廢潤滑油再生工藝的應(yīng)用

袁冬燕

(江蘇華昌化工股份有限公司 江蘇張家港215634)

0 前言

江蘇華昌化工股份有限公司(以下簡稱華昌化工公司)各類壓縮機、機修等產(chǎn)生的廢油量約為 200 t/a，隨著生產(chǎn)裝置能力的不斷擴大，廢油量還在不斷增加。雖然采取了一些回收措施或者廉價外賣，但由于各種原因，仍有少部分的廢油滲入雨水系統(tǒng)，存在嚴(yán)重的環(huán)保隱患。如果能將廢油回收再利用，可以解決雨水系統(tǒng)的污染問題，也有一定的經(jīng)濟效益。通過對河北正元、山東瑞星等企業(yè)的調(diào)研及考察，華昌化工公司最終決定新建1套回收能力為200 t/a的潤滑油再生裝置，更好地實現(xiàn)節(jié)能減排和資源綜合利用。

1 項目實施情況

潤滑油回收項目的目的是回收全公司各崗位的廢油再利用。項目總投資約240萬元，其中勘察設(shè)計費約20萬元，設(shè)備材料費用約120萬元，工程費用約100萬元。

潤滑油回收裝置的安裝、調(diào)試過程比較順利，于2011年8月底進行竣工驗收。裝置的調(diào)試過程完全依靠華昌化工公司自身力量，先做小試，然后放大，一步一步逐漸優(yōu)化完善，在2個月內(nèi)產(chǎn)出了成品油。回收的第1批成品油顏色比較深。經(jīng)分析研究，回收第2批油時減少了酸的加入量，回收的成品油顏色明顯變淺，而且外觀很清澈，黏度、閃點、酸度等分析指標(biāo)全部合格，潤滑油回收項目基本獲得成功。目前，每10 d可制得成品油約5 t，基本達到設(shè)計要求。

2 工藝原理和工藝流程

潤滑油再生是對含油廢水的油相進行處理、生產(chǎn)潤滑油的過程，該過程主要是物理過程。根據(jù)油烴族組分CN，CA，CP變量系數(shù)及不同的物理和化學(xué)屬性，經(jīng)再生精制將鏈烴分中劣質(zhì)的碳氧化物及中間產(chǎn)物去除，提取不同量級黏度指數(shù)基礎(chǔ)烴油，重新按GB 3141工業(yè)潤滑油L組分類和46#～150#黏度等級范圍及SINOPEC010-02添加劑配方進行品類及標(biāo)號調(diào)整，使再生后的各油品具有優(yōu)良的潤滑、冷卻、清散、密封以及抗乳化、抗蝕、抗磨擠壓等作用和功能。

工業(yè)潤滑油是從石油中加工復(fù)配出來的有機碳和氫烴化物。主要化學(xué)組分有烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴以及不飽和烴等一類鏈烴構(gòu)成，占總組分的90%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，其余組分為多種石油添加劑(約占10%)。潤滑油在使用的過程中，在生產(chǎn)設(shè)備使用因素影響下，少量的油組分會發(fā)生碳氧反應(yīng)，生成極性或者高分子酸堿化合物。其次，廢油中還混入了某些中間物質(zhì)(如金屬粉末、水、灰塵、焦油、氮、硫、氧、碳等熱解產(chǎn)物)，這些中間物質(zhì)占6%～10%。

該潤滑油再生工藝依據(jù)潤滑油烴分屬于不同物理、化學(xué)屬性變量系數(shù)，著重量化分析與控制，在特定的精制再生條件下，將回收的各類廢油中劣質(zhì)產(chǎn)物溶解氧化釋除，提取不同黏溫系數(shù)、密度及沸點值的基礎(chǔ)烴油，重新進行品類及標(biāo)號調(diào)整，使再生油品達到外購新油國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

