家的新型環(huán)保政策要求。

環(huán)保；廢油；再生；回收率

0 引言

后世界經(jīng)濟危機時代，各國必然要進行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品升級，但都離不開對潤滑油的大量需求，而國內(nèi)中國石油、中國石化、中國海油三大基礎(chǔ)油生產(chǎn)企業(yè)其產(chǎn)量遠遠滿足不了市場需求。2009年10月，中國物資再生協(xié)會在北京召開了首次再生油專業(yè)委員會，并聘請專家學者成立了再生油專家組，專門研究開展廢油再生問題。我國年消耗600多萬t潤滑油，按50%～70%回收再生計算，將再生基礎(chǔ)油300多萬t，這樣不僅僅能夠節(jié)省成本，更對節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟都有重要的意義。但是傳統(tǒng)的廢油再生工藝有著致命的缺點，就是再生基礎(chǔ)油的同時帶來二次污染，所以開展環(huán)保型廢油再生工藝的開發(fā)、推廣勢在必行[1]。

1 傳統(tǒng)廢油再生工藝

1.1蒸餾→酸堿精制→白土補充精制工藝

這種工藝形成的時間比較早，其方法是廢油經(jīng)過蒸餾后，分成塔頂油、側(cè)線油和渣油。側(cè)線油在一定的溫度下加入硫酸反應(yīng)，將反應(yīng)中的氧化膠質(zhì)瀝青質(zhì)形成酸渣沉降分離后，經(jīng)堿中和，再經(jīng)白土補充精制后，過濾，取得再生油。這種工藝的缺點是：基礎(chǔ)油質(zhì)量差、收率低、二次污染嚴重。此種工藝已經(jīng)被淘汰。

1.2沉降→蒸餾→酸洗→鈣土精制工藝

本工藝的主要特點是在白土精制前，先用石灰粉加入酸洗油中，使其中和游離硫酸根和石油磺酸根，以減少價格較高的白土用量，待反應(yīng)結(jié)束后加入活性白土進行吸附精制。該工藝可以減少白土用量，降低成本。

1.3白土高溫接觸無酸再生工藝

本工藝的特點是取消了硫酸精制工藝。油品經(jīng)白土預(yù)蒸餾后，直接送入管式-蒸餾聯(lián)合精制裝置循環(huán)加熱精制，爐管中注入水蒸汽，精制溫度為360～380 ℃，添加劑在高溫下和白土催化接觸中被分解。為了防止油品氧化，降溫過濾后加入T501。該工藝再生質(zhì)量好，但存在著白土用量大、潤滑油收率低、設(shè)備腐蝕嚴重、爐管堵塞運行周期短、操作條件較為苛刻等缺點，故不宜在我國全面推廣該工藝。

1.4蒸餾→糠醛精制→白土精制工藝

該工藝特點是采用深度分餾而得的餾分油，用糠醛精制，溶劑比例根據(jù)餾分油不同為1.5～3.5∶1，然后再用白土補充精制即可獲得Ⅰ類基礎(chǔ)油，抽余油部分回收糠醛后作為燃料油使用。該工藝收率高、質(zhì)量好，但是工藝流程長、設(shè)備復(fù)雜、投資高，同時由于糠醛回收溫度高，加熱爐能耗高。

1.5蒸餾→固體酸精制→白土精制工藝

這是近年流行的一種工藝，該工藝投資費用低、操作費用適中、產(chǎn)品質(zhì)量可控、對廢油品質(zhì)要求不嚴，但是這種黃色的固體酸，極易吸潮揮發(fā)，儲存與操作環(huán)境差，同時裝置開工周期短，生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量廢氣、廢水、廢渣，處理不當容易產(chǎn)生二次污染。

目前，隨著環(huán)境保護相關(guān)規(guī)定越來越嚴格，環(huán)保型廢油再生工藝是行業(yè)內(nèi)的大趨勢。經(jīng)過大量的實驗，自主研發(fā)了一種無三廢、收率高、能耗低、質(zhì)量高的廢油環(huán)保型再生工藝。目前已運行三年，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能夠達到清潔生產(chǎn)的要求。

2 環(huán)保型廢油再生工藝簡述

2.1原料來源及性質(zhì)

