CN107573965B - 废矿物油处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移机构技术领域，尤其是废矿物油处理工艺，包括如下处理步骤：步骤一，除杂；步骤二，沉降；步骤三，取上层废油；步骤四，压滤；步骤五，闪蒸；步骤六，膜过滤；步骤七，浓液循环处理。本方案不仅能够保证后端油品的品质，而且能够延长膜的使用寿命。

Description

废矿物油处理工艺

技术领域

本发明涉及废矿物油技术领域，具体涉及废矿物油处理工艺。

背景技术

废矿物油是一种极其稳定的悬浮乳状液体系，含有大量乳化原油和固体悬浮物，主要来源于两个过程：一是来源于原油开采过程，原油开采过程中产生的含油废物主要来源于地面处理系统，采油污水处理过程中产生的含油废物，这类废矿物油一般具有含油量高、粘度大、颗粒细、脱水难等特点。二是来源于油品储罐清理过程，油品储罐在储存油品时，油品中的少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡、沥青等重油性组分沉积在油罐底部，成又黑又稠的胶状物质层，罐底含油废物特点是碳氢化合物含量极高；由于此类物质降解速度慢，而且还具有大量有毒有害物质，随意处置会对大气、水源、土壤造成污染，破坏生态环境，严重威胁人体健康安全；我国作为一个石油资源紧缺的国家，开展废矿物油的再生资源回收，既可以保护环境又可以创造巨大的经济与社会效益。

国内外废矿物油回收处理的产品有两个方向：一是轻质化，即催化裂化变成汽油、柴油；另一种是再生，即恢复其原来的使用状态。

其中，膜分离技术常常被用于废矿物油的回收处理中，主要是因为膜分离技术是一项新型高效、精密分离技术，它是材料科学与介质分离技术的交叉结合，具有高效分离、设备简单、节能、常温操作、无污染等特点；能使废油一次性变成清亮油，可直接用于农机，还可适当调配，用于各类润滑系统。

专利申请号为200710037577.X的发明专利公开了一种废矿物油的回收处理工艺，其创新点在于，废矿物油在进入振动膜之前经过强磁场处理，并包括如下工艺步骤：（1）将废矿物油进行沉降、真空脱水、和过滤；（2）将过滤的废矿物油经过特殊的高强磁场管道，以增加废油的流动性及收集废油中的磨耗铁粉；（3）将经过过滤和特殊高强磁场的废矿物油压入高频振动膜处理而得到可以直接应用的矿物油。上述工艺步骤中，真空脱水最好含水率达到1％以下；过滤网最好为20～100目；强磁管道最好安装在振动膜之前；管道内磁场强度最好为2000～20000奥斯特。

上述专利还存在以下技术问题

1、基于现有技术中废矿物油来源广泛，一般是对多种来源的废矿物油进行集中处理；例如对机车用润滑油、传动设备用润滑油、工业液压油一类的废机油进行收集，然后集中处理；处理难度大，处理过程中膜易堵塞易损坏；2、废矿物油前期采用沉降进行除渣处理时，由于未进行搅拌，无法使得沉降更加快速和均匀，不能够保证后端产品的品质；2、废矿物油沉降除渣后经过特殊的高强磁场管道，然后采用高频振动膜处理，膜更换频繁，无法延长膜的使用寿命；主要原因在于，废矿物油在前期仅仅是通过沉降除渣，然后通过高强磁场管道增强其流动性，但是其中的轻油、水分和不凝气体等需要经过振动膜过滤，增大了膜工作，因此导致了膜的寿命缩短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废矿物油处理工艺，不仅能够保证后端油品的品质，而且能够延长膜的使用寿命。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

废矿物油处理工艺，包括如下处理步骤：

步骤一，除杂：滤除废矿物油中颗粒度大的固体杂质；

步骤二，沉降：向步骤一中的废矿物油中加入液碱中和至中性；搅拌状态下通入蒸汽加热升温达55～65℃；停止搅拌，继续升温至70℃，并维持在70～75℃的温度范围内，然后进行沉降，形成上层废油、中层液和底层渣；

