刘发起（辽宁石油化工大学）
1 前 言

       石油产品在使用过程中常常产生一些废润滑油 ,主要是机械润滑过程中更换下来的废润滑油 ,如在传动、冷却、热处理等装置上换下来的废液压油变压器油、淬火油以及大量的发动机器和洗涤机件的污秽油等。这些废油常作为无用的废物倒掉或被当成燃料烧掉 ,不仅对能源造成极大浪费 ,而且还对环境造成严重污染。因此对废润滑油进行再生有着十分重要的意义 ,首先是节约能源 ,变废为宝 ,有利于石油资源的充分利用 ,其次是有利于防止环境污染 ,避免土壤、水域受污染以及维护生态平衡等。其实 ,从润滑油劣化机理分析 ,绝大部分所谓废润滑油并未真正报废 ,油品的变质只是其中部分烃类 ,约占10 %～25 %,其余大部分烃类组成仍是润滑油的主要粘度载体和有效成分 ,通过物理或化学的方法除去废油中变质污物和杂质 ,就能把废润滑油再生成质量符合要求的基础油 ,经调配添加剂后 ,就可以得到质量优良的成品油。废润滑油的再生率一般可达50 %以上,1000kg 原油只能提炼油 300kg,而 1000k废润滑油可再生得 700～900kg 基础油。各种废润1滑油的再生收率见表1 。

表1 各种废润滑油的再生收率

( )

品 种 再生收率 %

内燃机油 75～85

机 械 油 85～90

变压器油 90～92

各种杂油 68～80

2 废润滑油再生工艺

目前国内外应用普遍的废润滑油再生工艺流程

如图1 所示。

国外主要的再生工艺有Meinken、IFP、Snanr pro2getti、KT1、DCH、DCH 与搏厂联合工艺、BERC、Recy22clon工艺等。其中国际动力技术公司和海湾科技公司合作开发的 KT1 工艺 ,其技术工艺流程如下:废油经常压脱水和轻油后 ,在薄膜蒸发器 1 中脱柴油 ,然后在薄膜蒸发器 2 中蒸出基础油馏分 ,经热处理后 ,进行加氢补充精制 ,获得再生基础油。工艺条件为:预蒸馏残压2kPa ,温度为 220 ℃,薄膜蒸发器 1、2的残压分别为 1. 5kPa ,0. 15kPa ,温度分别为 320 ℃,345 ℃;加氢前热处理温度为180 ℃,处理时间24h;加氢反应器表压6.0MPa ,反应温度 320 ℃。另外 ,国外已经获得应用的新工艺还有超滤、离心分离、分子蒸馏、絮凝处理、溶剂精制工艺等。各工艺都以环保要求为主 ,向无污染或低污染、大型化再生工艺发展。如溶剂抽提 —普通蒸馏技术。溶剂抽提 —普通蒸馏技术不需要薄膜蒸发设备和昂贵的加氢处理过程。一般再生工艺的经济规模为日处理量 40 ,000gpd ,此工艺的经济规模为 5000gpd。其工艺流程见图 2 ,

废油无脱水 ,在溶剂油提塔中直接与丙烷基溶剂混合 ,由于丙烷基溶剂对碳氢化合物有良好的溶解选择性 ,水、金属及胶质、沥青质等被脱除。油和溶剂的混合物经溶剂分离塔将溶剂蒸出循环使用 ,油品进入普通减压蒸馏塔蒸馏 ,分离出燃料油和基础油。因为添加剂、胶质、沥青质已在蒸馏前脱除 ,所以采用传统蒸馏不会产生气味 ,结焦及设备腐蚀等问题。

