廢油循環(huán)再利用的研究

（遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001）

廢油循環(huán)再利用的研究

焦 建，呂振波，桂建舟

（遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001）

廢油，是其中含有5%～10%為不能被利用的廢物，而90%～95%是可以重新加工再利用的，使再生油資源成為解決我國目前能源困境的一個(gè)非常有效的途徑，從石油中提煉基礎(chǔ)油產(chǎn)品率很低，生產(chǎn)1 t至少需要5 t原油。從某種方面上講利用再生廢油要比開發(fā)原油經(jīng)濟(jì)的多，可以節(jié)省大量的時(shí)間和資金。近年來我國平均每年要進(jìn)口2億多噸原油，進(jìn)口200多萬噸潤滑油，而且進(jìn)口原油的產(chǎn)地大多又受戰(zhàn)亂，政權(quán)更迭等政治因素影響。所以，對廢油再生和利用，不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)意義、環(huán)保意義，還具有重要的政治意義。

廢油；精制；過濾

近年來，我國政府十分重視節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)工作，并對廢油再生的項(xiàng)目相繼相關(guān)政策，對廢油再生行業(yè)起到了巨大的推動的作用。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們對汽車消費(fèi)的大幅提高，伴隨著人們對石油產(chǎn)品的使用量的劇增，產(chǎn)生了大量的廢油，如不加以處理和利用不僅是浪費(fèi)了資源，還會對環(huán)境產(chǎn)生巨大的污染。在這個(gè)能源緊缺問題越來越凸顯的今天，對廢油的利用已經(jīng)成為了科研人員們重點(diǎn)研究的課題。發(fā)達(dá)國家的廢油再生工藝更簡單，降低功耗節(jié)約大量能源，且廢油回收率高達(dá)76%左右[1]。

1 廢油性能及決定性能的主要條件

在人們社會生產(chǎn)及消費(fèi)生活中，產(chǎn)生了廢油數(shù)量巨大的廢油，如：潤滑油，機(jī)油，液壓油，變壓器油，被污染的汽油和柴油等，在對這些油品進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)考慮他們本的一些性能，如：潤滑性的好壞；粘度的程度；酸值的高低；含有灰份和雜質(zhì)的多少；比熱、導(dǎo)熱和膨脹系數(shù)是否合格；穩(wěn)定的對熱、氧化、水解和剪切的性能；抗泡沫性、抗乳化性和防銹性的體現(xiàn)；流動點(diǎn)凝固點(diǎn)、點(diǎn)燃和燃點(diǎn)是否達(dá)標(biāo)[2]。

（1）回收的廢油中，往往因?yàn)槭褂眠^程中污染、和其本身接觸空氣氧化變質(zhì)、油品中的的雜質(zhì)、水分、灰份、等增加的有害的物質(zhì)，導(dǎo)致油品的功能性下降，從而影響了機(jī)器效用的發(fā)揮和使用年限的減少[3]。

a. 雜質(zhì)

油品在生產(chǎn)—運(yùn)輸—儲存—使用這個(gè)過程中，混入了灰塵，金屬，塵土等，這些雜質(zhì)有一定的吸附功能，吸收有害物質(zhì)，會影響油液的粘度、潤滑等性能[4]；

b．氣體

油品在生產(chǎn)—運(yùn)輸—儲存—使用這個(gè)過程中，油品與空氣接觸中會混入其他不良?xì)怏w，影響油品的體積模量，從而抗泡沫性減弱，反應(yīng)速率加快，致使性能下降

c. 水

油品在使用過程中接觸到空氣，尤其是潮濕的空氣，空氣中的氧會導(dǎo)致油品中水分含量的增加，在使用過程中油品中的水分會發(fā)生水解，導(dǎo)致油品的粘度防銹和抗乳化的性能下降，反而腐蝕性加強(qiáng)，在氣溫降低的工作環(huán)境中油品中的水分可能會凝結(jié)成冰，對使用的機(jī)器造成損壞，故油品中應(yīng)盡力避免水分；

d. 酸值

有的油品中經(jīng)常會含有一定量的環(huán)烷酸，其會對金屬等有腐蝕性，酸值是氧油中烴類在空氣中的氧化程度的具體量化的一個(gè)指標(biāo)，是廢油的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。液壓油中酸值一般不大于0.16 mg KOH/g[5]。

