1國內外相關技術發展概況能源危機及環境污染問題已引起世界各國的普遍關注,國內外許多人士都在研究和開發新的廢潤滑油回收技術。迄今為止,具有代表性的技術有:酸酸一白土精制型:用硫酸精制反應,去除芳烴類和環烷烴類等物質,再用堿中和,用白土精制。這種方法污染嚴重,得率低,副產大量白土和酸渣,現在許多國家都不允許采用此類方法生產。
蒸餾一溶劑精制一白土精制型:采用溶劑抽提原料油,然后蒸餾回收溶劑,循環使用,抽提過的油再用白土精制,現在有不少廠家采用這種方法,但生產工藝復雜。廢白土污染環境,產品得率不是很高。
蒸餾一溶劑精制一加氫精制型:采用溶劑抽提,溶劑經蒸餾后回收循環使用,抽提的油再進行加氫處理,生產工藝復雜,高溫高壓,該工藝的顯著優勢是沒有廢物處理問題,同時還具有收率高、產品質量好等特點,但其設備投資高,需要氫氣來源。
美國埃克森公司開發出了一套廢潤滑油回收工藝:先將廢潤滑油加熱蒸餾,分餾出潤滑油餾分和殘渣,然后將潤滑油餾分進行加氫處理。油再生裝置包括以下幾個部分:(1)蒸餾部分。用于蒸出潤滑油餾分。(2)加氫精制部分。潤滑油餾分在一系列的鉬鎳催化劑固定床反應器中加氫,加氫油經閃蒸脫輕油后,得到潤滑基礎油。該工藝對原料質量要求較高,尤其當金屬含量較高時,僅靠蒸餾難以達到固定床加氫精制工藝進料要求,這時需進行較復雜的用一種強力攪拌混合器,可降低硫酸消耗,進而減少酸渣生成量,該工藝減壓蒸餾塔中的潤滑油用熱載體換熱器循環回反應器再利用。回收的油層經閃蒸分離出汽油層和水層,將汽油層排入貯存罐,將水層通入氣提塔,回收銨、氫氣及硫磺和分離的水。閃蒸后的油可以進入吸附器,除去極性化合物,再經加氫處理,進一步除去殘余的極性化合物和不飽和物質,然后可用作潤滑油基礎油。該工藝所用的加氫催化劑為氧化鋁上負載的硫化鎳一鉬一鈷一銅酸鹽或硫化鎢一鎳催化劑。反應條件較緩和,可防止裂解反應發生。
采用分子蒸餾技術再生油品在國外雜志曾有研究論文發表,國內曾有分子蒸餾再生廢舊潤滑油小試和中試報道。江蘇某企業有一套分子蒸餾小試設備,并不是專門再生蒸餾廢舊潤滑油;北京化工大學新特科技發展公司在該技術方面處于中試階段;河南許昌一家企業再生蒸餾廢舊潤滑油,它是采用釜式間隙生產。
2分子蒸餾技術分子蒸餾技術是一種新型的物理法分離技術它不僅避免了化學法的污染,而且克服了傳統蒸餾技術的缺點,是精細化學品分離和提純的理想方法。
傳統蒸餾是基于不同物質的沸點差來實現分離,而分子蒸餾分離則是利用液體分子受熱時會從液面逸出,不同種類分子逸出后的運動平均自由程不同來實現物質分離,具有高真空度、加熱溫度低、受熱時間短、分離程度高等特點。所謂分子運動自由程就是一個分子在相鄰兩次分子碰撞之間所經過的路預處理。,如脫金屬、吸附jalEleetranie心程傳統蒸餾操作真空壓力一般在200分子蒸餾操作真空壓力在0. 1~3Pa;傳統蒸餾受熱時間較長,分子蒸餾只有短短的幾秒或幾分鐘時間就實現分離。
根據分子運動理論,液體混合物的分子受熱后運動會加劇,當接受到足夠能量時,就會從液面逸出而成為氣相分子,隨著液面上方氣相分子的增加,有一部分氣體就會返回液體在外界條件保持恒定情況下,就會達到分子運動的動態平衡。