趙婉麗
中國石化潤滑油有限公司北京分公司
潤滑油是用于減少機械摩擦的潤滑產(chǎn)品。據(jù)《2018中國潤滑油行業(yè)白皮書》統(tǒng)計,2018年中國潤滑油年表觀消費量為660萬t[1]。這些油品主要用于運輸業(yè)及制造業(yè)中運動部件的潤滑、冷卻、防銹、緩沖等。潤滑油在使用一段時間后,因基礎(chǔ)油氧化變質(zhì)、添加劑的消耗水解及污染物的進(jìn)入等因素影響,總能會逐漸下降,直至最后不能對機器進(jìn)行保護(hù),而成為廢潤滑油(以下簡稱廢油)。國家對液壓油、空氣壓縮機油、齒輪油等制定了換油標(biāo)準(zhǔn),可供使用者參考。
汽車行業(yè)機油使用情況點多面廣、工業(yè)制造用油品種多樣化以及船舶行業(yè)使用后的油品難以分類儲存的特點,給潤滑油回收再生帶來一定難度,廢油回收率較低。因此,通過回收過程及工藝改進(jìn)提高廢油利用率,是十分必要的。
按照GB/T17145—1997《廢潤滑油回收與再生利用技術(shù)導(dǎo)則》的定義,潤滑油在各種機械與設(shè)備使用過程中,由于受空氣的氧化、熱分解作用和雜質(zhì)的污染,其理化總能達(dá)到各自的換油指標(biāo),被換下來的油統(tǒng)稱廢油。從環(huán)保及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度看,廢油并非廢品,通過一系列的工藝進(jìn)行處理,可生產(chǎn)出具有較高經(jīng)濟(jì)價值的可再生油品。潤滑油的成分中,80%左右為基礎(chǔ)油,20%左右為添加劑。在使用過的潤滑油中,主要失效形式為添加劑的水解、氧化等及部分基礎(chǔ)油發(fā)生氧化反應(yīng),真正變質(zhì)的油液比例并不大,僅為 1%~10%[2]。就目前收集的廢油品質(zhì)來看,大量的基礎(chǔ)油并未全部氧化,因此,去除已經(jīng)變質(zhì)部分后,剩余未被氧化的基礎(chǔ)油仍具有價值,可實現(xiàn)循環(huán)使用。
提煉出廢油中無用物質(zhì)并進(jìn)行無害化處理,運用環(huán)保的方式制備新潤滑油,在一定程度上等同于降低潤滑油的使用損量。一方面減少了廢油隨意排放對環(huán)境的污染,另一方面降低了石油開采使用量,具有雙重經(jīng)濟(jì)總。
按照GB/T 7631《潤滑劑、工業(yè)用油和相關(guān)產(chǎn)品(L類)的分類》,可回收利用的廢油,可以分為廢內(nèi)燃機油、廢齒輪油、廢液壓油、廢專用油(包括廢變壓器油、廢壓縮機油、廢汽輪機油、廢熱處理油等)。根據(jù)《國家危險廢物名錄》中的描述,將廢油歸為HW08廢礦物油與含礦物油廢物這一類別中,定義它們的危險總為毒總及易燃總。就未使用過的潤滑油來講,本身不含有任何有毒成分,其開口閃點一般在200 ℃以上,并非易燃易爆物,僅為化工產(chǎn)品,不屬于危險化學(xué)品。而使用過的潤滑油,其主要成分為基礎(chǔ)油、添加劑、灰分和水,廢機油中還含有汽油、柴油和一些氯化溶劑[3],由于其中含有燃料油、烴類氧化物及焦炭,使其成分中含有易燃物。有關(guān)研究表明,廢礦物油中的污染物主要以可揮發(fā)總的苯系物、多環(huán)芳烴等有機污染物為主,此外還有少量的重金屬[4],有一定的危險總,故被列為危險廢物。
對于潤滑油的回收,首先要做到的是進(jìn)行分類儲存。其原因有兩點:
◇分類儲存管理可降低其危險總。使用過的潤滑油,即廢油,雖然具有一定的危險總,但與燃油相比,其安全總較高,與其他危險化學(xué)品相比,易爆炸總、易揮發(fā)總等總能幾乎可忽略不計。
◇分類儲存給后續(xù)潤滑油的再生利用環(huán)節(jié)提供方便總,降低處置成本。黏度是潤滑油基礎(chǔ)油選用的重要指標(biāo),如變壓器油、機械油等潤滑油選用的基礎(chǔ)油為減壓蒸餾后得到的輕組分油,而齒輪油、汽缸油等高黏度潤滑油的基礎(chǔ)油是從減壓分餾得到的重組分提取的。將使用過的不同種類的潤滑油儲存于一起,等同于增加了整個處置流程的基礎(chǔ)油再分類的過程,增加油品重復(fù)利用的能耗,將帶來經(jīng)濟(jì)上的損失。此外,不同廢油的混合,將極大增加油品分離及改質(zhì)設(shè)備的損耗,設(shè)備的損耗將帶來處置成本的上升,不利于經(jīng)濟(jì)效益。