步骤三，取上层废油：将步骤二中沉降后的废矿物油的上层废油取出；

步骤四，压滤：将步骤三中的上层废油通过压滤机滤除细颗粒杂质；

步骤五，闪蒸：采用闪蒸釜进行闪蒸，对闪蒸釜抽真空，且真空度在30～60Pa；然后将步骤四中经过压滤后的上层废油放入闪蒸釜，闪蒸温度控制在130～140℃；上层废油中的轻油、水分和不凝气体一起蒸出，闪蒸釜内剩下的部分则为重组分中间油；

步骤六，膜过滤：将步骤五中的重组分中间油降温后放入膜过滤设备中进行过滤，形成清液和浓液；

步骤七，浓液循环处理：将步骤六中的浓液和清液分别进行收集；将收集的浓液通入步骤六中的膜过滤设备中再次过滤，过滤得到的清液进行储存，过滤得到的浓液再次循环通入膜过滤设备中进行过滤，多次循环，对浓液进行循环处理。

本方案产生的有益效果是：

1、废矿物油在沉降处理前，先将其中颗粒度较大的固体杂质去除，能够对废矿物油进行初步过滤；然后再对其进行沉降处理，且沉降处理前先对废矿物油进行搅拌下通入蒸汽加热升温达55～65℃，能够使得废矿物油快速被搅散并混合均匀，也保证了后续在沉降的时候，油快速的浮到上层。另外，在停止搅拌后继续升温至70℃，并维持在70～75℃的温度范围内，增强了废矿物油的流动性，进而保证了整个系统流动性好，不易堵塞。

2、沉降和压滤均是对废矿物油的除渣过程；沉降过程中，废矿物油会分为三层，上层废油、中层液体和下层渣；将上层废油取出后再通过压滤机滤除细颗粒杂质；经过两次去杂，进而保证后端油品的品质。

3、闪蒸的作用主要是为了去除上层废油内的轻油、水分和不凝气体，进一步保证了后端油品的品质，使得最后回收的清液的纯度更高。

4、由于废矿物油来源广泛，处理过滤较难，人们通常都是采用的振动膜过滤设备进行过滤。本方案能够对多种来源的废矿物油进行集中处理；例如对机车用润滑油、传动设备用润滑油、工业液压油一类的废机油进行收集，然后集中处理；处理时，废矿物油前期经过了除杂、沉降、压滤、闪蒸等一系列处理，最后通过膜过滤的重组分中间油中的杂质非常少，且不含轻油、水分和不凝气体等物质，不需要振动膜就能够将废矿物油进行很好的处理，得到纯度较高的清液；因此，减少了膜的工作量，增加了膜的使用寿命。

5、膜过滤后得到的清液即是我们最终的产品，而浓液则是被膜过滤挡住的粘稠的液体；为了对浓液进行进一步的处理，保证对废矿物油回收处理的最大化；本方案增加了浓液循环处理步骤，能够对膜过滤后得到的浓液放入步骤六中的膜过滤设备中进行过滤，将得到的清液收集后，将浓液再次通过膜过滤设备过滤，如此多次循环，保证了对浓液最大限度的处理回收。

6、本方案结合除杂、沉降、压滤、闪蒸、膜过滤和浓液循环处理等一系列过程，能够将上层废油内的杂质、水分、汽油、柴油全部去除，保证得到纯度较高的清液。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，步骤二中沉降时间为24h以上。进一步保证废矿物油完全沉降分层。

优选方案二：作为对基础方案的进一步优化，步骤五中的轻油、水分和不凝气体一起蒸出后通过冷凝器冷凝，液化的轻油和水分先进入废水暂存罐，再进入油水分离器分离，分离出的油进入轻油储罐存放。进一步保证对轻油的收集储存。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，对不凝气体进行收集，通过浓度为6～10%液碱对收集的不凝气体进行喷淋后，再通过活性炭吸收处理。

对不凝气体进行液碱喷淋和活性炭吸收处理，主要是将不凝气体内的有害物质去除，使得氮氧化物等被吸收，保证后徐排放的气体不会污染环境。

优选方案四：作为对基础方案的进一步优化，步骤五中闪蒸使用的蒸汽压力P为0.8≤P≤1.0MPa。

蒸汽压力P小于0.8 MPa时，闪蒸系统无法有效分离轻油组分；蒸汽压力P小于1.0MPa时，压会损坏设备甚至发生安全事故。

优选方案五：作为对基础方案的进一步优化，步骤一中滤除固体杂质时采用的过滤装置为80目。进一步保证废矿物油在流经时截留废矿物油中较大颗粒度的固体物质，起到初步分离杂质的功效。

