CN111004646A - 一种废矿物油的回收工艺及回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废矿物油的回收工艺及回收系统，其中回收工艺包括：(1)将废矿物油通过物理沉降和絮凝沉淀去除固体杂质；(2)精滤：利用精密过滤器对废矿物油进行过滤，去除0.05mm以上的杂质；(3)闪蒸：利用闪蒸器脱去废矿物油中的水分和挥发性物质；(4)减压蒸馏：利用真空薄膜蒸发器脱去废矿物油中的轻组分；(5)纳滤：利用纳滤膜对脱去轻组分后的废矿物油进行过滤，透过纳滤膜的物料即为再生基础油；(6)白土脱色：利用白土对再生基础油进行脱色，过滤，冷却，制得脱色基础油。本发明能对废矿物油进行高效回收，得到的基础油杂质含量低，品质高，质量符合国家标准要求，可应用范围广。

Description

一种废矿物油的回收工艺及回收系统

技术领域

本发明涉及废矿物油回收处理技术领域，尤其涉及一种废矿物油的回收工艺及回收系统。

背景技术

矿物油是目前人类最为广泛使用的化石能源，但其在使用过程中若受到一些因素的影响即会变成废矿物油，如：被外来杂质污染，吸水，热分解，氧化或被燃料油稀释等。废矿物油除了失去原来优良的工作性能外，通常长期处于高温环境，或受到杂质催化氧化作用，废矿物油中会产生许多对人体有危害作用的物质，如：具有强烈致癌作用的3,4-苯并芘(PAH)等多环芳烃，具有强烈毒害作用的多氯联苯(PCB)等含氯的多环芳烃等。废矿物油中还含有为改善油料性能而添加的许多重金属添加剂及含氯、硫、磷的有机物，这些都是对生态环境及生命体具有严重毒害性的物质。

目前，对于废矿物油的处理方式主要有以下几种：1、丢弃。对于少量的废油，人们往往把它倒入下水道、野外空地、河流或垃圾箱中，但是废油中的有害物质会对生态产生严重危害。2、焚烧。一般是直接作为燃料，但燃烧尾气中含有大量重金属氧化物及燃烧不完全而生成的多环芳烃氧化物，会对空气产生严重的污染。3、再生利用。变质物和杂质在废油中只占少部分，约为1％～25％，其余75％～99％都是有用成分。因此，废矿物油只要经过一定的处理，即可再生成为有用油。

业内对于废矿物油进行再生利用的处理工艺一般为：将废矿物油输送至沉降槽中，加入絮凝剂进行沉降分离，分层后将下层水和渣过滤，废水排放至废水处理池，废渣包装后放置在废渣区待处理；经过沉降的油层则输送至蒸馏釜中，进行减压蒸馏，分离轻组分和水，馏分分层后将上层油层冷却、包装后即为成品，下层水排往至废水处理池。该种工艺回收得到的矿物油的油质复杂，杂质多，质量差，应用范围窄，不能对废矿物油进行有效再生利用。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种废矿物油的回收工艺及回收系统，以有效去除废油中的变质污物和杂质，把废矿物油再生成质量符合国家标准要求的基础油。

为实现其目的，本发明采取的技术方案包括如下两方面：

第一方面，本发明提供了一种废矿物油的回收工艺，其包括如下步骤：

(1)将废矿物油通过物理沉降和絮凝沉淀去除固体杂质；

(2)精滤：利用精密过滤器对废矿物油进行过滤；

(3)闪蒸：利用闪蒸器脱去废矿物油中的水分和挥发性物质；

(4)减压蒸馏：利用真空薄膜蒸发器脱去废矿物油中的轻组分；

(5)纳滤：利用纳滤膜对脱去轻组分后的废矿物油进行过滤，透过纳滤膜的物料即为再生基础油；

(6)白土脱色：利用白土对再生基础油进行脱色，过滤，冷却，制得脱色基础油。

优选地，所述步骤(1)中，絮凝沉淀的具体操作为：在经物理沉降的废矿物油中加入絮凝剂，加热搅拌后进行沉降分离，产生的沉淀残渣进行焚烧处理，上层液体进入精滤。优选地，所述絮凝剂为密度为1.2g/mL的水玻璃水溶液、或纯度为90％～96％的活碱、或分子量为650的聚酰胺树脂、或纯度为92％～98％的磺酸。该工序中，加热搅拌可使絮凝剂与废矿物油接触更充分，使絮凝剂与固体杂质能更好、更快地结合。

