江蘇省廢礦物油資源化現(xiàn)狀

王云龍，徐林峰，萬路明，毛兵兵，郭抗抗

（江蘇利錦萊德固廢綜合利用有限公司，江蘇無錫 214000）

1 前言

1.1 廢礦物油的來源

廢礦物油是從石油、煤炭、油頁巖中提取和精煉，在開采、加工使用過程中由于外在因素作用導(dǎo)致改變了原有的物理和化學(xué)性能，不能繼續(xù)被使用的礦物油[1]，在《國家危險廢物名錄》中被列為 HW08 類危險廢物[2]，《名錄》規(guī)定，廢礦物油（HW08）包括廢車用潤滑油、原油、液壓油、真空泵油、柴油、汽油、重油、煤油、熱處理油、樟腦油、潤滑油（脂）、冷卻油等。行業(yè)來源有油氣開采與冶煉后產(chǎn)生的油泥和油腳，石油倉儲產(chǎn)生的沉淀物，機(jī)動車更換的潤滑油、機(jī)械設(shè)備的更換油及再生過程中的油渣及過濾介質(zhì)等，電子元件及專用材料制造，橡膠制品業(yè)及非特定行業(yè)[3]。

1.2 廢礦物油的環(huán)境危害

全球每年產(chǎn)生2×107t 廢礦物油，Wang & Ni 在2017年的研究表明，中國廢礦物油年產(chǎn)生量在7.8×106t左右[4]，隨意傾倒、丟棄會對大氣、水體和土壤環(huán)境造成重大危害。

不具備再生價值的廢礦物油廢物最終會通過焚燒技術(shù)處置，焚燒過程中生成大量有毒煙塵與NOx、SOx、二噁英、硫磷有機(jī)化合物等有害致癌質(zhì)，二次污染物通過形成氣溶膠及大氣沉降過程作用于人體，皮膚和呼吸系統(tǒng)吸收污染物后造成生理功能的損失，并誘發(fā)各類疾病[5]。

廢礦物油對水有很強(qiáng)的污染力，廢礦物油進(jìn)入飲用水源，污染比例是1:106，一桶廢礦物油進(jìn)入水體可以污染3.5 km2的水面[6]。廢礦物油污染水體后，形成一層水體表面油膜，減少水中溶解氧，毒害水生生物，嚴(yán)重時導(dǎo)致魚類窒息死亡，使水體的物理化學(xué)性質(zhì)及生態(tài)系統(tǒng)組成發(fā)生巨變，降低水體的使用價值。

廢礦物油進(jìn)入土壤后，會占據(jù)土壤中的空隙，破壞土壤三相結(jié)構(gòu)，阻斷土壤微生物與大氣的氣體交換，廢礦物油本身的毒性也會影響土壤微生物及植物根系，進(jìn)而影響植物根系的生理功能。礦物油中的反應(yīng)基能與無機(jī)氮、磷結(jié)合會限制脫磷酸作用和硝化作用，影響植物的營養(yǎng)吸收。廢礦物油中含有少量重金屬，進(jìn)入農(nóng)田后可通過富集作用影響人類健康[3]。

2 江蘇省廢礦物油的產(chǎn)生及現(xiàn)狀

2.1 江蘇省廢礦物油產(chǎn)生情況

2.1.1 總體產(chǎn)生情況和近年變化趨勢

2014年江蘇省產(chǎn)生廢礦物油4.58萬 t[7]，到 2021年產(chǎn)生量達(dá)到了18.82萬 t，是2014年的4.1倍，近8 a年來的增長速率為22.4%。福建省2021年廢礦物油產(chǎn)生量為7.26萬t[8]，云南省2019年廢礦物油有10 萬t左右[9]。江蘇省人均廢礦物油產(chǎn)生量為2.21 kg/a，福建省稍低為1.73 kg/a。

2.1.2 各行業(yè)產(chǎn)生情況

2021 年，江蘇省產(chǎn)生廢礦物油超過100 t 的行業(yè)近百個，其中前9個行業(yè)產(chǎn)生量的總和達(dá)到了全省產(chǎn)生量的55.9%（圖1），其中原油加工業(yè)產(chǎn)生量最大為4.44萬t（占比 23.6%），其次汽車修理行業(yè)產(chǎn)生 1.55 萬t（占比 8.2%）、汽車配件制造業(yè)產(chǎn)生1.11 萬t（占比 5.9%）。另外還有22個行業(yè)年產(chǎn)生量超過1 000 t，總計6.98萬t（占比37.1%）。

