廢潤滑油處理工藝在國內(nèi)的研究進展

張德勝，婁燕敏

（東北石油大學機械科學與工程學院，黑龍江大慶163318）

廢潤滑油處理工藝在國內(nèi)的研究進展

張德勝，婁燕敏

（東北石油大學機械科學與工程學院，黑龍江大慶163318）

文中闡述了我國廢潤滑油凈化處理再生工藝方法，包括復合溶劑回收、分子蒸餾技術(shù)、加氫工藝、膜分離技術(shù)等。根據(jù)我國目前廢潤滑油的凈化再生現(xiàn)狀，這些工藝能夠有效去除廢油中的污染成分和有效地改善油品的質(zhì)量，符合我國廢潤滑油的再生發(fā)展趨勢。

廢潤滑油；處理工藝；環(huán)保；凈化再生

潤滑油對交通車輛、船舶、機械加工設(shè)備等起著重要的潤滑、減震、防銹和延長機械壽命等保護作用。由于機械設(shè)備工作環(huán)境和潤滑油自身壽命的影響，在潤滑油使用后，油中的各種污染物會增加，導致各項性能指標下降。某實驗室對大慶市某汽車維修廠的廢潤滑油進行的指標檢測見表1。

表1 廢潤滑油的性能檢測

由表1可以看出，潤滑油的各項理化性質(zhì)都發(fā)生了變化。通過各項理化性質(zhì)分析，該潤滑油受到了污染已經(jīng)成為廢油，不能繼續(xù)使用，達到換油指標。廢潤滑油受污染的只是一部分烴類，其中廢油中大部分仍是可用的成分［1］。各種廢潤滑油的可再生率見表2［2］。

表2 廢潤滑油的種類及其再生率

1 國內(nèi)廢潤滑油處理現(xiàn)狀

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國潤滑油使用量逐年上升，預計在2020年我國將成為全球潤滑油第一大消耗國［3］。據(jù)統(tǒng)計，若我國每年廢潤滑油得到有效回收處理，相當于節(jié)約我國的幾個大型油田。目前，我國廢潤滑油的處理正處于更新?lián)Q代階段，新技術(shù)和新工藝正在逐步取代傳統(tǒng)的處理方式，如傳統(tǒng)的酸堿工藝［4］已經(jīng)不能滿足我國現(xiàn)今廢潤滑油的處理和環(huán)保的要求。

在國外，很多先進的技術(shù)和工藝正在走向成熟并且達到了工業(yè)化生產(chǎn)階段，如無酸工藝、蒸餾—加氫等工藝正在成為西方各國處理廢潤滑油的主流。但是，由于這些技術(shù)的先進性、操作的復雜性且再生設(shè)備一次性投資大，需要很高水平的技術(shù)工人，我國現(xiàn)階段大量普及這些技術(shù)還難以實施，尋找更好的解決方案就成為我國廢潤滑油處理的關(guān)鍵。

2 目前我國主要廢潤滑油處理工藝

2.1 復合溶劑精制工藝

與單一溶劑相比，復合溶劑作為廢潤滑油的回溶劑收具有溶解能力強，溶解性高的優(yōu)點。韓麗君［5］等使用乙醇胺和NMP作為雙溶劑對工業(yè)廢潤滑油進行了精制回收，經(jīng)過試驗分析，當乙醇胺加入5%，精制溫度70℃時，廢工業(yè)潤滑油的回收率接近90%。李瑞麗等利用復合溶劑對內(nèi)燃機油進行了絮凝抽提精制處理。其前期先對4S店回收來的廢柴油機油凈化處理，除去水分和輕組分后得到餾分油。對餾分油分別進行單一溶劑處理，對比了異丙醇、丁酮的單一回收處理效果。根據(jù)處理效果將異丙醇、丁酮2種溶劑進行了合理配比為復合溶劑。最后，經(jīng)白土精制后廢油回收率達65%以上，并且達到了HVI1400基礎(chǔ)油標準。楊茜雯等采用DMSO和DMF為復合溶劑對汽修廠廢潤滑油進行了回收處理，經(jīng)自然沉降和雜質(zhì)處理后，選取220～350℃的餾分作為實驗對象。利用單因素法考察了DMSO和DMF作為單溶劑對廢潤滑油的處理效果，通過篩選精制溫度、劑油比、溶劑等因素作為符合配比等條件，選取了最優(yōu)參數(shù)，經(jīng)處理后基本達到了我國基礎(chǔ)油HVI1150的標準。顏曉潮等以復合溶劑乙酰呋喃和糠醛對廢潤滑油抽提回收處理。前期除去機雜后對廢潤滑油餾分切割，選取250～330℃之間的餾分進行試驗研究，經(jīng)過正交試驗后紅外普對比分析，當雙溶劑精制的最佳劑油比為1.5、溫度為80℃、其復合溶劑配比為V（乙酰呋喃）∶V（糠醛）=1∶1的條件要求時，廢潤滑油回收質(zhì)量最佳。其處理流程見圖1。

