CN102408942A - 一种废内燃机油加氢精制基础油的装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废内燃机油精制基础油的装置及制备方法，属于废内燃机油再生工艺技术领域。包括依次相连通的用于过滤废内燃机油中游离水与机械杂质的沉降过滤系统、用于除去水、石油酸、胶质沥青及低碳氢组分的预处理系统、用于除去沸点350°C以下轻质组分的薄膜蒸馏器、用于分离出废内燃机油中的沸点350°C以上馏分及除去废内燃机油中重质组分的分子蒸馏器、加氢反应器、用于加氢过程中汽液混合进一步分离的汽提塔、用于分馏加氢精制油中不同运动粘度润滑油基础油的精馏塔。本发明结构设计合理，工艺流程环保无污染，能将废内燃机油精制成高纯度基础油。

Description

一种废内燃机油加氢精制基础油的装置及制备方法

技术领域

本发明涉及一种废内燃机油精制基础油的装置及制备方法，属于废内燃机油再生工艺技术领域。

背景技术

目前，润滑油广泛应用于汽车运输、制造、机械加工、化工、食品等行业，随着工业和国民经济的迅猛发展和增长，其需求量和消耗量也在日益增加，目前国内润滑油年销售量已超过1000 万吨，而且每年呈10％以上速度递增，这也意味着每年至少产生600 万吨的废内燃机油，随着汽车工业发展还有继续增长的趋势。废弃的润滑油主要是由于长期使用混进杂质和添加剂变质，还有就是废内燃机油少部分氧化裂解并导致粘度变化和形成沥青胶质，绝大部分的基础油组分并没有改变，只要通过一定的技术手段进行分离加工仍然可以获得符合标准的基础油。

随着石油资源的日益枯竭和人类环保意识的增强，废内燃机油的回收、提纯和循环利用也受到了世界各国的高度重视，在我国废旧油回收、提纯、循环利用率不到5％，大部分采用酸土法和裂解柴油工艺，其工艺技术落后、回收率低、产品质量差、会导致二次污染。

根据国家危险废物名录的规定，废矿物油（HW08）是指废机油、废柴油、废汽油、废原油、废真空泵油、废液压油、废热处理油、废樟脑油等以矿物油为基础的各类润滑油失去原来功能而报废的油类、发毒性物质，在国家危险废物名录中名列第八，其内含的硫化物、添加剂、石油类多环芳香烃（苯并芘）是公认的致癌和致突变化合物、富营养物，对水和土壤的污染特别严重，人类如果长期引用被污染的水质，将出现慢性中毒症状。

废内燃机油再生工艺技术发展：蒸馏—酸洗—白土精制路线和酸洗—带土蒸馏精制为主的再生工艺，采用蒸馏-白土工艺，精制仍然采用硫酸白土，这种油品质量差，容易氧化，酸渣中含有大量苯并芘类物质，严重污染环境。

发明内容

本发明的目的在于解决上述已有技术存在的不足之处，提供一种结构设计合理，工艺流程环保无污染，能将废内燃机油精制成高纯度基础油的装置及制备方法。 

一种废内燃机油加氢精制基础油的装置，其特殊之处在于包括依次相连通的用于过滤废内燃机油中游离水与机械杂质的沉降过滤系统1、用于除去水、石油酸、胶质沥青及低碳氢组分的预处理系统2、用于除去沸点350°C以下轻质组分的薄膜蒸馏器3、用于分离出废内燃机油中的沸点350°C以上馏分及除去废内燃机油中重质组分的分子蒸馏器、加氢反应器、用于加氢过程中汽液混合进一步分离的汽提塔4、用于分馏加氢精制油中不同运动粘度润滑油基础油的精馏塔5。

预处理系统2包括用于使废油与破乳剂、液碱充分混合使乳化水破乳、石油酸中和的液体混合器，液体混合器内部呈螺旋网状结构，液体混合器上设有用于过滤废内燃机油中的游离水分和机械杂质的蝶形高速离心机39及用于脱除废内燃机油中含有的少量水分的闪蒸塔40；

