CN108998090B - 一种废机油的回收处理方法 - Google Patents

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    • B01J29/405—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing rare earth elements, titanium, zirconium, hafnium, zinc, cadmium, mercury, gallium, indium, thallium, tin or lead

Abstract

本发明属于废物回收处理的技术领域，特别涉及一种废机油的处理方法，所述方法包括如下两个步骤：预处理：使用预处理剂对废机油进行预处理，所述预处理剂为含有铝盐的硅藻土，预处理的方式是加热搅拌；催化裂解反应：使用裂解催化剂对预处理后的废机油进行催化裂解反应，所述裂解催化剂为利用磷酸锡改性的蒙脱土与HZSM‑5分子筛的混合物。本发明利用预处理剂对废机油进行预处理，可以使得上述杂质明显降低，然后在相对温和的催化裂解条件下进行裂解，节约反应成本，减缓了大量废机油造成的环境压力，明显提高了废机油的附加价值。

Description

一种废机油的回收处理方法
技术领域
本发明属于废物回收处理的技术领域，特别涉及一种废机油的处理方法。
背景技术
能源短缺与环境污染是中国目前面临的两大问题，随着各类交通工具数量的不断增长，所产生的废机油的数量也非常巨大，如果不进行合理的回收利用，会造成严重污染的环境污染，而且造成了资源的浪费。目前，产生的各种低品质的废机油，一方面是直接作为燃料油进行焚烧，但这样同样具有较为严重的环境污染问题，而且其附加值不高。此外，较为常用的方法是与原油进行混炼，但是原有的炼油条件往往不能满足生产条件要求，通常需要在更为苛刻的条件下进行。也是因为废机油中有大量的胶质、颗粒物、沥青质、氧化含氧物质等物质，这些物质会明显影响原有的生产工艺。因此，如何降低生产条件的要求及生产成本，整体提高废机油的资源化利用的附加价值，是当前研究的重要课题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种废机油的回收处理方法，本发明利用预处理剂对废机油进行预处理，可以使得上述杂质明显降低，然后在相对温和的催化裂解条件下进行裂解，节约反应成本，减缓了大量废机油造成的环境压力，明显提高了废机油的附加价值。
为解决上述技术问题，本发明的目的通过下述技术方案得以实现：
一种废机油的回收处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)预处理：使用预处理剂对废机油进行预处理，所述预处理剂为含有铝盐的硅藻土，预处理的方式是加热搅拌；
(2)催化裂解反应：使用裂解催化剂对预处理后的废机油进行催化裂解反应，所述裂解催化剂为利用磷酸锡改性的蒙脱土与HZSM-5分子筛的混合物。
上述裂解催化剂的制备方法包括如下步骤：
(a)将蒙脱土与HZSM-5分子筛进行混合得到混合物；
(b)将所述混合物加入到氢氧化钠水溶液中进行碱处理，然后进行过滤、洗涤，得到碱处理后的催化剂；
(c)将改性剂磷酸锡加入到去离子水中配成浸渍液，用其浸渍到所述碱处理后的催化剂，然后在120-180℃温度下干燥，在350-500℃温度下焙烧，得到裂解催化剂。
上述步骤(1)中铝盐为氯化铝或硝酸铝，将所用铝盐和硅藻土进行机械混合得到预处理剂，预处理剂中铝含量为5-20％。
上述步骤(1)中预处理剂的加入量为废机油质量的1-10％，处理温度为60-120℃，处理时间为30-120分钟，预处理过程在搅拌下进行，搅拌速率为300-600转/分钟。
上述步骤(2)中蒙脱土与HZSM-5的质量比为0.5-2:1，优选为1-2:1，磷酸锡在催化剂中的质量含量为1％-10％，优选为3％-8％。
上述步骤(2)中催化裂解反应的过程为：将预处理后的废机油的油泥去除，取上层液体油样，将裂解催化剂加入上述油样中进行反应。条件为：反应温度为160-300℃，反应时间为120-240分钟，反应在搅拌下进行，搅拌速率为400-800转/分钟，反应中通入氢气，其压力为0.5-2MPa。
上述步骤(2)中裂解催化剂使用量为废机油质量的5％-25％。
上述步骤(b)中氢氧化钠水溶液的浓度为0.5-1.5mol/L，处理时间为0.5-1.0小时。
上述步骤(c)的浸渍液中磷酸锡的质量浓度为1-5％，浸渍液与碱处理后的催化剂的质量比为1-2:1，干燥时间为10-15小时，焙烧时间为3-6小时。
本发明和现有技术相比，具有如下有益效果:
1、本发明利用高效的预处理剂对废机油首先进行预处理，通过室温下的物理化学作用，使得废机油中常见的胶质、颗粒物、沥青质、氧化含氧物质等物质得到一定的去除，废机油的色度有所下降。废机油中大量杂质随着预处理剂沉降下来，有助于油样的分离。
