CN108611175B - 一种分级分类全合成、半合成及石化基润滑油基础油资源综合利用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分级分类全合成、半合成及石化基润滑油基础油资源综合利用工艺，所述工艺包括原料预检测，所述的原料预检测：对废机油进行检测粘度，在‑30‑100℃范围内测粘度，在‑30℃下粘度值在3000‑7000mpa.s，判断质量等级与粘度等级；同时，通过气相色谱判断润滑油基础油组成，区分出全合成、半合成还是石化基的废机油。本发明获得的全合成、半合成及石化基润滑油基础油品质高。

Description

一种分级分类全合成、半合成及石化基润滑油基础油资源综 合利用工艺

技术领域

本发明涉及一种分级分类全合成、半合成及石化基润滑油基础油资源综合利用工艺，属于润滑油资源再利用技术领域。

背景技术

机油在使用中混入了水分、燃烧室积碳、胶质、沥青质和机件磨损产生的金属粉末等杂质，导致颜色变黑，机油逐渐变质，酸值升高，胶质和沥青质增加。

废机油的再生，传统技术就是用沉降、蒸馏、酸洗、碱洗、过滤、加氢等方法。

随着我国机动车保有量日益增多，每年有数百万吨的废机油产生。这些废机 油若直接排放或采用简单的焚烧方法处理，会对环境造成严重污染。目前将废机油裂解成汽油、柴油，汽柴油硫、磷、氮超标，达不到《车用汽油》（GB17930-2013）、《车用柴油V》（GB19147-2013）的质量要求，不能作为车用燃料油使用，属于淘汰技术。

随着经济的发展和石油资源的短缺，废机油的供需出现问题，机油的价 格已大幅上涨，废机油再生技术的开发对节约资源、环境保护有重要的意义，同时能产生很 好的经济效益。

现有专利文献中有很多涉及到废机油再生工艺，经过筛选得到以下最接近的现有技术：

CN201610956430.X 一种利用废机油再生燃料油和基础油的方法及其系统，先将废机油经过初滤除去其中大的固体杂质，经加热器加热后送至超滤膜进行过滤。超滤膜过滤出的过滤液，经脱水塔后可作为燃料油产品，也可送入蒸馏系统进一步提纯为基础油产品。超滤膜的浓缩液送入蒸馏系统提纯出的油分可以作为燃料油或者基础油产品。

CN201510883850.5 一种废机油再生基础油的方法 ，包括以下几个步骤：将废机油置于沉降池中，室温自然沉降，取上层清液；向得到的上层清液中加入萃取-絮凝-中和剂，搅拌后，冷却到常温，静置，得到萃取-中和-絮凝后的混合液；将混合液过滤，所得滤液加热蒸馏，收集60-81℃的萃取剂馏分用于循环利用，剩余物减压蒸馏，得到基础油，基础油的质量收率占上清液质量的85-89%。本发明能很好地除去废机油中的固体杂质、可溶性氧化物、有机酸、胶质等非基础油组分，得到再生油。

CN201510552311.3 一种废机油再生车辆齿轮油的方法 ，包括使所述反应釜中物料与乙醇钠(C2H5ONA)水溶液在反应釜内充分反应，采用乙醇钠(C2H5ONA)配制溶液比采用NaOH配制溶液其碱性相对更强，更容易与废机油进行反应，并获得可用乙醇溶液。沉降后所得上部澄清油进行蒸馏得到馏分油，选择区段馏分油作为调和所述车辆齿轮油中的基础油料使用，再经过真空调和得到车辆齿轮油。本发明找到了一种价格低廉的废机油经过蒸馏再加工，得到品质优良，价格低廉的车辆齿轮油基础油料的方法。

CN201310269198.9 一种废润滑油的精制再生方法及其再生装置 ，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。