采用復合溶劑精制工藝對廢潤滑油處理能夠得到高收率的基礎(chǔ)油，但是溶劑消耗大、回收難及后續(xù)的環(huán)保問題仍需要進行繼續(xù)研究。

圖1 溶劑精制流程

2.2 分子蒸餾技術(shù)

周松銳等利用短程餾技術(shù)對廢潤滑油進行了處理。經(jīng)預處理后的廢潤滑油利用二級刮膜式短程餾蒸發(fā)器對廢潤滑油進行處理回收，經(jīng)過最后的白土精制過程，其處理效果達到了新油標準。尹英遂等通過利用分子蒸餾技術(shù)對某汽修廠的廢潤滑油進行了回收，通過三級式分子蒸餾技術(shù)對廢潤滑油餾分進行窄分，獲得了很好的收率并且得到了不同粘度的再生潤滑油。通過潤滑油性質(zhì)檢測，經(jīng)再生后的潤滑油的各種理化性質(zhì)符合新油指標。董玉等通過研究分子蒸餾的工藝條件對廢潤滑油性能進行了對比闡述。采用殘?zhí)?、粘度、酸值作為表征值對廢潤滑油指標進行了比較分析，通過研究，當溫度在180℃、壓力在50 Pa時，廢潤滑油的再生效果明顯。杜鳳通過研究分子蒸餾技術(shù)在化工中的應(yīng)用，說明了其在廢潤滑油回收和獲得高粘度的潤滑油所起的作用。

經(jīng)過分子蒸餾技術(shù)處理后的廢潤滑油能夠獲得高品質(zhì)的再生油，其各項指標均達到理想要求，但是，蒸餾過程對真空系統(tǒng)要求較高，需要較高的真空度，對系統(tǒng)產(chǎn)生了較高的負荷。而且由于其裝置體積的局限性，且裝置內(nèi)部轉(zhuǎn)子要求震動小，對工藝流程的穩(wěn)定性和復雜性都有所影響。分子蒸餾技術(shù)流程見圖2。

圖2 分子蒸餾技術(shù)流程

2.3 加氫工藝

加氫工藝是國外比較成型的廢潤滑油處理工藝，由于其產(chǎn)生的再生潤滑油品質(zhì)高、再生質(zhì)量好，近幾年在我國得到了發(fā)展。

羅繼剛等通過使用由撫順東方催化技術(shù)開發(fā)有限公司的廢潤滑油再生加氫工藝技術(shù)，以自主研發(fā)的催化劑作為輔助加氫精制催化劑對廢潤滑油再生處理。通過處理數(shù)據(jù)表明，當氫油比為500～800、反應(yīng)溫度在320～360℃、壓力為15 MPa、空速為0.3 h-1的處理條件下符合350SN潤滑油基礎(chǔ)油規(guī)格。馮全等利用蒸餾—加氫工藝對工業(yè)廢潤滑油進行了回收。以黏度和黏度指數(shù)、閃點、色度、含硫質(zhì)量濃度作為評價處理后的關(guān)鍵指標對處理后的廢潤滑油進行了分析評價。使用FDS-1催化劑，當加氫工藝反應(yīng)溫度在320℃、壓力達到5 MPa、劑油比400∶1、空速在1.2 h-1時精制后的潤滑油取得了最佳處理效果。柳云騏等開發(fā)了“臨氫熱處理—加氫精制”再生工藝對廢潤滑油進行了精制處理。探討了大于350℃的寬餾分油在不同反應(yīng)溫度時加氫精制的影響。通過油樣中的微量元素含量測定，當處理溫度為大于350℃時，樣品中的S、N、Cl等微量元素基本去除，經(jīng)過酸值、殘?zhí)?、灰分含量的理化性質(zhì)分析，加氫精制的最佳溫度在360℃。經(jīng)過處理后的廢潤滑油指標滿足HVI（150）基礎(chǔ)油標準。分子蒸餾技術(shù)流程見圖3。

