CN103351939B - 一种废润滑油的精制再生方法及其再生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废润滑油精制再生方法及其再生装置。该方法包括如下步骤：（1）用萃取剂a对废润滑油进行萃取；萃取完成后进行沉降分离，上层为提余相，下层为提取相；所述萃取剂a为强氧化剂；（2）用萃取剂b对提余相进行萃取；萃取完成后进行沉降分离；萃取剂b为强碱性化合物的水溶液；（3）混合精制润滑油基础油进行减压分馏，得到减线抽出油；（4）提取相和萃取残水经中和反应后得到中性萃取残油；中性萃取残油经依次进行催化裂解反应和非临氢催化重整反应，最后经分馏得到柴油。本发明的精制再生方法采用物化萃取-吸附脱色-减蒸联合工艺将废润滑油再生为基本达标的润滑油基础油；同时采用催化裂解-非临氢催化重整-蒸馏联合工艺将劣质废机油和物化萃取过程中产生的很难处理的强酸性废油渣转化为高质燃油。

Description

一种废润滑油的精制再生方法及其再生装置

技术领域

本发明涉及一种废润滑油的精制再生方法及其再生装置。

背景技术

各种发动机使用过的发动机废润滑油，和各种使用过的工业废润滑油，如何最有效的处理和利用它们，防止处理不当就返回机器使用而损害机器，或者随意处理后流散环境各处造成污染，或者处理时又产生新的污染，这些方面一直是一个较大的资源再生利用和循环经济领域，及社会环保问题。

废润滑油再生精制主要需要解决两方面的问题：一是如何采用既先进可行又经济实惠的再生精制工艺；二是如何无污染有效经济地处理再生精制过程所产生的残渣废渣，而不会产生二次污染。

直到目前，废润滑油再生精制主要有两条工艺路线：

（1）中高压加氢精制工艺，这当然是一条很有效技术先进的再生精制工艺。其最大的优点是产品质量好（但光安定性除外，较差，需补充精制），生产过程稳定，产品收率高，可达90%以上；其缺点是处理量必须要大，一般最小要30万吨/年以上是经济有效的精制再生工艺。而且必需要有氢气，或建立制氢装置，投资大费用高；

（2）化学萃取精制再生工艺，这是一种很有效适用于各种大小规模均可适用的废润滑油精制再生过程。化学萃取精制工艺主要解决两方面问题，首先，是如何采用先进而有效经济的萃取工艺；其次，是如何有效地无污染地处理萃取过程所产生的废渣废油。如果不能有效而且无污染地处理萃取废物，再好的萃取工艺也无法实现工业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种废润滑油的精制再生方法及其再生装置，本发明解决了萃取废渣的环境污染问题，而且将萃取废渣油转化为高质燃油，达到了“变废为宝”的技术效果。

本发明提供的一种废润滑油精制再生方法，包括如下步骤：

（1）用萃取剂a对废润滑油进行萃取；所述萃取完成后进行沉降分离，上层为提余相，下层为提取相；

所述萃取剂a为强氧化剂；

（2）用萃取剂b对所述提余相进行萃取；所述萃取完成后进行沉降分离，上层为混合精制润滑油基础油，下层为萃取残水；

所述萃取剂b为强碱性化合物的水溶液；

（3）所述混合精制润滑油基础油进行减压分馏，得到减线抽出油；所述减线抽出油经汽提得到润滑油基础油；

（4）所述提取相和所述萃取残水经中和反应后得到中性萃取残油；

所述中性萃取残油经依次进行催化裂解反应和非临氢催化重整反应，最后经分馏得到柴油。

上述的精制再生方法中，所述萃取剂a可为浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸或双氧水；

所述萃取剂a的加入量为所述废润滑油的质量的2%～5%，如3%。

上述的精制再生方法中，步骤（1）和步骤（2）中，所述萃取的时间可为2～4小时，如2小时或3小时。

上述的精制再生方法中，所述萃取剂b中，所述强碱性化合物的质量浓度为2%～50%，如10%；

所述强碱性化合物可为碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物或强碱弱酸盐，如氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙或碳酸钠。

