CN102373108B - 一种废润滑油再生基础油的工艺方法 - Google Patents

一种废润滑油再生基础油的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种废润滑油再生基础油的工艺方法,该方法是通过废润滑油预处理、薄膜蒸发、分子蒸馏、白土精制和闪蒸脱气工艺步骤实现的,该工艺可以再生处理任何市场上收集到的废润滑油。根据废润滑油的品质不同,其基础油收率在50~90%之间。该生产工艺还可灵活调整,既可采用并联方式生产单一规格的中低粘度基础油,使装置生产处理能力最大化,又可采用串联方式生产低、中、高三种规格粘度的基础油,使废润滑油中基础油馏分按品质和价值的不同完全分离出,达到经济效益最大化。

Description

一种废润滑油再生基础油的工艺方法
技术领域
[0001] 本发明涉及到废润滑油加工技术领域,具体地讲,涉及到一种废润滑油再生基础油的工艺方法。
背景技术
[0002] 废润滑油是设备、机械使用过程中更换下来的润滑油。由于受到高温氧化、热分解、剪切磨损等作用,润滑油中产生了轻馏分、缩合物、胶质、浙青质、碳粒,混入了燃料油、金属磨粒等杂质。据统计,我国每年要产生400万吨以上的废润滑油,这些废润滑油的粗放式利用不仅造成了巨大的资源浪费,而且对环境产生了极大的危害。
[0003] 针对废润滑油的回收利用,目前已有数十种处置工艺。早期的硫酸-白土法,该工艺虽然可以生产出合格的基础油,但酸渣对环境造成严重的二次污染;经过改进的蒸馏-酸洗-白土精制法,该工艺因引进蒸馏减少了硫酸用量,但基础油收率不高,也存在酸渣等二次污染;无酸工艺,蒸馏-溶剂抽提-白土精制法,该工艺不用硫酸,收率较高,但对废润滑油选择性好的溶剂难以选择,而且溶剂需要回收利用,工艺较复杂。
[0004] 近些年来,有人公布了新型的废润滑油再生工艺方法,如《废润滑油的再生工艺》,公开号CN 101092585A,《精馏与多级分子蒸馏技术在废润滑油再生工艺中的运用》,公开号CN 101319166A。这两种工艺方法利用了分子蒸馏器的高真空、低温操作优点,避免了油品的氧化,对原料来源的广泛性有一定适应,但都不能根据废润滑油的组成特性灵活调整生产工艺,不能处置高度氧化变质、乳化严重、酸值偏高的废润滑油。
发明内容
[0005] 本发明目的是提供可解决高度氧化变质、乳化严重、酸值偏高的废润滑油的一种废润滑油再生基础油的工艺方`法。
[0006] 本发明的一种废润滑油再生基础油的工艺方法是通过废润滑油预处理、薄膜蒸发、分子蒸馏、白土精制和闪蒸脱气工艺步骤实现的:
[0007] I)预处理
[0008] 将废润滑油泵入带搅拌的沉降罐中,搅拌10〜60min,同时加热升温,保持废润滑油在60〜80°C条件下静置沉降2〜12h。酸值超过0.05mg KOH/g废润滑油时,加入0.5〜10%的烧碱中和至0.05mg KOH/g废润滑油,脱去水分和较大粒径机械杂质的废润滑油再经过滤,进一步脱掉5μ m以上的颗粒杂质,然后泵入原料罐暂存。
[0009] 本工艺步骤是降低废润滑油酸值,除去水分和机械杂质,为薄膜蒸发提供品质合格的原料。
[0010] 2)薄膜蒸发
[0011] 原料罐的废润滑油经换热器预热到120°C以上进入薄膜蒸发器蒸发,脱去残留的微量水分及轻烃馏分,蒸发温度170〜190°C,绝对压强100〜600Pa,轻烃馏分为燃料油,除去轻烃馏分的废润滑油进入中间罐,为下一步分子蒸馏器的原料。[0012] 本工艺步骤目的是除去废润滑油中的微量水分和350°C以下的轻烃馏分,为分子蒸馏单元提供合格的原料,保证生产基础油的闪点、粘度和粘度指数符合基础油标准。
[0013] 3)分子蒸馏
