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60%~75%,然而目前全世界润滑油的回收再生率
都非常低,每年可回收再生利用的仅有3000X10t.
我国润滑油再生回收量还不到润滑油消费总量的
50%,其中很大一部分都直接扩散到环境中,加剧
了环境污染.由于废润滑油中还含有大量的,很
有价值的润滑油基础油,因此废润滑油回收再生利
用,既有利于节约资源,变废为宝,使石油资源得
到充分利用,还可以防止环境污染,有很可观的经
济效益和社会效益.本文通过查阅国内外相关技术
文献,并结合近期所作的研究工作,对废润滑油再
生工艺技术及发展趋势进行了分析和展望.
1国内外废润滑油再生工艺的发展
从润滑油劣化机理分析,绝大部分废润滑油其
实并未真正失效,变质的只是其中部分烃类,主要
变化为低分子烃,稠环芳烃,胶质或沥青,约占
10%~25%,其余大部分烃类仍是润滑油的主要
有效成分.通过物理或化学方法除去废润滑油中的
变质物和杂质,就能把废润滑油再生为质量符合一
术孙红翠,女.山东理丁大学化_I学院在读硕士研究生.地址:
山东省淄博市张店区张周路12号,255049.E-mail:
xinbaihengyuO00@126.oom
18孙红翠等:
国内外废润滑油的再生工艺技术2011年7月
定要求的润滑油基础油.
1.1国外废润滑油再生工艺
早在1935年,美国就开始致力于废润滑油的再
生工艺技术研究,是世界上最早研究废润滑油再生
工艺的国家.欧洲一些国家由于石油资源稀缺,所
以把废润滑油视为较珍贵的资源,越来越重视废润
滑油的再生利用.20世纪80年代初,由于再生的
润滑油价格较高,未充分脱去重质稠环芳香烃,因
此使废润滑油的再生工艺一度受到市场各方面的限
制,并没有得到很好的发展.近年来,由于各国加
强了对环境的保护和废润滑油处理立法的规范,促
进并推动了废润滑油再生技术的发展,其中许多新
技术还获得了发明专利权'
加.
1.2我国废润滑油再生工艺
我国废润滑油再生工艺始于20世纪6O年代.
80年代后,由于开放了润滑油销售市场,使很多工
厂都有了自己的废润滑油再生车间,废润滑油的需
求量有了很大提高.这些新的转变使一些专业的石
油公司废润滑油回收量达不到预期数额,迫使它们
转向润滑油调和技术研究,限制了废润滑油再生工
艺的大规模发展¨
.
目前,国内废润滑油回收再生利用状况不容乐
观,规模偏小,再生工艺技术还相对落后.国内废
润滑油再生技术普遍采用硫酸一白土精制工艺,不
但硫酸用量大,而且由于硫酸的强氧化作用,精制
产生的黏稠黑色酸渣至今尚未找到较好的处理方
法,同时还产生大量有刺激性气味的气体,严重污
染环境,而且在酸化和白土精制的过程中不可避免
地带走了部分润滑油,也造成了资源的浪费.另外,
还存在生产周期长,能源消耗量大,设备腐蚀严重
等诸多问题.废润滑油具有污染性和资源性的双
重特征,对其实施先进的回收,再生处理及再利用
技术,是实现废弃资源最大化利用和环境污染最小
化的可持续发展之路.
2国内外废润滑油再生工艺
目前,国内外废润滑油的再生工艺主要可归纳
为3类.第一类为有酸工艺,如:
酸洗工艺,酸洗
一
白土补充精制工艺;
第二类为无酸工艺,如:
沉
降一絮凝一白土精制工艺,白土高温接触无酸工艺,
溶剂抽提一白土精制工艺;
第三类为加氢工艺,如:
薄膜蒸发一加氢工艺,溶剂抽提一蒸馏一加氢工
艺
2.1国内早期典型的废润滑油再生工艺技术
2.1.1蒸馏一酸洗一白土精制工艺
目前,国内大部分的厂家均采用蒸馏一酸洗一
白土精制工艺.由于该工艺主要原料是酸和白土,
原料易得,成本较低,并且工艺流程比较简单,对
设备的要求也低,可适用于多种类型的废润滑油再
生.酸洗过程一般用的是硫酸,硫酸加入量因废润
滑油的废弃程度而异,一般在1%~5%,白土用量
也因再生润滑油的要求质量而异,一般在8%以下
¨
.但该工艺对废润滑油的再生利用率低,再生润
滑油的质量不高.并且,该工艺对硫酸,白土需求
量大,精制过程所产生的废酸渣,白土渣至今还没
有很好的处理方法,同时还产生了大量的气体污染
物,对环境有很大的影响.