（2）因?yàn)橛偷氖褂靡蠛妥冑|(zhì)程度的區(qū)別，所以再生的方法也不一樣。在凈化再生之前應(yīng)對廢油進(jìn)行一些列檢驗(yàn)，是為了選擇合理的加工工藝：1）粘度。是為選定合適的溫度，了解廢油的類別和牌號；2）酸值。檢驗(yàn)酸值可以了解油的老化變質(zhì)程度，以確定再生方法； 3）閃點(diǎn)。是為保證生產(chǎn)過程的安全，為確定工藝流程的溫度，檢測油品中輕油含量和對蒸餾處理的選擇指標(biāo)；4）腐蝕試驗(yàn)。檢驗(yàn)油品中硫化物、有機(jī)酸、等的含量，確定油品是否具有腐蝕性；5）水溶性酸堿。檢測油品中是否具有水溶性酸堿，確定是否需要使用水洗環(huán)節(jié)[6]。

2 廢油再生的工藝技術(shù)和方法

2.1 溶劑精制技術(shù)

溶劑精制就是利用有機(jī)溶劑對廢油中添加劑與基礎(chǔ)組分、氧化物雜質(zhì)等具有不同溶解度特性下，通過不用的生產(chǎn)工藝，把油品中的雜質(zhì)分離以獲得再生油。楊樹花[7]在研究廢潤滑油溶劑精制的試驗(yàn)中：通過預(yù)處理—常壓蒸餾—減壓蒸餾—溶劑精制—白土補(bǔ)充精制—過濾的試驗(yàn)過程，使用糠醛溶劑和雜醇—糠醛混合溶劑在100 ℃的工藝條件下再生廢油，的到油品的理化指標(biāo)超過了硫酸—白土工藝精制工藝產(chǎn)出油品的質(zhì)變，收率為78%和70%，由回收率的結(jié)果證明該工藝可行性很高。郭大光等[7]通過研究N-甲基吡咯烷酮（NMP）、乙醇、糠醛、廢油再生試驗(yàn)，證明了再生油品達(dá)到最好的粘度指數(shù)時(shí)，乙醇、NHP、糠醛與油品的比例為1、1.5、2；NMP萃取劑比為1，精制溫度為60 ℃時(shí)，再生油收率達(dá)到93.19%，從收率結(jié)果來看NMP對廢油再生工藝來說效果不錯(cuò)，但其市場價(jià)格高昂，不夠普及，故不易推廣。

Jordan等[8-10]通過正丁醇、丁酮的再生廢油工藝的試驗(yàn)，證明了萃取出油品中的基礎(chǔ)油，絮凝部分添加劑和氧化產(chǎn)物，可以使用4個(gè)碳原子的酮、醇極性溶劑。Jesusa，pablo等[11-13]通過試驗(yàn)研究了在溫度和壓力不同的情況下，使用乙烷、丙烷作為試驗(yàn)溶劑來檢測再生廢油中去除含金屬化合物、氧化產(chǎn)物的量，及產(chǎn)率、效率。通過試驗(yàn)證明，氧化產(chǎn)物的分離效率壓力可以通過低壓提高，但對于去除廢油中含有的金屬化合物的無影響; Zahrani[14]，Jesusa Rin-con[15,16]等通過試驗(yàn)研究了不同油劑比和溫度時(shí)異丙、正丁醇、仲丁醇及丁酮回收廢油的產(chǎn)率及質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，再生油質(zhì)量最好時(shí)，是丁酮與仲丁醇構(gòu)成組合溶劑，質(zhì)量比為 1∶3時(shí)，產(chǎn)率為 87.5%，萃取時(shí)的單一溶劑，萃取效果最好的是丁酮，其次的是正丁醇，效果最差為異丙醇。

2.2 超臨界流體萃取

是氣體的溫度和壓力均處于臨界點(diǎn)以上，不同于液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)的一種新型流體。超臨界流體的溶解能力是通過溫度或者壓力的改變可以發(fā)生變化，分離和選擇性的效果在萃取過程中得到提高。這種分離的新技術(shù)，超臨界流體萃取在石油化工方面獲得了普遍的認(rèn)可。程健等[17]利用超臨界流體丙烷、丁烷在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，脫除雜質(zhì)和殘留添加劑等超臨界流體具有很好的能力，油品中的鈣、鐵 、鋅、鎂等金屬含量達(dá)標(biāo)，收率可達(dá) 90% ; 試驗(yàn)證明超臨界丁烷的溶解能力由于比超臨界丙烷。邵敏[18]用丙烷溶劑證明了超臨界流體萃取分餾工藝技術(shù)的可行性，研究其在廢油再生工藝中油品的理化指標(biāo)接近中性油，收率約為 80%～85%; 超臨界流體萃取工藝環(huán)保的特點(diǎn)在生產(chǎn)中越發(fā)的明顯。