為使液體混合物達到分離的目的,首先進行加熱,能量足夠的分子逸出液面,輕分子的平均自由程大,重分子平均自由程小,若在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子平均自由程的位置設置一冷凝面,使得輕分子不斷被冷凝,破壞了輕分子的動平衡而使混合液中的輕分子不斷逸出,而重分子由于自由程短達不到冷凝面很快返回液面并不再從混合液中逸出,這樣趨于動態平衡,便達到了混合液輕重組分分離3分子蒸餾廢舊潤滑油生產工藝分子蒸餾再生廢舊潤滑油技術就是利用不同分子質量的大小(即自由程的大小)來實現分離,整個工藝裝置由過濾器(去除固體雜質)、薄膜蒸餾器(分離輕質組分汽柴油部分和水分)、分子蒸餾器(分離潤滑油基礎油和重質部分)、制冷機組、導熱油爐、高真空機組、自動控制、循環泵主要設備組成。主要工作過程為分離輕油和分離重油。
3.1利用簿膜蒸餾器進行輕質汽柴油和水分分離由于廢舊潤滑油中還含有一定量輕質汽柴油組分和水分、固體雜質,首先要經過濾器初步過濾,過濾較大顆粒的固體雜質,再由原料油泵將油輸送到系統的換熱器,由導熱油加熱到一定的溫度進入薄膜蒸餾器,在薄膜蒸餾器內進一步加熱,先將廢油中的輕質組分汽柴油和水分分離出來,整個過程是在柴油與水的沸點不同,水分以水蒸氣形式由真空泵排出,輕質汽柴油部分在薄膜蒸餾器出口的冷凝器冷凝被收集,可當工業燃料油使用,薄膜蒸餾器出來的重質部分將進入下一道分子蒸餾器工序。
3.2利用分子蒸餾器進行進一步分離出潤滑油基礎油和重質組分從薄膜蒸餾器出來的重質油由油泵輸送到熱交換器被導熱油加熱,在分子蒸餾器被進一步提溫,蒸餾器內的布料器把要分離的油均勻分布在蒸餾器圓周內壁并形成很薄的液膜蒸餾器內壁光潔如鏡面,液膜的厚度不到1mm,液體在較高的溫度和高真空(0.1 ~3Pa)條件下,相對輕的組分(潤滑油基礎油組分)開始從混合液逸出成為氣相分子,由于分子蒸餾器獨特的結構,在分子蒸餾器內中部設置一組內置冷凝器(理論上的擋板)里面管程流動的是由冷凍機提供的冷凍液,氣相分子立即在其表面被冷凝成為液態(潤滑油基礎油)沿內置冷凝器管壁流到蒸餾器底部由收集罐收集。而重質部分分子自由程較小,無法到達內置冷凝器的表面,還是返回到液面,在分子蒸餾器的內壁與中心內置冷凝器之間設置一組旋轉刮膜裝置,通過帶角度的刮板旋轉對器壁的液膜產生離心力,使液膜不斷地更替和翻新,潤滑油組分不斷徹底地離開混合油料的液面,重質組分由于它的自由程在此條件下無法到達冷凝面很快返回到混合液面,在旋轉刮板的向下離心力作用下,流到蒸餾器底部的兜槽內,由重油收集罐收集。從而達到潤滑油基礎油與重質組分雜質的分離。獨立的生產裝置設計工藝流程如所示。
4經濟性分析及對比利用分子蒸餾技術再生廢舊潤滑油經濟效益遠高于其他方法,在整個生產過程中無廢水、廢渣、廢氣“三廢”排放,加熱溫度遠低于裂解溫度,蒸餾出來的潤滑油基礎油內在指標接近或等同于新油,安全環保。廢舊潤滑油經分子蒸餾出的產品成分:汽柴油部分占14%,潤滑油基礎油占78%,重質組分(重質油)占5 %水分和機械雜質占3%.經濟技術指標如表1所示。從表中可以看出經濟效益和社會效益遠高于其他方法。
5結語采用分子蒸餾技術再生廢舊潤滑油的應用是浙江法拉迪節能環保科技發展有限公司2006年成功研發實施廢舊軋制油項目(2007年浙江省優先主題較高的真空度(00P卩較低的溫度下進行輕質汽1油項目)基礎上的又t!個創新技術該項技術已申報補充冷卻水項目內容蒸餾輕質組分汽重質潤滑油基礎油膠質重質油水分及雜質生產耗電量其他處理成本效益840元/L(輕質汽柴油)+6396元/L(潤滑油基礎油)十150元/L(重質油)一4500元/L(廢舊潤滑油)*元/L(電費)一500元/lA加工費)=1986元/L 2008浙江省年重大科技創新項目,將逐步產業化運用,相關創新技術內容已申報國家專利。
作者:佚名 來源:中國潤滑油網