CN201110432973.9 一种废机油的再生方法 ，其步骤依次是：(a)废机油经沉降分离出杂质，再加入适量的氢氧化钠溶液；(b)混合物料闪蒸分离出剩余的水分；(c)闪蒸后的物料经一级减压蒸馏，分离出轻柴油；(d)分离出轻柴油的物料中加入适量的二级减压蒸馏残液，经二级减压蒸馏，分离出馏份油和蒸馏残液；(e)馏份油进行精制，二级蒸馏残液经沉降分离出固体残渣后，按规定的比例加入到一级减压蒸馏后的物料中，再进入二级蒸发器中减压蒸馏，即循环蒸馏。通过循环蒸馏，减缓了物料的高温裂解、焦化倾向，增强了对废机油中机械杂质、沥青质等的分离效果，提高了热量利用率和再生基础油的收率。

CN201010186710.X 联合式废机油循环再生炼制基础油工艺 ，其技术要点，对现有薄膜蒸馏工艺技术参考吸收创新改进的组合工艺，技术特点是，采用锥型刮膜蒸发器锥型桶体和加热蒸发液面、及防粘刮板向外倾斜3-5°特点，按原料油(废机油)不同组分的汽化温度，采用二种不同温度，和二种不同擦膜或刮膜减粘裂化蒸馏方式，刮膜蒸发器中上部蒸发液面减压擦膜蒸馏基础油组分，刮膜蒸发器中下部蒸发液面刮膜减粘裂化重质渣油(沥青质、胶质)组分，一机两用，达到提高设备加工能力，降低重质渣油粘度，增加烧火油产品，提高经济益，环保节能减排。

CN201110174080.9 一种工业废润滑油再生工艺 ，其步骤为：1)脱金属机杂系统：2)弱负压蒸馏系统：3)减压蒸发系统：4)短程蒸馏系统：本发明技术方案具有以下有益效果：可以保证设备正常运转，延长设备寿命，节约润滑油料，节约能源，提高经济效益和社会效益。

CN200910041834.6 单级远红外式加热分子蒸馏废机油再生工艺 ，采用碟式离心机和管式离心机串连，把废机油中的固体杂质和水份与废机油分离。分离出清净的废机油泵入远红外式加热离心式薄膜蒸发器中，蒸发分离废机油中的汽油、柴油等轻质油。蒸发分离后的废机油泵入远红外式加热分子蒸馏器中，加热温度为150℃-220℃，由真空扩散泵和真空机组控制远红外式加热分子蒸馏器中的真空度为0.1Pa-6Pa，分离出的基础油进入基础油接收罐，分离出的油渣进入油渣罐，少量的轻质油从冷井冷凝后进入轻质油接收罐。本发明实现单级分子蒸馏技术废机油再生，工艺简单，设备投入少、无环境污染，再生成品油达到国家再生成品油标准。

CN200810051024.4 斜壁式擦膜真空蒸馏废机油再生炼制基础油工艺 ，重点解诀现有技术真空擦膜蒸馏技术，及擦膜蒸发器蒸馏液膜易被擦膜刮板刮落至蒸 发器底部被排出，增大渣油排出量，产品收率低。解诀问题技术方案：1.高温絮凝中和拔头。2. 斜壁式真空擦膜蒸馏。3.减压塔式精馏分割。4.真空高温白土咐精制。该工艺技术要点是： 采用了斜壁式擦膜真空蒸馏技术和与其相配套的锥型斜壁式擦膜蒸发器，该蒸发器锥型桶体 和加热蒸发液面向外倾斜(2-30°)和两段不同温度蒸馏汽化过程等工艺技术。

CN200810094432.8 混合碱精制蒸馏再生废机油 ，是一个不用硫酸，不用白土或只用小量白土的无污染再生工艺。且具有设备投资小、操作费用少、产品质量好的优点。既可用于4000t/a以上的连续装置，也可用于2000t/a以下的间断装置。本发明是将含废内燃机油、废工业润滑油、废轻油的混合废油，经化学处理，再带着处理药剂蒸馏的工艺。获得的馏出油包括柴油、基础油或机械油。

