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国内外废润滑油再生技术简介

2018-02-09 04:11:46    2398次浏览

润滑油在机械传动及发动机润滑过程中会发生变质,如在冷却、传动、热处理等装置上的润滑油使用一段时间后,润滑及其性能指标降低到一定程度就必须换油,润滑油更换产生大量的废液压油、齿轮油以及洗涤机件的污秽油等。这些废润滑油常被作为废物直接倒掉或当成燃料烧掉,这在能源匮乏和环境污染日益严重的今天,不仅造成了资源的极大浪费,而且加剧了环境污染。

图片不存在由于废润滑油中还含有大量的、很有价值的润滑油基础油,因此废润滑油回收再生利用,既有利于节约资源,变废为宝,使石油资源得到充分利用,还可以防止环境污染,有很可观的经济效益和社会效益。

从润滑油劣化机理分析,绝大部分废润滑油其实并未真正失效,变质的只是其中部分烃类,主要变化为低分子烃、稠环芳烃、胶质或沥青,约占10%~25%,其余大部分烃类仍是润滑油的主要有效成分。通过物理或化学方法除去废润滑油中的变质物和杂质,就能把废润滑油再生为质量符合一定要求的润滑油基础油。目前,国内外废润滑油的再生工艺主要可归纳为三类。

第一类为有酸工艺,如:酸洗工艺、酸洗—白土补充精制工艺;

第二类为无酸工艺,如:沉降—絮凝—白土精制工艺、白土高温接触无酸工艺、溶剂抽提—白土精制工艺;

第三类为加氢工艺,如:薄膜蒸发—加氢工艺、溶剂抽提—蒸馏—加氢工艺。

1、国内早期废润滑油再生工艺

1.1 蒸馏—酸洗—白土精制工艺

目前,国内大部分的厂家均采用蒸馏—酸洗—白土精制工艺。由于该工艺主要原料是酸和白土,原料易得、成本较低,并且工艺流程比较简单,对设备的要求也低,可适用于多种类型的废润滑油再生。酸洗过程一般用的是硫酸,硫酸加入量因废润滑油的废弃程度而异,一般在1%~5%,白土用量也因再生润滑油的要求质量而异,一般在8%以下。但该工艺对废润滑油的再生利用率低,再生润滑油的质量不高。并且,该工艺对硫酸、白土需求量大,精制过程所产生的废酸渣、白土渣至今还没有很好的处理方法,同时还产生了大量的气体污染物,对环境有很大的影响。

1.2 沉降—蒸馏—酸洗—钙土精制工艺

沉降—蒸馏—酸洗—钙土精制工艺,其特点是在硫酸酸化后,向酸洗油中加入一定量的石灰粉来中和游离的硫酸和石油磺酸等,同时有利于酸渣的沉降,提高再生润滑油的质量。去除酸渣后再用活性白土进行补充精制即可。该工艺减少了高价活性白土的用量,降低了生产成本,更有利于实现工业化生产。

1.3 白土高温接触无酸再生工艺

白土高温接触无酸工艺是近年来新研发的一种废润滑油再生工艺。其主要特点是取消硫酸酸化,废润滑油经白土预热蒸馏后即送入管式蒸馏联合精制装置循环加热精制,炉管中注入水蒸气,添加剂在高温下和白土接触中充分分解。为了防止油品氧化,降温过滤后还要加入一定量抗氧剂。该工艺是一种无酸工艺,生产过程中无酸渣生成,不仅有利于节能环保,而且再生润滑油质量也相对较好。但由于该工艺实质上是蒸馏—白土精制工艺的改进工艺,仍然存在着白土用量大、废润滑油回收利用率低、设备腐蚀严重等问题。同时,由于该工艺操作条件较为苛刻,工艺流程和设备复杂,故不宜于在我国进行大范围的推广。

1.4 蒸馏—糠醛精制—白土精制工艺

蒸馏—糠醛精制—白土精制工艺最显著特点是采用糠醛作为萃取溶剂来除去废润滑油中的非理想组分,通过不同的精制深度获得不同的馏分油,不同的馏分油所用的溶剂比也不同,一般为2~4:1,再进行白土补充精制即可获得各种型号的润滑油基础油。该工艺综合回收利用率可高达85%,获得的润滑油基础油在色泽、闪点和黏度等方面的性能指标均可达到或接近国家标准。但由于该工艺采用传统蒸馏和糠醛精制,糠醛的用量大且热稳定性差,纯糠醛精制所得再生润滑油收率低且精制深度不够,增加了溶剂的回收能耗,加重了设备的负荷,致使生产成本增加,投资偏高,对设备要求也高,在我国还不宜大批量连续生产。

