CN102504931A - 一种废旧润滑油处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废旧润滑油处理系统，依次包括第一加热器、旋流分离器、第二加热器、固液分离器、电脱水器、加热式倾角膜分离器、第三加热器、催化裂化反应器、分馏塔，所述加热式倾角膜分离器中设有恒温加热部件，其下部设有浓缩油料出口，所述加热式倾角膜分离器的滤膜与水平方向成大于0°的夹角；本系统适用于含有各类杂质的废润滑油的净化与再生利用。

Description

一种废旧润滑油处理系统

技术领域

本发明涉及一种废旧润滑油的处理系统，属于化工技术领域。

背景技术

润滑油是一种液体润滑剂，用于各种类型的机械上，主要起到减小摩擦、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用，因此润滑油广泛应用于运输、制造、橡胶、化工等行业。随着经济的增长，润滑油的需求量与消耗量也在日益增长。但润滑油在使用过程中不可避免地承受着机械作用与高温条件，其高分子的碳链连续在上述条件下容易断裂，导致润滑油失效；并且使用环境中的废水、金属和其他杂质的污染会导致润滑油的粘度上升，出现乳化，影响润滑油使用效果；因此润滑油在使用一段时间后需要进行更换。以国内润滑油年销售量500万吨计算，每年至少有400万吨的废润滑油产生。更换下来的废润滑油要么直接排放、要么当作燃料油焚烧，使得废润滑油没有得到合理的利用，污染了环境，浪费了资源，同时也增加了企业与社会运行的成本。实际上，废润滑油中的有效成分含量达到90%左右，只要对废润滑油进行再生处理，回收其中的有效成分，则废润滑油又能重新变为油品进行利用。

就废润滑油再生处理工艺而言，常用的技术为酸-白土精制法，在该精制生产过程中，会伴随处理工艺产生大量的二氧化硫废气和大量酸渣，二氧化硫直接排放造成了对大气的污染，而大量酸渣的排放则会造成对土壤的污染。

随着技术的发展，膜分离技术被引入到废润滑油再生工艺中，与传统方法相比，该技术在低温低压下运行、操作简单、能耗低、污染小。现有技术中中国专利CN101240222B公开了一种废润滑油资源再生的方法，其流程包括:先将废润滑油在储油加热池中加热到90℃，然后打入到旋流器中进行初步除杂脱水，在打入真空蒸发器进一步脱水将废润滑油含水量降低至1%以下，最后将经过除杂脱水的废润滑油打入振动式膜过滤装置进行膜分离，实现清油再生和废润滑油浓缩。

需要进一步说明的是尽管在使用膜过滤装置对废油进行分离前已使用物理或机械方法对废油中的杂质进行了脱除，但其中仍存在有一定量的杂质，且这种杂质在进行膜分离时会对滤膜产生影响，其中废油中尺寸与滤膜孔径相近的杂质往往容易堵塞住滤膜孔道，而且废油中尺寸大于滤膜孔径的杂质会在滤膜两侧压差的作用下吸附在滤膜表面上，覆盖住滤膜孔道，从而使滤膜的渗透通量减小，滤膜分离效率降低，因此如何避免或减轻杂质所造成的滤膜通量降低的现象成为膜过滤装置处理废油工艺中的关键点。

上述技术中，采用振动式膜过滤装置进行废润滑油过滤时，高频振动在滤膜表面产生的剪切波使得废油中与滤膜孔径相近的尺寸较小的杂质处于悬浮状态，不能沉积到膜表面上，但在振动作用下大于滤膜孔径的尺寸较大的杂质仍然会沉积到膜表面，长时间使用后沉积在膜表面的杂质会覆盖住滤膜表面的通道，使膜过滤的通量降低，阻碍了膜过滤装置分离作用的发挥。