根据文献调研，发明人分析了150项现有相关专利，目前的这些专利文献都是笼统地对废机油进行处理，没有进行废机油组分分析，没有实行分级分类，所以，实质上，现有技术主要是针对石化基废润滑油提取基础油；对于石化基润滑油基础油而言，其理想的成分是多支链异构烷烃、长侧链单环环烷烃、长侧链单环芳烃；这些组分在润滑油使用过程中，在机件的高温高速环境下，容易出现侧链断裂和环的聚合。对于合成润滑油，其基础油主要包括聚α-烯烃类、硅油类、聚乙二醇类、双酯类、磷酸酯类、硅酸酯类、全氟烃类、氟氯碳油类、聚醚类等；在使用过程中，这些组分存在降解，但基本不发生聚合；传统的方法是对基础油的所有组分进行加氢，其缺陷在于：加氢只对石化基组分裂解部分进行加氢饱和；但对于合成润滑油基础油，基本上不起作用，有些加氢工艺的加氢深度比较深，同时在加氢过程中存在加氢裂解；这样容易将合成润滑油基础油的聚合物裂解，将其中的氟、氯等卤族元素进行加氢，结果是将全合成润滑油基础油的合成部分全部破坏掉了。现有技术的工艺，对于废机油的组成、结构、性质缺乏科学系统的分析；废机油进厂之后基本上采用脱水、脱渣、脱胶质等一系列工序处理。但是在原料废机油的性质不清楚的情况下的，盲目进行上述一系列处理，并不合理；例如原料油本身不含水，脱水的工序就是多余的。发明人在认真分析和研究现有技术以及原料油性质的基础上，根据原料油的组成不同，选择更科学合理的处理工艺。

综上可见，但现有废机油再生的方法，普遍存在的问题是：1、在原料废机油的组分不清楚的情况下的，盲目进行处理，只能生产以石化基为主的低端润滑油。2、成本较高；废机油再生过程成中，废机油组分杂乱、含量不清，导致废机油再生过程能耗高、成本高。

发明内容

本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种分级分类全合成、半合成及石化基润滑油基础油资源综合利用工艺，实现以下发明目的：

（1）获得高品质全合成、半合成及石化基润滑油基础油。

（2）降低再生的能耗和成本。

为实现上述发明目的，采用以下技术方案：

一种分级分类全合成、半合成及石化基润滑油基础油资源综合利用工艺，所述的工艺包括以下步骤：

步骤一、原料预检测

对废机油进行检测粘度；具体检测方法如下：在-30-100℃范围内测粘度与粘度指数，在-30℃下粘度值在3000-7000mpa.s，判断质量等级与粘度等级（分别为SE、SF、SG、SH、CF-1、SJ、GF-2、SL、GF-3、CC、CD、CF、CF-4、CH-4、CI-4质量等级中粘度等级为0W-20、0W-30、5W-20、5W-30、5W-40、5W-50、10W-30、10W-40、10W-50的类别），粘度指数在120以上的是全合成润滑油。同时，通过气相色谱判断润滑油基础油组成，分辨出全合成、半合成还是石化基的废机油（包括聚α烯烃、聚醚、聚酯）。