1.5 沉降—絮凝—白土精制工艺

沉降—絮凝—白土精制工艺是一种无污染的废润滑油再生工艺,主要特点是将沉降后的废润滑油用絮凝剂将其中的碳粒、胶质和沥青质等凝结,通过离心方法除去,其中可溶性碳黑和部分胶质、沥青质可做印刷油墨。虽然该工艺在处理废润滑油的过程中不再使用硫酸酸化,但由于所添加的絮凝剂只是除去了废润滑油中的碳粒、油泥,其中大部分非理想组分并未得到精制,使再生润滑油的质量欠佳。此外,虽然絮凝剂种类较多,但尚未找到一种絮凝时间短、性价比较高的絮凝剂。另外,絮凝溶剂回收问题等还没有得到很好的解决,限制了该工艺的大规模发展。

2、国外废润滑油再生工艺技术路线

2.1 IFP工艺

法国石油研究院(IFP)研究开发了废润滑油再生的IFP工艺。它也是一种硫酸—白土精制工艺,不同的是在硫酸酸化之前先用丙烷对废润滑油进行萃取净化处理,从而减少精制过程中硫酸和白土的用量,使硫酸用量从原来的8%~10%降到3%~5%,白土用量也从5%~8%降到3%~4%。此工艺不仅提高了废润滑油的再生利用率,还大大降低了硫酸、白土的消耗,降低了生产成本,也减轻了环境的压力。

2.2 Snamprogeti工艺

意大利Snamprogeti S.P.A.公司对IFP工艺进行研究发现,如果废润滑油在精制处理之前先经常压蒸馏除去水、轻油,再经过丙烷抽提、真空蒸馏,也可获得润滑油基础油,残余组分再用丙烷抽提一次即可。该工艺不需要硫酸酸化和白土精制,在生产过程中不会产生酸渣、废白土渣,减少了污染,节约了大量的资源、能源。但该工艺需要多套装置组合,流程长、设备复杂、投资大,而且年处理量大都在万吨以上。

2.3 KTI工艺

国际动力技术公司(KTI)与海湾科技公司共同研究开发了废润滑油再生工艺——KTI工艺(其中加氢技术作为专利技术)。该工艺先对废润滑油进行常压蒸馏除去水及气体油,然后在高真空条件下,利用刮膜蒸馏器蒸馏出润滑油馏分,所得馏分再进行加氢精制即可。KTI工艺可较好地除去废润滑油中残留的含硫、氧及氮等混合物,再生润滑油质量较好且再生回收利用率较高,可达80%~85%。但该工艺流程复杂,对设备和操作的要求也高,要实行大规模连续生产还有一定的困难。

2.4 Meinken工艺

德国Meinken公司开发的Meinken工艺是在硫酸—白土补充精制过程中采用一种强力搅拌混合器来减少硫酸的用量,使硫酸与废润滑油充分接触反应,从而减少酸渣的生成,然后再用白土精制。此工艺得到的再生润滑油质量令人满意,原料中的添加剂也几乎全部除去。与其他酸精制法相比,该工艺不仅提高了原料的利用率和废润滑油的再生回收率,还节约了资源、保护了环境。

2.5 BERC工艺

BERC工艺是由美国能源中心研究开发的一种无酸工艺,主要特点是利用混合有机溶剂(正丁醇:异丙醇:甲乙酮=2:1:1)对废润滑油进行萃取、离心处理,除去废润滑油中的非理想组分。混合溶剂和废润滑油的比例通常为3:1。废润滑油经溶剂精制后,再经减压蒸馏蒸出馏分,所得馏分再进行加氢精制或白土补充精制即可得润滑油基础油。

2.6 Recyclon工艺

Recyclon工艺是将废润滑油在常压蒸馏脱水脱轻油后,加入细粉状金属钠来除去废润滑油中的氧化物和添加剂。然后将生成的钠盐过滤掉,再进行常压蒸馏。从常压蒸馏器中馏出锭子油,然后再用3个薄膜蒸馏器串联蒸馏分离,即可将废润滑油蒸馏分离为不同标号的润滑油基础油。该工艺不需要硫酸和白土精制工序,有利于降低成本、保护资源和环境。

3、分子蒸馏再生废润滑油新工艺技术简介

分子蒸馏工艺是一种高新技术和新型材料综合应用新型分离技术,可通过高真空使沸点大幅度降低,从而使废润滑油中杂质脱除时不发生分子断链和降解,既保证再生润滑油产品黏度及闪点等指标合格,又确保再生润滑油颜色浅,质量可达到或超过原润滑油质量标准。

分子蒸馏技术再生废润滑油,先将废润滑油经过预处理除去机械杂质、泥沙等固体杂质,然后进入真空薄膜蒸馏分离出轻组分柴汽油,剩余组分经分子蒸馏分离出润滑油基础油和重质杂质组分。

新型分子蒸馏技术与传统酸碱精制再生工艺技术路线相比,在整个生产过程中无废水、废渣、废气排放,加热温度远低于裂解温度,所得润滑油基础油在指标内接近或等同于新油,闪点、黏度和倾点等指标均可达到国家标准,综合再生利用率高达90%,有很好的经济效益和社会效益。

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