劉建錕,張忠清,楊 濤,蔣立敬
廢潤滑油的再生工藝研究*
劉建錕,張忠清,楊 濤,蔣立敬
(中國石化撫順石油化工研究院,遼寧撫順113001)
針對現有的廢潤滑油回收利用技術都沒有徹底地脫除廢潤滑油中金屬等雜質、沒有提出理想的環境友好的回收再生技術、沒有很好地提高潤滑油基礎油的收率等問題,結合廢潤滑油的性質特點,探索了一種環境友好的回收再生技術,提出了不同常規的再生工藝,基礎油收率高,效果顯著,再生后符合潤滑油基礎油標準,可以用作基礎油。
廢潤滑油;加氫;再生
潤滑油占世界石油產品總消耗量的重要部分,其耗量僅次于燃油。隨著國民經濟的迅速發展,近年來我國潤滑油消費的增長速度已超過5%,2004年潤滑油消費量已消耗量超過400萬t。而可供回收的廢潤滑油資源應為消費量的40%~45%,約有160萬t,可以生產再生油品約100萬t[1]。
廢潤滑油是潤滑油在使用過程中由于氧化、老化、變質、混入燃料油組分、混入雜質水分而與新潤滑油在質量指標上有明顯區別的油。一般在粘度、閃點、酸值、水分、顏色、戊烷不溶物等指標上體現出來。因此,廢油回收再利用的關鍵是除去污物等雜質,使其重新達到潤滑油的質量指標[2]。
廢潤滑油可以用于生產其它產品,如進行裂化生產輕質的柴油和汽油產品,也可以處理后回收作為潤滑油基礎油。將廢潤滑油通過適當的工藝處理,除去廢油中變質污物和雜質,生成質量符合要求的基礎油,經進一步生產以及調配各種添加劑后,就可以得到質量優良的成品潤滑油。該回線無論從技術、環境保護、資源利用以及經濟的角度來看,都是適宜的選擇[3]。
國外的廢油再生技術已發展到蒸餾—加氫法,年處理量達300×103t/a。而我國的再生技術仍比較落后,規模偏小,工藝簡單,平均規模不高于3 000 t/a,現在全國廢油回收率只有6%左右,有的還停留在已屬淘汰之列的蒸餾—硫酸—白土精制工藝。目前廢潤滑油回收工藝主要有酸—白土精制工藝、蒸餾—溶劑精制—加氫精制工藝等等[4]。但主要缺點都是基礎油回收率低,再生過程中又會造成二次污染,產生了大量的固體廢棄物和大量酸性物質,難以去除利用,且消耗了成本較高的無機試劑,因而遠遠不能滿足社會發展及環境保護的需要[5]。
現有的廢潤滑油回收技術都沒有徹底地解決廢潤滑油中金屬等等雜質的脫除,都沒有提出理想的環境友好的回收再生技術,都沒有很好地提高潤滑油基礎油的收率。結合廢潤滑油的性質特點,探索了一種理想的環境友好的回收利用技術,提出了不同常規的回收工藝對廢潤滑油進行加氫再生處理。
1.1 廢潤滑油性質分析
取一廢潤滑油樣品,過濾及脫水處理后進行分析,結果如表1。
由表1可以看出,這種廢潤滑油樣品已經明顯氧化、老化、變質,原料中H/C比1.86,偏低;在殘炭、粘度、色度等指標上很明顯,因氧化、變質等原因嚴重影響了實際膠質、苯胺點的分析,甚至做不了。除了一些添加劑如清靜分散劑、防凍液添加劑、抗氧劑所引入的金屬雜質如Ca、Na、Mg外,在使用過程中與閥部件、活塞及氣缸壁長期摩擦損耗而產生的金屬雜質如 Pb、Mo、Mn、Fe、Al等,也嚴重影響潤滑油的使用性能,同時也給再生利用帶來相當的困難。
1.2 廢潤滑油加氫再生
怎樣脫除這些雜質尤其是大量的金屬雜質成為廢潤滑油回收再生的關鍵。將此廢潤滑油樣品進行實沸點切割,發現金屬雜質集中在>520℃的餾分中,且金屬含量相當高,這么高的金屬含量很難用合適的脫金屬催化劑或保護劑來處理,也沒有很好的脫除金屬的適宜方法。S、N、殘炭這些雜質也主要集中在偏重的餾分段內。對此廢潤滑油樣品經過濾脫除機械雜質和脫水后,再進行實沸點切割,各餾分含量如表2。