步骤二、原料检测

检测废机油的闪点，在150℃以下连续闪火进行检测闪点，闪点低于150℃，则判定为含轻质油废机油。

检测废机油的水含量，含水量高于0.4%的废机油，为含水废机油；含水量小于0.4%的废机油，为不含水废机油。

经过上述检测，废机油可分为四种类型：

A类废机油：不含轻质油不含水；

B类废机油：不含轻质油含水；

C类废机油：含轻质油不含水；

D类废机油：含轻质油含水。

步骤三、分类处理

对于上述A类废机油，进行以下处理：减压蒸馏处理。

对于上述B类废机油，进行以下处理：电脱盐脱水，然后进行减压蒸馏处理。

对于上述C类废机油，进行以下处理：常压蒸馏，然后进行减压蒸馏处理。

对于上述D类废机油，进行以下处理：电脱盐脱水，常压蒸馏，然后进行减压蒸馏处理。

所述的电脱盐脱水：

采用水平板式电极板或其他电极板进行电脱盐脱水；得到的处理后的废机油：水含量小于0.4%，盐含量为5-15ppm。

所述的常压蒸馏：

废机油加热至温度为205-360℃，进入常压塔，塔底通入氮气、二氧化碳或水蒸气，通入气量为塔通量的10%；所述常压塔为18块理论板的蒸馏塔；

从塔顶分离出汽油馏分，侧线分离出柴油馏分，塔底分离出基础油。

汽油馏分油与柴油馏分油为副产品。

所述的减压蒸馏：

基础油进入减压蒸馏塔，减压蒸馏塔底部通入氮气、二氧化碳或水蒸气，通入气量为塔通量的10%；废机油进塔温度为205-360℃，减压蒸馏塔的负压为4mmHg，塔底温度控制在160-180℃，通过不同侧线分离出不同粘度等级的基础油馏分。

步骤四、馏分精制

对减压蒸馏分离出的馏分进行倾点、胶质和沥青质的含量分析；

馏分的倾点高于-5℃，则以丙酮甲苯进行冷冻分离脱蜡处理；

基础油馏分低于98%，则以糠醛和N-甲基吡咯烷酮进行脱胶质、并以丙烷脱沥青。

上述处理后，得到的石化基成品润滑油基础油达到中国石油天然气股份有限公司企业标准《润滑油基础油通用标准》（Q/SY 44）；得到的全合成润滑油基础油粘度指数大于160，粘度40℃时达到70-74mpa.s，粘度100℃时达到10-12mpa.s。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：

（1）本发明采用低温处理工艺，没有经过高温，没有破坏其中的抗氧剂、极压抗磨剂、稳定剂、分散剂、清净剂、抗泡沫剂等添加剂成分，大大提高润滑油基础油的品质；制备的全合成润滑油基础油粘度指数大于160，粘度40℃时达到70-74mpa.s，粘度100℃时达到10-12mpa.s。

（2）与现有技术相比，能耗降低50%。

具体实施方式

实施例1 一种分级分类全合成、半合成及石化基润滑油基础油资源综合利用工艺

制备方法包括以下步骤：

对废机油进行检测粘度；在-30℃测粘度与粘度指数，粘度值为5000mpa.s，粘度指数为140，开口闪点为50℃，水分含量小于0.4%，判断该润滑油为全合成的废机油，不含水，含轻质油。

废机油进行常压蒸馏，经常压蒸馏，得到5%汽油馏分，测定釜液闪点，闪点高于150℃，倾点为-30℃，对其进行减压蒸馏，减压蒸馏的负压为4mmHg，通入适量的氮气，釜底温度为260℃，馏出口温度为220℃，得到全合成润滑油基础油；经测定，粘度指数为145，产率为90%。

实施例2 一种分级分类全合成、半合成及石化基润滑油基础油资源综合利用工艺

制备方法包括以下步骤：

对废机油进行检测粘度；在-30℃测粘度与粘度指数，粘度值为6600mpa.s，粘度指数为70，开口闪点为150℃，水分含量高于5%，判断该润滑油为石化基的废机油，含水，进一步分析，还有甘油。

在润滑油中，加入甘油质量1-2倍的水，进行搅拌，静置分层，对油层进行分析，不含甘油；

对上述油层进行电脱盐脱水，水分0.4%；然后进入减压蒸馏，减压蒸馏的负压为4mmHg，通入适量的氮气，釜底温度为320℃，馏出口温度为160-260℃，得到石化基润滑油基础油馏分；经测定，倾点为-3℃；