圖3 分子蒸餾技術(shù)流程

加氫工藝是一種環(huán)保高效的處理方式，但一次性投資大，成本回收周期長，需很高的精準控制條件，增加了推廣的難度。

2.4 膜分離工藝

唐建偉等利用了無機膜的材料研究分析了無機膜可以有效地凈化再生廢潤滑油，并設(shè)計了2種膜分離工藝流程?？扇コ龔U油中的微小顆粒雜質(zhì)和膠體污物，提高了處理后潤滑油的質(zhì)量。張傳斌等利用膜的選擇透過性對廢潤滑油再生處理進行了闡述，其論述通過降低潤滑油的黏度以增加膜的選擇透過性為依據(jù)得出結(jié)論，驗證了無機膜用于廢潤滑油的可行性。范益群等利用改性后的陶瓷膜對廢潤滑油進行處理。改性后的陶瓷膜親油性變大，膜的過濾性能得到提升，不僅提高了膜的過濾性能，且對雜質(zhì)污物提高了過濾效率。池曉峰采用了3種過濾方式進行實驗，比較了自然沉降過濾、高速離心式分離、陶瓷膜精密處理不同污染程度的2種廢油，對比結(jié)果分析表明：陶瓷膜的過濾精度高于其他2種過濾方式，得到的再生潤滑油在色度和質(zhì)量都有較大的改善。膜分離處理示意見圖4。

圖4 膜分離處理示意

膜分離技術(shù)利用膜的選擇透過性來凈化廢油。膜分離設(shè)備簡單，易于操控，但膜極易受到污染，而且由于系統(tǒng)中壓力不均，膜受到阻塞會影響處理效果，需定期更換，增加了處理成本和后續(xù)處理難度。研究出更加合適的膜材料，提高膜的選擇性透過性是目前的主要研究任務(wù)。

3 結(jié)束語

我國的廢潤滑油凈化再生處理工作具有廣闊的可發(fā)展前景，但由于我國廢潤滑油種類多樣、地點相對分散，統(tǒng)一收集難度較大，所以在環(huán)保力度加大和經(jīng)濟效益的驅(qū)動下，在未來必將有一些大型的收集中轉(zhuǎn)處理站建成。無酸堿工藝、加氫等環(huán)保處理工藝必將成為未來我國廢潤滑油處理的主流。

［1］王鑫，郭忠華，段少華.廢潤滑油的回收與利用技術(shù)綜述［J］.煉油與化工，2012，23（3）：3-5.

［2］焦昭杰.劣化內(nèi)燃機油絮凝—白土復合再生技術(shù)研究［D］.重慶：重慶工商大學，2008.

［3］安軍信，行程，呂玲.國內(nèi)外潤滑油基礎(chǔ)油的供需現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.石油商技，2015（1）：11-19.

［4］熊道陵，楊金鑫，張團結(jié)，等.廢潤滑油再生工藝的研究進展［J］.化工進展，2014，33（10）：2778-2784.

［5］韓麗君，任雅琳，吳桐，等.工業(yè)廢潤滑油再生工藝的研究［J］.遼寧石油化工大學學報，2010，30（4）：11-14.

Research progress of waste lubricating oil treatment process in domestic application

Zhang Desheng，Lou Yanmin
（College of Mechanical Science and Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China）

The regeneration of waste lubricating oil is related to the rational utilization of resources and the effective protection of ecological environment in china.This paper introduces several current waste recycling processes of lubricating oil purification treatment,such as composite solvent recovery,molecular distillation,hydrogenation process,membrane separation technology.According to China's current status of purification and regeneration of waste lubricating oil,these processes not only can effectively remove the pollution components in the waste oil and improve oil quality,but also conform to the trend of waste lubricating oil recycling in china.Finally,a reasonable outlook for the future development of waste lubricating oil treatment is presented.

waste lubricating oil;treatment process;environmental protection;purification regeneration

X703

B

1671-4962（2017）06-0001-03

2017-10-24

張德勝，男，東北石油大學在讀碩士研究生，現(xiàn)從事廢潤滑油凈化再生處理設(shè)備的研究工作。