优选地，所述步骤(3)中，闪蒸的条件为：压力-0.8kpa～-1.0kpa，温度110～120℃，控制流量3000L/h。闪蒸产生的废气进行焚烧处理，废水进入厂区污水处理区。

优选地，所述步骤(4)中，减压蒸馏的条件为：压力-0.8kpa～-1.0kpa，温度200～220℃，控制流量2000～3000L/h。该步骤中，废矿物油中的轻组分被蒸发汽化并冷凝成液体后进入轻组分储罐中，脱轻后的废矿物油进入纳滤膜进行过滤。

所述步骤(5)所用纳滤膜的截留分子量为200～1000Da，具有筛分效应，分子量大于膜截留分子量的物质被膜截留，反之则透过，从而实现对废矿物油中的基础油组分进行提取。同时，纳滤膜可利用电荷效应将带电荷的物质进行分离，从而可将废矿物油中的金属离子添加剂成分去除。该步骤中，透过纳滤膜的即为再生基础油，进入白土脱色工序；被膜截留的重质渣油则进行焚烧处理。

优选地，所述步骤(6)中，所述白土脱色的具体操作为：将待脱色的再生基础油与白土混合，在110～130℃下搅拌20～40min；过滤为采用板框式压滤机进行压滤，分离白土渣和油。

第二方面，本发明提供了一种废矿物油的回收系统，其包括依次连接的物理沉降池、絮凝沉淀单元、精滤单元、闪蒸单元、减压蒸馏单元、白土脱色单元和压滤单元；还包括废矿物油存储单元、成品存储单元、焚烧车间和废水罐，所述废矿物油存储单元与所述物理沉降单元连接，所述成品存储单元与所述减压蒸馏单元和所述压滤单元连接，所述废水罐与所述闪蒸单元连接。

优选地，所述废矿物油存储单元包括废矿物油存储罐和第一进料泵，所述废矿物油存储罐的排料口与所述物理沉降单元连接，所述废矿物油卸料泵设于所述废矿物油存储罐的排料口上。

优选地，所述成品存储单元包括与所述减压蒸馏单元连接的轻质燃料油存储罐和与所述压滤单元连接的成品基础油存储罐。

物理沉降产生的废渣输送至所述焚烧车间进行焚烧处理，经物理沉降后的废矿物油则进入絮凝沉淀单元进行絮凝沉淀。

所述絮凝沉淀单元包括第一加热搅拌罐、沉降罐和第一蒸汽换热器。所述第一加热搅拌罐的进料口与所述物理沉降池的排液口连接，所述第一加热搅拌罐的排料口与所述沉降罐的进料口连接，所述沉降罐设有与所述精滤单元连接的排液口、以及用于排出沉淀废渣的排渣口，所述第一蒸汽换热器与所述第一加热搅拌罐连接。优选地，所述沉降罐的排渣口上设有排渣泵，废渣排出后输送至所述焚烧车间进行焚烧处理。优选地，所述第一加热搅拌罐与所述物理沉降池之间设有中转泵。优选地，所述第一加热搅拌罐的加热方式为内盘管加热。

所述精滤单元包括精密过滤器。优选地，所述精密过滤器的滤网孔径为0.05mm，滤网材质为不锈钢。优选地，所述精密过滤器的进液口与所述沉降罐的排液口之间设有第二进料泵。

所述闪蒸单元包括闪蒸塔、第二蒸汽换热器和第一冷却器，所述闪蒸塔的进液口与所述精密过滤器的滤液出口连接，所述闪蒸塔的排气口与所述第一冷却器连接，所述第二蒸汽换热器与所述闪蒸塔连接。废矿物油中的水分和挥发性有机物在闪蒸塔中被蒸发汽化后，从闪蒸塔的排气口排出并进入第一冷却器进行冷却处理，被冷却下来的液体排入到所述废水罐中，后续进入厂区污水处理工序，而未被冷却下来的气体则进入所述焚烧车间进行焚烧处理。优选地，所述闪蒸塔的进液口设有第一椭圆齿轮流量计。