其次，经脱水后的废润滑油温度已经降低下来，粘度较大，流动性差，这样的废油在流入振动式膜分离器后流速很慢，延长了工艺运行的周期，而且粘稠的废润滑油中油分子紧密聚集在一起，废润滑油通过滤膜时聚集的油分子容易堵塞住滤膜的孔道，另外，由于废润滑油很粘稠，与滤膜孔径相近的尺寸较小的杂质难以悬浮在其中而容易堵塞住滤膜的孔道。

此外，浓缩后的废润滑油中仍然含有大量的油品有效成分没有得到再利用，这样就使得废润滑油没有得到最优化的回收利用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是现有技术中采用振动式膜过滤装置进行废润滑油过滤时，高频振动在滤膜表面产生的剪切波使得废油中与滤膜孔径相近的尺寸较小的杂质处于悬浮状态，不能沉积到膜表面上，但在振动作用下大于滤膜孔径的尺寸较大的杂质仍然会沉积到膜表面，长时间使用后沉积在膜表面的杂质会覆盖住滤膜表面的通道，使膜过滤的通量降低，阻碍了膜过滤装置分离作用的发挥；进而提出一种避免大于滤膜孔径的杂质颗粒沉积在膜表面覆盖住过滤通道的废旧润滑油处理系统。

本发明所要解决的第二个技术问题是现有技术中经脱水后的废润滑油温度已经降低下来，粘度较大，流动性差，这样的废油在流入振动式膜分离器后流速很慢，延长了工艺运行的周期，而且粘稠的废润滑油中油分子紧密聚集、不易分开，废润滑油通过滤膜时聚集的油分子容易堵塞住滤膜的孔道，另外，由于废润滑油很粘稠，与滤膜孔径相近的尺寸较小的杂质难以悬浮在其中而容易堵塞住滤膜的孔道；进而提出一种降低废润滑油的粘度，提高其流动性的废旧润滑油处理系统。

本发明所要解决的第三个技术问题是浓缩后的废润滑油中仍然含有大量的油品有效成分没有得到再利用，使得废润滑油没有得到最优化的回收利用；进而提出一种将浓缩后废润滑油中的油品有效成分进行充分利用的废旧润滑油处理系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种废旧润滑油处理系统，其包括：第一加热器、旋流分离器和固液分离器，所述旋流分离器的油料进口与所述第一加热器的油料出口相连接，所述固液分离器的油料进口与所述旋流分离器的油料出口相连接；还设置有电脱水器，所述电脱水器的油料进口与所述固液分离器的油料出口相连接；所述电脱水器与加热式倾角振动膜分离器相连接，所述加热式倾角振动膜分离器具有浓缩油料出口；所述加热式倾角振动膜分离器内设置有恒温加热部件，所述加热式倾角振动膜分离器内的滤膜与水平方向成大于0°的夹角，所述加热式倾角振动膜分离器的油料进口与所述电脱水器的油料出口相连接。

所述加热式倾角振动膜分离器的浓缩油料出口设置在所述加热式倾角振动膜分离器的下部。

所述加热式倾角振动膜分离器的滤膜与水平方向成90°夹角。

所述加热式倾角振动膜分离器与催化裂化反应器相连接，所述催化裂化反应器的油料进口与所述加热式倾角振动膜分离器的浓缩油料出口相连接。

所述催化裂化反应器与分馏塔相连接，所述分馏塔的油料进口与所述催化裂化反应器的油料出口相连接。

所述旋流分离器通过第二加热器与所述固液分离器相连接，所述第二加热器的油料进口与所述旋流分离器的油料出口相连接，所述第二加热器的油料出口与所述固液分离器的油料进口相连接。

所述加热式倾角振动膜分离器与所述催化裂化反应器之间设置有第三加热器，所述第三加热器的油料进口与所述加热式倾角振动膜分离器的浓缩油料出口相连接，所述第三加热器的油料出口与所述催化裂化反应器的油料进口相连接。