附图说明

图1是本发明废矿物油处理工艺的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

实施例1

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

本发明的废矿物油预处理工艺适用于对机车用润滑油、传动设备用润滑油、工业液压油等类的废机油处理。

轻油指的是上层废油内的汽油和柴油等；不凝气体是指混在制冷系统里的空气、氢、氮、润滑油蒸气等。这些气体随制冷剂在系统中循环，不随制冷剂一起冷凝，也不产生制冷效应。

本发明中的清液为未脱色的初级润滑油，黏度@40℃约30～40cSt；浓液为黑色润滑油、黏度改进剂和残余添加剂，黏度@40℃约130～140cSt。

如图1所示，废矿物油处理工艺，包括如下处理步骤：

步骤一，除杂：将收集好的废矿物油统一放入废油储存罐中，采用篮式过滤器滤除废矿物油中颗粒度大的固体杂质，篮式过滤器内部为80目不锈钢滤网。

步骤二，沉降：向步骤一中的废矿物油中加入液碱中和至中性；搅拌状态下通入蒸汽加热，结构采用上端内盘管加热、罐底夹套加热的方式，配用的锚式搅拌在沉降开始阶段使用有效的保证了物料全面受热；蒸汽加热升温达55℃时,停止搅拌，继续升温至70℃，并维持在73℃的温度范围内，然后进行沉降，沉降时间为24h，形成上层废油、中层液和底层渣。

步骤三，取上层废油：将步骤二中沉降后的废矿物油的上层废油取出。

步骤四，压滤：将步骤三中的上层废油通过压滤机滤除细颗粒杂质；本方案中分压滤器为板框压滤器，用于去除上层废油中的更细小的固体杂质。

步骤五，闪蒸：采用闪蒸釜进行闪蒸，对闪蒸釜抽真空，且真空度在30Pa；然后将步骤四中经过压滤后的上层废油放入闪蒸釜，进料流量400m³/h；闪蒸温度控制在130℃，闪蒸使用的蒸汽压力P为0.9MPa。上层废油中的轻油、水分和不凝气体一起蒸出；闪蒸釜内剩下的部分则为重组分中间油；本方案中的闪蒸加热器采用立式列管换热器。轻油、水分和不凝气体一起蒸出后通过冷凝器冷凝，冷凝器内的冷凝水温度＜30℃；经液化的轻油和水分先进入废水暂存罐，再进入油水分离器分离，分离出的油进入轻油储罐存放。然后对不凝气体进行收集，通过浓度为6%的液碱对收集的不凝气体进行喷淋后，再通过活性炭吸收处理。

步骤六，膜过滤：将步骤五中的重组分中间油降温后放入膜过滤设备中进行过滤，形成清液和浓液；本方案中的膜过滤设备即为非振动式的膜过滤。

步骤七，浓液循环处理：将步骤六中的浓液和清液分别进行收集；将收集的浓液通入步骤六中的膜过滤设备中再次过滤，过滤得到的清液进行储存，过滤得到的浓液再次循环通入膜过滤设备中进行过滤，多次循环，对浓液进行循环处理。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

废矿物油处理工艺，包括如下处理步骤：

步骤一，除杂：将收集好的废矿物油统一放入废油储存罐中，采用篮式过滤器滤除废矿物油中颗粒度大的固体杂质，篮式过滤器内部为80目不锈钢滤网。

步骤二，沉降：向步骤一中的废矿物油中加入液碱中和至中性；搅拌状态下通入蒸汽加热，结构采用上端内盘管加热、罐底夹套加热的方式，配用的锚式搅拌在沉降开始阶段使用有效的保证了物料全面受热；蒸汽加热升温达60℃时,停止搅拌，继续升温至70℃，并维持在70℃的温度范围内，然后进行沉降，沉降时间为25h，形成上层废油、中层液和底层渣。