2.1.2沉降一蒸馏一酸洗一钙土精制工艺
沉降一蒸馏一酸洗一钙土精制工艺,其特点是
在硫酸酸化后,向酸洗油中加入一定量的石灰粉来
中和游离的硫酸和石油磺酸等,同时有利于酸渣的
沉降,提高再生润滑油的质量.去除酸渣后再用活
性白土进行补充精制即可.该工艺减少了高价活性
白土的用量,降低了生产成本,更有利于实现工业
化生产.
2.1.3白土高温接触无酸再生工艺
白土高温接触无酸工艺是近年来新研发的一种
废润滑油再生工艺.其主要特点是取消硫酸酸化,
废润滑油经白土预热蒸馏后即送入管式蒸馏联合精
制装置循环加热精制,炉管中注入水蒸气,添加剂
在高温下和白土接触中充分分解.为了防止油品氧
化,降温过滤后还要加入一定量抗氧剂.该工艺是
种无酸工艺,生产过程中无酸渣生成,不仅有利
于节能环保,而且再生润滑油质量也相对较好.但
由于该工艺实质上是蒸馏一白土精制工艺的改进工
艺,仍然存在着白土用量大,废润滑油回收利用率
低,设备腐蚀严重等问题.同时,由于该工艺操作
条件较为苛刻,工艺流程和设备复杂,故不宜于在
我国进行大范围的推广.
2.1.4蒸馏一糠醛精制一白土精制工艺
蒸馏一糠醛精制一白土精制工艺最显着特点是
采用糠醛作为萃取溶剂来除去废润滑油中的非理想
组分,通过不同的精制深度获得不同的馏分油,不
同的馏分油所用的溶剂比也不同,一般为2~4:
1,
再进行白土补充精制即可获得各种型号的润滑油基
础油.该工艺综合回收利用率可高达85%,获得的
润滑油基础油在色泽,闪点和黏度等方面的性能指
第22卷第4期石油规划设计19
标均可达到或接近国家标准.但由于该工艺采用传
统蒸馏和糠醛精制,糠醛的用量大且热稳定性差,
纯糠醛精制所得再生润滑油收率低且精制深度不
够,增加了溶剂的回收能耗,加重了设备的负荷,
致使生产成本增加,投资偏高¨
"
对设备要求也
高,在我国还不宜大批量连续生产.
2.1.5沉降一絮凝一白土精制工艺
沉降一絮凝一白土精制工艺是一种无污染的废
润滑油再生工艺,主要特点是将沉降后的废润滑油
用絮凝剂将其中的碳粒,胶质和沥青质等凝结,通
过离心方法除去,其中可溶性碳黑和部分胶质,沥
青质可做印刷油墨.虽然该工艺在处理废润滑油的
过程中不再使用硫酸酸化,但由于所添加的絮凝剂
只是除去了废润滑油中的碳粒,油泥,其中大部分
非理想组分并未得到精制¨
伸,使再生润滑油的质
量欠佳.此外,虽然絮凝剂种类较多,但尚未找到
种絮凝时间短,性价比较高的絮凝剂.另外,絮
凝溶剂回收问题等还没有得到很好的解决,限制了
该工艺的大规模发展.
2.2国外废润滑油再生工艺技术路线..
2.2.1IFP工艺
法国石油研究院(InstitutFrancaisduPetrole)
研究开发了废润滑油再生的IFP工艺.它也是一种
硫酸一白土精制工艺,不同的是在硫酸酸化之前先
用丙烷对废润滑油进行萃取净化处理,从而减少精
制过程中硫酸和白土的用量,使硫酸用量从原来的
8%~10%降到3%5%,白土用量也从5%8%降
到3%~4%.此工艺不仅提高了废润滑油的再生利
用率,还大大降低了硫酸,白土的消耗,降低了生
产成本,也减轻了环境的压力.