表1 廢潤滑油基本性質Table 1 Basic properties of waste lube

表2 實沸點切割廢潤滑油餾分及含量分布(過濾后)Table 2 Determination of distillation(after being filtered)
經切割后可以看出,可以切割出350~520℃的餾分,對此部分進行加氫,來對廢潤滑油進行再生,350~520℃餾分性質(編號WL)見表3。
將廢潤滑油恢復至潤滑油基礎油為目的。可將廢潤滑油進行過濾、脫水處理后,切除<350℃和>520℃的餾分。選擇合適的條件及催化劑對350~520℃餾分進行處理并將其恢復至基礎油。催化劑為FHL-10,具體物性見表4。
具體過程為:對350~520℃的餾分進行加氫精制,工藝條件及產品(編號WL-1~-6)分析性質數據,見表6。
由表6可以看出,將350~520℃的餾分進行加氫精制,得到的產品性質良好,效果佳,S、N脫除率較高,在酸值和殘炭的降低上以及色度的提高上效果明顯,收率較高,均達到98%以上。同時,選擇產品WL-1,與200ZN基礎油標準對比,見表5,可看出,在基本指標上完全達到標準要求,精制后可作為基礎油。其它產品與WL-1類似,也可以滿足標準要求并可作為基礎油使用。

表3 350~520℃餾分基本性質Table 3 Basic properties of 350~520℃fraction

表4 FHL-10催化劑性能Table 4 Properties of FHL-10 catalyst

表5 加氫后產品與標準對比Table 5 Comparison between products and standard sample
根據所選廢潤滑油的性質特點,選擇一種先切割出350~520℃的餾分,同時切除金屬等雜質含量高的>520℃的餾分以及<350℃的餾分,利用加氫工藝對350~520℃的餾分進行處理,在所選工藝條件下得到的產品性質良好,效果佳,S、N脫除率較高,在酸值和殘炭的降低上以及色度的提高上效果明顯。同時,基本沒有改變原料的組成結構和性質,產品間的性質組成差別不大。

表6 加氫精制條件及產品性質Table 6 Hydrotreating conditions and properties of products
選擇產品WL-1,與牌號為200ZN的潤滑油基礎油標準對比,可以看出,在這幾種基本指標上以完全達到標準要求,精制后可以作為基礎油使用。基礎油收率高,效果顯著,再生后符合潤滑油基礎油標準,可以用作基礎油。
[1]劉先斌,廖蘭.廢潤滑油再生資源產業化問題的研究[J].資源科學,2006,28(2):186-190.
[2]戴鈞樑,戴立新.廢潤滑油再生[M].北京:中國石化出版社,2007:19-20.
[3]任天輝,王大璞.廢潤滑油再生加工技術[J].中國資源綜合利用,2000(3):8-12.
[4]王仕仙.廢潤滑油吸附再生技術研究[J].設備管理與維修,2009(3):55-57.
[5]羅繼剛,楊開財,趙林花.廢潤滑油加氫再生研究[J].工業催化,2006,14:158-161.
Study on Recycling Process of Waste Lube
LIU Jian-kun,ZHANG Zhong-qing,YANG Tao,JIANG Li-jing
(Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals,SINOPEC,Liaoning Fushun 113001,China)
Existing recycling technologies of waste lube can not completely remove impurities such as metal,are not environment-friendly recycling technology and can not improve yield of base oil.In this paper,combining with characteristics of waste lube,an environment-friendly recycling technology was discussed,an unconventional recycling process was put forward.The process can improve yield of base oil,recovered waste lube can meet the base oil standards.
Waste lubricating oil;Hydrogenation;Recycling
TE 992.4
A
1671-0460(2010)05-0490-03
2010-07-26
劉建錕(1983-),男,吉林靖宇人,助理工程師,2005年畢業于中國石油大學(華東)應用化學專業,主要從事煉油工藝研究工作,已公開發表論文4篇,發明專利4件。E-mail:ljk814@163.com。