2.2 国内废润滑油再生工艺技术

国内比较成熟的废润滑油再生工艺有:蒸馏———酸洗 ———白土精制 ,沉降 ———酸洗 ———白土精制 ,沉降 ———蒸馏 ———酸洗 ———钙土精制 ,白土高温接触无酸再生 ,蒸馏 ———溶剂抽提 ———白土精制 ,蒸馏———糠醛精制 ———白土精制 ,沉降 ———絮凝 ———白土精制 ,蒸馏 ———白土精制等 。从这些工艺中可以看出 ,蒸馏 ———白土精制工艺比较简易 ,蒸出的润滑油质量较好 ,随后的白土精制便可以保证得到符合润滑油品所需的基础油。此工艺的油收率为70 %,产品的粘度稍低 ,但白土渣比软酸渣处理方便。蒸馏 ———溶剂抽提 ———白土精制工艺也有工艺流程简单 ,设备投资一般 ,产率高 ,质量优 ,无污染的特点。在白土精制前增加一道溶剂抽提工艺 ,可以脱除废油中的氧化变质成分以及沥青、胶质等有害成分 ,可减少白土用量 ,提高再生油质量。废油精制的收率可达 80 %以上。白土精制法在国外废油再生、国内润滑油生产及废油及废油再生中得到广泛应用。

3      润滑油的质量变化与常规再生方法发动机润滑油是国内润滑油市场使用量较大的油品。在使用过程中会产生许多机械杂质、水分、燃油 ,有机酸和胶质等 ,油中的各种添加剂也或多或少有所消耗 ,但其主要成分没有什么变化。只要将这些不良成分除去后 ,再加入少量添加剂 ,即可恢复原来的品质 ,对发动机润滑油的再生可针对润滑油质量变化情况而采取不同的方法。

3.1 润滑油混入水分、机械杂质后的处理

3.1.1 沉淀法。沉淀法是利用水分、机械杂质不溶于油 ,密度大于油的特点 ,采用物理净化的方法 ,将它们从油中分离出来。其做法是将用过的油液倒入( )加温沉淀设备中 图 3 ,将油液加热到 70～80 ℃后(静置 ,使油液中的水分、杂质 包括过滤器无法滤出)的微小杂质 沉降到加热沉淀设备的底部。加热的目的是降低油液的粘度 ,使沉降速度加快。加热{zg}温度一般不宜超过90 ℃,否则油液会快速氧化 ,温度超过100 ℃会使油液中的水分沸腾 ,影响沉淀过程。沉淀法只能将油液中的部分水分和杂质除去 ,不能解决油液中酸性升高及氧化等问题。

3.1.2 蒸发法。蒸发法是利用水分远比润滑油易于蒸发的原理,除去润滑油中的水分。其方法是将润滑油加热,并保持 90～110℃,通入压缩空气将水分吹干,或将油加以搅动使其水分蒸发。直到经相当时间后取样化验合格为止。此法优点是脱水彻底,缺点是润滑油长时间吹入空气而被氧化,颜色变深。

3.1.3 过滤法。使用过滤法可以彻底除掉油中的机械杂质。将油液加热后进行过滤 ,其过滤速度较快 ,采用细密的滤纸、滤布、板框式压滤机 ,用泵使油强行通过滤纸、滤布 ,才能滤的快 ,滤的净。

3.1.4 絮凝法。利用加入絮凝剂使油液中杂质凝结成较大体积沉积至油池底部的方法称絮凝法。使用絮凝法可除去油液中用过滤方法无法除去的胶质、沥青质、水分、流变性物质等杂质 ,并且可以使酸值有所降低。

3.2 润滑油粘度降低的处理

润滑油在使用中被燃料稀释或储运中混入轻质油料 ,都会使粘度变小 ,闪点降低。为了恢复油的粘度 ,必须蒸去其中的轻质成分 ,如汽油、煤油和柴油等。除去的方法通常采用蒸馏法。由于汽油、煤油、柴油和润滑油都有不同的沸点范围 ,根据这一特点可以用蒸馏法将它们从润滑油中蒸出去。蒸馏的方法很多 ,如常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、带土蒸馏、管式炉蒸馏等。