2.2.2Snamprogeti工艺
意大利SnamprogetiS.P.A.公司对IFP工艺进行
研究发现,如果废润滑油在精制处理之前先经常压
蒸馏除去水,轻油,再经过丙烷抽提,真空蒸馏,
也可获得润滑油基础油,残余组分再用丙烷抽提一
次即可.该工艺不需要硫酸酸化和白土精制,在生
产过程中不会产生酸渣,废白土渣,减少了污染,
节约了大量的资源,能源.但该工艺需要多套装置
组合,流程长,设备复杂,投资大,而且年处理量
大都在万吨以上.
2.2.3KTI工艺
国际动力技术公司(KineticsTechnology
Internationa1)与海湾科技公司共同研究开发了废润
滑油再生工艺——KTI工艺(其中加氢技术作为专
利技术).该工艺先对废润滑油进行常压蒸馏除去水
及气体油,然后在高真空条件下,利用刮膜蒸馏器
蒸馏出润滑油馏分,所得馏分再进行加氢精制即可.
KTI工艺可较好地除去废润滑油中残留的含硫,氧
及氮等混合物,再生润滑油质量较好且再生回收利
用率较高,可达80%一85%.但该工艺流程复杂,
对设备和操作的要求也高,要实行大规模连续生产
还有一定的困难.
2.2.4Meinken工艺
德国Meinken公司开发的Meinken工艺是在硫
酸一白土补充精制过程中采用一种强力搅拌混合器
来减少硫酸的用量,使硫酸与废润滑油充分接触反
应,从而减少酸渣的生成,然后再用白土精制.此
工艺得到的再生润滑油质量令人满意,原料中的添
加剂也几乎全部除去.与其他酸精制法相比,该工
艺不仅提高了原料的利用率和废润滑油的再生回收
率,还节约了资源,保护了环境.
2.2.5BERC工艺
BERC工艺是由美国能源中心(Bartlesville
EnegryResearchCenteroftheUSDepartmentof
Energy)研究开发的一种无酸工艺,主要特点是利
用混合有机溶剂(正丁醇:
异丙醇:
甲乙酮=2:
1:
1)
对废润滑油进行萃取,离心处理,除去废润滑油中
的非理想组分.混合溶剂和废润滑油的比例通常为
3:
l.废润滑油经溶剂精制后,再经减压蒸馏蒸出馏
分,所得馏分再进行加氢精制或白土补充精制即可
得润滑油基础油.
2.2.6Recyclon工艺
Recyclon工艺是将废润滑油在常压蒸馏脱水脱
轻油后,加入细粉状金属钠来除去废润滑油中的氧
化物和添加剂.然后将生成的钠盐过滤掉,再进行
常压蒸馏.从常压蒸馏器中馏出锭子油,然后再用
3个薄膜蒸馏器串联蒸馏分离,即可将废润滑油蒸
馏分离为不同标号的润滑油基础油.该工艺不需要
硫酸和白土精制工序,有利于降低成本,保护资源
和环境.
3分子蒸馏再生废润滑油新工艺
技术
3.1分子蒸馏的特点,应用及工艺流程
分子蒸馏是一种新型的石油化工分离技术,它
是在高真空技术条件下远低于常压沸点的分离过
程.ZuogangGuo等采用多级分子蒸馏技术,研
20孙红翠等:
究生物质燃料油获得不同温度及真空度条件下脱
水,采集产品馏分,为高真空条件分离重质油提供
了相关工艺参数.
分子蒸馏工艺是一种高新技术和新型材料综合
应用新型分离技术,可通过高真空使沸点大幅度降
低,从而使废润滑油中杂质脱除时不发生分子断链
和降解,既保证再生润滑油产品黏度及闪点等指标
合格,又确保再生润滑油颜色浅,质量可达到或超
过原润滑油质量标准.分子蒸馏的具体工艺流程见
图1.将传统再生工艺与分子蒸馏新工艺再生润滑
油的各项技术性能指标进行了比较,结果见表1.
图1分子蒸馏工艺流程
表1传统再生工艺与分子蒸馏新工艺再生润滑油性能对比
性能指标新油标准
润滑油指标润滑油指标…….
采用分子蒸馏技术再生废润滑油,不仅杜绝了
三废"
的产生,而且所得润滑油基础油在指标内
接近或等同于新油,闪点,黏度和倾点等指标均可
达到国家标准,综合再生利用率高达90%,有很好
的经济效益和社会效益.