2、本发明废机油的裂解反应所用的条件相对温和，催化剂制备过程中将常用的HZSM-5分子筛与蒙脱土进行混合，提高了催化剂的机械强度，而且减少了HZSM-5分子筛的使用量。
3、通过碱溶液的处理，使得HZSM-5分子筛与蒙脱土结合的更为牢固，而且造成一些缺陷位，进而有助于磷酸锡的修饰的作用。磷酸锡调节催化剂的酸性，提高了目标产物的收率。
4、本发明废机油的处理方法，反应条件温和，简单易行，成本较低，解决了废机油处理难、回收利用价值低成本高的问题，不仅减缓了大量废机油造成的环境压力，而且变废为宝，明显提高了废机油的附加价值。
具体实施方式
下面通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或者改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
本发明实施例中使用的废机油由汽车4S店收集而来。
本发明实施例中使用的其它原料和试剂均为市售购买。
实施例1
预处理剂的制备方法为：取1g的硝酸铝和1g的硅藻土机械混合得到预处理剂。
催化裂解催化剂的制备方法为：分别取1g的HZSM-5分子筛和1g的蒙脱土进行机械混合，然后加入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠水溶液中进行部分脱硅处理，时间为0.5小时，然后进行过滤、洗涤；称取0.05g的磷酸锡溶解到3g水中配成水溶液，随后浸渍到上述碱处理后的催化剂上，充分搅拌，然后在150℃温度下干燥12小时，在450℃温度下焙烧3小时，得到裂解催化剂粉末，经压片、过筛，取颗粒大小为20目至40目的固体颗粒作为裂解催化剂。
取50g废机油样放入反应器中，将2g的预处理剂放入废机油样中，将废机油加热到80℃并不断搅拌，搅拌速率为400转/分钟，处理时间为60分钟。然后冷却到室温，得到上层油样和底层油泥。
取10g上层油样放入裂解反应器中，将2g的裂解催化剂放入其中，反应温度为250℃，反应时间为3h，反应在搅拌下进行，搅拌速率为600转/分钟，反应中通入氢气，其压力为1MPa。反应结果如表1所示。
实施例2
预处理剂的制备方法为：取1g的硝酸铝和1g的硅藻土机械混合得到预处理剂。
催化裂解催化剂的制备方法为：分别取0.5g的HZSM-5分子筛和1g的蒙脱土进行机械混合，然后加入浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液中进行部分脱硅处理，时间为1小时，然后进行过滤、洗涤；称取0.03g的磷酸锡溶解到3g水中配成水溶液，随后浸渍到上述碱处理后的催化剂上，充分搅拌，然后在120℃温度下干燥15小时，在350℃温度下焙烧6小时，得到裂解催化剂粉末，经压片、过筛，取颗粒大小为20目至40目的固体颗粒作为裂解催化剂。
取50g废机油样放入反应器中，将2g的预处理剂放入废机油样中，将废机油加热到60℃并不断搅拌，搅拌速率为300转/分钟，处理时间为120分钟。然后冷却到室温，得到上层油样和底层油泥。
取10g上层油样放入裂解反应器中，将0.5g的裂解催化剂放入其中，反应温度为160℃，反应时间为4h，反应在搅拌下进行，搅拌速率为400转/分钟，反应中通入氢气，其压力为2MPa。反应结果如表1所示。
实施例3
预处理剂的制备方法为：取1g的硝酸铝和0.1g的硅藻土机械混合得到预处理剂。
催化裂解催化剂的制备方法为：分别取2g的HZSM-5分子筛和1g的蒙脱土进行机械混合，然后加入浓度为1.5mol/L的氢氧化钠水溶液中进行部分脱硅处理，时间为0.5小时，然后进行过滤、洗涤；称取0.3g的磷酸锡溶解到3g水中配成水溶液，随后浸渍到上述碱处理后的催化剂上，充分搅拌，然后在180℃温度下干燥10小时，在500℃温度下焙烧4小时，得到裂解催化剂粉末，经压片、过筛，取颗粒大小为20目至40目的固体颗粒作为裂解催化剂。
取50g废机油样放入反应器中，将2g的预处理剂放入废机油样中，将废机油加热到120℃并不断搅拌，搅拌速率为600转/分钟，处理时间为30分钟。然后冷却到室温，得到上层油样和底层油泥。
取10g上层油样放入裂解反应器中，将2.5g的裂解催化剂放入其中，反应温度为300℃，反应时间为2h，反应在搅拌下进行，搅拌速率为800转/分钟，反应中通入氢气，其压力为0.5MPa。反应结果如表1所示。
对比实施例：本实施例中原油不利用预处理剂进行预处理，直接进行催化裂解处理，其裂解反应条件与实施例1相同。反应结果如表1所示。
表1实施例中废油裂解产物分布和转化率的对比
产物分布，wt％ 实施例1 实施例2 实施例3 对比实施例
气体 8.6 9.2 6.3 10.9
汽油馏分 52.6 46.6 58.8 33.3
柴油馏分 35.4 37.7 32.6 40.2
剩余物 3.4 6.5 2.3 15.6
转化率，wt％ 95.2 92.6 97.1 80.4