所述分子蒸馏器包括串联的第一级分子蒸馏器6、第二级分子蒸馏器7；

所述分子蒸馏器是短程蒸馏器，包括筒体11及安装于筒体11上方的马达旋转机构12，马达旋转机构12与设于筒体11内的第一布料器15及带有第一刮板17的搅拌器14相连接，搅拌器14的内部设有冷凝器，冷凝器连接有第一收集器16，筒体11外部套设有第一夹套13，第一夹套13内填充有导热介质；工作时，通过马达旋转机构12旋转离心运动，第一布料器15把废内燃机油甩到夹套的内加热面上，第一刮板17刮膜，达到不断翻新液面作用，便于物料组分均匀受热蒸发，搅拌器14内的不锈钢列管式冷凝器内通入流动的冷媒介质，用于把蒸发的油蒸汽急速冷凝，成液态并收集，重质组分没有被蒸发，由分子蒸馏器下部第一收集器16收集；

所述加氢反应器包括相串联的第一加氢反应器8、第二加氢反应器9、第三加氢反应器10；

本发明废内燃机油加氢精制基础油的装置还包括供热系统31、循环水系统32、水环式真空及高真空机组33、制冷液系统34、制氢系统35、供电系统36、消防报警系统37、DCS自动控制38；

所述薄膜蒸馏器，包括筒体及安装于筒体上方的电机马达21及减速机18，减速机18连接有贯穿于筒体内的主轴25，主轴25的轴壁上安装有用于将物料均匀分配在圆周器壁上的第二布料器20及带有向下倾角的第二刮板26，筒体邻近第二布料器20的筒壁上设有进料口22及轻质组分出口19，主轴25的底部末端连接有与减速机18联动的主轴支撑机构29，筒体的底部设有重质组分收集器27及重质组分出口30，筒体的外部套设有内部充满热媒介的第二夹套24，第二夹套24上设有热媒进口28及热媒出口23；待分离物料从进料口22进入第二布料器20，经布料器均匀把物料分配在圆周器壁上，主轴25由底部主轴支撑机构29和减速机18联接，随电机马达21系统提供动力经减速机18变速后同一个旋转速度做圆周运动，第二布料器20上带斜角的构造是把物料按照一定的角度和分配量随旋转产生的离心力甩到圆周器壁上，根据万有引力作用，器壁的物料向下运动，而带向下倾角的第二刮板26把物料均匀涂在圆周器壁上，形成薄膜状态，物料在一定的高真空和温度条件下，到达分离物质沸点，这些物质就会被蒸发出相变，由液相变成气相，第二夹套24内充满热媒加热介质，从热媒进口28进入，从热媒出口23流出，保持一定的恒温，这样把圆周内壁加热到一定的恒定温度，在一定的真空条件下，被分离的组分就会在很薄的薄膜液面中逸出，物料在圆周器壁上被旋转的第二刮板26不断的搅拌和翻新，使物料分离更为彻底，由于加热的物料是很薄的一层，所以热效率很高，没有被分离出的物料在第二刮板26离心力的作用下，向下做螺旋运动到底部重质组分收集器27，由重质组分出口30排出系统。

上述废内燃机油加氢精制基础油的制备方法，其特殊之处在于包括以下工艺流程：

1、将废内燃机油输送至沉降过滤系统1内进行物理沉降，离心过滤除去其中的机械杂质，使过滤后废内燃机油中的机械杂质含量小于0.2%；

2、将离心过滤后的废内燃机油通入至预处理系统2内，然后向预处理系统2内添加破乳剂和液碱，进行破乳除酸处理，其中，通过液体混合器达到混合破乳，液体混合器内的温度控制在45-80°C，反应30-80秒，然后真空脱水，使脱水完成后的废内燃机油含水量小于0.1%，在闪蒸塔内进行闪蒸处理，闪蒸过程中的加热温度控制在70-90°C，真空压力9000-10000pa,一些很轻的碳氢组分被分离出来，向闪蒸处理后的废内燃机油中添加溶剂，由于沥青、胶质在溶剂中不溶解，因此可以通过沉降去除，再通过沸点差，把溶剂从油品中分离出，收集循环使用；

所述破乳剂的主要成分为醇类、胺类、酚类及树脂类与环氧乙烷、环氧丙烷的嵌段聚合物，破乳剂的添加量为废内燃机油重量的0.05-0.20%；

所述液碱为离子膜烧碱，加入的重量百分含量等同于废内燃机油中酸值的克当量浓度；

所述溶剂为丙醇，添加的重量占废内燃机油重量的15%；

3、将预处理后的废内燃机油输送至薄膜蒸馏器中，脱除废内燃机油中350°C以下的轻质组分，在夹套内填充加热介质导热油，内部筒体成镜面为加热面，通过马达旋转机构的旋转离心运动，布料器把废内燃机油甩到夹套的加热面上，被旋转的刮板刮成很薄的膜，达到对液面不断搅拌翻新的目的，使物料中的轻质组分立即气化成气态，由真空装置抽到外置冷凝器被冷凝，重质组分没有被气化，延着夹套加热面向下方向做螺旋运动，由收集器收集，薄膜蒸馏器夹套加热温度是190～210°C，操作真空压力为200～500Pa,分离后轻质组分中350°C馏分低于1%，分离比例轻质组分占废内燃机油总量的7～9%；