本发明与现有技术方案相比具有以下有益效果：

（1）相比于现有技术中在脱水装置后设置的振动式膜过滤装置，本发明所述的废旧润滑油处理系统在所述电脱水器之后设置有加热式倾角振动膜分离器，所述加热式倾角振动膜分离器内设置有恒温加热部件，所述加热式倾角振动膜分离器的滤膜与水平方向成大于0°的夹角，所述加热式倾角振动膜分离器的油料进口与所述电脱水器的油料出口相连接。废润滑油经电脱水器脱水后，水含量降至3‰以下，且油的温度已经降低下来，粘度增大，之后废润滑油由油料进口输入至加热式倾角振动膜分离器内，由其中的恒温加热部件加热到一定的温度，以降低废油的粘度，保持油料的流动性，接着流动的废油由滤膜进行过滤，过滤后滤膜后侧产生的轻质油由油料出口排出收集，滤膜前侧的重质油由浓缩油料出口排出；废油经加热粘度较低，内部流动性较好，由于滤膜与水平方向呈大于0°的夹角，废油中大于滤膜孔径的尺寸较大的杂质在自身重力的作用下沉积到滤膜表面后，在流动较好的废油中沿倾斜的滤膜表面滑动到加热式倾角振动膜分离器的下部，不会堵塞住膜表面，其余与滤膜孔径相近的尺寸较小的杂质在加热式倾角振动膜分离器的高频振动下悬浮在油料中，亦不会沉积堵塞在膜表面，从而保持了膜表面的通道顺畅，使加热式倾角振动膜分离器在长时间使用后膜通量仍然较高。

（2）本发明所述的废旧润滑油处理系统，所述加热式倾角振动膜分离器的浓缩油料出口设置在所述加热式倾角振动膜分离器的下部。废油中大于滤膜孔径的尺寸较大的杂质在自身重力的作用下沿倾斜膜表面滑动到加热式倾角振动膜分离器的下部后，与浓缩油料、油料中悬浮的杂质一起作为重质油从加热式倾角振动膜分离器下部的浓缩油料出口排出，这样可以防止重质油累积在器体内影响新油品的输入。

（3）本发明所述的废旧润滑油处理系统，所述加热式倾角振动膜分离器的滤膜与水平方向成90°夹角，废油中不能通过滤膜的可沉降杂质可以沿重力方向直接滑动至加热式倾角振动膜分离器的下部，不会沉积在滤膜表面上。

（4）本发明所述的废旧润滑油处理系统，所述加热式倾角振动膜分离器与催化裂化反应器相连接，所述催化裂化反应器的油料进口与所述加热式倾角振动膜分离器的浓缩油料出口相连接。由加热式倾角振动膜分离器的浓缩油料出口排出的重质油经过催化裂化反应器的处理后较长的碳链被打断，重质油被转化成为轻质油、润滑油基础油以及烃类气体分别加以利用，使得这部分重质油中的油品有效成分得到了充分利用，从而使废润滑油得到了最优化地再利用。

（5）本发明所述的废旧润滑油处理系统，所述催化裂化反应器与分馏塔相连接，所述分馏塔的油料进口与所述催化裂化反应器的油料出口相连接。重质油在催化裂化反应器中反应后，产物进入分馏塔进行分馏，分馏得到轻质油、润滑油基础油以及烃类气体，轻质油和润滑油可作为油品重新使用，烃类气体可作为燃料使用。