[0014] 中间罐泵出的原料进入分子蒸馏器,3台分子蒸馏器串联成三级,或2台串联后与I台并联成两级,或3台并联成一级。串联时,第一台分离出的轻组分为低粘度基础油,分离出的重组分去第二台分子蒸馏器进一步分离;第二台分离出的轻组分为中粘度基础油,分离出的重组分去第三台分子蒸馏器进一步分离;第三台分子蒸馏器分离出的轻组分为高粘度基础油,分离出的重组分为燃料油;因此得到三种基础油和一种燃料油,分别进入基础油罐和燃料油罐,设备并联时,生产一种或两种基础油及一种燃料油。三级蒸馏温度分别为:190〜220°C、220〜240°C、240〜280°C ;对应三级绝对压强分别为:30〜60Pa、10〜30Pa、I 〜IOPa0
[0015] 4)白土精制
[0016] 从基础油罐将基础油泵入脱色罐,基础油在脱色罐中升温到80°C时开始加入白土,白土添加量为油品质量的I〜10%,搅拌混合,继续升温,抽真空并保持真空度0.06MPa以上,温度110〜140°C,时间30〜60min,脱色后的基础油混合物经过滤分离白土,得到基础油半成品。
[0017] 本工艺过程主要是脱去半成品基础油中的胶质、浙青质等极性物质、氧化不安定物质,保证基础油的气味、色度、酸值、倾点、氧化安定性指标。
[0018] 5)闪蒸脱气
[0019] 础油半成品经换热 器预热到110°C以上进入闪蒸塔,在真空度0.06MPa以上的条件下进行闪蒸脱气、脱水处理,闪蒸塔后的基础油冷凝后经过滤即得成品基础油。
[0020] 本工艺过程是白土精制的补充,通过闪蒸进一步脱除极微量水分、轻烃馏分及极性气体,保证基础油的气味、闪点、外观指标。
[0021] 分子蒸馏采用三级串联工艺,其它步骤工艺过程相同,得到的三级基础油各项技术指标见表I。
[0022] 分子蒸馏前两台分子蒸馏器并联后再与第三台串联,形成两级处理工艺,其它步骤工艺过程相同,得到的两级基础油各项技术指标见表2。
[0023] 表I三级基础油各项技术指标
[0024]
分析项目 HVI 100 HVI 150 HVI 350 执行
方法
实测值标准值实测值标准值实测值标准值μ mm mm m mm mm 目测运动粘度(40°C)22.71 19.0〜39.2642.0〜68.34 62.0〜GB/TmmVs 24.0 50.0 74.0 265
[0025]
Figure CN102373108BD00071
[0026] 表2两级基础油各项技术指标
[0027]
Figure CN102373108BD00081
[0028] 分子蒸馏三台分子蒸馏器并联,形成一级处理工艺,其它步骤工艺过程相同,得到的一级基础油各项技术指标见表3。
[0029] 表3 —级基础油各项技术指标
Figure CN102373108BD00091
[0031] 本发明与现有技术相比的优点:
[0032] 本发明充分考虑了废润滑油的来源复杂,组成变化大、氧化变质及乳化严重、酸值偏高的特性,采用了废润滑油预处理、薄膜蒸发、分子蒸馏、白土精制及闪蒸脱气工艺步骤,使装置可以再生处理任何市场上收集到的废润滑油。
[0033] 本发明从废润滑油变质机理和特点入手,充分利用低温、高真空的薄膜蒸发技术、分子蒸馏技术组合,降低了有效分离温度,缩短了物料停留时间,彻底分离出基础油馏分和燃料油馏分,使油品品质优良、产率最大化。根据废润滑油的品质不同,其基础油收率在50〜90%之间。
[0034] 本发明根据废润滑油的组成特性和客户对基础油品质的要求,灵活调整生产工艺。既可采用并联方式生产单一规格的中低粘度基础油,使装置生产处理能力最大化,又可采用串联方式生产低、中、高三种规格粘度的基础油,使废润滑油中基础油馏分按品质和价值的不同完全分离出,达到经济效益最大化。
[0035] 本发明提出了一种纯物理过程的废润滑油再生利用的新工艺方法,为废润滑油的高附加值回收利用提供了新途径。该法不产生新的污染物排放,具有较好的环境效益和社会效益。
具体实施方式
[0036] 下面结合具体实施实例对本发明工艺进行描述。
[0037]实例 I
[0038] 本发明的一种废润滑油再生基础油的工艺方法是通过废润滑油预处理、薄膜蒸发、分子蒸馏、白土精制和闪蒸脱气工艺步骤实现的:[0039] I)预处理