4、将分离出轻质组分的废内燃机油输送至第一级分子蒸馏器6内，第一级分子蒸馏器6内的温度控制在230-260°C，真空压力为18-22Pa，蒸馏6-16秒，蒸馏出常压蒸馏馏程在350°C-540°C的馏段，第一级蒸馏器6内剩余的540°C以上的馏段即重质组分作为第二级蒸馏器7的原料，第二级分子蒸馏器7内的温度控制在260-300°C，真空压力为8-12Pa，蒸馏6-16秒，在第二级蒸馏器7中蒸馏出其中的重质燃料油，该重质燃料油可作为本工艺装置供热系统锅炉燃料；

5、将分子蒸馏完成的基础油物料输送至加氢反应器内，加氢反应器内填放有加氢催化剂，加氢催化剂占基础油物料重量的0.00175%，加氢反应器的入口处放置有用于去除蒸馏残留的重金属和有害元素的加氢保护剂，加氢保护剂的装填量是占基础油物料重量18-22%，将物料送至第一加氢反应器8内，反应后再依次输送至第二加氢反应器9、第三加氢反应器10内，加氢反应器内的温度控制在350-400°C，压力为8.0MPa-13MPa；

所述加氢催化剂为Ni-W/AI2O3型、Ni-MO/AI2O3型、CO-MO/AI2O3型催化剂中的任意一种；

所述加氢保护剂是氧化铝，氧化铝的孔径在5-100nm；

6、加氢反应后的物料通过汽提塔4输送至精馏塔5内，汽提塔的作用是把加氢过程中部分溶解在基础油中的气体和水分脱除，它是经过负压加温、液体喷射逆流循环方式把油品中的气体和水分脱出，通过精馏塔5分离出各个级别的润滑油基础油，即汽柴油组分、轻中性基础油、重中性基础油，分离汽柴油组分温度控制180-200°C，真空压力9500-1000Pa；分离轻中性基础油控制温度250-270°C，余下组分为重中性基础油组分。

本发明一种利用废内燃机油精制基础油的装置及制备方法，结构设计合理，形成产业化工艺装置，成本低廉，废润滑油经过预处理及分子蒸馏，分离出基础油再加氢精制得到国标Ⅱ—Ⅲ类基础油，解决了废润滑油可以修复达到国标Ⅱ—Ⅲ类基础油产品标准，利用率相对于原废润滑油比例占83%，其中润滑油基础油占75%，分离精制后组分类别为：8%重柴油；(100SN+200SN+350SN)润滑油基础油合计75%；水份机械杂质及无组织排放物3%；重质燃料油14%。能够从废内燃机油中提出高纯度的基础油，整个制备过程中不产生任何污染。工艺装置包括：原料废润滑油沉降、过滤、破乳、脱水、脱盐脱焦、薄膜蒸馏脱除轻质（汽柴油）组分、高真空分子蒸馏分离基础油、加氢前预处理去除微量重金属、加氢反应器三段串联精制、精馏塔分离各馏分基础油，共十个工艺步骤。

附图说明

图1：本发明一种利用废内燃机油加氢精制基础油的装置结构示意图。

图2：分子蒸馏器的结构示意图；

图3：薄膜蒸馏器的结构示意图；

图4：液体混合器的结构示意图。

具体实施方式

以下参考附图给出本发明具体实施方式，用来对本发明做进一步说明。

本实施例的一种废内燃机油加氢精制基础油的装置，包括依次相连通的用于过滤废内燃机油中游离水与机械杂质的沉降过滤系统1、用于除去水、石油酸、胶质沥青及低碳氢组分的预处理系统2、用于除去沸点350°C以下轻质组分的薄膜蒸馏器3、用于分离出废内燃机油中的沸点350°C以上馏分及除去废内燃机油中重质组分的分子蒸馏器、加氢反应器、用于加氢过程中汽液混合进一步分离的汽提塔4、用于分馏加氢精制油中不同运动粘度润滑油基础油的精馏塔5。