（6）本发明所述的废旧润滑油处理系统，所述旋流分离器通过第二加热器与所述固液分离器相连接，所述第二加热器的油料进口与所述旋流分离器的油料出口相连接，所述第二加热器的油料出口与所述固液分离器的油料进口相连接。废油经所述第一加热器加热，再经旋流分离器进行初步去除杂质和脱水后，废润滑油中仍含有固体杂质和与油品相结合的乳化水，此时流出旋流分离器的油品温度已经降低下来，同时其粘度增大，固体杂质被粘稠的油品包覆住不易分离，同时油品的乳化状态更稳定，油相包覆的水分子不易聚集沉降，这时如果直接进行进一步的固液分离以及电脱水过程，势必会降低废油脱除固体杂质与乳化水的效果；经第二加热器加热后，废油温度升高，粘度下降，流动性大大增强，将废油输入固液分离器中，使得废油中包覆住的固体杂质被分离出来，之后再将废油送入电脱水器中，由于油温升高后乳化液的乳化状态稳定性降低，原本包覆的水分子更容易释放出来，水分子更容易相互碰撞、聚集、沉降，和油相实现充分的分离，从而提高了电脱水的处理效果。

（7）本发明所述的废旧润滑油处理系统，在所述加热式倾角振动膜分离器与所述催化裂化反应器之间设置有第三加热器，所述第三加热器的油料进口与所述加热式倾角振动膜分离器的浓缩油料出口相连接，所述第三加热器的油料出口与所述催化裂化反应器的油料进口相连接。由于催化裂化反应需要较高的温度，而由浓缩油料出口排出的重质油已经冷却下来，将重质油直接输送到催化裂化反应器内需要加热一段时间才能达到反应要求的温度，这会延长重质油在催化裂化应器中的停留时间，易造成催化剂层焦化碳化等问题。将重质油先经过第三加热器加热到催化裂化反应所需的温度后，再输入到催化裂化反应器进行反应，能够缩短重质油在催化裂化反应器中的停留时间，减少催化剂层焦化碳化问题的发生。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被理解，本发明结合附图和具体实施方式对本发明的内容进行进一步的说明；

图1为本发明所述废旧润滑油处理系统的示意图；

图2为本发明所述废旧润滑油处理系统中所述加热式倾角振动膜分离器的结构示意图；

其中附图标记为：1-第一加热器，2-旋流分离器，3-第二加热器，4-固液分离器，5-电脱水器，6-加热式倾角振动膜分离器，7-第三加热器，8-催化裂化反应器，9-分馏塔，10-轻质油，11-重质油，12-滤膜，13-油料进口，14-恒温加热部件，15-浓缩油料出口，16-油料出口。

具体实施方式

本发明所述的废旧润滑油处理系统如图1所示，其包括：第一加热器1、旋流分离器2和固液分离器4，所述旋流分离器2的油料进口与所述第一加热器1的油料出口相连接，所述旋流分离器2的油料出口与所述固液分离器4的油料进口相连接；电脱水器5，所述电脱水器5的油料进口与所述固液分离器4的油料出口相连接，所述固液分离器4选择为离心分离机；在所述电脱水器5之后设置有加热式倾角振动膜分离器6，所述加热式倾角振动膜分离器6具有浓缩油料出口15；所述加热式倾角振动膜分离器6内设置有恒温加热部件14，所述加热式倾角振动膜分离器6的滤膜12与水平方向成大于0°的夹角，所述加热式倾角振动膜分离器6的油料进口13与所述电脱水器5的油料出口相连接。

上述废旧润滑油处理系统在运行时，首先将废润滑油加入到第一加热器1中，对废油进行加热，从而使废油的粘度降低且具有良好的流动性；之后经旋流分离器2对废油进行分离，以初步去除废油中的固体杂质和水，使废油中的水含量降至5%以下，但此时废润滑油中仍含有固体杂质，然后用固液分离器4对废润滑油进行进一步的除杂过程，以去除废润滑油中的固体杂质；经除杂后的废润滑油输送到电脱水器5中进行深度脱水，以除去废油中所含的乳化水，将废油中的含水量降低至3‰以下；脱水后的废油直接输送到加热式倾角振动膜分离器6中，由其中的恒温加热部件14进行加热，以降低废油的粘度且增加废油的流动性，接着通过滤膜12进行分离，滤膜12后侧的轻质油10由油料出口16排出进行收集可用于使用，废油中尺寸大于滤膜12孔径的可沉淀杂质沿着倾斜的滤膜12表面滑动至加热式倾角振动膜分离器6的下部，与靠高频振动得以悬浮在油相中的尺寸与滤膜12孔径相近的杂质，以及过滤剩余的浓缩废油一起作为重质油11由浓缩油料出口15排出，既为废润滑油的持续进入提供了空间，又防止了杂质对滤膜12表面孔道的堵塞。