以丙酮、甲苯（二者质量比为1:1）溶液与上述基础油馏分进行混合，混合比例为4:1；混合之后，进行-30℃冷冻分离，对滤液进行脱丙酮、甲苯，得到石化基基础油；其质量指标达到中国石油天然气股份有限公司企业标准《润滑油基础油通用标准》（Q/SY 44）。

实施例3 一种分级分类全合成、半合成及石化基润滑油基础油资源综合利用工艺

制备方法包括以下步骤：

对废机油进行检测粘度；在-30℃测粘度与粘度指数，粘度值为4000mpa.s，粘度指数为160，开口闪点为150℃，水分含量小于0.4%，判断该润滑油为全合成的废机油，不含水，不含轻质油。

对废机油进行减压蒸馏，减压蒸馏的负压为4mmHg，通入适量的氮气，釜底温度为260℃，馏出口温度为220℃，得到全合成润滑油基础油馏分，经分析测定，不含胶质沥青质，不含蜡，粘度指数为160，产率为95%。

除特殊说明的外，本发明所述的百分数均为质量百分数，所述的比值均为质量比。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种分级分类全合成半合成及石化基润滑油基础油资源综合利用工艺，其特征在于：所述工艺包括原料预检测，所述的原料预检测：检测废机油的粘度，在-30℃测粘度与粘度指数，判断质量等级与粘度等级；同时，通过气相色谱判断润滑油基础油组成，区分出全合成、半合成还是石化基的废机油；

所述的原料预检测：当粘度值为5000mpa .s，粘度指数为140，开口闪点为50℃，水分含量小于0.4%，判断该润滑油为全合成的废机油；当粘度值为6600mpa .s，粘度指数为70，开口闪点为150℃，水分含量高于5%，判断该润滑油为石化基的废机油；当粘度值为4000mpa.s，粘度指数为160，开口闪点为150℃，水分含量小于0 .4%，判断该润滑油为全合成的废机油；

所述的工艺还包括分类处理；

所述的分类处理：将原料预检测步骤已经区分出的全合成、半合成、石化基的废机油进行处理；

所述全合成的废机油的处理方法为：不含轻质油不含水的废机油，进行减压蒸馏处理；不含轻质油含水的废机油，进行电脱盐脱水，然后进行减压蒸馏处理；含轻质油不含水的废机油，进行常压蒸馏，然后进行减压蒸馏处理；含轻质油含水的废机油，进行电脱盐脱水，常压蒸馏，然后进行减压蒸馏处理；

所述减压蒸馏为：基础油进入减压蒸馏塔，减压蒸馏塔底部通入氮气、二氧化碳或水蒸气，通入气量为塔通量的10%；废机油进塔温度为205-360℃，减压蒸馏塔的负压为4mmHg，通入氮气，塔底温度控制在 260℃，馏出口温度为220℃；

所述常压蒸馏为：废机油加热至温度为205-360℃，进入常压塔，塔底通入氮气、二氧化碳或水蒸气，通入气量为塔通量的10%；从塔顶分离出汽油馏分油，汽油馏分油含量为5%，测定釜液闪点，闪点高于150 ℃，倾点为-30℃；

所述常压塔为18块理论板的蒸馏塔；

侧线分离出柴油馏分油，塔底分离出基础油经常压蒸馏；通过不同侧线分离出不同粘度等级的基础油馏分；

所述电脱盐脱水为：采用水平板式电极板-或其他电极板进行，处理后废机油水含量小于0.4%，盐含量为5-15ppm；

所述的工艺还包括馏分精制；所述的馏分精制：对减压蒸馏分离出的馏分进行倾点、胶质和沥青质的含量分析；然后进行冷冻分离脱蜡处理、脱胶质或丙烷脱沥青；

所述半合成的废机油处理方法、石化基的废机油的处理方法与全合成的废机油处理方法相同；

采用上述分类处理方法制备的全合成润滑油基础油粘度指数大于160，粘度40℃时达到70-74mpa .s，粘度100℃时达到10-12mpa .s；能耗降低50%。