潤滑油在使用過程中，其各項指標不斷劣化，當達到一定程度時就必須換油，因此產(chǎn)生大量的廢潤滑油。廢潤滑油不經(jīng)處理排放，勢必造成環(huán)境污染，而廢潤滑油中大部分組分并未變質(zhì)，可以通過精制再生，因此廢潤滑油再生具有經(jīng)濟和環(huán)保雙重意義。在廢潤滑油再生過程中，廢潤滑油的集中回收是非常重要的一步。目前針對生產(chǎn)基礎(chǔ)油的廢潤滑油，沒有對應(yīng)的國家和行業(yè)標準，筆者根據(jù)多年實際經(jīng)驗，制定出了自己的企業(yè)標準，見表1。

表1 生產(chǎn)基礎(chǔ)油的廢潤滑油質(zhì)量控制指標

注：未注明必檢的項目，由部門主管以上人員依據(jù)油品品質(zhì)而定增加或減少該項目。

2.1.1 動植物油

這個指標為無，因為如果有動植物油，廢潤滑油在蒸餾塔減壓蒸餾過程中，在一線段會出現(xiàn)凝膠狀物質(zhì)，堵塞填料，降低真空度，縮短開工周期。為了縮短化驗周期，制定企業(yè)標準的試驗方法來快速判斷動植物油的情況，方法如下：取一定量脫水后廢油油樣(50 g)，加熱至90～100 ℃，加入10 g左右氫氧化鉀連續(xù)攪拌(5～10 min)，待油冷卻至常溫后,倒入水中檢查是否有皂化現(xiàn)象，如有則證明有動植物油混在廢潤滑油中，不能使用，反之則無。

2.1.2 外觀

廢內(nèi)燃機油一般呈深黑色，有輕微汽柴油味。廢工業(yè)用油一般呈深紅色或帶有輕微乳白色。

2.1.3 密度

密度執(zhí)行國標GB/T 1998，控制指標為≤0.9000 kg/m3，為了防止重質(zhì)油和非標減線油混入其中，污染產(chǎn)品質(zhì)量。

2.1.4 水分

水分執(zhí)行國標GB/T 260，控制指標為≤10%。因為水分的存在影響產(chǎn)品真空度，使裝置波動、不穩(wěn)定，同時，過量的水分會在塔頂隨著塔頂油一起蒸出，形成大量的含油廢水，COD非常高，處理成本高。

2.1.5 餾程

餾程執(zhí)行行業(yè)標準SH/T 0165,5%餾程不小于360 ℃，85%餾程不大于540 ℃。潤滑油的餾程范圍為360～540 ℃。為了保證潤滑油的回收率，則規(guī)定5%餾程不小于360 ℃，85%餾程不大于540 ℃。

2.1.6 酸值

酸值執(zhí)行國家標準GB/T 264,要求小于2.0 mgKOH/g。此標準為了防止非標減線油混入其中，影響產(chǎn)品質(zhì)量，同時保護蒸餾設(shè)備免受損失。

總之，廢潤滑油中成分復(fù)雜，多以非直鏈的烴類為主，生物降解困難，每年國內(nèi)的廢潤滑油產(chǎn)量為幾百噸，相當于一個中型油田的全年產(chǎn)量，集中運輸、儲存是非常關(guān)鍵的。

2.2工藝流程

環(huán)保型廢油再生工藝流程見圖1。

圖1 環(huán)保型廢油再生工藝流程

2.3工藝簡述

2.3.1 雙塔式減壓蒸餾

現(xiàn)在傳統(tǒng)的蒸餾塔為一次氣化，切割輕、重組分，而廢潤滑油中除了水、雜質(zhì)外還有各種添加劑，在蒸餾過程中極其容易結(jié)焦，堵塞填料，縮短加工周期。本工藝利用雙塔獨特設(shè)計，很好地解決了該問題。兩塔分別回收輕質(zhì)油與重質(zhì)油，輕質(zhì)油塔在低溫情況下將輕質(zhì)油全部蒸出，減少結(jié)焦；重質(zhì)油塔原料來源于輕質(zhì)油塔，輕質(zhì)油組分含量幾乎沒有，則真空度高，能夠降低加熱溫度。兩個塔上部打回流，改善產(chǎn)品質(zhì)量，集油槽下部有沖洗段，減少夾帶及填料堵塞，提高生產(chǎn)周期。從塔結(jié)構(gòu)上來看，下部是橫臥橢圓型膨脹空間設(shè)計，使原料有足夠的氣化空間，這樣使塔的高度大大降低；同時下部縮徑，大大減少重組分的停留時間，減少裂化，使加工周期為傳統(tǒng)工藝的一倍多。次工段的主要控制指標為：雙塔的真空度小于-98 kPa,輕質(zhì)油塔進料溫度為330～340 ℃，重質(zhì)油塔進料溫度為360～365 ℃；雙塔的液位控制要低，輕質(zhì)油塔液位控制整體液位計10%～15%，重質(zhì)油塔液位控制整體液位計5%～10%以防止裂解。