预处理系统2包括用于使废油与破乳剂、液碱充分混合使乳化水破乳、石油酸中和的液体混合器，液体混合器内部呈螺旋网状结构，液体混合器上设有用于过滤废内燃机油中的游离水分和机械杂质的蝶形高速离心机39及用于脱除废内燃机油中含有的少量水分的闪蒸塔40；

分子蒸馏器包括串联的第一级分子蒸馏器6、第二级分子蒸馏器7；

分子蒸馏器是短程蒸馏器，包括筒体11及安装于筒体11上方的马达旋转机构12，马达旋转机构12与设于筒体11内的第一布料器15及带有第一刮板17的搅拌器14相连接，搅拌器14的内部设有冷凝器，冷凝器连接有第一收集器16，筒体11外部套设有第一夹套13，第一夹套13内填充有导热介质；工作时，通过马达旋转机构12旋转离心运动，第一布料器15把废内燃机油甩到内夹套的加热面上，第一刮板17刮膜，达到不断翻新液面作用，便于物料组分均匀受热蒸发，搅拌器14的内的不锈钢列管式冷凝器内通入流动的冷媒介质，用于把蒸发的油蒸汽急速冷凝，成液态并收集，重质组分没有被蒸发，由分子蒸馏器下部第一收集器16收集；

加氢反应器包括相串联的第一加氢反应器8、第二加氢反应器9、第三加氢反应器10；

废内燃机油精制基础油的装置还包括供热系统31、循环水系统32、水环式真空及高真空机组33、制冷液系统34、制氢系统35、供电系统36、消防报警系统37、DCS自动控制38；

薄膜蒸馏器，包括筒体及安装于筒体上方的电机马达21及减速机18，减速机18连接有贯穿于筒体内的主轴25，主轴25的轴壁上安装有用于将物料均匀分配在圆周器壁上的第二布料器20及带有向下倾角的第二刮板26，筒体邻近第二布料器20的筒壁上设有进料口22及轻质组分出口19，主轴25的底部末端连接有与减速机18联动的主轴支撑机构15，筒体的底部设有重质组分收集器27及重质组分出口30，筒体的外部套设有内部充满热媒介的第二夹套24，第二夹套24上设有热媒进口28及热媒出口23；待分离物料从进料口7进入第二布料器20，经布料器均匀把物料分配在圆周器壁上，主轴25由底部主轴支撑机构29和减速机18联接，随电机马达21系统提供动力经减速机1变速后同一个旋转速度做圆周运动，第二布料器20上带斜角的构造是把物料按照一定的角度和分配量随旋转产生的离心力甩到圆周器壁上，根据万有引力作用，器壁的物料向下运动，而带向下倾角的第二刮板26把物料均匀涂在圆周器壁上，形成薄膜状态，物料在一定的高真空和温度条件下，到达分离物质沸点，这些物质就会被蒸发出相变，由液相变成气相，第二夹套24内充满热媒加热介质，从热媒进口28进入，从热媒出口23流出，保持一定的恒温，这样把圆周内壁加热到一定的恒定温度，在一定的真空条件下，被分离的组分就会在很薄的薄膜液面中逸出，物料在圆周器壁上被旋转的第二刮板26不断的搅拌和翻新，使物料分离更为彻底，由于加热的物料是很薄的一层，所以热效率很高，没有被分离出的物料在第二刮板26离心力的作用下，向下做螺旋运动到底部重质组分收集器27，由重质组分出口30排出系统。

采用上述废内燃机油精制基础油装置的制备方法，适用于回收的废内燃机润滑油、齿轮油等废矿物油。工艺技术路线：

原料废润滑油经过预处理；自然沉降，除去废油中的石油酸，过滤其中的机械杂质，加入破乳剂促使除去油水分离，经过闪蒸塔脱除废油中的水分；加入溶剂使废润滑油中的胶质、盐分沉淀分离，溶剂蒸馏回收循环使用。

利用薄膜蒸发器分离出350°C以下汽柴油组分，再把重质组分在分子蒸馏器内分离出基础油和重质组分，所得润滑油基础油符合加氢进口条件，加氢反应后再经过精馏分馏出得到各个级别的基础油产品，加氢之前经过前端的预处理，即基础油首先通过加氢保护剂，吸附其中的微量金属，以保护加氢催化剂的使用寿命。

