關于廢礦物油精餾處理改造方案分析

曾娟 羅新東

摘要：廢礦物油是由多種物質(zhì)組成的復雜混合物，主要成分有C15-C36的烷烴、多環(huán)芳烴（PAHs）、烯烴、苯系物、酚類等。目前市場上作為危廢的廢礦物油（危廢代碼：HW08），成分、來源比較復雜，有廢潤滑油、乳化液、各種廢的油水混合物等等，各組分含量波動大，水分含量高，同時還夾雜有各種固體雜質(zhì)，比如金屬雜質(zhì)、沙等。精餾塔也是石油化工生產(chǎn)中應用極為廣泛的一種傳質(zhì)傳熱裝置，本文針對精餾裝置處理成份復雜的廢礦物油缺陷進行了簡要介紹，并對改造方案進行了分析研究。

關鍵詞：廢礦物油;精餾;塔釜;冷凝

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）10-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.069

Abstract：Waste mineral oil is a complex mixture of various substances.The main components are C15-C36 alkanes，polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs）， olefins，benzene series，phenols and so on.At present，as a waste mineral oil （hazardous waste code： HW08） on the market，the composition and source are relatively complicated，there are waste lubricating oil，emulsion，various waste oil-water mixture， etc.，the content of each component fluctuates greatly，and the moisture content High，but also mixed with various solid impurities，such as metal impurities，sand and so on.The distillation tower is also a kind of mass transfer heat transfer device widely used in petrochemical production.This paper briefly introduces the defects of waste mineral oil with complex composition in the distillation unit，and analyzes the transformation scheme.

Key words：Waste mineral oil;Rectification;Tower reactor;Condensation

1 概況

廢礦物油包括：汽車潤滑油、工業(yè)設備潤滑油、機械加工油劑、潤滑脂和防銹油脂等，以及鋼鐵、機械等行業(yè)中含油廢水，主要組分為礦物油、脂肪酸、表面活性劑、懸浮雜質(zhì)、乳化液和潤滑油等成分。廣東省某危廢處理公司廠內(nèi)采用精餾的方式回收廢礦物油。經(jīng)過一段時間運行，無法保證廢物的進料與設計條件一致，難以達到預期效果。經(jīng)過改造，盡量利用現(xiàn)有設備，提高了廢液的處理能力。

2 廢礦物油的精餾

2.1 廢礦物油的來源

潤滑油在使用的過程中由于高溫、空氣氧化，逐漸老化變質(zhì)，再加上機械部件摩檫產(chǎn)生的金屬粉末、從環(huán)境中進入的水分、雜質(zhì)等，造成礦物油等污染、氧化，因此，廢礦物油中除了C、H等外，還會含有少量的其他元素，包括Fe、Mg、Ca、Zn、Cu、Sn、Al和Ni等元素。Fe、Cu、Al和Ni屬于磨損金屬元素;Si、B和Na可以歸納為污染元素，如Si是由于空氣濾清器不嚴密吸入的灰塵臟物或來自于油中的消泡劑，B和Na是由于發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的泄漏混入了防凍劑，而Mg、Ca、Zn和Mo是添加劑元素。

2.2 精餾工藝設備

石油的分類一般35～200℃的餾分為直餾汽油餾分，175～300℃的餾分為煤油餾分，200～350℃的餾分為柴油餾分，350℃以上的餾分為潤滑油或裂化原料。廢礦物油主要來源是汽車裝修公司以及各個汽車維修點，主要成分為柴油、煤油和其他潤滑油。從社會上各個汽車維修點收集的廢油用簡單蒸餾回收輕質(zhì)油通過加熱到將近350℃，輕質(zhì)油回收率達到70%～80%。

本項目精餾系統(tǒng)設備如下：（1）一座精餾塔，塔釜設計耐溫220℃，釜內(nèi)再沸器設計耐溫300℃。（2）塔頂冷卻器二臺，設計耐溫150℃，入料預熱器一臺。（3）塔頂油水分離回流罐一臺;廢水緩沖罐一臺。（4）廢礦物油進料計量罐一個;礦物油成品儲罐一個;礦物油成品緩沖罐一個。

2.3 精餾存在的問題

（1）部分廢礦物油含水量高，油水分離效果不好，破乳、沉降池滲漏。（2）廢礦物油經(jīng)精餾后，殘渣粘度大，缺乏殘渣儲罐，殘渣溫度高，超過300℃，存在安全隱患與環(huán)保風險。（3）廢礦物油分離塔釜設計溫度為220℃，塔頂冷凝器的設計溫度為150℃，再沸器的設計溫度為300℃，低于礦物油產(chǎn)品的沸點溫度范圍，產(chǎn)品純度不高。（4）塔頂回流罐，輕、重組份分離（油、水分離）的程度無法判斷，回流管徑偏小。（5）僅靠一座廢礦物油精餾塔，要分離出多種單一、高純度的產(chǎn)品，理論上可行，但在工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)上難以實現(xiàn)，儲存各產(chǎn)品的儲罐不夠。（6）進料的含水率高出設計范圍，廢礦物油要求進料含水率低于10%，實際收料來源含水率較高，接近80%。（7）不同廠家之間的含廢礦物油廢水來源的COD波動非常大，同一廠家不同時間不同批次的廢水波動也很大，同一廠家同一批次但是不同進料桶的波動也非常大，甚至同一只進料桶上下不同位置的COD波動也很大。

