廢潤滑油生產潤滑油基礎油技術應用現狀
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摘 要:本文概述了廢潤滑油生產基礎油的技術,論述了不同技術的優缺點,為廢潤滑油生產基礎油指出了方向。
關鍵詞:廢潤滑油;基礎油;加氫工藝;分子精餾
各種機械、設備所用到的潤滑油,使用過程可能發生潤滑油的氧化、熱分解等化學作用和雜質污染等物理作用,潤滑油的理化性質均發生了改變使其不能滿足潤滑、密封的作用,由此產生的廢油統稱為廢潤滑油。潤滑油的變質主要包括兩個方面:
一是使用過程水分、灰塵、其他雜油和機械摩擦產生的金屬粉末混入潤滑油中;
二是潤滑油主要成分的化學變質,生產了有機酸、膠質等。廢潤滑油主要包括廢機油、廢工業潤滑油、廢電氣絕緣油。
其實,廢潤滑油并未完全報廢不能使用,油品的變質只是其中部分烴類,這部分變質組分只占約占10%~25%,其他大部分成分仍是潤滑油維持黏性、潤滑性能的有效成分。因此,根據潤滑油劣化的機理分析,可以通過物理或化學的方法將廢潤滑油中已經變質的組分和混入的雜質除掉,廢潤滑油就可以再生為符合要求的基礎油,經過調和后仍然可以得到質量優良的成品潤滑油。
廢潤滑油再生基礎油工藝基本流程可歸納為:預處理、分離和精制三個過程。廢潤滑油預處理一般為經過離心、過濾等方法脫除其中的水分和雜質等;廢潤滑油分離過程主要是把其中的輕質組分和重組分(例如膠質、瀝青質)分離出來,一般采用的方法有精餾、薄膜蒸發、萃取、酸處理等。廢潤滑油精制過程主要目的是對再生的油品進一步處理,以便確保再生后的基礎油滿足要求,常用方法有加氫、白土精制。其中,分離過程是最重要的一個工段。在分離過程中,核心思想是將基礎油餾分提出或者將變質成分去除。
1 酸再生工藝
預處理后的廢潤滑油經過酸洗后,硫酸將變質組分變成酸性氣體、酸渣、酸水等去除,再生得到基礎油。根據廢潤滑油品質的不同,主要有沉降—酸洗—白土工藝,沉降—酸洗—堿洗—白土工藝。廢潤滑油通過酸洗再生后得到的油品品質一般可以達到基礎油的標準。該再生工藝流程較短、設備費用較低,因此目國內很多小廠采用這種工藝。
但該生產工藝也有明顯的不足之處,主要問題是會產生比較嚴重的二次污染,其再生過程中伴有大量的酸性氣體二氧化硫以及酸渣、酸水、白土渣等產生,由此造成環境污染和操作環境惡劣等弊端,故酸洗工藝基本處于被淘汰的地位。不過,因為我國的廢油種類繁多,無法使某一種再生工藝適用于大部分的廢油,若能很好地處理有酸再生工藝所產生的廢物,酸洗工藝在某些情況下還是比較適合當前國情的。
2 薄膜蒸發—白土精制工藝
因為潤滑油餾分沸點均較高,廢潤滑油精餾過程中往往需要采用高溫才能將餾分分離開來,高溫又容易是餾分發生聚合、裂化等副作用進而影響再生潤滑油的品質。因此在國外大量采用薄膜蒸發—白土精制工藝,該工藝主要過程為:廢潤滑油再脫除水和機械雜質后,通過薄膜蒸發分離出汽、柴油餾分、潤滑油餾分以及瀝青質和殘渣,由于薄膜蒸發分離時溫度較低能有效分離并保持各餾分的理化性質,最后再經過白土精制后,所得到再生餾分是品質優良的基礎油。其中重組分(主要為瀝青質和殘渣)可以作為瀝青廠的調和原料,副產物廢白土可以生產建筑材料,變廢為寶。
在薄膜蒸發—白土精制工藝中,薄膜蒸發器是整個工藝中最為重要的關鍵設備,采用該蒸發器對餾分進行分離時分離溫度低、物料停留時間短,避免了蒸餾物料的裂化,保證了各餾分的理化性質滿足要求。
3 薄膜蒸發—加氫精制工藝
該技術是將薄膜蒸發、加氫工藝兩個先進工藝相結合,經過薄膜蒸發后的餾分采用了加氫技術進一步精制,得到的再生潤滑油產品質量優良。但是該技術也有顯著的缺點,薄膜蒸發器、加氫反應器均價格較高,并且加氫工藝是在高溫、高壓條件下進行,對設備材質、厚度、加工都要求較高,整體裝置投資規模較大。
4 蒸餾—溶劑抽提—白土精制工藝
該工藝采用常減壓蒸餾將廢潤滑油的輕組分、潤滑油基礎油、膠質等重組分分離出來。由于常減壓精餾溫度較高,蒸餾過程中會有熱裂化和縮合反應,生成輕組分和一些大分子縮合物、膠質等,需要用溶劑對分離出來的餾分再進行抽提,以便脫除有害物質,提高各餾分的理化性能,滿足產品規格要求。最后,將得到的各餾分用白土補充精制,由此再生產出合格的潤滑油基礎油。
鑒于蒸餾溫度過高會產生有害成分,同時降低基礎油的收油率,蒸餾過程可以采用高度真空,以降低蒸餾溫度。此工藝是近幾年發展比較好的工藝,既吸收了常減壓管式爐生產工藝中產品攜帶較輕的問題,并與常減壓工藝一樣連續化生產,又吸收了分子蒸餾真空度高、蒸餾溫度低的優點。
5 蒸餾—溶劑抽提—加氫精制工藝
該工藝與方法4類似,只是將白土精制改為加氫精制,加氫后能夠得到高品質的潤滑油基礎油。該工藝涉及加氫,裝置的設備投資非常大,比較適合于產能大和品質要求高的企業。
參考文獻:
[1]楊鑫,陳立功,周星,等.廢潤滑油再生技術研究進展[J].合成潤滑材料,2011,38(2):15-18.
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