经过三段串联的加氢反应器、前提后，基础油中的非理性组分被脱除，再经过精馏分离出各个级别的润滑油基础油。

具体包括以下工艺流程：

1、将废内燃机油输送至沉降过滤系统1内进行物理沉降，离心过滤除去其中的机械杂质，使过滤后废内燃机油的机械杂质含量小于0.2%；

2、将离心过滤后的废内燃机油通入至预处理系统2内，进行破乳除酸处理。废内燃机油中或许会含有一定的水分，一部分是自由水，另一部分是乳化水，乳化水必须加入破乳剂才能够变成自由水，废内燃机油由于在使用过程中氧化变成酸性，需要加有机碱或无机碱中和，破乳剂成分为醇类、胺类、酚类、树脂类与环氧乙烷、环氧丙烷的嵌段聚合物，添加量为废内燃机油量的0.1%，通过液体混合器达到混合破乳，工艺温度为45～80°C。然后真空脱水，使脱水完成后的废内燃机油含水量小于0.1%。

预处理是将废内燃机油的的水分、杂质、沥青胶质脱除，从而达到去薄膜蒸馏进口条件，轻质组分分离不彻底会对下一工序不利，废内燃机油含有一定量的沥青、胶质和重金属，这些成分在加氢过程中会堵住催化剂微孔，重金属会导致催化剂中毒，使催化剂逐步失去活性，因此必须脱除，进薄膜蒸馏器之前就必须脱除胶质、沥青，具体是采用溶剂溶解方法；沥青、胶质在溶剂中不溶解，经过沉降去除，溶剂与废内燃机油沸点不同，通过沸点差，把溶剂分离出油品中收集循环使用。

3、将预处理后的废内燃机油输送至薄膜蒸馏器中，脱除废内燃机油中的轻质组分；薄膜蒸馏器是由带夹套的筒体和马达旋转机构组成，夹套内是导热油为加热介质，内部筒体成镜面为加热面；有高度密封的带刮板搅拌器和布料器，通过马达的旋转离心运动，布料器把废内燃机油甩到内夹套的加热面上，被旋转的带角度刮板刮成很薄的膜，刮板还起着对膜层不断搅拌和翻新的目的，使物料中的轻质组分立即从混合液中蒸发成气态，由真空抽到外置冷凝器被冷凝，重质组分没有被气化，延着内夹套加热面向下方向做螺旋运动，由收集器收集。薄膜蒸馏器夹套加热温度是190～210°C，操作真空压力为200～500Pa,分离后重质组分中350°C馏分低于1%，分离比例轻质组分占废内燃机油总量的7～9%。

4、将分离出轻质组分余下的重质组分原料油输送至第一级分子蒸馏器6内，蒸馏出其中相对较轻的基础油组分，第一级蒸馏器内剩余的重质组分作为第二级蒸馏器7的原料，蒸馏出其中稍重的重质燃料油，该重质燃料油可作为本工艺装置供热系统锅炉燃料；第一级分子蒸馏器操作温度为245°C，真空压力20Pa，基础油(轻质组分)比例占进料量的60%；第二级分子蒸馏器操作温度280°C，真空压力为10Pa，基础油比例占进料量60%。

5、将分子蒸馏完成的基础油物料输送至固定床加氢反应器内，加氢反应器内有三层固定床，分别填放加氢专用催化剂，反应器顶端放置加氢保护剂，加氢催化剂失去活性主要有三个原因：一是微孔堵塞，二是金属中毒，三是焦炭沉积；加氢保护剂主要去除蒸馏残留的重金属和有害元素，装填量是占总量1/5，物料与加氢催化剂接触之前必须先通过加氢保护剂，去除有害物质后到加氢催化剂来去除氮、硫、氧等化合物。将物料送至第一加氢反应器8内，反应后再依次输送至第二加氢反应器9、第三加氢反应器10内；目前我国的润滑油基础油从国外进口量最大是Ⅱ类和Ⅲ类油，考虑加氢精制的基础油能达到国家Ⅱ类、Ⅲ类油标准，选用三级加氢反应器，加氢催化剂为Ni-W/AI2O3型、Ni-MO/AI2O3型、CO-MO/AI2O3型催化剂，温度350～400°C，压力为8.0MPa～13MPa。

6、加氢反应后的物料通过汽提塔4输送至精馏塔5内，通过精馏塔5分离出各个级别的润滑油基础油，即汽柴油组分、轻中性基础油、重中性基础油。精馏塔操作按批次量循环，分离汽柴油组分温度控制190°C，真空压力9700Pa；分离轻中性基础油控制温度260°C，余下组分为重中性基础油组分。

