廢礦物油再生利用技術(shù)的研究

任新(長嶺煉化岳陽工程設(shè)計有限公司，湖南 岳陽 414000)

1 廢礦物油再生利用技術(shù)現(xiàn)狀

廢礦物油再生利用工藝主要有三個方向：預(yù)處理、減壓蒸餾前處理、精制后處理。預(yù)處理通常采用的方法是加熱升溫后自然沉降；減壓蒸餾前處理技術(shù)較多，主要在減壓條件下蒸餾出滿足要求的基礎(chǔ)油原料，主要有釜式蒸餾、減壓蒸餾、分子蒸餾、薄膜蒸發(fā)等；精制后處理的方法主要有酸堿精制、白土精制、溶劑精制、加氫精制等。釜式蒸餾和酸堿精制因污染嚴(yán)重，都是行業(yè)內(nèi)明令禁止使用的技術(shù)[1]。目前國內(nèi)及國際廢礦物油處理再生；利用工藝主要在上敘三個方向中選取組合工藝，主要包括：預(yù)蒸餾—抽提絮凝—蒸餾—白土工藝、閃蒸—熱處理—超臨界抽提—白土工藝、加氫精制工藝等。

1.1 沉降預(yù)處理

廢礦物油中存在大量的固體顆粒物，比如機械磨損下的金屬微粒、燃燒產(chǎn)生的炭粒及其他來源的機械雜質(zhì)等。這些固體顆粒物分散在廢油中。廢礦物油再生利用生產(chǎn)過程中加熱廢油時，熱處理作用破壞了清凈分散劑之后，固體顆粒物沉淀在爐管、塔板及加氫反應(yīng)器上，造成爐管、塔板及加氫反應(yīng)器堵塞，影響了裝置的正常生產(chǎn)操作。因此，廢礦物油再生生產(chǎn)中必須對廢礦物油進行預(yù)處理。現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)采用的一般方式是加熱升溫后自然沉降進行自然沉降脫水，脫雜。

1.2 蒸餾前處理

蒸餾前處理技術(shù)較多，有釜式蒸餾、減壓蒸餾、分子蒸餾、薄膜蒸發(fā)等。各個工藝均有優(yōu)缺點。減壓蒸餾是石油化工行業(yè)經(jīng)典的工藝技術(shù)，比較成熟，但是由于其工藝基礎(chǔ)是源于原油煉制，對于廢礦物油來說，廢礦物油原料雜質(zhì)具有高氯、高金屬及高雜質(zhì)含量等的特殊性性，采用減壓蒸餾工藝技術(shù)，出現(xiàn)加熱爐溫度過高，爐管結(jié)焦，塔盤堵塞、設(shè)備腐蝕、產(chǎn)品收率低等實際問題。分子蒸餾是近年來新開發(fā)出的新技術(shù)，技術(shù)來源于醫(yī)藥精細(xì)加工，應(yīng)用于廢礦物油的再生處理，不宜大規(guī)模生產(chǎn)且產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。近些年發(fā)展的降膜或薄膜應(yīng)用較多，降膜或薄膜工藝采用導(dǎo)熱油或熔鹽加熱，廢礦物油在降膜或薄膜反應(yīng)器設(shè)備中高溫停留時間短，不易產(chǎn)生二次反應(yīng)，是較好的廢礦物油再生技術(shù)，但降膜或薄膜操作要求高，工藝條件不好控制，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

1.3 精制后處理

廢礦物油再生利用的精制后處理工藝行業(yè)內(nèi)常用的處理工藝有白土精制、酸堿精制、溶劑精制和加氫精制。酸堿精制為明令精制技術(shù)。白土精制：是吸附精制的一種，在廢礦物油吸附精制中采用的吸附劑有氧化鋁、白土、活性炭甚至廢棄的催化裂化催化劑等。但是白土精制占廢礦物油吸附精制的絕大多數(shù)。溶劑精制：是指利用溶劑對廢礦物油中的理想組分和非理想組分選擇性的不同，除去廢礦物油中的非理想組分，廢礦物油溶劑精制所采用的溶劑很多，常見的有糠醛、丙烷、N-甲基吡咯烷酮等。溶劑精制工藝能耗較高，收率低且會產(chǎn)生廢有機溶劑。加氫精制：在一定的溫度、壓力、催化劑條件下，在臨氫環(huán)境中，將廢礦物油中的氮、氧、硫等有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔狻⑺约傲蚧瘹?，從而將這些雜質(zhì)除去，此外，還能使烯烴、二烯烴、部分芳烴加氫達到飽和。加氫精制是一種理想的無污染再生精制的工藝。由于廢礦物油原料雜質(zhì)具有高氯、高金屬含量等的特殊性，現(xiàn)在國內(nèi)廢礦物油處理裝置都存在長周期運行困難，主要體現(xiàn)在蒸餾前處理爐管結(jié)焦，分餾塔、薄膜蒸發(fā)器及降膜蒸發(fā)器堵塞，加氫設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，加氫催化劑床層結(jié)焦，加氫反應(yīng)物料出口管路堵塞等。

