润滑油的性能分析及回收利用

润滑油的性能分析及回收利用

中国电子系统工程第四建设有限公司河北省石家庄市050051

摘要:我国是一个石油消费大国,而且是不可再生的自然资源,其中润滑油是世界石油产品总消耗量的重要组成部分,成为仅次于燃油的第二大石油产品。因此废润滑油的回收以及再利用问题是当今社会不可忽视的一件大事。首先从资源再利用角度出发,变废为宝;其次是保护周围环境,避免水域、土壤受污染,维护生态系统平衡,因此开展废旧润滑油的再利用课题研究是利在当代的重要大事。

关键词:润滑油;性能;回收利用

1、润滑油的组成

润滑油包括基础油成分和添加剂成分。其中基础油占润滑油成分的70%至接近100%,决定机油的基本性质;添加剂是弥补其中的不足之处以提高基础油的性能,赋予油品一些新的使用性能,是机油的重要组成部分。基础油分为矿物油和合成油两类。矿物油主要包含高分子量的烃类以及非烃类混合物,一般由烷烃、环烷烃,带有烷基的芳烃,含氧、硫、氮有机化合物以及胶质、沥青质等。矿物油由于不具有耐低温、耐高温、高真空、抗辐射以及抗燃等性能,因此不适于用在航空、航天和国防等特殊场合,此时需要采用合成方法获取一些具有特殊性能的合成油。合成油主要包括聚乙二醇、聚α烯烃类、聚醚类、硅油类、双酯类、磷酸酯类、全氟烃类等。

2、废润滑油再生工艺技术

目前,国内外废润滑油的再生工艺主要可归纳为3类。第1类为有酸工艺,如:酸洗工艺、酸洗—白土补充精制工艺;第2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3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。

2.1国外废润滑油再生工艺技术

国外成熟的润滑油再生工艺有Meinken、IFP、Snam-progetti、KTI、BERC等。Meinken工艺是德国Meinken公司开发的酸-白土精制工艺,通过强力搅拌混合器来减少硫酸的用量,从而减少酸渣的生成,然后再用白土精制。该工艺提高了原料的利用率和再生回收率,减少了环境污染;法国石油研究院(InstituteFrancaisduPetrole)研究开发的IFP工艺是通过丙烷抽提先除去部分杂质,油品精制后再除去H2SO4,从而降低硫酸和白土的用量,同时提高再生油的收率;意大利SnamprogetiS.P.A.司对IFP工艺进行了改进,在精制处理前先经常压蒸馏除去水、轻油,再经过丙烷抽提、真空蒸馏,获得润滑油基础油,残余组分用丙烷再抽提一次。该工艺不需要H2SO4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,节约了大量的资源和能源。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;国际动力技术公司与海湾科技公司共同研究开发了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。该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,但该工艺流程复杂,对设备和操作的要求也高;BERC工艺是由美国能源中心研究开发的一种无酸工艺,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。综上所述,国外较为成熟的废油再生工艺各有特点,但都正在朝着无污染、环保的方向发展,加氢精制是研究的主流方向,但其再生工艺过程、操作技术相对复杂,条件比较苛刻。

2.2国内废润滑油再生工艺技术

国内大部分的厂家均采用硫酸—白土精制技术,成熟的工艺主要有:蒸馏—酸洗—白土精制、沉降—蒸馏—酸洗—白土精制、白土高温接触无酸再生、蒸馏—糠醛精制—白土精制、沉降—絮凝—白土精制等。蒸馏—酸洗—白土精制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,适用于多种类型的废润滑油的再生。但该工艺废油再生收率低,再生润滑油的质量不高,并且对硫酸、白土需求量大,精制过程所产生的废酸渣、白土渣对环境造成二次污染。沉降—蒸馏—酸洗—钙土精制工艺是用H2SO4酸化后,向酸洗油中加入一定量的石灰粉来中和游离的H2SO4和石油磺酸等,去除酸渣后再用活性白土进行补充精制。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。白土高温接触无酸工艺取消了硫酸酸化,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,高温下添加剂在和白土接触中充分分解。该工艺在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较好。但该工艺白土用量大、再生收率低、设备腐蚀严重。蒸馏—糠醛精制—白土精制工艺采用糠醛作为萃取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,再进行白土补充精制即可获得润滑油基础油。该工艺综合回收利用率较高,获得的润滑油基础油的性能指标均可达到或接近国家标准。但该工艺糠醛用量大且热稳定性差。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,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,通过离心除去其中可溶性碳黑和部分胶质、沥青质可做印刷油墨。由于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。

结束语

综上所述,无论是从资源利用、环境保护还是从经济的角度出发,废旧润滑油的回收与再利用问题是目前解决环境污染及资源短缺的一个重要途径,我国目前润滑油再生利用的现状不容乐观,废油再生工艺较发达国家有一定的差距,应完善相关的法律法规和废油回收体系,探讨成立废油协会的可能性,对废润滑油的回收及再生利用进行政策支持和引导;同时根据我国的国情,大力发展无酸、工艺简单、成本较低的再生技术。

参考文献

[1]王益民,郝玉翠,沈丽.废润滑油再生技术研究进展[J].河北化工,2011,34(7):56-58.

[2]金佳佳,隋秀华,鄂红军.废润滑油的回收与再生利用[J].能源与节能,2012,78(3):29-31.

[3]姜少华,陈耀彬.摩托车废润滑油再生工艺研究[J].广东化工,2011,38(7):275-278.

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