进一步地，本发明所述的废旧润滑油处理系统为了方便重质油11的及时排出，将所述加热式倾角振动膜分离器6的浓缩油料出口15设置在所述加热式倾角振动膜分离器6的下部；优选地，所述加热式倾角振动膜分离器6的滤膜12与水平方向成90°夹角。

在上述实施例中，加热式倾角振动膜分离器6的结构如图2所示，该装置是发明人在现有技术中的振动膜分离器的结构基础上，在其内部进一步加入了恒温加热部件14，并且将膜的设置角度进行改变；其中，油料进口13位于加热式倾角振动膜分离器6的上部，油料出口16位于加热式倾角振动膜分离器6的下部，可以控制启闭的浓缩油料出口15位于加热式倾角振动膜分离器6的底部；在加热式倾角振动膜分离器6内，箭头所示为废润滑油经滤膜12的流动方向，以滤膜12为界，所述滤膜12的左侧为滤膜12的前部，所述滤膜12的右侧为滤膜12的后部，恒温加热部件14安装在滤膜12前部的所述加热式倾角振动膜分离器6的内侧壁上，所述滤膜12与水平方向垂直。由于振动膜分离器已经为现有技术中公知的设备，所以现有振动膜分离器的已有内部结构及其连接关系在此不做赘述。

在上述基础上，作为可变换的实施方式，本发明所述的废旧润滑油处理系统，为了更充分的回收利用重质油11中的油品有效成分，还在所述加热式倾角振动膜分离器6之后设置有催化裂化反应器8，所述催化裂化反应器8的油料进口与所述加热式倾角振动膜分离器6的浓缩油料出口15相连接。

在此基础上，为了分离重质油11催化裂化后的产物，以方便分别加以利用，还在所述催化裂化反应器8之后设置有分馏塔9，所述分馏塔9的油料进口与所述催化裂化反应器8的油料出口相连接。

作为可变换的实施方式，本发明所述的废旧润滑油处理系统，为了降低废润滑油的粘度，增加废润滑油的流动性，还在所述旋流分离器2与所述固液分离器4之间设置有第二加热器3，所述第二加热器3的油料进口与所述旋流分离器2的油料出口相连接，所述第二加热器3的油料出口与所述固液分离器4的油料进口相连接。

在上述基础上，还在所述加热式倾角振动膜分离器6与所述催化裂化反应器8之间设置有第三加热器7，为催化裂化反应提供热量，所述第三加热器7的油料进口与所述加热式倾角振动膜分离器6的浓缩油料出口15相连接，所述第三加热器7的油料出口与所述催化裂化反应器8的油料进口相连接。

