廢機(jī)油酸洗劑和再生工藝研究

冀偉昌 段海霞 王 發(fā) 包麗納

（沈陽理工大學(xué) 遼寧沈陽 110168）

引言

目前，全國汽車保有量2 億臺(tái)，大型城市平均汽車保有量（1-3）×106臺(tái)，中小型城市數(shù)量2160 個(gè)，中小城市平均汽車保有量40 萬臺(tái)。一般的乘用車一次會(huì)產(chǎn)生3L-8L 的廢機(jī)油（平均為6L），常規(guī)汽車一般每年更換一次機(jī)油。一個(gè)中小城市一年約產(chǎn)生3×106升廢機(jī)油，全國一年至少產(chǎn)生12 億升廢機(jī)油。

機(jī)油在使用中混入了灰塵、其它雜油和機(jī)件磨損產(chǎn)生的金屬粉末等雜質(zhì)，并且在使用過程中由于溫度等因素機(jī)油逐漸變質(zhì),生成了有機(jī)酸、瀝青狀物質(zhì)和膠質(zhì)等。廢機(jī)油屬于危險(xiǎn)品，禁止外排。如果廢機(jī)油經(jīng)過焚燒處理會(huì)產(chǎn)生二次公害，不僅會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，而且也會(huì)造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，將廢機(jī)油有效回收利用的再生課題，具有保護(hù)環(huán)境和資源節(jié)約等重要意義[1]。

本文采用自行研發(fā)的酸洗劑（發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?019110753556）酸洗，采用沉降、過濾、酸洗、分餾，最后采用白土精制工藝深度再生廢機(jī)油。該工藝具有有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

1 廢機(jī)油理化性質(zhì)

廢機(jī)油樣品1 和樣品2 來自某4S 店。對(duì)廢機(jī)油的各項(xiàng)性質(zhì)進(jìn)行檢測，樣品1 及樣品2 的理化性質(zhì)參數(shù)檢測見表1 所示。

表1 廢機(jī)油及標(biāo)準(zhǔn)機(jī)油理化性質(zhì)參數(shù)

由表1 可見，使用后的廢機(jī)油密度均增大，20 ℃時(shí)樣品密度分別升高了5.66%，0.64%；樣品黏度40℃時(shí)均比未使用機(jī)油高。由于機(jī)油使用過程中累積了機(jī)械雜質(zhì)、膠質(zhì)和油泥，使機(jī)油20℃密度、40℃黏度和凝點(diǎn)升高；100℃黏度略有降低，分析原因可能是樣品中含水量增大；使用后與使用前相比，樣品閃點(diǎn)均有提高，是由于使用后的廢機(jī)油中重組分含量增大之故；樣品的酸值、水含量、殘?zhí)苛俊⒒曳趾慷驾^使用前有所提高，其中水含量變化最多。

2 廢機(jī)油再生工藝

圖1 傳統(tǒng)廢機(jī)油再生工藝流程圖

圖2 改進(jìn)后廢機(jī)油再生工藝流程圖

國內(nèi)外普遍采用的廢機(jī)油再生工藝流程圖[1～3]如圖1 所示，我國傳統(tǒng)的廢機(jī)油再生工藝[4～9]傳統(tǒng)的回收處理一般是用沉淀、過濾、蒸餾、酸洗、堿洗、分餾等步驟。傳統(tǒng)工藝多采用濃硫酸進(jìn)行酸洗，對(duì)反應(yīng)容器的要求較高，且濃硫酸在運(yùn)輸及使用過程中較易發(fā)生危險(xiǎn)，加之硫酸無法在反應(yīng)流程中循環(huán)使用，分離硫酸又將產(chǎn)生新的廢液，廢酸不易進(jìn)行無害化處理，成本較高，易造成二次污染。本文從酸洗劑作為突破點(diǎn)，采用自行研制酸洗劑，提高酸洗效率并對(duì)現(xiàn)有再生工藝進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后廢機(jī)油再生流程如圖2 所示。

改進(jìn)后工藝流程說明：

（1）將呈不透明深褐色的廢機(jī)油置于池內(nèi)進(jìn)行沉降，24h 后取上層部分；該部分經(jīng)鋼篩過濾，可去除粒度較大的固相雜質(zhì)，留濾液1。