步骤三，取上层废油：将步骤二中沉降后的废矿物油的上层废油取出。

步骤四，压滤：将步骤三中的上层废油通过压滤机滤除细颗粒杂质；本方案中分压滤器为板框压滤器，用于去除上层废油中的更细小的固体杂质。

步骤五，闪蒸：采用闪蒸釜进行闪蒸，对闪蒸釜抽真空，且真空度在50Pa；然后将步骤四中经过压滤后的上层废油放入闪蒸釜，进料流量400m³/h；闪蒸温度控制在135℃，闪蒸使用的蒸汽压力P为0.8MPa。上层废油中的轻油、水分和不凝气体一起蒸出；闪蒸釜内剩下的部分则为重组分中间油；本方案中的闪蒸加热器采用立式列管换热器。轻油、水分和不凝气体一起蒸出后通过冷凝器冷凝，冷凝器内的冷凝水温度＜30℃；经液化的轻油和水分先进入废水暂存罐，再进入油水分离器分离，分离出的油进入轻油储罐存放。对不凝气体进行收集，通过浓度为8%的液碱对收集的不凝气体进行喷淋后，再通过活性炭吸收处理。

步骤六，膜过滤：将步骤五中的重组分中间油降温后放入膜过滤设备中进行过滤，形成清液和浓液；本方案中的膜过滤设备即为非振动式的膜过滤。

步骤七，浓液循环处理：将步骤六中的浓液和清液分别进行收集；将收集的浓液通入步骤六中的膜过滤设备中再次过滤，过滤得到的清液进行储存，过滤得到的浓液再次循环通入膜过滤设备中进行过滤，多次循环，对浓液进行循环处理。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：

废矿物油处理工艺，包括如下处理步骤：

步骤一，除杂：将收集好的废矿物油统一放入废油储存罐中，采用篮式过滤器滤除废矿物油中颗粒度大的固体杂质，篮式过滤器内部为80目不锈钢滤网。

步骤二，沉降：向步骤一中的废矿物油中加入液碱中和至中性；搅拌状态下通入蒸汽加热，结构采用上端内盘管加热、罐底夹套加热的方式，配用的锚式搅拌在沉降开始阶段使用有效的保证了物料全面受热；蒸汽加热升温达65℃时,停止搅拌，继续升温至70℃，并维持在75℃的温度范围内，然后进行沉降，沉降时间为26h，形成上层废油、中层液和底层渣。

步骤三，取上层废油：将步骤二中沉降后的废矿物油的上层废油取出。

步骤四，压滤：将步骤三中的上层废油通过压滤机滤除细颗粒杂质；本方案中分压滤器为板框压滤器，用于去除上层废油中的更细小的固体杂质。

步骤五，闪蒸：采用闪蒸釜进行闪蒸，对闪蒸釜抽真空，且真空度在60Pa；然后将步骤四中经过压滤后的上层废油放入闪蒸釜，进料流量400m³/h；闪蒸温度控制在140℃，闪蒸使用的蒸汽压力P为1.0MPa。上层废油中的轻油、水分和不凝气体一起蒸出；闪蒸釜内剩下的部分则为重组分中间油；本方案中的闪蒸加热器采用立式列管换热器。轻油、水分和不凝气体一起蒸出后通过冷凝器冷凝，冷凝器内的冷凝水温度＜30℃；经液化的轻油和水分先进入废水暂存罐，再进入油水分离器分离，分离出的油进入轻油储罐存放。对不凝气体进行收集，通过浓度为10%液碱对收集的不凝气体进行喷淋后，再通过活性炭吸收处理。

步骤六，膜过滤：将步骤五中的重组分中间油降温后放入膜过滤设备中进行过滤，形成清液和浓液；本方案中的膜过滤设备即为非振动式的膜过滤。

步骤七，浓液循环处理：将步骤六中的浓液和清液分别进行收集；将收集的浓液通入步骤六中的膜过滤设备中再次过滤，过滤得到的清液进行储存，过滤得到的浓液再次循环通入膜过滤设备中进行过滤，多次循环，对浓液进行循环处理。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

对比例1

本对比例与实施例2的区别在于：

步骤二，沉降：向步骤一中的废矿物油中加入液碱中和至中性；搅拌状态下通入蒸汽加热，结构采用上端内盘管加热、罐底夹套加热的方式，配用的锚式搅拌在沉降开始阶段使用有效的保证了物料全面受热；蒸汽加热升温达50℃时,停止搅拌，继续升温至70℃，并维持在70℃的温度范围内，然后进行沉降，沉降时间为25h。

发明人将除上层废油外的部分取出后（即底层渣和中层液体），搅拌加热至60℃，发现其继续分层，得到了上层废油，发明人分析其原因在于，采用搅拌加热至50℃时停止搅拌，首先是搅拌时长不够，其次是加热的温度未达到，导致中层液和底层渣中仍然含有上层废油的成分，其中主要是在底层渣内，因为底层渣未充分的搅散和搅拌均匀。