上述的精制再生方法中，步骤（3）中，所述减压分馏的压力为650～750mmHg；

所述减线抽出油可为减一线抽出油和减二线抽出油；

所述减一线抽出油的抽出温度可为280～350℃，如320℃，所述减二线抽出油的抽出温度可为320～380℃，如350℃。

上述的精制再生方法中，步骤（4）中，所述催化裂解反应的裂解催化剂可为分子筛、硅酸铝、氧化铝、氧化钙和酸性白土中至少三种，如由等质量的Y型分子筛、氧化铝和酸性白土组成；

所述裂解催化剂的加入量可为所述中性萃取残油的质量的0.1%～1.0%，如0.5%。

上述的精制再生方法中，步骤（4）中，所述催化裂解反应的温度可为360～400℃，压力可为-50～1005KPa。

上述的精制再生方法中，步骤（4）中，所述非临氢催化重整反应的非临氢重整催化剂可为高铝Y型分子筛，其铝硅比为3～5；

所述非临氢催化重整反应的温度可为300～400℃，压力可为-50～100KPa，反应空速可为0.2～0.8h^-1。

上述的精制再生方法中，步骤（4）中，所述柴油的抽出温度可为280～350℃。

上述的精制再生方法中，步骤（4）中，所述方法还包括经所述分馏得到减粘重油（恩氏粘度不大于6°E的裂化重油）的步骤；

所述减粘重油的抽出温度可为360～420℃，如380℃。

本发明还提供了实现所述再生方法的废润滑油再生装置，它包括：

一级萃取反应釜，所述一级萃取反应釜的底部连通一级沉降分离罐顶部，所述一级沉降分离罐侧壁设置有上出口和下出口，其中上出口通过管路连通二级萃取反应釜，下出口连通中和反应釜；

所述二级萃取反应釜的底部连通二级沉降分离罐顶部，所述二级沉降分离罐侧壁设置有上出口和下出口，其中上出口连通蒸馏釜，下出口连通所述中和反应釜；

所述蒸馏釜的下部设置有减重燃油抽出管，所述蒸馏釜的底部设置有加热炉，所述蒸馏釜顶部连通减压分馏塔，所述减压分馏塔的顶部设置有减压拨头油气抽出管，所述减压拨头油气抽出管通过抽真空系统连通所述加热炉燃气加热；

所述减压分馏塔侧壁设置有上出口和下出口，其中上出口连通上汽提塔，下出口连通下汽提塔；所述上、下汽提塔顶部分别通过管路连回所述减压分馏塔，所述上汽提塔的下部设置有轻质润滑油抽出管，所述下汽提塔底部设置有中质润滑油抽出管；

所述中和反应釜侧壁设置有上层油管和下层水管，其中下层水管通过高效隔油池连通排水管，所述高效隔油池顶部设置有出油管与所述中和反应釜的上层油管汇合后，连通催化裂解器；

所述催化裂解器的底部设置有裂解加热炉，所述抽真空系统连通所述裂解加热炉燃气加热，所述催化裂解器的顶部连通催化重整器，所述催化重整器的顶部连通分馏塔，所述分馏塔的顶部连通燃油气管，所述燃油气管通过燃油气抽真空系统收取高质混合燃油气，所述分馏塔的中部设置有柴油抽取管，所述分馏塔的下部设置有减粘重油抽取管。

本发明提供的精制再生方法采用物化萃取-吸附脱色-减蒸联合工艺将废润滑油再生为基本达标的润滑油基础油；同时采用催化裂解-非临氢催化重整-蒸馏联合工艺将劣质废机油和物化萃取过程中产生的很难处理的强酸性废油渣转化为高质燃油。本发明的方法由萃取和催化两个工艺组成，解决了萃取废渣的环境污染问题，而且将萃取废渣油转化为高质燃油，真正做到了变废为宝，且本发明的方法安全可靠。本发明由于将混合油采用裂解-重整-分馏三器塔式重叠式排列进入分馏，因此节省了两道冷却-加热的繁杂过程，即裂解高温油气的冷却-储存-再加热，大大地节省了设备、能源、时间和操作费用。本发明由于采用两级萃取，两级沉淀分离，因此使再生的润滑油基础油质量好，生产过程稳定，产品收率高，萃取可以达90%以上。本发明可以广泛用于各种大小规模油料再生过程之中。

