废旧机油再生行业分析报告Word格式.docx
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四、废旧机油再生市场的政策化
废润滑油再生既有经济效益,又有社会效益,但目前国内废润滑油再生市场的状况不甚理想。
从20世纪90年代起,中国废润滑油再生行业进入了市场竞争阶段:
一方面,润滑油市场的放开导致原有的国有废润滑油再生企业纷纷退出历史舞台;
另一方面,由于监管不力,新的进入者在管理方面存在诸多不完善之处,尤其是大量无资质废润滑油处理者的进入造成了市场的无序发展。
近年来,中国宏观经济保持稳定、高速增长,中国经济对于能源,尤其是石油能源的依赖度不断提高。
中国经济的发展离不开对润滑油的大量需求。
随着中国润滑油需求的持续扩大,中国的废润滑油再生市场规模也不断增长,“十一五”期间,中国废润滑油市场保持每年7.57%的复合增长率。
国家一直以补贴和税收优惠支持再生能源的发展,2006年《中华人民共和国可再生能源法》出台后,先后出台了多部法律法规细化能源政策,支持产业的发展,尤其是在起草中的《可再生能源“十二五”发展规划》,对可再生能源的形势任务、指导思想、发展目标、总体布局、重点领域、以及保障措施和激励政策都有相关规定,此规划一旦实施,将对废旧机油的回收利用产生积极影响。
2006年1月1日正式施行的《可再生能源法》,明确规定国家鼓励清洁高效地开发利用生物燃料,鼓励发展新能源,鼓励生产和利用再生能源。
但必须承认,相对于欧美通过投资补贴,税收优惠等手段促进生物柴油产业的迅猛发展,我国相关领域尚缺乏通过税收、投资补贴等政策。
我国在1997年也曾颁布GB/T17145-1997《废润滑油回收与再生利用技术导则》,对推动我国废油再生无污染工艺的发展起到了推动作用,但由于没有制定严格的废油回收和再生法规,也没有对废油回收和再生予以政策支持和引导,该行业处于无序状态。
专业废油处理公司需具备省级环保部门颁发的《危险废物经营许可证》。
第二章 废旧机油再生行业技术发展趋势
一、废旧机油再生项目概述
(一)工艺选择
1、常用工艺介绍
废润滑油回收一个通用工艺如下:
原料预处理—蒸馏—油品精制。
根据原料的性质不同,产品的要求不同,所采取的工艺不同。
比如回收的原料单一,且性质比较好,轻组分又较少,仅用油品精制即可,回收的油品性质比教杂,各种油品都有,闪点也较低,则必须蒸馏脱轻组分,下面是国内常用的几种工艺的优缺点:
(1)初蒸馏——酸洗——白土精制工艺
(2)沉降——酸洗——白土蒸馏工艺
(3)蒸馏——乙醇抽提(或糠醛精制)工艺
(4)蒸馏——加氢工艺
(5)分子蒸馏(或高真空蒸馏)工艺
2、生产工艺选择
比较国外的废润滑油再生处理经验和中国的实际情况可见,不同国家政府在废润滑油再生行业管理中介入程度和管理侧重点是不同的,这种不同导致了各国的废润滑油再生行业工艺的不同。
美国、德国和意大利政府在废润滑油再生行业管理中发挥着主导作用,其通过立法、环保、产业政策全方位影响行业的发展;
前苏联和日本政府介入程度较高,管理侧重点以污染治理为主。
所以它们一般投资较大,油源较集中。
而我国油源分散,不适合进行大的投资,因此我力求在油品质量满足要求的前提下,尽量降低装置建设费用。
所以工艺可以进行如下选择:
(1)加氢精制和抽提投资太大,不符合我国国情,废润滑油回收较分散,不适合大的投资,所以不建议考虑此类工艺。
(2)絮凝方法虽然投资少,但生产的产品颜色差,收率低造成综合成本高,不经济。
但有的人先加温,除掉一些添加剂后,再酸碱洗,一样产品颜色差,且油品有酸碱味,酸碱值不合格,抗乳化性不好。
产品质量不达标。
但不论采用哪种方法絮凝,综合考虑不可取。
(3)中国70年代发展的高温白土精制工艺,成本高,且对现代润滑油添加剂越来越多的情况,处理比较困难。
因此这种这种工艺也不选择。
(4)现在最流行的工艺分子蒸馏,有人把它说得很神乎,确实此工艺生产的油品比以上工艺要好,投资比加氢要省,但投资仍然较高,设备投资最低也要200多万,并且生产能耗较高,即生产成本高,产品无法解决变色问题,蒸馏后需对产品另行精制。
经过几套装置的实验,此工艺投资较低(主要设备投资50多万),能耗低生产成本低(约300-400多元),原料应用广,回收的废润滑油污染程度大些也可用,并且真空蒸馏前加了添加剂,在蒸馏前就对油品中非理想组分进行反应,油品质量较好。
(二)设备的选择
1、油品添加剂部分