2 廢礦物再生利用技術(shù)研究

由于廢礦物油原料雜質(zhì)具有高氯、高金屬含量等的特殊性，現(xiàn)在國內(nèi)廢礦物油處理裝置都存在長周期運行困難，主要體現(xiàn)在蒸餾前處理爐管結(jié)焦，分餾塔、薄膜蒸發(fā)器及降膜蒸發(fā)器堵塞，加氫設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，加氫催化劑床層結(jié)焦，加氫反應(yīng)物料出口管路堵塞等。

文章采取沉降預(yù)處理+減壓蒸餾+加氫精制作為廢礦物油再生利用的工藝技術(shù)。選用5萬t/a廢礦物油再生利用作為舉例說明。該工藝技術(shù)科學(xué)合理、長周期運行穩(wěn)定、高效環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量高并有明顯經(jīng)濟效益。

2.1 加氫前處理

將廢礦物油進行沉降預(yù)處理，經(jīng)沉降預(yù)處理后廢礦物油與稀釋劑和脫渣劑混合，混合后經(jīng)離心機離心脫渣，脫渣后廢礦物油進入脫水塔脫水，脫水廢礦物油進入減壓分餾工序；稀釋劑及脫渣劑能析出廢礦物油中瀝青質(zhì)同時降低減壓分餾工序分壓；脫水后廢礦物油經(jīng)減壓分餾塔減壓切割出礦物油[2]。稀釋劑的存在一方面降低減壓系統(tǒng)的分壓，降低切割溫度，減少減壓爐及減壓塔結(jié)焦風(fēng)險，另一方面降低減壓塔設(shè)備的腐蝕性；具體步驟如下：

(1)將6.25 t/h的經(jīng)沉降預(yù)處理后的廢礦物油與一定量稀釋劑和脫渣劑混合后加熱至90℃左右，經(jīng)臥螺離心機離心脫渣；

(2)經(jīng)離心脫渣后廢礦物油加熱至180℃左右后送至脫水塔脫氣脫水；

(3)經(jīng)脫水脫氣后廢礦物油送至減壓加熱爐加熱至320℃在減壓分餾塔進行減壓分餾，切割出稀釋劑及加氫原料，稀釋劑返回前面工序循環(huán)使用，加氫原料送至低壓加氫工序；減壓分餾塔控制壓力2.5 kPa(A)左右；

廢礦物油再生利用的沉降預(yù)處理+減壓蒸餾工藝流程示意圖如圖1所示。

圖1 廢油再生利用沉降預(yù)處理+減壓蒸餾流程示意圖

2.2 加氫處理

經(jīng)減壓切割后廢礦物油進入低壓加氫工序，低壓加氫設(shè)置三個固定床反應(yīng)器，第一個固定床反應(yīng)器是保護反應(yīng)器脫出金屬，第二個固定床反應(yīng)器是脫氯反應(yīng)器脫出氯離子，第三個固定床反應(yīng)器為精制反應(yīng)器進行廢礦物油脫硫脫氮等加氫反應(yīng)；經(jīng)低壓加氫脫金屬和脫氯后廢礦物油送至高壓加氫工序，高壓加氫設(shè)置一個精制反應(yīng)器。

通過高低壓兩段加氫設(shè)置及良好的蒸餾預(yù)處理工序，克服加氫設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，加氫催化劑床層結(jié)焦，加氫反應(yīng)物料出口管路堵塞等問題。具體步驟如下：

(1)經(jīng)減壓切割后加氫原料提壓至4.5 MPa(G)，然后經(jīng)一段加氫加熱爐加熱至320 ℃后依次進入保護反應(yīng)器、脫氯反應(yīng)器及精制反應(yīng)器，反應(yīng)器產(chǎn)物經(jīng)氣液分離罐進行氣液相分離；氣相冷卻后作為循環(huán)氫，液相作為高壓加氫進料送至高壓加氫；

(2)低壓加氫產(chǎn)物經(jīng)高壓加氫進料泵提壓至16.5 MPa(G)，然后經(jīng)高壓加氫加熱爐加熱至320 ℃后進入高壓反應(yīng)器，反應(yīng)器產(chǎn)物經(jīng)氣液分離罐進行氣液相分離。氣相冷卻后作為循環(huán)氫，液相作為產(chǎn)物經(jīng)后分餾后作為產(chǎn)品出裝置[3]。

廢礦物油再生利用的高低壓加氫精制工藝流程示意圖，如圖2所示。

圖2 廢油再生利用高低壓加氫精制流程示意圖

3 結(jié)語

(1)文章采取沉降預(yù)處理+減壓蒸餾+加氫精制作為廢礦物油再生利用的工藝技術(shù)；

(2)該工藝技術(shù)克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，主要體現(xiàn)在解決廢礦物油蒸餾前處理爐管結(jié)焦、減壓塔堵塞、加氫設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、加氫催化劑床層結(jié)焦、加氫反應(yīng)物料出口管路堵塞等問題。