所述减压蒸馏单元包括螺旋板式换热器、真空薄膜蒸发器、纳滤器、第二冷凝器和半成品缓存罐；所述螺旋板式换热器的进液口与所述闪蒸塔的排液口连接，所述螺旋板式换热器的排液口与所述真空薄膜蒸发器的进料口连接，所述真空薄膜蒸发器的轻组分排料口与所述第二冷凝器连接，所述第二冷凝器与所述轻质燃料油存储罐连接，所述真空薄膜蒸发器的重组分排料口与所述纳滤器连接，所述纳滤器的滤液出口与所述半成品缓存罐连接。优选地，所述真空薄膜蒸发器的进料口上设有第二椭圆齿轮流量计。优选地，纳滤器的截留分子量在200～1000Da之间。所述减压蒸馏单元中，废矿物油在进入真空薄膜蒸发器之前，先经过螺旋板式换热器进行加热。

所述白土脱色单元包括第二加热搅拌罐和第三蒸汽换热器，第三蒸汽换热器与第二加热搅拌罐连接，所述第二加热搅拌罐的进料口与所述半成品缓存罐的排液口连接，所述第二加热搅拌罐的排料口与所述压滤单元连接。优选地，所述第二加热搅拌罐的加热方式为内盘管加热。优选地，所述第二加热搅拌罐的进液口上设有第三进料泵。

所述压滤单元包括压滤机，所述压滤机的进液口与所述第二加热搅拌罐的排液口连接。优选地，所述压滤机为板框式压滤机。本发明利用压滤机对白土与再生基础油的混合物料进行过滤，以将白土渣和再生基础油进行分离，分离出来的白土渣进入所述焚烧车间进入焚烧处理，分离处理的脱色基础油则存储到所述成品基础油存储罐中。

本发明回收系统的工作原理为：存储于废矿物油存储单元中的废矿物油先进入物理沉降池进行物理沉降，去除部分固体杂质；然后进入絮凝沉淀单元进行絮凝沉淀，借助絮凝剂进一步去除固体杂质；然后进入精滤单元进行过滤，去除0.05mm以上的杂质；然后进入闪蒸单元，去除水分和挥发性物质；然后进入减压蒸馏单元，将轻组分分离出来，分离出来的轻组分存储到轻质燃料油存储罐中，重组分则流入塔底并进入纳滤器中进行纳滤处理，通过纳滤膜的再生基础油进入半成品缓存罐中；半成品缓存罐中再生基础油进入白土脱色单元，利用白土进行脱色；然后进入压滤单元进行固液分离，分离出来脱色基础油进入成品基础油存储罐中，即完成废矿物油的回收处理。物理沉降池、絮凝沉淀单元和白土脱色单元产生的废渣和滤渣等固体杂质通过焚烧车间进行焚烧处理，闪蒸单元产生的废气也通过焚烧车间进行焚烧处理，闪蒸单元产生的废水则进入厂区污水处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的回收工艺及回收系统能对废矿物油进行高效回收，得到的基础油杂质含量低，品质高，质量符合国家标准要求，可应用范围广。本发明的纳滤工序和白土脱色工序能有效去除废矿物油中的变质污物和杂质，大大提升了再生基础油的品质。

附图说明

图1为本发明所述废矿物油的回收系统的结构示意图；

图2为本发明所述废矿物油的回收工艺的流程图。

图中，废矿物油存储单元1、物理沉降池2、絮凝沉淀单元3、精滤单元4、闪蒸单元5、减压蒸馏单元6、白土脱色单元7、压滤单元8、焚烧车间9、废水罐10、轻质燃料油存储罐11、成品基础油存储罐12、废矿物油存储罐13、第一进料泵14、一加热搅拌罐16、沉降罐17、第一蒸汽换热器18、排渣泵19、中转泵20、精密过滤器21、第二进料泵22、闪蒸塔23、第二蒸汽换热器24、第一冷却器25、第一椭圆齿轮流量计26、螺旋板式换热器27、真空薄膜蒸发器28、纳滤器29、第二冷凝器30、半成品缓存罐31、第二椭圆齿轮流量计32、第二加热搅拌罐33、第三进料泵34、压滤机35、第三蒸汽换热器36。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，本发明通过下列实施例进一步说明。显然，下列实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种废矿物油的回收系统，如图1所示，该回收系统包括废矿物油存储单元1、物理沉降池2、絮凝沉淀单元3、精滤单元4、闪蒸单元5、减压蒸馏单元6、白土脱色单元7、压滤单元8、成品存储单元、焚烧车间9和废水罐10，成品存储单元包括轻质燃料油存储罐11和成品基础油存储罐12。