上述废旧润滑油处理系统在运行时，首先将废润滑油加入到第一加热器1中，对废油进行加热，从而使废油的粘度降低且具有良好的流动性；之后经旋流分离器2对废油进行分离，以初步去除废油中的杂质和水，使废油中的水含量降至5%以下；经脱水除杂后的废润滑油温度已经降低，废油的粘度及乳化状态的稳定性都增大，经第二加热器3加热后废油的粘度降低，流动性良好，之后将其输入固液分离器4中进一步去除废润滑油中固体杂质，再将废润滑油送入电脱水器5中进行深度脱水，以除去废油中所含的剩余游离水及乳化水，将废油中的含水量降低至3‰以下；脱水后的废油直接输送到加热式倾角振动膜分离器6中，由其中的恒温加热部件14进行加热，以降低废油的粘度且增加废油的流动性，接着通过滤膜12进行分离，滤膜12后侧的轻质油10由油料出口16排出进行收集可用于使用，废油中尺寸大于滤膜12孔径的可沉淀杂质沿着倾斜的滤膜12表面滑动至加热式倾角振动膜分离器6的下部，与靠高频振动得以悬浮在油相中的尺寸与滤膜12孔径相近的杂质，以及过滤剩余的浓缩废油一起作为重质油11由浓缩油料出口15排出，既为废润滑油的持续进入提供了空间，又防止了杂质对滤膜12表面孔道的堵塞；排出的重质油11温度已经降低下来，且粘度较大，经第三加热器7将重质油11加热到催化裂化的反应温度，既为催化裂化反应提供了热量，又增加了重质油11的流动性，缩短了废润滑油在系统中的运行时间；之后将加热后的重质油11送入催化裂化反应器8进行反应；将催化裂化的反应产物送入分馏塔9进行分馏，得到轻质油、润滑油基础油以及烃类气体，轻质油和润滑油基础油可作为油品分别使用，烃类气体可作为加热器的燃料循环使用。

虽然本发明已经通过上述具体实施例对其进行了详细的阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。

Claims (7)

1.一种废旧润滑油处理系统，其包括：

第一加热器(1)；

旋流分离器(2)，所述旋流分离器(2)的油料进口与所述第一加热器(1)的油料出口相连接；

固液分离器(4)，所述固液分离器(4)的油料进口与所述旋流分离器(2)的油料出口相连接；

其特征在于，

还设置有电脱水器(5)，所述电脱水器(5)的油料进口与所述固液分离器(4)的油料出口相连接；

所述电脱水器(5)与加热式倾角振动膜分离器(6)相连接，所述加热式倾角振动膜分离器(6)具有浓缩油料出口(15)；

在所述加热式倾角振动膜分离器(6)内设置有恒温加热部件(14)，所述加热式倾角振动膜分离器(6)内的滤膜(12)与水平方向成大于0°的夹角，所述加热式倾角振动膜分离器(6)的油料进口(12)与所述电脱水器(5)的油料出口相连接。

2.根据权利要求1所述的废旧润滑油处理系统，其特征在于，所述加热式倾角振动膜分离器(6)的浓缩油料出口(15)设置在所述加热式倾角振动膜分离器(6)的下部。

3.根据权利要求1或2所述的废旧润滑油处理系统，其特征在于，所述加热式倾角振动膜分离器(6)的滤膜(12)与水平方向成90°夹角。

4.根据权利要求1-3任一所述的废旧润滑油处理系统，其特征在于，所述加热式倾角振动膜分离器(6)与催化裂化反应器(8)相连接，所述催化裂化反应器(8)的油料进口与所述加热式倾角振动膜分离器(6)的浓缩油料出口(15)相连接。

5.根据权利要求1-4任一所述的废旧润滑油处理系统，其特征在于，所述催化裂化反应器(8)与分馏塔(9)相连接，所述分馏塔(9)的油料进口与所述催化裂化反应器(8)的油料出口相连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的废旧润滑油处理系统，其特征在于，所述旋流分离器(2)通过第二加热器(3)与所述固液分离器(4)相连接，所述第二加热器(3)的油料进口与所述旋流分离器(2)的油料出口相连接，所述第二加热器(3)的油料出口与所述固液分离器(4)的油料进口相连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的废旧润滑油处理系统，其特征在于，所述加热式倾角振动膜分离器(6)与所述催化裂化反应器(8)之间设置有第三加热器(7)，所述第三加热器(7)的油料进口与所述加热式倾角振动膜分离器(6)的浓缩油料出口(15)相连接，所述第三加热器(7)的油料出口与所述催化裂化反应器(8)的油料进口相连接。

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