但是,分子蒸馏新工艺技术应用过程存在一些
传质和传热理论方面的技术问题,在配备真空设备
及传热材质方面亦存在技术难题,在应用过程中应
不断解决和完善.
3.2废润滑油三级分子蒸馏再生工艺的研发
山东理工大学化工学院设计的0.8m三级分子
蒸馏分离废润滑油中试装置,在对废润滑油进行三
级分子蒸馏处理研究中,可依次蒸馏出汽柴油,润
滑油基础油,蒸馏残渣作为燃料油调和原料.装置
开车工艺技术参数为:
第一级分子蒸馏温度为
140~170℃,压强为200~1500Pa,分离出汽柴油;
第二级分子蒸馏温度为170~210℃,压强为30~
lOOPa,分离出轻质润滑油基础油;
第三级分子蒸馏
温度为210~250~C,压强为1~20Pa,分离出重质
润滑油基础油,未馏出残渣作副产重质燃料油处理.
该分子蒸馏装置在处理废润滑油过程中,不用经过
酸洗,碱洗,脱色,沉淀等化学过程,没有酸碱中
和后的钠盐及脱色剂的排放,对环境几乎没有污染.
经过分子蒸馏技术分离出来的润滑油基础油在指标
内接近或等同于新油,闪点,黏度等指标均可达到
国家标准.
0.8m分子蒸馏分离废润滑油装置产品收率:
蒸
馏轻质组分汽柴油部分占8%;
重质润滑油基础油部
分占76%;
胶质重质油部分占13%.
3.3分子蒸馏技术与传统技术比较
分子蒸馏是当今国内外高度重视的新型分离技
术.传统蒸馏依靠不同物质沸点的不同来达到分离
的目的,而分子蒸馏是依靠不同物质分子运动平均
自由程差别实现物质的分离'
.分子蒸馏技术再
生废润滑油,先将废润滑油经过预处理除去机械杂
质,泥沙等固体杂质,然后进入真空薄膜蒸馏分离
出轻组分柴汽油,剩余组分经分子蒸馏分离出润滑
油基础油和重质杂质组分.新型分子蒸馏技术与传
统酸碱精制再生工艺技术路线相比,在整个生产过
程中无废水,废渣,废气"
排放,加热温度
远低于裂解温度,蒸馏出来的润滑油基础油内在指
标基本等同于新油,安全环保.从上述工艺可以看
出,国内外废润滑油分离精制工艺以环保为主,向
无污染或低污染,大型化及新型高效的分子蒸馏分
离再生工艺方面发展.
4结语
通过分析国内外废润滑油再生利用技术,指出
不同工艺技术路线的优势及不足,在分析研究国内
外废润滑油再生技术路线,设备及补充精制方法的
基础上,综述了不同技术路线的优缺点,提出废润
滑油分离及综合利用发展方向.
国外废润滑油再生工艺亦有朝着加氢精制技术
方向发展的趋势,而我国废润滑油再生工艺仍处于
相对落后状态,传统的工艺技术路线还占据着主导
地位.在国民经济快速发展,石油资源日益枯竭,
能源供求矛盾突出,人们节能环保意识进一步增强
的经济形势下,若将废润滑油通过更为先进的工艺
技术处理,除去杂质及外来污染物,使其再生成为
润滑油基础油,既可以使废弃资源得到充分的利用,
变废为宝,又可以减轻环境的压力,有很大的经济
效益和社会效益.
通过分析研究分子蒸馏分离废润滑油工艺技术
第22卷第4期石油规划设计21
特点,结合笔者参与设计分子蒸馏装置及试验分离
废润滑油研究,结合新型技术工艺方法达到的产品
技术质量,介绍推荐一种具有节能环保,可连续和
规模化生产的分子蒸馏装置工艺技术参数.今后随
着节能减排和资源综合利用要求的提高,该分子蒸
馏装置工艺技术将成为废润滑油再生的主流技术.
建议政府科技部门加大投入,加强分子蒸馏新
技术开发与研究利用,推广分子蒸馏新型工艺技术.
还应完善相关的法律法规和废润滑油回收体系来支
持废润滑油再生事业的发展.除了相应的扶持的制
度外,国家还可以采用一些经济调控手段来确保废
润滑油再生事业健康稳步的发展.
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收稿日期:
2011一O3一O3
编辑:
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