附图说明

图1为本发明的使用过程中的工艺流程图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、废润滑油再生装置

如图1所示，本发明装置包括一级萃取反应釜1，一级萃取反应釜1的底部连通一级沉降分离罐2顶部，一级沉降分离罐2侧壁设置有上出口和下出口，其中上出口通过管路21连通二级萃取反应釜3，下出口连通中和反应釜4。

二级萃取反应釜3的底部连通二级沉降分离罐5顶部，二级沉降分离罐5侧壁设置有上出口和下出口，其中上出口连通蒸馏釜6，下出口连通中和反应釜4。

蒸馏釜6的下部设置有减重燃油抽出管61，蒸馏釜6的底部设置有加热炉7，蒸馏釜6的顶部连通减压分馏塔8，减压分馏塔8的顶部设置有减压拨头油气抽出管81，减压拨头油气抽出管81通过抽真空系统9，抽真空系统9通过管路91连通蒸馏加热炉7以供燃气加热。

减压分馏塔8侧壁设置有上出口和下出口，其中上出口通过管路82连通上汽提塔10，下出口通过管路83连通下汽提塔11；上、下汽提塔10、11的顶部分别通过管路101、111连回所述减压分馏塔8，上汽提塔10的下部设置有轻质润滑油抽出管102，形成减一线馏出。下汽提塔11底部设置有中质润滑油抽出管112，即形成减二线馏出。

中和反应釜4侧壁设置有上层油管41和下层水管42，下层水管42通过高效隔油池12连通排水管121，高效隔油池12顶部设置有出油管122与中和反应釜4的上层油管41汇合后，通过管路13连通催化裂解器14。

催化裂解器14的底部设置有裂解加热炉15，管路91连通加热炉15，催化裂解器14的顶部连通一催化重整器16，催化重整器16的顶部连通分馏塔17，分馏塔17的顶部连通燃油气管171，燃油气管171通过抽真空系统18收取燃油气，分馏塔17的中部设置有一柴油抽取管172，分馏塔17的下部设置有减粘重油抽取管173。

实施例2、废润滑油的再生

按照图1所示的流程图对废润滑油进行精制再生。

本实施例所使用的废润滑油的理化指标如表1中所示。

表1废润滑油理化性质

项目	指标	备注
			粘度，mm2/s，100℃	10～50	汽油机柴油机润滑油废油

粘度，mm2/s，40℃	10～100	工业用废润滑油
			酸值，mmKOH/g	2以上
凝点，℃	0℃以上

1、a萃取过程

将预先加热脱水后的废润滑油，100份重（100%）首先投入一级萃取反应釜1中，在剧烈搅拌下（rpm21～35），将萃取剂a（3%）连续不断地加入一级萃取反应釜1中，该过程中所使用的萃取剂a为浓磷酸。

在搅拌下萃取剂a加入过程中，萃取反应过程就迅速地进行，且在常温常压下进行。萃取剂a加完后，再反应2小时即可完成该萃取反应过程；然后放入一级沉降分离罐2中，进行沉降分离。上层为提余相，即为粗再生油，即混合精制润滑油基础油，送去进行b萃取过程。下层为提取相，即为强酸性的萃取残油，即酸渣。送去进行中和及催化处理。

现有的废润滑油再生工艺过程因为解决不了酸渣的处理问题而无法工业化，而本发明中的a萃取过程的精制润滑油基础油收率高达95%以上。

2、b萃取过程

将步骤1中得到的a萃取的提余相即粗再生润滑油送入二级萃取反应釜3中，搅拌下再加入粗再生油量的10%的萃取剂b，该萃取剂b为氢氧化钠的水溶液，其质量浓度为10%。

萃取剂b一次性打入搅拌下的二级萃取反应釜3中，二级萃取反应釜3进行的是中和反应，其速度很快，且在常温常压下进行，反应3小时即完成。然后放入二级沉降分离罐5中，进行沉降分离。上层为油相即精制混合油，即混合精制润滑油基础油，送去进行减压分馏。下层为水相，即为强碱性萃取残水，送去中和反应釜4，与提取相（强酸性萃取残油）进行中和反应，使两相成为中性混合物，从而得到上层中性萃取残油，送去进行催化处理。