潤滑油再生工藝流程示意見圖1。潤滑油再生工藝流程分為6個過程。

(1)物理凈化水雜。廢壓縮機油(油水)、廢機械油、冷凍油、液壓油、汽輪機油分別輸入廢油集分槽和集分、助劑槽，用齒輪泵打入凈化槽進行物理凈化水雜，在≤100 ℃油溫控制條件下，利用油、水密度差及油分黏溫系數(shù)，將廢油中混入的水、微顆粒懸浮雜質(zhì)以及輕油組分凈餾分沉析出來。

(2)溶解氧化。溶解氧化是用濃硫酸除去廢油中含有的微量金屬、非金屬等物質(zhì)。將脫凈水分的廢油用泵輸送到氧化槽后，根據(jù)廢油的運動黏度(40 ℃)大小及硫酸所需反應(yīng)條件，將廢油溫度加熱至40～55 ℃，用耐酸計量泵將酸注入氧化槽內(nèi)，開啟空氣攪拌使酸與廢油充分混合，發(fā)生綜合一體性溶解、氧化、脂化、縮合、凝聚等物理、化學(xué)反應(yīng)。酸氧化環(huán)節(jié)共耗時25～30 min。經(jīng)酸氧化后的廢油烴分結(jié)構(gòu)發(fā)生內(nèi)質(zhì)整合并轉(zhuǎn)化到純烴油組分結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，廢油中所含的過氧產(chǎn)物99.9%被反應(yīng)及凝聚沉分排出。

圖1 潤滑油再生工藝流程示意

該過程產(chǎn)生微量的SO2氣體經(jīng)油槽上部放空管回收至收集槽，經(jīng)堿液洗滌中和后，不凝氣排入大氣中。

(3)中和。酸氧化后，用物理吸附的方法中和油中的酸性物質(zhì)。油溫控制在<65 ℃，緩慢加入軟水(pH為 5～9)，加入量為油量的10%～12%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

(4)電化吸附。選擇性使用碳晶硅或高效脫色劑，利用其活性成分物理吸附油中的重基因色，轉(zhuǎn)化至達到新油色度指標(biāo)。在<125 ℃油溫控制條件下，一邊加入活性白土，一邊用空氣攪拌，活性白土加入量為油量的6%～15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，吸附槽底部進行排渣。

(5)精濾。采用板框式壓濾機，循環(huán)過濾油中(電化吸附環(huán)節(jié))殘留的吸附劑(雜質(zhì))，確保油中機械雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.003 5%。

(6)調(diào)配。有針對性地加入多效石油添加劑，調(diào)整補償再生油品各項理化指標(biāo)，使之分品類、分標(biāo)號達到國家潤滑油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3 再生油和新油的性能指標(biāo)

再生后150#壓縮機油與新150#壓縮機油有關(guān)參數(shù)比較見表1。

表1 再生后150#壓縮機油與新150#壓縮機油有關(guān)參數(shù)比較

項目再生油 新油水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%0.03無機械雜質(zhì)無無運動黏度(40 ℃)/( mm2·s-1)135168抗乳化(60 min)40/38/241/39/0抗腐蝕(銅片,100 ℃,3 h)一級一級閃點/℃206.1234.0pH6.06.0

4 經(jīng)濟效益

潤滑油再生裝置建成后，制得的成品油pH、黏度、閃點、水分等分析指標(biāo)均能達到壓縮機油的指標(biāo)要求，外觀較清澈，可作復(fù)合肥包膜使用。復(fù)合肥生產(chǎn)需要用油500 t/a，200 t/a成品潤滑油全部用于復(fù)合肥包膜，節(jié)約外購新油。按目前成品油平均價格15 000元/t，蒸汽、電及各類物料消耗約2 000元/t；配備2人，費用共計約120 000元/a，則年直接經(jīng)濟效益約248萬元。雖然潤滑油再生裝置已達節(jié)能減排的預(yù)期效果，但仍存在成品油顏色發(fā)紅、濾液不清等問題，有待繼續(xù)摸索和優(yōu)化。