对比例2

本对比例与实施例2的区别在于：

步骤二，沉降：向步骤一中的废矿物油中加入液碱中和至中性；搅拌状态下通入蒸汽加热，结构采用上端内盘管加热、罐底夹套加热的方式，配用的锚式搅拌在沉降开始阶段使用有效的保证了物料全面受热；蒸汽加热升温达60℃时,停止搅拌，继续升温至65℃，并维持在65℃的温度范围内，然后进行沉降，沉降时间为25h。

发明人发现沉降后的废矿物油分为三层后，在将各层分离的时候，各层的流动性相比于实施例2来说不是很好。

对比例3

本对比例与实施例2的区别在于：

本对比例中删除了步骤五，即不采用步骤五中的闪蒸步骤；发明人检测发现未经过闪蒸的上层废油中含有较多水分，而实施例2中的闪蒸将水分蒸发排出了。然后发明人直接将一部分步骤四中压滤后的上层废油放入膜过滤设备中进行过滤，形成清液和浓液，并对清液和浓液分别进行储存；发明人检测发现清液中含有轻油、水分等物质，其纯度没有实施例2中得到的清液的纯度高。另外，还有一个原因在于，上层废油内含的杂质较多时，直接采用膜过滤设备进行过滤，无法得到较为纯的清液。在此基础上，发明人又将另一部分步骤四中压滤后的上层废油放入振动膜过滤设备中，发现膜的使用寿命明显没有实施例2中的膜的使用寿命长，增加了成本。

对比例3

本对比例与实施例2的区别在于：

本对比例中删除了步骤四，即不采用步骤四中的压滤，直接将上层废油进行闪蒸；发明人发现，后期在膜过滤的时候，相比于实施例2，膜更易损坏；主要原因在于进入膜过滤中的重组分中间油中含有较多细颗粒杂质。

Claims (6)

1.废矿物油处理工艺，其特征在于，包括如下处理步骤：

步骤一，除杂：滤除废矿物油中颗粒度大的固体杂质；

步骤二，沉降：向步骤一中的废矿物油中加入液碱中和至中性；搅拌状态下通入蒸汽加热升温达55～65℃；停止搅拌，继续升温至70℃，并维持在70～75℃的温度范围内，然后进行沉降，形成上层废油、中层液和底层渣；

步骤三，取上层废油：将步骤二中沉降后的废矿物油的上层废油取出；

步骤四，压滤：将步骤三中的上层废油通过压滤机滤除细颗粒杂质；

步骤五，闪蒸：采用闪蒸釜进行闪蒸，对闪蒸釜抽真空，且真空度在30～60Pa；然后将步骤四中经过压滤后的上层废油放入闪蒸釜，闪蒸温度控制在130～140℃；上层废油中的轻油、水分和不凝气体一起蒸出，闪蒸釜内剩下的部分则为重组分中间油；

步骤六，膜过滤：将步骤五中的重组分中间油降温后放入膜过滤设备中进行过滤，形成清液和浓液；

步骤七，浓液循环处理：将步骤六中的浓液和清液分别进行收集；将收集的浓液通入步骤六中的膜过滤设备中再次过滤，过滤得到的清液进行储存，过滤得到的浓液再次循环通入膜过滤设备中进行过滤，多次循环，对浓液进行循环处理。

2.根据权利要求1所述的废矿物油处理工艺，其特征在于，步骤二中沉降时间为24h以上。

3.根据权利要求1所述的废矿物油处理工艺，其特征在于，步骤五中的轻油、水分和不凝气体一起蒸出后通过冷凝器冷凝，液化的轻油和水分先进入废水暂存罐，再进入油水分离器分离，分离出的油进入轻油储罐存放。

4.根据权利要求3所述的废矿物油处理工艺，其特征在于，对不凝气体进行收集，通过浓度为6～10%液碱对收集的不凝气体进行喷淋后，再通过活性炭吸收处理。

5.根据权利要求1所述的废矿物油处理工艺，其特征在于，步骤五中闪蒸使用的蒸汽压力P为0.8≤P≤1.0MPa。

6.根据权利要求1所述的废矿物油处理工艺，其特征在于，步骤一中滤除固体杂质时采用的过滤装置为80目。