Claims (6)

1.一种废机油的回收处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)预处理：使用预处理剂对废机油进行预处理，所述预处理剂为含有铝盐的硅藻土，预处理的方式是加热搅拌；
(2)催化裂解反应：使用裂解催化剂对预处理后的废机油进行催化裂解反应，所述裂解催化剂为利用磷酸锡改性的蒙脱土与HZSM-5分子筛的混合物；
所述裂解催化剂的制备方法包括如下步骤：
(a)将蒙脱土与HZSM-5分子筛进行混合得到混合物；
(b)将所述混合物加入到氢氧化钠水溶液中进行碱处理，然后进行过滤、洗涤，得到碱处理后的催化剂；
(c)将改性剂磷酸锡加入到去离子水中配成浸渍液，用其浸渍到所述碱处理后的催化剂，然后在120-180℃温度下干燥，在350-500℃温度下焙烧，得到裂解催化剂；
所述步骤(1)中铝盐为氯化铝或硝酸铝，将所用铝盐和硅藻土进行机械混合得到预处理剂，预处理剂中铝含量为5-20％；
所述步骤(1)中预处理剂的加入量为废机油质量的1-10％，处理温度为60-120℃，处理时间为30-120分钟，预处理过程在搅拌下进行，搅拌速率为300-600转/分钟；
所述步骤(2)中蒙脱土与HZSM-5的质量比为0.5-2:1，磷酸锡在催化剂中的质量含量为1％-10％。
2.根据权利要求1所述的一种废机油的回收处理方法，其特征在于，步骤(2)中蒙脱土与HZSM-5的质量比为1-2:1，磷酸锡在催化剂中的质量含量为3％-8％。
3.根据权利要求1所述的一种废机油的回收处理方法，其特征在于，步骤(2)中催化裂解反应的条件为：反应温度为160-300℃，反应时间为120-240分钟，反应在搅拌下进行，搅拌速率为400-800转/分钟，反应中通入氢气，其压力为0.5-2MPa。
4.根据权利要求1所述的一种废机油的回收处理方法，其特征在于，步骤(2)中裂解催化剂使用量为废机油质量的5％-25％。
5.根据权利要求1所述的一种废机油的回收处理方法，其特征在于，步骤(b)中氢氧化钠水溶液的浓度为0.5-1.5mol/L，处理时间为0.5-1.0小时。
6.根据权利要求1所述的一种废机油的回收处理方法，其特征在于，步骤(c)的浸渍液中磷酸锡的质量浓度为1-5％，浸渍液与碱处理后的催化剂的质量比为1-2:1，干燥时间为10-15小时，焙烧时间为3-6小时。
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