废内燃机油原料指标如下：表1. 废内燃机润滑油性质

                                                 

经过本实施例步骤3分子蒸馏后再生废内燃机润滑油内所含成分指标如下表所示：表2：废内燃机润滑油再生料性质

分析项目	数据
		硫/μg·g-1	1075
氮/μg·g-1	0
		C/H/%	81.40/13.55
凝点/℃	—20
		粘度（100℃）/ mm2·s-1	4.477
粘度（40℃）/ mm2·s-1	21.94
		残炭，％	0.03
溴价/ g-Br/100g	2.56
		酸值/mgKOH/g	0.26
闪点/℃	206.0
		质谱组成/m％
链烷烃	45.8
		环烷烃	48.0
一环/二环/三环/四环/五环/六环	16.3/13.6/7.6/6.7/3.7/0.1
		芳烃	6.2
单环/双环/三环/四环/五环	3.4/1.7/0.4/0.1/0.2
		噻吩/未鉴定芳烃	0.3/0.3
四组分/%
		饱和分	96.76
芳香分	0.46
		胶质	2.77
沥青质	0.10
		重金属/μg.g-1
Fe /K/Pb/ Mn	0.71/0.08/0.01/0.03
		Na/Ni /Zn/Mg	0.18/0.02/0.16/0.14
Ca/Cu/Mo	4.36/0.01/0.03

经过本实施例步骤4加氢精制后道工艺再生废内让机油达到Ⅱ—Ⅲ类基础油指标如下表：

表3：加氢精制后道工艺再生废内让机油达到Ⅱ—Ⅲ类基础油指标

分析项目	数据
		硫/μg·g-1	0
氮/μg·g-1	0
		C/H/%	81.40/13.55
凝点/℃	—20
		粘度（100℃）/ mm2·s-1	4.477
粘度（40℃）/ mm2·s-1	21.94
		残炭，％	0.01
溴价/ g-Br/100g	0
		酸值/mgKOH/g	0.01
闪点/℃	206.0
		质谱组成/m％
链烷烃	45.8
		环烷烃	大于48.0
一环/二环/三环/四环/五环/六环	16.3/13.6/7.6/6.7/3.7/0.1
		芳烃	0
单环/双环/三环/四环/五环	3.4/1.7/0.4/0.1/0.2
		噻吩/未鉴定芳烃	0
四组分/%
		饱和分	大于96.76
芳香分	0
		胶质	0
沥青质	0.01
		重金属/μg.g-1
Fe /K/Pb/ Mn	0
		Na/Ni /Zn/Mg	0
Ca/Cu/Mo	0

分子蒸馏技术作为一种与世界同步的高新分离技术,它是利用分子之间不同的自由程差别实现分离，该项技术最早应用于制药和化学工业提纯，把分子蒸馏技术用于分离废内燃机油基础油实质上就是根据润滑油的性质，避免在高温过程中裂解焦化，因为薄膜蒸馏、分子蒸馏整个分离过程为物料分离过程均是物理变化,不会影响润滑油的分子结构，采用高真空,就是让矿物油在低于沸点的温度下沸腾变成气态相变。分子蒸馏器有内置冷凝器这样使分离蒸发的气态组分立即变成液态而实现一次性分离,并且是无阻力的分离，远远低于可导致破坏其分子结构的温度条件；薄膜蒸馏器、分子蒸馏器内部高效旋转刮板将成膜的物料在圆筒壁上不会产生加热死角,在内部形成薄膜并不断的翻新,从而达到均匀受热目的,热能利用率很高，即能达到高效分离又能减少能量消耗。其分离原理图见如图2所示。

本发明是通过预处理才能达到进分子蒸馏进口条件，再经过加氢前的加氢保护剂作用，使油品达到加氢反应器的进口条件，整个发明是对废内燃机油中的非理想组分进行逐级无害化分离脱出过程。

废内燃机油经过分子蒸馏后会有一部分添加剂分解，一些释放的一些硫化物和氮化物、氯化物，会使油品出现异味；

采用加氢技术是提高产品品质，实现这类废油加工提纯最有效的方法之一。

（1）废油中存在各种各样的氧化产物，主要是羧酸、酯、醛、酮、醇类、酚类、过氧化物类，含氧化合物是最容易加氢的，一般很快反应生成相应的烃及水，同时还伴随着脱烷基异构化、缩合开环等反应；