而从中和反应釜4下层放出的为中性含油废水，送去装置的高效油水分离系统处理。分离出的回收油送去进行催化处理，转化为高质燃油。而分油后的无害中性水，含油量不大于3ppm，又送去装置烟尘脱黑系统使用。装置将无废水排放。

3、减压分馏过程

废润滑油经过步骤1和步骤2的两步萃取后，获得的混合精制润滑油基础油，进行减压分馏。

具体分馏过程如下：

首先，将混合精制润滑油泵入蒸馏釜6中，接着加热炉7点火启动，同时启动抽真空系统9，令蒸馏釜6内油温维持在380～400℃；然后，令塔顶真空度维持在650～750mmHg，则塔顶减压拔头油气被抽入真空系统9后回收作为燃气收集后，送入加热炉作为燃气使用；接着减一线和减二线分别馏出，减一线抽出温度控制在280～350℃之间，一般为320℃，减二线抽出温度控制在320～380℃，一般为350℃。然后分别进入上、下汽提塔。减一线经过上汽提塔汽提10，从塔底抽出合格的轻质润滑油基础油（理化性质如表2中所示）。减二线经过下汽提塔汽提11，从塔底抽出合格的中质润滑油基础油。从蒸馏釜6底部将抽出减压重油，即减重燃油，抽出温度控制在360～420℃，一般为380℃，可作为燃料油出售或作为本装置炉子燃油使用。

表2轻质润滑油基础油化验结果

表3中质润滑油基础油化验结果

4、萃取废渣催化处理过程及其产品分馏

废润滑油经过步骤1、步骤2的萃取后所排出的废渣，经过中和反应釜4中和后产生的中性萃取残油，送入催化处理系统进行催化处理，将其转化为高质燃油，彻底解决了化学萃取法精制过程中产生的强酸性和强碱性废渣的污染难题。如图1所示，实现该部分功能的装置为：自下而上设有：加热炉15、催化裂解器14、非临氢催化重整反应器16、分馏塔及与分馏塔顶接续的抽真空系统，这种裂解-重整-分馏三器塔式重叠式排列，其特点是节省了两道冷却-加热的繁杂过程，即裂解高温油气的冷却-储存-在加热，然后进入重整反应器反应，及重整高温油气的冷却-储存-在加热，然后进入分馏塔分馏，大大地节省了设备、能源、时间和操作费用。

具体过程步骤如下：

（1）加料升温抽真空：将从中和反应釜放出的中性萃取残油打入催化反应器内，同时加入总进料油的0.5%（m/m）的羰离子型裂解催化剂，即由等质量Y型分子筛、氧化铝和酸性白土组成的复合催化剂，接着点炉升温，同时启动抽真空系统；

（2）加热使裂解反应器内反应温度维持在360～400℃之间，压力控制在-50～1005KPa，最好控制在微负压（-15±5KPa）条件下，在裂解催化剂作用下迅速进行裂解反应；

（3）催化裂解反应完成后，相继地立即进行非临氢催化重整反应：令产生大量的高温裂解油气，直接上升至非临氢催化重整反应器中，通过预先堆放好的非临氢重整催化剂床层，在非临氢重整催化剂高铝Y型分子筛（铝硅比为4）作用下油气分子重排重整反应迅速进行，该反应条件为：反应温度为300～400℃之间，最佳控制在360℃，反应压力为；-50～+100KPa，最好微负压（-15±5KPa），反应空速为0.2～0.8h^-1，最佳控制在0.4～0.5h^-1。

（4）接着，产品分馏：经过重整反应后的高温油气直接上升至分馏塔17内，进行产品分馏。塔顶抽出汽油馏分及裂解气，抽出温度控制在90～120℃，最佳控制在110℃；或者汽油和柴油混合油气，抽出温度控制在280～350℃，最佳控制在320℃，去冷凝冷却；塔中部抽出侧一线，即柴油（如果塔顶出汽柴油混合油的话，则不出柴油侧线，其理化性质如表4中所示），一线抽出温度控制在280～380℃，一般320℃。塔底则抽出减粘重油，抽出温度控制在360～420℃，一般380℃。