圖1 江蘇省各行業(yè)產(chǎn)生的廢礦物油量占比圖量

圖2 江蘇省廢礦物油廢物處置能力

2.2 江蘇省廢礦物油再生企業(yè)情況

江蘇省廢礦物油資源化企業(yè)46 家，利用能力102.79萬t/a，單個企業(yè)平均利用能力大約為2.2萬t/a。相關(guān)企業(yè)主要集中在蘇南、徐州及南通等地，其中蘇州、常州的廢礦物油利用企業(yè)最多（各8家），常州的資源化能力最大（18.78萬t/a），無錫市有廢礦物油利用企業(yè)7家，利用能力12.96萬t/a。蘇州、常州、無錫一共有23家廢礦物油利用企業(yè)，占比50.0%；利用能力49.92萬t/a，占比47.7%。南通有廢礦物油利用企業(yè)6家，利用能力16.23萬t/a。連云港市與宿遷市無廢礦物油利用企業(yè)。

廢礦物油利用能力最大的一家企業(yè)年處理能力為11.5萬t/a。利用能力在5 ～10萬t/a 以上企業(yè)有7家，利用能力共計40.5萬t/a。廢礦物油利用能力在1 ～5萬t/a 以上企業(yè)有22 家，利用能力共計43.06 萬t/a。廢礦物油利用能力小于1萬t/a 的企業(yè)有15家，資源化能力共計5.37萬t/a。

3 江蘇省廢礦物油利用工藝

廢礦物油利用工藝主要包含3個部分，預(yù)處理、蒸餾前處理與精制后處理。預(yù)處理采用的方法通常是升溫后的自然沉降、加堿中和、閃蒸[7]；蒸餾處理技術(shù)主要包含釜式蒸餾、減壓蒸餾、分子蒸餾、高真空旋流蒸發(fā)、旋風(fēng)閃蒸-薄膜再沸[8]；精制后處理主要包含酸堿精制、白土精制、吸附精制、溶劑精制及加氫精制等[10]。香港地區(qū)廢礦物油回收主要采取膜過濾法工藝。

根據(jù)前端過程的不同，廢礦物油白土精制工藝可以劃分為蒸餾-酸洗-白土精制工藝、沉降-酸洗-白土蒸餾精制工藝、沉降-絮凝-白土精制工藝、白土高溫接觸無酸再生工藝、減壓蒸餾-溶劑萃取-白土精制工藝等[3,5,7,8,11]。白土精制工藝屬于落后淘汰工藝，前期投資小，產(chǎn)品質(zhì)量低，同時會產(chǎn)生的酸性氣體、酸水、酸渣和白土渣等二次污染物，其中白土渣是危險廢棄物[7]。《廢礦物油回收利用污染控制技術(shù)規(guī)范》（HJ 607—2011）規(guī)定不應(yīng)使用硫酸/白土法再生廢礦物油。《廢礦物油回收與再生利用技術(shù)導(dǎo)則（征求意見稿）》進(jìn)一步明確應(yīng)采用預(yù)處理-蒸餾（蒸發(fā)）-溶劑精制、預(yù)處理-蒸餾（蒸發(fā)）-加氫精制二種組合工藝之一。對于適宜的廢礦物油原料，允許不經(jīng)蒸餾而直接采用先加氫再蒸餾工藝。

廢礦物油攜帶的雜質(zhì)主要有水分、金屬渣、鹽分、酸性物質(zhì)、添加劑、瀝青和膠質(zhì)等。未經(jīng)預(yù)處理的廢礦物油會導(dǎo)致催化劑失活、爐管結(jié)焦、設(shè)備堵塞腐蝕和產(chǎn)品收率低等問題。廢礦物油的預(yù)處理過程主要包含過濾、沉降和脫水過程[12]。過濾可以去除來料中的大顆粒雜質(zhì)，避免后續(xù)系統(tǒng)損傷。沉降可以有初沉、熱沉與化學(xué)沉降過程，初沉是廢礦物油在預(yù)處理罐內(nèi)常溫靜置，可去除漂浮物與普通顆粒雜質(zhì)；熱沉需將廢礦物油加熱到70 ～90 ℃，黏度降低可去除密度與廢礦物油接近的雜質(zhì)；化學(xué)沉降通過添加適當(dāng)?shù)男跄齽⑵迫閯┑然瘜W(xué)藥劑，充分?jǐn)嚢韬箪o置足夠的反應(yīng)時間，可去除可溶性雜質(zhì)與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。脫水過程可將廢礦物油維持在110 ℃，將水分脫除。