3.2.1 常压蒸馏。

设备有蒸馏釜、炉灶、轻油冷凝槽、轻油接收器和残油冷却槽组成。先将已用过的油液进行除水除杂质处理。然后将处理过的油液装入蒸馏釜加热。当油温达到100 ℃时 ,水分已基本蒸出 ,油温升至200 ℃前蒸馏出来的是汽油 ,油温达到200 ℃时吹入水蒸气 ,形成分压 ,降低油品沸点 ,这时蒸出的是柴油和水 ,经冷凝和分离 ,使油水分开 ,油温达到230 ℃,停止加热继续吹入蒸汽 ,并采样化验 ,直到釜中油品粘度和闪点合理为止 ,釜内残油经冷却后放出。

3.2.2 带土蒸馏。

已用过的油液经脱水去杂质后 ,先进行酸洗 ,分离酸渣后的酸性油进行碱中和或水洗 ,然后与白土分别进入具有搅拌装置的带土蒸馏釜中 ,加热至300 ℃左右进行高温带土蒸馏。蒸馏后的带土油经冷却过滤后 ,即得成品油。带土蒸馏不仅可以蒸出轻质成分 ,使润滑油具有适宜的粘度和满足要求的闪点 ,而且还可以xx油中的胶质和酸性物质。

3.3 润滑油中胶状物质处理

胶状物质是润滑油在使用中产生的氧化产物 , 用沉淀和蒸馏是除不掉的 ,{zh0}的方法是用酸碱或白土进行处理。

3.3.1 硫酸精制。

硫酸精制是利用胶质、沥青质等不理想成分能溶于硫酸 ,形成酸渣而从油中分离出去的一种方法。将已用过的油液沉淀去水 ,然后放入耐酸容器中加热 ,在 20～25 ℃时加入 2 %～8 %的浓硫酸 ,边加边搅拌 ,搅拌 20～30min 即可。为了加速酸渣沉降速度 ,利用水作助凝剂帮助那些很难沉降的酸渣微粒凝聚成较大的颗粒 ,用水量为油液的0.3 %～2 %,助凝水在酸洗结束时加入 ,搅拌 3～5min ,然后静置沉降 ,经过15min～10h的沉降。进行多次酸渣排放 ,沉降终结时再排放一次酸渣 ,取上层

油再进行碱处理。

3.3.2 碱中和及水洗。

碱中和是利用酸碱中和的原理 ,将润滑油中的有机酸和硫酸精制后产生的磺酸及游离酸、硫酸酯等酸性物质除掉。常见的碱为氢氧化钠水溶液。将酸精制过的润滑油放入有加温设备的容器中加热 ,当油温升至 70 ℃左右时 ,将浓度为3 %～5 %的氢氧化钠水溶液边加入边搅拌 15～20min ,经过1～2h 沉降分离出碱渣。水洗的目的是进一步除去油中的游离碱和一些杂质。水洗温度一般为 60～70 ℃,对粘度较大的润滑油 ,需在 80～90 ℃下进行 ,经过2～3 次洗涤即可使油成为中性。

3.3.3 白土处理。

白土处理是利用白土的吸附性 ,将油中的胶状物 ,酸性物质吸附在白土表面 ,经过滤而除去。将已用过得油液经沉淀 —蒸馏 —酸碱处理后的油品加入有加热及搅拌设备的容器中 ,加热至适当的温度 ,再加入 5 %～15 %的白土 ,充分搅拌30min以上 ,静置用板框压滤机进行过滤。白土的用量和处理次数应根据已用油品的脏污程度确定。白土处理操作较简单 ,成本也比较低。

3.4 乳化稠化润滑油的再生方法

稠化润油油加有清净分散剂 ,遇水易产生乳化 ,处理的方法是将乳化稠化润滑油加入到带蛇形加热管的釜中。用饱和蒸汽通过蛇形管加温 ,使油温升至110～120 ℃范围内。同时 ,用空气压缩机通入空气进行搅拌和风干 ,通过时间约1.5h ,直至油的乳白色消失 ,恢复原来颜色透明为止。然后冷却至室温 ,取样化验 ,质量符合标准即可使用。