要去除油品中非理想组分,单靠后面的油品吸附精制,不但效果差、收率低,而且油品质量差,颜色气味差,在蒸馏之前加化学药剂经过化学反应除掉绝大部分非理想组分,是非常好的方法,蒸馏之间加化学药剂进行化学反应,蒸馏之后进行吸附精制,油品非理想组分处理较彻底。
油品添加剂部分设备较简单,用搅拌釜或气泵搅拌均可。
2、低真空循环蒸馏
低真空循环蒸馏包括以下几部分,过滤器、加热器、循环罐、循环泵、低真空蒸馏塔、真空泵、冷却器、接收罐、产品抽出泵。
过滤器可选用离心机或丝网均可,但过滤前一定要加温到50度左右,以降低油品粘度。
加热器尽量要间接加热,避免直火加热,以防油品裂解颜色加深,循环罐看似简单,其实不然,首先要解决好高温絮凝沉渣问题,其次要解决好均匀流动问题,以防生产的产品闪点不合格,循环罐处理得好,润滑油收率高、效益好;
循环罐处理不好,很容易造成产品不合格。
循环泵选择也大有学问,既要保证闪蒸脱水不抽空,又要保证不得使管路产生气阻,中断循环。
还要保证能在300度以上高温长期运行。
低真空闪蒸塔较好选择:
按正常化工设计即可,尽量减少雾沫夹带,保证轻组分产品质量。
真空泵要选用水环泵,因为此时要蒸馏出油品中的水分。
冷却器、接收罐、产品抽出泵也是按常用化工设计选型即可。
3、高真空闪蒸
高真空闪蒸塔有条件尽量选分子蒸馏塔,没条件可选薄膜蒸发塔,但在蒸发塔前一定要加汽化塔,我就遇到了一个单位,工艺流程也比较合理,选用薄膜蒸发塔,但就是出不了产品,分析原因,产品进蒸发塔前部分汽化,造成汽项负荷携带严重。
高真空闪蒸塔要详细设计,尽量减小真空损失,减少携带,增大气化量。
管线设备制作一定不要马虎,设备制作时要选正规厂家,正规设计,因为高真空操作,稍有一点泄露非常难与检查,并且稍有一点泄露将影响操作。
所以设备制作管线安装要求非常严格,绝不可有半点马虎。
管路尽量短粗,以减小管路压降,提高闪蒸段真空度。
部分设备自己改造,比如高温真空下循环泵是最难选择的,市场上高温泵真空则不能运行,高真空下能运行的泵则不耐高温。
再如高温液位计,高温重油很难选到合适的液位计,即使选到价格也相当贵,经过试验,可以自做高温液位计。
所以在选购设备时,不要那个便宜选哪个,比如买阀门不论贵贱一定要买好的。
因为温度高且高真空。
你虽然买阀门时便宜几十元钱,到时不但不能用,而且容易出安全问题。
有些设备很难买到合适的,只有自己改造。
另外不要相信任何设备销售人员,有问题多与厂家技术人员交流后在订购,设备销售人员大多并不精通设备原理,对自己的工艺是否适用只有自己知道。
(三)建设过程的问题
1、要多和人交流,他山之石可以攻玉。
2、有现成的,可以多花钱,买一些经验。
3、不要轻易相信所谓的专家学者,某某大学专家、某某研究院专家,理论理论和时间有很大差距,很多发明专利有多少使用中没有问题。
专家学者一些想法思路还是很有参考价值的,但实验研究和建厂创造效益还是有一定区别的。
(四)安全是首要问题
建项目首先要考虑安全,不考虑安全不但挣不到钱,有时会让你血本全无,比如,建项目时一定要考虑消防设施、静电接地。
再比如瓦斯的考虑,一定要加阻火器。
有时候一次没问题不等于没有安全隐患,安全还是应该慎之又慎。
二、废旧机油再生应用领域
废旧机油再生的应用领域主要在三大领域:
第一是再生润滑油,主要应用于对润滑油质量要求不高的工矿企业。
第二大领域是作为柴油或者柴油添加剂,主要应用于郊县的私人加油站。
第三大领域是作为燃料油,主要应用于是用低成本染料的工矿企业。
图表1废润滑油再生应用领域
资料来源:
中经咨询整理
三、生产工艺技术进展及当前发展趋势
我国废润滑油再生工艺始于20世纪60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—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。
一些有回收资质的企业采取膜过滤技术,对废润滑油进行过滤,生成质量较低的基础油,用于低级别的润滑;
比如,北京中首精滤科贸有限公司正在和新加坡合资建厂,利用膜技术进行过滤,加上添加剂后即可制成润滑油这种方式对于废润滑油的油品质量要求较高,难以形成规模化。
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—白土补充精制工艺;
第二类为无酸工艺,如:
沉降—絮凝—白土精制工艺、白土高温接触无酸工艺、溶剂抽提—白土精制工艺;
第三类为加氢工艺,如:
薄膜蒸发—加氢工艺、溶剂抽提—蒸馏—加氢工艺。
图表2润滑油再生技术比较
最新工艺介绍:
分子蒸馏工艺
(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。
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,结果见下表。
图表3传统再生工艺与分子蒸馏新工艺再生润滑油性能对比
采用分子蒸馏技术再生废润滑油,不仅杜绝“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。
(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0.8m2三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30~100Pa,分离出轻质润滑油基础油;
第三级分子蒸馏温度为210~250℃,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,不用经酸洗、碱洗、脱色、沉淀等化学过程,没有酸碱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内接近或等同于新油,闪点、黏度等指标均可达国家标准。
0.8m2分子蒸馏分离废润滑油装置产品收率:
馏轻质组分汽柴油部分占8%;
重质润滑油基础油分占76%;
胶质重质油部分占13%。
通过分析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。
国际上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。
因此,未来国内相关技术的发展趋势应是向国际看齐。
四、应用情况及分析
国外主要工艺
1、IFP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—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、Snamprogeti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。
3、KTI工艺
国际动力技术公司(KineticsTechnologyInternational)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%~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。
4、Meinken工艺
德国Meinken公司开发的Meinken工艺是在硫酸—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。
5、BERC工艺
BERC工艺是由美国能源中心(BartlesvilleEnegryResearchCenteroftheUSDepartmentofEnergy)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∶1。
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。
6、Recyclon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。
国内主要工艺
我国废油再生厂多为百吨级厂,千吨级厂已不多见,最大的上海润滑油厂也仅6000t/a,而几十吨级的厂则大大增加。
再生油质量远低于中性油水平,而再生油量则更难于统计。
目前主要的再生工艺有以下几种:
1、蒸馏—酸洗—白土精制工艺
这是一条传统而古老的工艺路线,目前国内约有2/3的厂家采用这种工艺,该工艺流程较为简单、设备费用较低,可以适用于任何类型的废油,H2SO4加入量因油而异,一般在10%以下,白土用量也因油品质量和对再生油所要求的质量而异,一般亦在10%以下。
再生油的收率一般在80%以下,再生油质量不高,仅能作低档油品。
这种工艺所产生的酸渣问题迄今未完全解决,形成了废酸渣和废白土、废水的二次污染。
2、沉降—酸洗—白土蒸馏工艺
这条路线是70年代由上海市石油加工厂开创的,其主要特点在于将蒸馏和白土精制合并为一个工序,和前工艺比较,减少一个加热高峰,节约了热能,工艺亦较简单。
但它酸洗沉降较缓慢,洗油中可能含有一定量的酸渣,白土蒸馏后亦可能影响油品质量;