2.3 絮凝沉降

利用廢油中同類電荷的雜質(zhì)粒子的膠體形態(tài)存在，將絮凝劑加在準(zhǔn)備的溶劑中，凝聚吸附油品中的膠體粒子，在外界提供動力的情況下脫穩(wěn)沉淀，去除廢油中的雜質(zhì)，獲得油品。丁福臣[19]的試驗(yàn)研究，選出由烴類與極性溶劑組成的復(fù)合萃?。跄軇?，當(dāng)油劑比為 1∶3 時(shí)，溶劑組成比為 1∶1，這種方法得出的再生油質(zhì)量好于傳統(tǒng)的酸—白土精制的工藝。董元虎等[20]使用硅酸鈉作為溶液，在再生廢油工藝中，使用正交試驗(yàn)獲到最理想?yún)?shù): 濃度為20% ，溶液添加量10% ，攪拌速度 1 000 r/min，攪拌時(shí)間20 min，攪拌溫度75 ℃，沉降時(shí)間16 h，沉降溫度70～80 ℃。張圣領(lǐng)等[21,22]用活性白土為吸附劑、石油破乳劑 DPA2031為絮凝劑，通過絮凝、吸附的工藝，對廢柴油進(jìn)行再生，油品產(chǎn)率可達(dá)73%，國家標(biāo)準(zhǔn)理化指標(biāo)部分符合。張賢明等[23]的試驗(yàn)是使用絮凝劑為氨基結(jié)構(gòu)化合物對油品進(jìn)行脫色，再使用白土精制精制，得出的油品質(zhì)量接近SC40新油的理化。絮凝沉降工藝容易實(shí)施，和其他工藝容易結(jié)合使用，且無二次污染。

3 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 廢油再生利用的技術(shù)亦在不斷的進(jìn)步, 巨大的經(jīng)濟(jì)與社會效益在工業(yè)生產(chǎn)中展現(xiàn)出來。我國使用較多的還是傳統(tǒng)的蒸餾--酸洗--白土精制工藝技術(shù)，操作簡單、成本低，是這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)，但油品質(zhì)量不高，收率往往達(dá)不到 70%，卻對環(huán)境污染程度大; 其次，利用白土—蒸餾精制組合成一個(gè)工序，我國大約三分之一的廠家使用沉降--酸洗--白土蒸餾，該工藝優(yōu)點(diǎn)是對熱能的節(jié)約，酸洗沉降緩慢影響了該工藝的推廣[24,25]。而國外的廢油再生生產(chǎn)從蒸餾—酸洗—白土精制，向蒸餾—加氫精制工藝轉(zhuǎn)變。后者對環(huán)境污染少、回收的油品質(zhì)量高，缺點(diǎn)是投資成本較高，適宜大規(guī)模生產(chǎn)需要收集大量的廢油，但我國現(xiàn)階段廢油再生廠商大多存在資金少、規(guī)模小、技術(shù)落后等問題，所以不適宜我國現(xiàn)階段的生產(chǎn)水平。所以目前我國再生廢油發(fā)展的實(shí)際水平，應(yīng)該以提高再生廢油的油品質(zhì)量、低碳、節(jié)能、環(huán)保、低成本，為重點(diǎn)，將溶劑絮凝沉降技術(shù)與萃取技術(shù)組成絮凝—萃取技術(shù)的再生廢油工藝，我國目前再生廢油生產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展趨勢，是在已經(jīng)取得的研究成果的基礎(chǔ)上對溶劑精制工藝加以優(yōu)化和發(fā)展。

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Study on Waste Oil Recycling

JIAO Jian，LV Zhen-bo，GUI Jian-zhou
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China）

5%～10% matter in waste oil can not be reused, but other 90%～95% matter can be reused, so that waste oil recycling has become a very effective way to solve our current energy predicament. Yield of refined base oil products from petroleum is very low; production of base oil products from waste oil is more economic. In recent years, China's average annual imports of crude oil and lubricating oil are more than 200 million tons and 2 million tons, and the origin of imported crude oil is often affected by political factors. Therefore, waste oil recycling not only has important economic significance and environmental significance, but also has important political significance.

Waste oil; Refining; Filter

TE 624

： A

： 1671-0460（2014）04-0588-03

2013-09-28

焦建，男，遼寧丹東人，碩士研究生在讀，研究方向：廢油再生。E-mail：jiaojian898@163.com。