表4柴油的理化性质

Claims (4)

1.一种废润滑油精制再生方法，包括如下步骤：

（1）用萃取剂a对废润滑油进行萃取；所述萃取完成后进行沉降分离，上层为提余相，下层为提取相；

所述萃取剂a为强氧化剂；

（2）用萃取剂b对所述提余相进行萃取；所述萃取完成后进行沉降分离，上层为混合精制润滑油基础油，下层为萃取残水；

所述萃取剂b为强碱性化合物的水溶液；

所述萃取剂b中，所述强碱性化合物的质量浓度为2%~50%；

所述强碱性化合物为碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物或强碱弱酸盐；

（3）所述混合精制润滑油基础油进行减压分馏，得到减线抽出油；所述减线抽出油经汽提得到润滑油基础油；

所述减压分馏的压力为650～750mmHg；

所述减线抽出油为减一线抽出油和减二线抽出油；

所述减一线抽出油的抽出温度为280～350℃，所述减二线抽出油的抽出温度为320～380℃；

（4）所述提取相和所述萃取残水经中和反应后得到中性萃取残油；

所述中性萃取残油经依次进行催化裂解反应和非临氢催化重整反应，最后经分馏得到柴油；

所述催化裂解反应的裂解催化剂为分子筛、硅酸铝、氧化铝、氧化钙和酸性白土中至少三种；

所述裂解催化剂的加入量为所述中性萃取残油的质量的0.1%~1.0%；

所述催化裂解反应的温度为360～400℃，压力为-50～1005KPa；

所述非临氢催化重整反应的非临氢重整催化剂为高铝Y型分子筛，其铝硅比为3~5；

所述非临氢催化重整反应的温度为300～400℃，压力为-50～100 KPa，反应空速为0.2～0.8 h^-1；

所述柴油的抽出温度为280～350℃；

所述方法还包括经所述分馏得到减粘重油的步骤；

所述减粘重油的抽出温度为360～420℃。

2.根据权利要求1所述的再生方法，其特征在于：所述萃取剂a为浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸或双氧水；

所述萃取剂a的加入量为所述废润滑油的质量的2%~5%。

3.根据权利要求1或2所述的再生方法，其特征在于：步骤（1）和步骤（2）中，所述萃取的时间为2~4小时。

4.实现如权利要求1-3中任一项所述再生方法的废润滑油再生装置，其特征在于，它包括：

一级萃取反应釜，所述一级萃取反应釜的底部连通一级沉降分离罐顶部，所述一级沉降分离罐侧壁设置有上出口和下出口，其中上出口通过管路连通二级萃取反应釜，下出口连通中和反应釜；

所述二级萃取反应釜的底部连通二级沉降分离罐顶部，所述二级沉降分离罐侧壁设置有上出口和下出口，其中上出口连通蒸馏釜，下出口连通所述中和反应釜；

所述蒸馏釜的下部设置有减重燃油抽出管，所述蒸馏釜的底部设置有加热炉，所述蒸馏釜顶部连通减压分馏塔，所述减压分馏塔的顶部设置有减压拨头油气抽出管，所述减压拨头油气抽出管通过抽真空系统连通所述加热炉燃气加热；

所述减压分馏塔侧壁设置有上出口和下出口，其中上出口连通上汽提塔，下出口连通下汽提塔；所述上、下汽提塔顶部分别通过管路连回所述减压分馏塔，所述上汽提塔的下部设置有轻质润滑油抽出管，所述下汽提塔底部设置有中质润滑油抽出管； 

所述中和反应釜侧壁设置有上层油管和下层水管，其中下层水管通过高效隔油池连通排水管，所述高效隔油池顶部设置有出油管与所述中和反应釜的上层油管汇合后，连通催化裂解器；

所述催化裂解器的底部设置有裂解加热炉，所述抽真空系统连通所述裂解加热炉燃气加热，所述催化裂解器的顶部连通催化重整器，所述催化重整器的顶部连通分馏塔，所述分馏塔的顶部连通燃油气管，所述燃油气管通过燃油气抽真空系统收取高质混合燃油气，所述分馏塔的中部设置有柴油抽取管，所述分馏塔的下部设置有减粘重油抽取管。