[0040] 从收集罐区泵出15吨废润滑油进入预处理单元的沉降罐中,酸值0.2mgK0H/g废润滑油,加入5%的烧碱80kg中和至0.05mg KOH/g废润滑油,搅拌30min,同时加热升温,保持废润滑油在70°C条件下静置沉降10h,脱去水分和较大粒径机杂,再经过滤,进一步脱掉5 μ m以上的颗粒杂质,然后泵入原料罐,为薄膜蒸发提供原料;
[0041] 2)薄膜蒸发
[0042] 原料罐的废润滑油经换热器预热到140°C进入薄膜蒸发器蒸发,脱去残留的微量水分及轻烃馏分,蒸发温度180°C,绝对压强250Pa,轻烃馏分为燃料油,除去轻烃馏分的废润滑油进入中间罐,为分子蒸馏器的原料,该原料不含水分,350°C以下馏分含量< 1% ;
[0043] 3)分子蒸馏
[0044] 中间罐泵出的原料进入分子蒸馏器,3台分子蒸馏器串联成三级。第一台分离出的重组分去第二台分子蒸馏器进一步分离,分离出的轻组分为低粘度基础油;第二台分离出的重组分去第三台分子蒸馏器进一步分离,分离出的轻组分为中粘度基础油;第三台分子蒸馏器分离出的轻组分为高粘度基础油,分离出的重组分为燃料油,得到三种基础油和一种燃料油,分别进入基础油罐和燃料油罐。三级蒸馏温度分别为:210°C、230°C、260°C;对应三级绝对压强分别为:40Pa、20Pa、5Pa ;
[0045] 4)脱色精制·
[0046] 从基础油罐将基础油泵入脱色罐,基础油在脱色罐中升温到80°C时开始加入白土,三种基础油白土添加量分别为油品质量的3%、5%、7%,搅拌混合,继续升温,抽真空并保持真空度0.09MPa,温度130°C,时间30min。脱色后的基础油混合物经过滤分离出白土,得到基础油半成品;
[0047] 5)闪蒸脱气
[0048] 基础油半成品经换热器预热到130°C进入闪蒸塔,在真空度0.09MPa的条件下进行闪蒸脱气、脱水处理,闪蒸塔后的基础油冷凝后经过滤即得成品基础油。
[0049]实例 2
[0050] 本发明的一种废润滑油再生基础油的工艺方法是通过废润滑油预处理、薄膜蒸发、分子蒸馏、白土精制和闪蒸脱气工艺步骤实现的:
[0051] I)预处理
[0052] 从收集罐区泵出15吨废润滑油进入预处理单元的沉降罐中,酸值0.2mgK0H/g废润滑油,加入5%的烧碱80kg中和至0.05mg KOH/g废润滑油,搅拌40min,同时加热升温,保持废润滑油在75°C条件下静置沉降12h,脱去水分和较大粒径机杂,再经过滤,进一步脱掉5 μ m以上的颗粒杂质,然后泵入原料罐,为薄膜蒸发提供原料;
[0053] 2)薄膜蒸发
[0054] 原料罐的废润滑油经换热器预热到150°C进入薄膜蒸发器蒸发,脱去残留的微量水分及轻烃馏分,蒸发温度190°C,绝对压强300Pa。轻烃馏分为燃料油,除去轻烃馏分的废润滑油进入中间罐,为分子蒸馏器的原料,该原料不含水分,350°C以下馏分含量< 1% ;
[0055] 3)分子蒸馏
[0056] 中间罐泵出的原料进入分子蒸馏器,前两台分子蒸馏器并联后与第三台串联,形成两级。前两台分离出的重组分去第三台分子蒸馏器进一步分离,分离出的轻组分为低粘度基础油;第三台分子蒸馏器分离出的轻组分为中高粘度基础油,分离出的重组分为燃料油,得到两种基础油和一种燃料油,分别进入基础油罐和燃料油罐,两级蒸馏温度分别为:2200C>2700C ;对应两级绝对压强分别为:40Pa、8Pa ;
[0057] 4)脱色精制
[0058] 从基础油罐将基础油泵入脱色罐,基础油在脱色罐中升温到80°C时开始加入白土,两种基础油白土添加量分别为油品质量的5 %、6%,搅拌混合,继续升温,抽真空并保持真空度0.095MPa,温度130°C,时间40min。脱色后的基础油混合物经过滤分离出白土,得到基础油半成品;
[0059] 5)闪蒸脱气
[0060] 基础油半成品经换热器预热到140°C进入闪蒸塔,在真空度0.09MPa的条件下进行闪蒸脱气、脱水处理,闪蒸后的基础油冷凝后经过滤即得成品基础油。
[0061]实例 3
[0062] 本发明的一种废润滑油再生基础油的工艺方法是通过废润滑油预处理、薄膜蒸发、分子蒸馏、白土精制和闪蒸脱气工艺步骤实现的:
[0063] I)预处理
[0064] 从收集罐区泵出15吨废润滑油进入预处理单元的沉降罐中,酸值0.2mgK0H/g废润滑油,加入5%的烧碱80kg中和至0.05mg KOH/g废润滑油,搅拌40min,同时加热升温,保持废润滑油在80°C条件下静`置沉降8h,脱去水分和较大粒径机杂,再经过滤,进一步脱掉5μπι以上的颗粒杂质,然后泵入原料罐,为薄膜蒸发提供原料;
[0065] 2)薄膜蒸发
[0066] 原料罐的废润滑油经换热器预热到150°C进入薄膜蒸发器蒸发,脱去残留的微量水分及轻烃馏分,蒸发温度190°C,绝对压强300Pa。轻烃馏分为燃料油,除去轻烃馏分的废润滑油进入中间罐,为分子蒸馏器的原料,该原料不含水分,350°C以下馏分含量< 1% ;
[0067] 3)分子蒸馏
[0068] 中间罐泵出的原料进入分子蒸馏器,3台分子蒸馏器并联形成一级分离工艺,分离出的轻组分为中粘度基础油,重组分为燃料油,得到的一种基础油和一种燃料油分别进入基础油罐和燃料油罐,蒸馏温度为:270°C ;对应绝对压强为:10Pa;
[0069] 4)脱色精制
[0070] 从基础油罐将基础油泵入脱色罐,基础油在脱色罐中升温到80°C时开始加入白土,白土添加量为油品质量的6%,搅拌混合,继续升温,抽真空并保持真空度0.095MPa,温度130°C,时间40min。脱色后的基础油混合物经过滤分离出白土,得到基础油半成品;
[0071] 5)闪蒸脱气
[0072] 基础油半成品经换热器预热到140°C进入闪蒸塔,在真空度0.09MPa的条件下进行闪蒸脱气、脱水处理,闪蒸后的基础油冷凝后经过滤即得成品基础油。

Claims (4)

1.一种废润滑油再生基础油的工艺方法,其特征在于:该方法是通过废润滑油预处理、薄膜蒸发、分子蒸馏、白土精制和闪蒸脱气工艺步骤实现的:.1)预处理将废润滑油泵入带搅拌的沉降罐中,搅拌10〜60min,同时加热升温,保持废润滑油在.60〜80°C条件下静置沉降2〜12h,酸值超过0.05mg KOH/g废润滑油时,加入0.5〜10%的烧碱中和至0.05mg KOH/g废润滑油,脱去水分和较大粒径机械杂质的废润滑油再经过滤,进一步脱掉5μπι以上的颗粒杂质,然后泵入原料罐暂存;.2)薄膜蒸发原料罐的废润滑油 经换热器预热到120°C以上进入薄膜蒸发器蒸发,脱去残留的微量水分及轻烃馏分,蒸发温度170〜190°C,绝对压强100〜600Pa,轻烃馏分为燃料油,除去轻烃馏分的废润滑油进入中间罐,为下一步分子蒸馏器的原料;.3)分子蒸馏中间罐泵出的原料进入分子蒸馏器,3台分子蒸馏器串联成三级,或3台并联成一级,串联时,第一台分离出的轻组分为低粘度基础油,分离出的重组分去第二台分子蒸馏器进一步分离;第二台分离出的轻组分为中粘度基础油,分离出的重组分去第三台分子蒸馏器进一步分离;第三台分子蒸馏器分离出的轻组分为高粘度基础油,分离出的重组分为燃料油;因此得到三种基础油和一种燃料油,分别进入基础油罐和燃料油罐,设备并联时,生产一种基础油及一种燃料油,三级蒸馏温度分别为:190〜220°C、220〜240°C、240〜280°C;对应三级绝对压强分别为:30〜60Pa、10〜30Pa、l〜IOPa ;.4)白土精制从基础油将基础油栗入脱色te,基础油在脱色te中升温到so c时开始加入白土,白土添加量为油品质量的I〜10%,搅拌混合,继续升温,抽真空并保持真空度0.06MPa以上,温度110〜140°C,时间30〜60min,脱色后的基础油混合物经过滤分离白土,得到基础油半成品;.5)闪蒸脱气基础油半成品经换热器预热到110°C以上进入闪蒸塔,在真空度0.06MPa以上的条件下进行闪蒸脱气、脱水处理,闪蒸后的基础油冷凝后经过滤即得成品基础油。