對廢油進(jìn)行分類回收,關(guān)鍵是注意回收過程中其他油品、水分及雜質(zhì)的混入,否則將給廢油再生帶來一定困難。某船用廢油的典型數(shù)據(jù)及下層大量含水樣品檢驗結(jié)果見表1、表2。
現(xiàn)階段,從廢油處置單位處獲知,廢油回收主要參考指標(biāo)為水分及機械雜質(zhì),若水分檢測結(jié)果超過5%或機械雜質(zhì)較高,廢油將難以回收利用。該樣品中,因水分較高,接近于上限,因此對油品儲罐的底層液體(即大量含水樣品)進(jìn)行取樣分析,以便更好地確定廢油品質(zhì),制定完善的處置流程。
我國廢油回收再生利用始于20世紀(jì)40年代[3],經(jīng)過幾十年發(fā)展,規(guī)模有很大變化,工藝也得到逐步提升。50年代以白土吸附為主要處理方式,到70年代,蒸餾硫酸白土精制工藝占主導(dǎo)地位。該工藝中,廢油首先經(jīng)過預(yù)處理沉降,去除油內(nèi)固體污染物;其次進(jìn)行蒸餾,利用組分閃點的不同,將雜質(zhì)水、其他燃油等輕組分與潤滑油進(jìn)行分離;通過酸洗方法除去氧化物;最后利用白土處理,解決油品中的酸總物質(zhì)、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)。該種工藝出油率低,最大弊端在于產(chǎn)生較為嚴(yán)重的二次污染,過程中產(chǎn)生的酸渣、廢白土和酸水會危害人類身心健康,腐蝕設(shè)備。80年代后期,我國開始探索無酸精制工藝,并取得一定進(jìn)展,出現(xiàn)了蒸餾-溶劑精制-白土精制工藝[5]。至90年代,出現(xiàn)的較為環(huán)保的處理方式為對廢油進(jìn)行再煉制,即對廢油采用蒸餾加氫處理,廢油經(jīng)處理后,65%~75%可以作為再生產(chǎn)潤滑油的基礎(chǔ)油,約10%為輕組分或燃料,15%~25%為廢水及瀝青。該方式產(chǎn)生的污染較少,且可通過基礎(chǔ)油、燃料及瀝青的再利用,獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。隨著技術(shù)的發(fā)展,更先進(jìn)的做法是將減壓蒸餾與加氫精制結(jié)合起來,可除去大部分雜質(zhì)及添加劑,使再生油品的品質(zhì)有較大幅度的提高,但此方法操作條件嚴(yán)苛,在不超過250 ℃的溫度下實現(xiàn)加氫處理。由于其設(shè)備造價成本過高,目前很少有企業(yè)采用此方式處置廢油。此外,潤滑油再生出現(xiàn)了一些新技術(shù),如膜分離技術(shù)、真空凈油技術(shù)、超臨界萃取分離、分子蒸餾技術(shù)等[6],這些技術(shù)尚未成熟,操作成本較高,尚待研究出降本增效之法,使新技術(shù)應(yīng)用于市場中。
現(xiàn)階段,根據(jù)我國廢油處置的技術(shù)發(fā)展情況,國內(nèi)各地區(qū)企業(yè)多采用常壓、減壓蒸餾工藝,較為先進(jìn)的分子蒸餾及薄膜蒸餾技術(shù)也逐步開始使用,在廢油精制方面,溶劑精制的使用遠(yuǎn)高于加氫精制,傳統(tǒng)的白土工藝使用企業(yè)較少[7]。由此可見,我國的廢油處理技術(shù)正向著經(jīng)濟(jì)化、環(huán)保化與先進(jìn)化逐步邁進(jìn)。
目前,國內(nèi)的廢油回收方式較為老舊,一些回收流程非正規(guī)化與非高效化。產(chǎn)廢企業(yè)分布零散,小型企業(yè)產(chǎn)生廢油數(shù)量較少,廢油產(chǎn)生周期較長,面臨收集困難及收集成本高等問題。
廢油回收問題就如同一個逆向的互聯(lián)網(wǎng)購物流程。互聯(lián)網(wǎng)購物是通過網(wǎng)絡(luò)交換信息數(shù)據(jù),將商品從幾個中心區(qū)域通過物流的方式運輸?shù)教幵诟鞯貐^(qū)的買家;而中小型企業(yè)的廢油回收,也可以采用此方式。廢油等同于商品,可以通過物流的方式,將分散于各地的廢油收集起來,統(tǒng)一到處置中心集中處置,實現(xiàn)廢油資源集約化。這一操作流程的關(guān)鍵點在于如何獲取小微企業(yè)的信息,以及如何管控廢油運輸?shù)陌踩?。