（2）废油中的含硫化合物在加氢条件下迅速反应，生成相应的烃及硫化氢；

（3）废油中的卤化物主要是氯烃，氯烃加氢时生成氯化氢及相应的烃；

（4） 在催化加氢阶段中产生的副产物产品如氯化物和硫化物，和未反应的氢一起被送入碱一水洗系统， 进行中和反应，氯化物和硫化物被脱出，剩余的氢气得到了净化，重新返回到前面的工序中。在反应中产生的润滑油及轻质组分被送入精馏塔进行分馏，得到轻中性基础油和重中性基础油。

量身定制催化剂以氧化铝为载体，多床层加氢反应器，以提高加氢脱硫、脱氮、脱氧化物等不同需求活性和选择性，使催化剂的表面积和孔分布更好地适应不同原料油的需要，延长催化剂的运转周期和使用寿命，降低生产催化剂所用金属组分的成本，优化工艺进程。

本发明工艺装置实现环保：

（1）废水：废内燃机油脱除的少量含油废水去该工艺装置用热锅炉和燃料一起焚烧，冲地水经隔油池后也去当锅炉燃料焚烧。

（2）废气：工艺装置中各个真空机组、塔器排出的无组织排放废气集中抽到锅炉中燃烧。

（3）机杂：废内燃机油过滤机杂，去锅炉焚烧，整个处置过程绿色环保。

Claims (10)

1.一种废内燃机油加氢精制基础油的装置，其特征在于包括依次相连通的用于过滤废内燃机油中游离水与机械杂质的沉降过滤系统（1）、用于除去水、石油酸、胶质沥青及低碳氢组分的预处理系统（2）、用于除去沸点350°C以下轻质组分的薄膜蒸馏器（3）、用于分离出废内燃机油中的沸点350°C以上馏分及除去废内燃机油中重质组分的分子蒸馏器、加氢反应器、用于加氢过程中汽液混合进一步分离的汽提塔（4）、用于分馏加氢精制油中不同运动粘度润滑油基础油的精馏塔（5）。

2.按照权利要求1所述的一种废内燃机油加氢精制基础油的装置，其特征在于所述预处理系统（2）包括用于使废油与破乳剂、液碱充分混合使乳化水破乳、石油酸中和的液体混合器，液体混合器内部呈螺旋网状结构，液体混合器上设有用于过滤废内燃机油中的游离水分和机械杂质的蝶形高速离心机（39）及用于脱除废内燃机油中含有的少量水分的闪蒸塔（40）。

3.按照权利要求1所述的一种废内燃机油加氢精制基础油的装置，其特征在于所述分子蒸馏器包括串联的第一级分子蒸馏器（6）、第二级分子蒸馏器（7）。

4.按照权利要求1所述的一种废内燃机油加氢精制基础油的装置，其特征在于所述分子蒸馏器是短程蒸馏器，包括筒体（11）及安装于筒体（11）上方的马达旋转机构（12），马达旋转机构（12）与设于筒体（11）内的第一布料器（15）及带有第一刮板（17）的搅拌器（14）相连接，搅拌器（14）的内部设有冷凝器，冷凝器连接有第一收集器（16），筒体（11）外部套设有第一夹套（13），第一夹套（13）内填充有导热介质。

5.按照权利要求1所述的一种废内燃机油加氢精制基础油的装置，其特征在于所述加氢反应器包括相串联的第一加氢反应器（8）、第二加氢反应器（9）、第三加氢反应器（10）。

6.按照权利要求1所述的一种废内燃机油加氢精制基础油的装置，其特征在于所述废内燃机油精制基础油的装置还包括供热系统（31）、循环水系统（32）、水环式真空及高真空机组（33）、制冷液系统（34）、制氢系统（35）、供电系统（36）、消防报警系统（37）、DCS自动控制（38）。

7.按照权利要求1所述的一种废内燃机油加氢精制基础油的装置，其特征在于所述薄膜蒸馏器，包括筒体及安装于筒体上方的电机马达（21）及减速机（18），减速机（18）连接有贯穿于筒体内的主轴（25），主轴（25）的轴壁上安装有用于将物料均匀分配在圆周器壁上的第二布料器（20）及带有向下倾角的第二刮板（26），筒体邻近第二布料器（20）的筒壁上设有进料口（22）及轻质组分出口（19），主轴（25）的底部末端连接有与减速机（18）联动的主轴支撑机构（29），筒体的底部设有重质组分收集器（27）及重质组分出口（30），筒体的外部套设有内部充满热媒介的第二夹套（24），第二夹套（24）上设有热媒进口（28）及热媒出口（23）。