特别是目前中高档油品比例增加,更增加了使用此工艺的难度,其它弊病如前工艺,目前全国约有1/3工厂使用此工艺。
3、沉降—蒸馏—酸洗—钙土精制工艺
该工艺亦是工艺1的变异,其主要特点是在白土精制前,先用石灰石粉加入酸洗油中,使其中和游离H2SO4和石油磺酸,以减少价高的白土用量;
待反应结束后再加入活性白土进行吸附精制。
该工艺可以减少价高的白土用量,还有人认为生成的石油磺酸钙有助于内燃机油的质量提高。
4、白土高温接触无酸再生工艺
这是近几年来开发的无酸精制工艺,国内有3个厂应用。
其特点是取消了H2SO4精制工艺,油品经白土预蒸馏后,即送入管式—蒸馏联合精制装置循环加热精制,炉管中注入水蒸汽。
精制终温为360~380℃,添加剂在高温下和白土催化接触中被分解,为了防止油品氧化,降温过滤后加入约0.2%T501。
该工艺再生
油品质量好,但由于该工艺实质上是蒸馏—白土精制工艺的改进工艺,存在着白土用量大(>
10%)、润滑油收率较低(一般<
80%)、设备腐蚀较重、炉管可能堵塞、操作条件较为苛刻等因素,故不宜于在我国全面推广该工艺。
5、蒸馏一乙醇抽提一白土精制工艺
该工艺亦取消了H2SO4精制,其特点是采用乙醇对废油进行抽提,将含氧化合物抽提出来,再用白土精制,精制油质量较好,但由于乙醇选择性太强,并未起到溶剂精制作用,而将矛盾后移,加重了白土精制的作用,增加了白土用量(6%~12%),减少了应得的润滑油收率,故未推广。
6、蒸馏—糠醛精制—白土精制工艺
该工艺特点是采用深度分馏而得的馏分油,用糠醛精制,溶剂比根据馏分油不同为1.5~3.5:
1,然后再用白土补充精制即可获得N5主轴油,100SN、350SN、650SN基础油,抽出油可制70号工业齿轮油和11号汽缸油。
产品综合收率达95%,其中润滑油达75%,抽出油12%。
故该工艺具有收率高、质量好的优点。
但是由于该工艺采用了传统的蒸馏和糠醛精制工艺设计,工艺流程和设备复杂,投资偏高,只宜于大处理量连续生产,投资回收年限长,在我国废油管理体制下,该工艺不可能工业化。
7、沉降—絮凝—白土精制工艺
其特点系将沉降后油用絮凝剂将废油中的碳粒、胶质、沥青质、油泥等凝结,通过离心过滤除去,过滤出的滤渣可作油墨原料。
该工艺也去掉了H2SO4精制但由于絮凝只去除了部分油泥和炭粒,废油中大部分非理想组分并未得到精制,也产生了矛盾后移问题,故油品质量欠佳,需和好油混兑使用。
该工艺需解决的另一难题是尚未找到一种可以通用的絮凝剂,以及絮凝溶剂回收问题,故迄今尚未见到用此工艺进行工业化生产的报导。
五、产品技术成熟度分析
在几种主要润滑油再生产品技术中,再生柴油技术最为成熟。
由湖南省岳阳湘瑞再生能源开发有限公司开发的废机油再生柴油技术,日加工能力15吨,废机油加工成品率达80%左右,剩下约20%的废渣再回炉作炼油燃料,提炼过程无废水、废渣和超标废气排放。
产品质量的16项指标均达到并优于CB252—2000标准。
据悉,此项再生利用的科技成果在国内国际均属首创,解开了困扰人类长时间在工业上对废油难以综合利用的世界难题。
与此同时,该公司发明了废柴油清澈处理技术,出油率达90%,产品质量达到优质柴油标准。
第三章 废旧机油再生产能情况
一、废旧机油再生产业总体规模
2005年中国总体润滑油市场容量(不含OEM)为486.8万吨,中国废润滑油市场容量为335.94万吨,平均废润滑油回收比例74%。
京津冀地区总体润滑油市场容量(扣除OEM)为50.33万吨,废润滑市场容量为37.38万吨,其中北京市废润滑油市场容量为9.24万吨,天津市废润滑油市场容量为6.21万吨,河北省废润滑油市场容量为21.93万吨。
图表42005年中国废润滑油市场容量
单位:
万吨
区域
废润滑油市场容量
机动车市场废润滑油市场容量
工业生产领域市场废润滑油市场容量
中国
335.94
167.46
168.48
北京市
9.24
5.5
3.74
天津市
6.21
2.08
4.13
河北省
21.93
11.71
10.22
数据来源:
2010年中国废润滑油市场容量为483.84万吨,其中北京市废润滑油市场容量为14.13万吨,天津市废润滑油市场容量为9.35万吨,河北省废润滑油市场容量为36.08万吨。
图表52010年中国废润滑油市场容量
483.84
251.92
231.92
14.13
8.69
5.44
9.35
2.7
6.65
36.08
20.14
15.94
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