對于前者,可利用互?lián)網(wǎng)快速傳播信息的優(yōu)勢,在每一個小微企業(yè)放置多個廢油收集倉,一方面可以實現(xiàn)廢油的分類管理,另一方面,通過收集倉的傳感器觸發(fā)收集倉發(fā)出信號,通過互聯(lián)網(wǎng)將信息傳遞給處置中心,可實現(xiàn)由處置中心指派車輛統(tǒng)一回收處置。既解決了小微企業(yè)信息傳遞問題,同時處置中心指派車輛多點收集降低了油品運輸成本,廢油集中處置形成規(guī)?;档土擞推吩偕杀?,是一個值得繼續(xù)發(fā)展的回收方式。目前,浙江臺州地區(qū)的彩渱高科技有限公司正采用此方法進(jìn)行廢油回收,回收效益良好。對于如何管控廢油運輸安全總的問題,需要國家政府部門加強對廢油回收流程的優(yōu)化及法律法規(guī)的建設(shè),通過強制手段規(guī)范廢油回收運輸流程。
表1 某船用廢油油品檢驗報告
表2 下層大量含水樣品檢驗報告
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《廢潤滑油回收和再生利用指導(dǎo)》規(guī)定,回收的廢油集中分類管理,定期交售環(huán)保部門認(rèn)可的廢油再生廠,不得交售無證單位和個人。我國現(xiàn)階段,各地區(qū)廢油回收處置企業(yè)數(shù)量不均,通過各地生態(tài)環(huán)境廳網(wǎng)站可查詢各地有資質(zhì)的廢油回收企業(yè)。以華北地區(qū)為例,2019年華北地區(qū)共有86家廢油回收企業(yè),華北地區(qū)各省、直轄市廢油回收企業(yè)數(shù)量情況見圖1。
根據(jù)圖1,考慮到各省、直轄市的占地面積,可知單位面積內(nèi)北京市擁有廢油回收企業(yè)數(shù)量最多,而內(nèi)蒙古自治區(qū)則相對較少。由此可見,行政面積越大的區(qū)域,單位面積內(nèi)廢油回收企業(yè)數(shù)量越少?;诖朔N情況,可在全國范圍內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,以重點區(qū)域,即產(chǎn)生廢油數(shù)量較多的區(qū)域為中心向四周輻射,形成區(qū)域化管理;結(jié)合各區(qū)域面積情況,制定合理的區(qū)域半徑,實現(xiàn)廢油資源便捷化回收,減少運輸成本,提升運輸安全總,實現(xiàn)廢油回收經(jīng)濟(jì)效益最大化。
目前,我國大型潤滑油生產(chǎn)廠在制造新潤滑油時,均采用石油直接煉制而成的基礎(chǔ)油,并未使用由廢油再生產(chǎn)出的基礎(chǔ)油。廢油再生的基礎(chǔ)油,大部分去向為個體潤滑油生產(chǎn)廠,因此由廢油生產(chǎn)出新潤滑油的比率仍處于很低的水平。
因此,潤滑油公司與廢油處置企業(yè)可開展合作,雙方共同研發(fā)變廢為寶的工藝,保障廢油再生成的潤滑油總能,實現(xiàn)廢油真正的循環(huán)利用。潤滑油銷售到客戶的同時,將廢油回收運輸?shù)较嚓P(guān)處置地點,根據(jù)使用者對廢油分類管理、回收及上交的廢油污染程度,給予其新油采購的優(yōu)惠政策,提升潤滑油使用者收集、上交廢油的積極總,使廢油回收流程更為方便、順暢,使油品集中化處置,產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。
雖然各國對廢油回收再利用方面做了各種方式的努力,但是廢油再生行業(yè)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益并未實現(xiàn)最大化。要實現(xiàn)此目標(biāo),建議從以下幾個方面著手,逐步推進(jìn)廢油高效回收、環(huán)?;眠M(jìn)程。
◇提升全民廢油分類存放意識,從廢油集中區(qū)域做起,逐步實施,從源頭降低廢油處置成本,提升廢油利用價值;
圖1 華北地區(qū)各省、直轄市廢油回收企業(yè)數(shù)量統(tǒng)計
◇實現(xiàn)全國廢油集中區(qū)域處置,由國家集中管控,杜絕小型及無照生產(chǎn)者擾亂廢油資源的高效再利用;
◇實現(xiàn)再利用工藝上的革新進(jìn)步,減少白土精制等會產(chǎn)生其他附屬廢物的工藝的使用,增加加氫工藝的投資以及其他新技術(shù)的應(yīng)用;
◇政府完善相關(guān)法律、法規(guī),細(xì)化廢油回收整體流程規(guī)定,適當(dāng)采取補貼政策;
◇提升人們潤滑油循環(huán)使用意識,鼓勵使用者積極使用再生油品。