8.一种废内燃机油加氢精制基础油的制备方法，其特征在于包括以下工艺流程：

1）、将废内燃机油输送至沉降过滤系统1内进行物理沉降，离心过滤除去其中的机械杂质，使过滤后废内燃机油中的机械杂质含量小于0.2%；

2）、将离心过滤后的废内燃机油通入至预处理系统2内，然后向预处理系统2内添加破乳剂和液碱，进行破乳除酸处理，其中，通过液体混合器达到混合破乳，液体混合器内的温度控制在45-80°C，反应30-80秒，然后真空脱水，使脱水完成后的废内燃机油含水量小于0.1%，在闪蒸塔内进行闪蒸处理，闪蒸过程中的加热温度控制在70-90°C，真空压力9000-10000pa,一些很轻的碳氢组分被分离出来，向闪蒸处理后的废内燃机油中添加溶剂，由于沥青、胶质在溶剂中不溶解，因此可以通过沉降去除，再通过沸点差，把溶剂从油品中分离出，收集循环使用；

3）、将预处理后的废内燃机油输送至薄膜蒸馏器中，脱除废内燃机油中350°C以下的轻质组分，在夹套内填充加热介质导热油，内部筒体成镜面为加热面，通过马达旋转机构的旋转离心运动，布料器把废内燃机油甩到夹套的加热面上，被旋转的刮板刮成很薄的膜，达到对液面不断搅拌翻新的目的，使物料中的轻质组分立即气化成气态，由真空装置抽到外置冷凝器被冷凝，重质组分没有被气化，延着夹套加热面向下方向做螺旋运动，由收集器收集，薄膜蒸馏器夹套加热温度是190～210°C，操作真空压力为200～500Pa,分离后轻质组分中350°C馏分低于1%，分离比例轻质组分占废内燃机油总量的7～9%；

4）、将分离出轻质组分的废内燃机油输送至第一级分子蒸馏器6内，第一级分子蒸馏器6内的温度控制在230-260°C，真空压力为18-22Pa，蒸馏6-16秒，蒸馏出常压蒸馏馏程在350°C-540°C的馏段，第一级蒸馏器6内剩余的540°C以上的馏段即重质组分作为第二级蒸馏器7的原料，第二级分子蒸馏器7内的温度控制在260-300°C，真空压力为8-12Pa，蒸馏6-16秒，在第二级蒸馏器7中蒸馏出其中的重质燃料油，该重质燃料油可作为本工艺装置供热系统锅炉燃料；

5）、将分子蒸馏完成的基础油物料输送至加氢反应器内，加氢反应器内填放有加氢催化剂，加氢催化剂占基础油物料重量的0.00175%，加氢反应器的入口处放置有用于去除蒸馏残留的重金属和有害元素的加氢保护剂，加氢保护剂的装填量是占基础油物料重量18-22%，将物料送至第一加氢反应器8内，反应后再依次输送至第二加氢反应器9、第三加氢反应器10内，加氢反应器内的温度控制在350-400°C，压力为8.0MPa-13MPa；

6）、加氢反应后的物料通过汽提塔4输送至精馏塔5内，通过精馏塔5分离出各个级别的润滑油基础油，即汽柴油组分、轻中性基础油、重中性基础油，分离汽柴油组分温度控制180-200°C，真空压力9500-1000Pa；分离轻中性基础油控制温度250-270°C，余下组分为重中性基础油组分。

9.按照权利要求8所述的一种废内燃机油加氢精制基础油的制备方法，其特征在于

2）中

所述破乳剂的主要成分为醇类、胺类、酚类及树脂类与环氧乙烷、环氧丙烷的嵌段聚合物，破乳剂的添加量为废内燃机油重量的0.05-0.20%；

所述液碱为离子膜烧碱，加入的重量百分含量等同于废内燃机油中酸值的克当量浓度。

10.按照权利要求8所述的一种废内燃机油加氢精制基础油的制备方法，其特征在于

5）中

所述加氢催化剂为Ni-W/AI2O3型、Ni-MO/AI2O3型、CO-MO/AI2O3型催化剂中的任意一种；

所述加氢保护剂是氧化铝，氧化铝的孔径在5-100nm。

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