減壓蒸餾法源于石油冶煉，是一種高效的物理分離工藝，具有原理簡潔、工藝清晰、易于工程放大等優(yōu)點，對油品有一定要求。薄膜蒸發(fā)工藝采用熔鹽或?qū)嵊图訜幔哂姓婵諌航敌　⑹軣釙r間短、蒸發(fā)強(qiáng)度高和操作彈性大的特點。分子蒸餾工藝來源于醫(yī)藥精細(xì)加工，在高真空度下利用分子運動平均自由程的差別實現(xiàn)物質(zhì)分離。具有蒸餾溫度低、分離程度高、受熱時間短和清潔環(huán)保的優(yōu)點。分子蒸餾工藝不適合大規(guī)模處理廢礦物油。降膜蒸發(fā)工藝對操作要求高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。旋風(fēng)閃蒸-薄膜再沸工藝被列入可有效避免原料廢油焦化、裂解問題；回收率高，能耗低。該工藝列入2020年《國家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄（固體廢物和土壤污染防治領(lǐng)域）》，安徽國孚已采用該工藝穩(wěn)定運營8 a 以上，可實現(xiàn)廢油渣＜0.4%、基礎(chǔ)油回收率≥78%。

常用的精制后處理工藝有白土精制、酸堿精制、溶劑精制和加氫精制。加氫精制是石油煉化行業(yè)中的常規(guī)工藝流程，可大幅度加強(qiáng)油品品質(zhì)，但是其投資較大，安全風(fēng)險突出，監(jiān)管部門對該工藝的準(zhǔn)入門檻非常嚴(yán)格，最終的費效比很不理想，因此加氫精制工藝并不適用于資源化行業(yè)。溶劑精制工藝投資比加氫工藝小，安全性高，經(jīng)濟(jì)收益高，產(chǎn)品質(zhì)量比白土精制工藝要高，非常適合年處置能力在3 ～5萬t 左右的廢礦物油資源化項目[13]。

4 江蘇省廢礦物油資源化目前存在的問題

4.1 技術(shù)能力參差不齊

大量企業(yè)規(guī)模過小無法采用先進(jìn)的技術(shù)工藝，這主要是因為蒸餾工藝涉及化工工藝及壓力管道容器，整體投資大，生產(chǎn)成本無法攤薄。同時也存在中大型企業(yè)的工藝水平并不先進(jìn)，導(dǎo)致次生環(huán)境隱患較大。2022年《廢礦物油回收與再生利用技術(shù)導(dǎo)則》（征求意見稿）明確要求：廢礦物油利用單位應(yīng)采用預(yù)處理-蒸餾（蒸發(fā)）-溶劑精制、預(yù)處理-蒸餾（蒸發(fā)）-加氫精制二種組合工藝之一。

4.2 產(chǎn)業(yè)集中度較低

江蘇省廢礦物油資源化能力是產(chǎn)廢量的5.5倍，即使考慮未來監(jiān)管體系完善大幅度減少非規(guī)范性處置的廢礦物油，真實處置需求充分顯現(xiàn)，企業(yè)來料不足的問題依舊非常突出。減壓蒸餾裝置系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)啟停成本較高，來料必須保證日產(chǎn)能最低限值，才能避免系統(tǒng)反復(fù)啟停。目前江蘇省廢礦物油資源化行業(yè)前8家企業(yè)的集中度只有50.1%，只有企業(yè)集中度高才能夠發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，提高行業(yè)技術(shù)水平及環(huán)保水平。

5 結(jié)論

5.1 廢礦物油產(chǎn)生量增長迅猛

通過對江蘇省廢礦物油產(chǎn)生量的研究發(fā)現(xiàn)，2021年產(chǎn)生量是2014年的4.1倍；年均增長22.4%，人均產(chǎn)生量是福建省的1.28倍。其中原油加工、汽車修理、汽車配件制造是廢礦物油產(chǎn)生量最多的3個行業(yè)。

5.2 推進(jìn)工藝優(yōu)化，提升產(chǎn)業(yè)集中度

江蘇省廢礦物油資源化能力最高的達(dá)產(chǎn)廢量的5.5倍，行業(yè)集中度不高、市場競爭激烈。廢礦物油資源化企業(yè)主要集中在蘇南地區(qū)。各地應(yīng)當(dāng)嚴(yán)控工藝落后企業(yè)換發(fā)經(jīng)營許可證，系統(tǒng)性推進(jìn)行業(yè)工藝水平提升，按照工藝性質(zhì)，通過“達(dá)標(biāo)一批、提升一批、嚴(yán)控一批”，推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，提升企業(yè)集中度，清退規(guī)模小、工藝落后的資源化企業(yè)。