2.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生基础油的工艺方法,其特征在于:.1)预处理废润滑油进入预处理的沉降罐中,酸值0.2mg KOH/g废润滑油,加入5%的烧碱中和至.0.05mg KOH/g废润滑油,搅拌30min,同时加热升温,保持废润滑油在70°C条件下静置沉降IOh,脱去水分和较大粒径杂质,再经过滤,进一步脱掉5 μ m以上的颗粒杂质,然后泵入原料罐,为薄膜蒸发提供原料;.2)薄膜蒸发原料罐的废润滑油经换热器预热到140°C进入薄膜蒸发器蒸发,脱去残留的微量水分及轻烃馏分,蒸发温度180°C,绝对压强250Pa,轻烃馏分为燃料油,除去轻烃馏分的废润滑油进入中间罐,为分子蒸馏器的原料,该原料不含水分,350°C以下馏分含量< 1% ;.3)分子蒸馏中间罐泵出的原料进入分子蒸馏器,3台分子蒸馏器串联成三级,第一台分离出的重组分去第二台分子蒸馏器进一步分离,分离出的轻组分为低粘度基础油;第二台分离出的重组分去第三台分子蒸馏器进一步分离,分离出的轻组分为中粘度基础油;第三台分子蒸馏器分离出的轻组分为高粘度基础油,分离出的重组分为燃料油,得到三种基础油和一种燃料油,分别进入基础油罐和燃料油罐,三级蒸馏温度分别为:210°C、230°C、260°C ;对应三级绝对压强分别为:40Pa、20Pa、5Pa ;4)白土精制从基础油罐将基础油泵入脱色罐,基础油在脱色罐中升温到80°C时开始加入白土,三种基础油白土添加量分别为油品质量的3%、5%、7%,搅拌混合,继续升温,抽真空并保持真空度0.09MPa,温度130°C,时间30min,脱色后的基础油混合物经过滤分离出白土,得到基础油半成品;5)闪蒸脱气基础油半成品经换热器预热到130°C进入闪蒸塔,在真空度0.09MPa的条件下进行闪蒸脱气、脱水处理,闪蒸塔后的基础油冷凝后经过滤即得成品基础油。
3.根据权利要求1所述的一种废润滑油再生基础油的工艺方法,其特征在于:分子蒸馏步骤中间罐泵出的原料进入分子蒸馏器,3台分子蒸馏器并联形成一级分离工艺,分离出的轻组分为中粘度基础油,重组分为燃料油,得到的一种基础油和一种燃料油分别进入基础油罐和燃料油罐,蒸馏温度为:270°C ;对应绝对压强为:10Pa。
4.一种废润滑油再生基础油的工艺方法,其特征在于:该方法是通过废润滑油预处理、薄膜蒸发、分子蒸馏、白土精制和闪蒸脱气工艺步骤实现的:1)预处理将废润滑油泵入带搅拌的沉降罐 中,搅拌10〜60min,同时加热升温,保持废润滑油在60〜80°C条件下静置沉降2〜12h,酸值超过0.05mg KOH/g废润滑油时,加入0.5〜10%的烧碱中和至0.05mg KOH/g废润滑油,脱去水分和较大粒径机械杂质的废润滑油再经过滤,进一步脱掉5μπι以上的颗粒杂质,然后泵入原料罐暂存;2)薄膜蒸发原料罐的废润滑油经换热器预热到120°C以上进入薄膜蒸发器蒸发,脱去残留的微量水分及轻烃馏分,蒸发温度170〜190°C,绝对压强100〜600Pa,轻烃馏分为燃料油,除去轻烃馏分的废润滑油进入中间罐,为下一步分子蒸馏器的原料;3)分子蒸馏中间罐泵出的原料进入分子蒸馏器,前两台分子蒸馏器并联后与第三台串联,形成两级,前两台分离出的重组分去第三台分子蒸馏器进一步分离,分离出的轻组分为低粘度基础油;第三台分子蒸馏器分离出的轻组分为中高粘度基础油,分离出的重组分为燃料油,得到两种基础油和一种燃料油,分别进入基础油罐和燃料油罐,两级蒸馏温度分别为:220°C、270°C ;对应两级绝对压强分别为:40Pa、8Pa ;4)白土精制从基础油将基础油栗入脱色te,基础油在脱色te中升温到so c时开始加入白土,白土添加量为油品质量的I〜10%,搅拌混合,继续升温,抽真空并保持真空度0.06MPa以上,温度110〜140°C,时间30〜60min,脱色后的基础油混合物经过滤分离白土,得到基础油半成品;5)闪蒸脱气基础油半成品经换热器预热到110°C以上进入闪蒸塔,在真空度0.06MPa以上的条件下进行闪蒸脱气、脱水处理,·闪蒸后的基础油冷凝后经过滤即得成品基础油。
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