2.3.2 萃取劑萃取工序

傳統(tǒng)工藝常用的溶劑有糠醛、苯酚和N-甲基吡咯烷酮，但是這三種溶劑毒性高，且容易結(jié)焦，沸點高，為脫凈溶劑需要單上一臺加熱爐，能耗高。本工藝中采用混合萃取劑，其特點是穩(wěn)定，不易結(jié)焦，裝置運行周期長，沸點低，無需加加熱爐，只需用系統(tǒng)導(dǎo)熱油即可脫除，精制反應(yīng)溫度低，能耗低，收率高，比糠醛精制收率高3%～5%，產(chǎn)品質(zhì)量大大改善。其中分為精余油和抽余油，分別回收萃取劑，萃取劑返回萃取工段，重復(fù)使用，剩余部分為精制油與抽出油，抽出油作為燃料油產(chǎn)品，精制油進入下一工段。次工段的主要控制指標為：原料與萃取劑充分接觸，在塔內(nèi)停留時間為2～3 h，萃取溫度為50～65 ℃。

2.3.3 吸附劑吸附工序

本工藝采用脫色砂脫色替代傳統(tǒng)的白土補充精制工藝，使產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，并且廢脫色砂可回收再生，降低成本，同時解決固體廢棄物的排放，保護環(huán)境。由于此操作在密閉條件下進行，減輕了勞動強度，提高了操作環(huán)境。次工段的主要控制指標為：固定床壓力控制為0.2～0.4 MPa,溫度控制為(80±5)℃。

經(jīng)過上述環(huán)保型廢油再生工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油，產(chǎn)品質(zhì)量遠遠超過Ⅰ類基礎(chǔ)油的質(zhì)量，甚至有些指標已經(jīng)達到Ⅱ類油的指標要求。具體指標分析結(jié)果見表2。

表2 基礎(chǔ)油質(zhì)量分析結(jié)果

表2(續(xù))

3 產(chǎn)品的應(yīng)用

利用再生的基礎(chǔ)油調(diào)合生產(chǎn)HM46抗磨液壓油，執(zhí)行標準為GB 11118.1，其產(chǎn)品質(zhì)量分析見表3。

表3 46#抗磨液壓油質(zhì)量分析

從表3看，再生基礎(chǔ)油生產(chǎn)的HM46抗磨液壓油，產(chǎn)品質(zhì)量遠遠超過國家標準，能夠達到再利用的質(zhì)量要求。

4 結(jié)論

經(jīng)過環(huán)保型廢油再生工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高、無三廢，符合現(xiàn)在國家的環(huán)保法規(guī)要求。

[1] 洪鳳林.廢油再生生產(chǎn)工藝[C]∥大連潤滑油技術(shù)經(jīng)濟論壇論文專輯，2011：355-359.

An Environmental Friendly Regeneration Process of a Base Oil from Waste Oil

MENG Xian-yu, SUN Feng-cheng

(Yantai Humon Chemical Industry Co., Ltd., Yantai 264117, China)

In the new situation of environmental protection, the development direction of lubricants must adapt to the new environmental protection requirements. Waste lubricating oils are discharged without treatment, which is bound to cause environmental pollution. However, most of the components in the spent lubricating oil don' t go bad and can be regenerated by refining. Due to its technical defects, the traditional waste oil recycling process has fatal defects of the secondary pollution. In this paper, under new environmental protection situation, a new type of pollution free environmental friendly waste oil regeneration process is described. Pollution sources of sulfuric acid, clay and so on in the old waste oil recycling process are abolished, and the independently developed distillation unit, extraction solvent and decolorization sand regeneration process are utilized to ensure the production safety and environmental protection. From the distillation to the final product, the working environment is safe and airtight, and no three wastes are produced. The produced base oil has the advantages of low cost, good quality and high yield without waste water, waste gas and waste residue. The product quality is far more than that of group I base oil produced with the traditional “three sets” process, and product indicators meet the requirements of group II base oil according with the country' s new environmental policy requirements under the current situation.

environmental protection; waste oil; regeneration; recovery yield

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.06.012

1002-3119(2017)06-0061-04

TE626.3

A

2017-06-02。

孟憲雨，工程師，學士，2004年畢業(yè)于煙臺大學化學工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事煉油及潤滑油生產(chǎn)、研發(fā)工作。E-mail：ytdxmxy@163.com