3 技改方案工藝介紹

3.1 工藝說明

廢礦物油與含礦物油廢液回收采用與原工程一致的處理工藝。由于廢礦物油中含有少量的雜質(zhì)和水分，需將廢礦物油進行預處理，通過泵將廢礦物油輸送到破乳沉降池（沉降池采用加蓋密閉處理）中，并加入一定量的破乳劑（非離子型表面活性劑，丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚）進行破乳。破乳主要是通過加入破乳劑取代吸附在油水界面上的乳化劑，降低界面膜的彈性和黏性，從而降低界面膜強度，加速液滴的聚結，使油水發(fā)生分離。破乳劑加入量為每噸廢礦物油破乳劑添加量為3.5kg。為更好的達到破乳的效果，在破乳過程中進行攪拌，使得油品中各分子運動劇烈，具有良好的流動性，達到更好的破乳效果。項目破乳攪拌時間為20～30min，溫度為常溫。經(jīng)破乳處理后，再關閉攪拌系統(tǒng)，使油品靜置分離，由于油品的密度比水小，經(jīng)靜置后，油品位于破乳沉降池的上層，水及其他雜質(zhì)位于下層，經(jīng)一段時間的靜置，再將底層的水及雜質(zhì)（油渣）排出。

含油廢水經(jīng)車間預處理后再送至廢水處理車間進一步處理。分離了含油廢水和油渣的廢礦物油通過泵將廢油送至預熱器中，蒸汽加熱溫度為90℃，分離水分，然后經(jīng)送料泵送入蒸餾釜中，升溫，控制塔頂溫度在200～250℃左右。保持緩慢升溫速度，防止突沸，低沸點的有機物先從塔頂蒸餾出來，經(jīng)冷凝器冷凝（冷凝溫度約20℃）后收集得到輕質(zhì)燃料油，冷凝過程產(chǎn)生的不凝性氣體用活性炭吸附后再經(jīng)等離子處理后通過1#排氣筒排放。

當蒸餾出來的燃料油顏色逐漸變深，并通過蒸餾塔底部的渣油出口抽驗閃點和粘度后，停止蒸餾，蒸餾釜底部剩余的油品即為渣油，渣油中以重油成分為主，還含有少量的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)沉淀物，具有一定的熱值。

3.2 改造后處理效果

經(jīng)過一系列實驗和分析，含礦物油廢水處理采用大型雙座調(diào)節(jié)池（油水渣分離器）交替間歇式運行方式，有效解決均質(zhì)問題，最佳條件容易摸索，操作容易控制。通過間歇式運行，其中一個油水渣分離器用來收集每日接納的礦物油廢液，滿足市場業(yè)務要求，裝滿以后就開始運行;隨后另一個油水渣分離器開始啟動收集礦物油廢液，交替運行;另外，油水渣分離器內(nèi)的廢液經(jīng)過了長時間的靜置，油水完成了自然分離，上浮的油直接排出油水渣分離器，減輕了后續(xù)處理負荷，更節(jié)省了運行處理成本。

通過實驗分析，取無色微臭油味表面有油層進行化驗，礦物油原液COD濃度54613.2 mg/L，廢礦物油原液下層乳化液COD濃度43366.8 mg/L，經(jīng)過處理后，廢礦物油原液下層乳化液餾出液COD濃度1335.48 mg/L，回收礦物油作為基礎燃料油的自行利用。

4 小結

廢礦物油是由多種物質(zhì)組成的復雜混合物，主要成分有C15-C36的烷烴、多環(huán)芳烴（PAHs）、烯烴、苯系物、酚類等。目前市場上作為危廢的廢礦物油（危廢代碼：HW08），成分、來源比較復雜，建議結合廢物的來源，慎重考慮傳統(tǒng)的精餾塔分離廢液，在蒸發(fā)廢液時蒸發(fā)器極易堵塞，蒸發(fā)器的外形以及加熱盤管的位置需區(qū)別于化工類蒸發(fā)裝置，通過合理設計以及處動控制的方式防止物料蒸干，在運行中跟進了解蒸發(fā)的進度。

參考文獻

[1]廖蔚峰，慎義勇，LiaoWeifeng，等.廢礦物油的處理處置[J].中國資源綜合利用，2006，24（12）：17-20.

[2]卜素維，劉永民.安鋼廢礦物油再生利用的可行性分析[J].河南冶金，2012，20（04）：39-41.

[3]郭大光.廢潤滑油再生工藝技術[J].當代化工，2003，32（2）：101-102.

收稿日期：2019-05-15

作者簡介：曾娟（1978-），女，漢族，本科學歷，中級工程師，研究方向為危廢處理。