（2）將該濾液1 與專利酸洗劑以體積比1:2 于反應(yīng)釜1 內(nèi)混合，60℃恒溫?cái)嚢?h 后，全部送入反應(yīng)釜2 內(nèi)常溫靜置，6h 后完成分層，其中，水相及界面重新送回反應(yīng)釜1，取油相。

（3）將該油液經(jīng)由尼龍膜和聚丙烯膜依次組合而成的裝置過濾，可去除粒度極小的固相雜質(zhì)，兩次過濾產(chǎn)生的濾渣一同處理，取濾液2。

（4）將所得濾液送入精餾塔進(jìn)行分餾，110℃餾出水分，150℃餾出油品A，剩余為油品B。如果油品A 顏色及透明度符合標(biāo)準(zhǔn)，即為再生機(jī)油，否則須通過白土精制進(jìn)行深度再生。該流程中產(chǎn)生的少量濾渣可作為燃料使用，油品B 主要為柴油，反應(yīng)釜2 內(nèi)水相部分可循環(huán)利用，直至其中有效成分含量過低時(shí)再進(jìn)行更換。

（5）白土精制[10～12]一般采用“先加熱后白土”，該工藝先將輕質(zhì)脫蠟油換熱和加熱到白土精制最終反應(yīng)溫度，然后再加入白土進(jìn)行白土精制。將油品A 升溫到精致溫度后加入白土，攪拌30 分鐘后過濾，可得到再生機(jī)油。該工藝不但能有效解決“先加白土后加熱”的傳統(tǒng)白土精制工藝的不足，而且設(shè)備投資小，運(yùn)行成本低。

3 廢機(jī)油再生效果分析

將廢機(jī)油樣品1 號(hào)和廢機(jī)油樣品2 號(hào)通過再生工藝處理后，理化參數(shù)結(jié)果見表2 所示。

表2 廢機(jī)油再生處理后理化參數(shù)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過廢機(jī)油再生工藝處理后的性能指標(biāo)均好于原廢機(jī)油樣品的理化指標(biāo)。處理后廢機(jī)油可達(dá)到《GB11121-95》中機(jī)油的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4 經(jīng)濟(jì)成本分析

傳統(tǒng)廢機(jī)油再生工藝轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)油轉(zhuǎn)化率為70%，生產(chǎn)一噸成品油消耗廢機(jī)油1.42 噸，成本7100 元。改進(jìn)工藝后處理每噸廢機(jī)油酸洗劑（發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?019110753556）中主要成分有90%可用于循環(huán)利用，僅產(chǎn)生少量廢渣，廢棄機(jī)油轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)油轉(zhuǎn)化率約80%，生產(chǎn)一噸成品油消耗廢棄機(jī)油1.25 噸，成本4700元。如果在全國推廣新工藝和該酸洗劑，全國每年汽車廢棄機(jī)油處理成本約可降低2.88 億元，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。相較于傳統(tǒng)工藝，改進(jìn)后廢機(jī)油再生工藝顯著節(jié)能減排，更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

結(jié)語

廢機(jī)油酸洗劑（發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?019110753556）主要成分有90%可用于循環(huán)利用，僅產(chǎn)生少量廢渣，廢棄機(jī)油轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)油轉(zhuǎn)化率約80%，比傳統(tǒng)用硫酸酸洗效果好。經(jīng)過廢機(jī)油再生工藝處理后的性能指標(biāo)均好于原廢機(jī)油樣品的理化指標(biāo)。改進(jìn)后廢機(jī)油再生工藝環(huán)保簡單，避免了廢酸渣的污染環(huán)境，同時(shí)也節(jié)約了資源，廢機(jī)油再生效果較好，縮短了再生時(shí)間。處理后廢機(jī)油可達(dá)到《GB11121-95》中機(jī)油的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)一噸成品油消耗廢棄機(jī)油1.25 噸，成本4700 元。該酸洗劑配合改進(jìn)后廢機(jī)油再生工藝具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和推廣價(jià)值。