具体地，废矿物油存储单元1包括废矿物油存储罐13和第一进料泵14，废矿物油存储罐13的排料口与物理沉降池2的进液口连接，第一进料泵14设于废矿物油存储罐的排料口上。

物理沉降池2产生的废渣输送至焚烧车间9进行焚烧处理，经物理沉降后的废矿物油则进入絮凝沉淀单元3进行絮凝沉淀。

絮凝沉淀单元3包括第一加热搅拌罐16、沉降罐17和第一蒸汽换热器18。第一加热搅拌罐16的进料口与物理沉降池2的排液口连接，第一加热搅拌罐16的排料口与沉降罐17的进料口连接，沉降罐17设有与精滤单元4连接的排液口、以及用于排出沉淀废渣的排渣口，第一蒸汽换热器18与第一加热搅拌罐16连接。沉降罐17的排渣口上设有排渣泵19，废渣排出后输送至焚烧车间9进行焚烧处理。第一加热搅拌罐16与物理沉降池2之间设有中转泵20，第一加热搅拌罐16的加热方式为内盘管加热。

精滤单元4包括精密过滤器21，精密过滤器21的进液口与沉降罐17的排液口连接。精密过滤器21的滤网孔径为0.05mm，滤网材质为不锈钢。精密过滤器21的进液口与沉降罐17的排液口之间设有第二进料泵22。

闪蒸单元5包括闪蒸塔23、第二蒸汽换热器24和第一冷却器25，闪蒸塔23的进液口与精密过滤器21的滤液出口连接，闪蒸塔23的排气口与第一冷却器25连接，第二蒸汽换热器24与闪蒸塔23连接，闪蒸塔23的进液口设有第一椭圆齿轮流量计26。废矿物油中的水分和挥发性有机物在闪蒸塔23中被蒸发汽化后，从闪蒸塔23的排气口排出并进入第一冷却器25进行冷却处理，被冷却下来的液体排入到废水罐10中，后续进入厂区污水处理工序，而未被冷却下来的气体则进入焚烧车间9进行焚烧处理。

减压蒸馏单元6包括螺旋板式换热器27、真空薄膜蒸发器28、纳滤器29、第二冷凝器30和半成品缓存罐31。螺旋板式换热器27的进液口与闪蒸塔23的排液口连接，螺旋板式换热器27的排液口与真空薄膜蒸发器28的进料口连接，真空薄膜蒸发器28的轻组分排料口与第二冷凝器30连接，第二冷凝器30与轻质燃料油存储罐11连接。真空薄膜蒸发器28的重组分排料口与纳滤器29连接，纳滤器29的滤液出口与半成品缓存罐31连接。真空薄膜蒸发器28的进料口上设有第二椭圆齿轮流量计32，纳滤器29的截留分子量在200～1000Da之间。废矿物油在进入真空薄膜蒸发器28之前，先经过螺旋板式换热器27进行加热。

白土脱色单元7包括第二加热搅拌罐33和第三蒸汽换热器36，第三蒸汽换热器36与第二加热搅拌罐33连接，第二加热搅拌罐33的进料口与半成品缓存罐31的排液口连接，第二加热搅拌罐33的排料口与压滤单元8连接。第二加热搅拌罐33的加热方式为内盘管加热，第二加热搅拌罐33的进液口上设有第三进料泵34。

压滤单元8包括压滤机35，压滤机35的进液口与第二加热搅拌罐33的排液口连接，压滤机35为板框式压滤机。分离出来的白土渣进入焚烧车间9进入焚烧处理，分离处理的脱色基础油则存储到成品基础油存储罐12中。

实施例2

本实施例提供一种废矿物油的回收工艺，具体为利用实施例1的回收系统进行回收，步骤如下：

(1)将待回收处理的废矿物油存储于废矿物油存储罐中；

(2)然后进入物理沉降池进行物理沉降，以去除废矿物油中的废水渣；

(3)然后进入絮凝沉淀单元的第一加热搅拌罐中，加入絮凝剂，加热搅拌后泵入沉降罐中进行沉降分离，产生的沉淀残渣进入焚烧车间进行焚烧处理，上层液体进入精滤单元；絮凝剂可采用密度为1.2g/mL的水玻璃水溶液、或纯度为90％～96％的活碱、或分子量为650的聚酰胺树脂、或纯度为92％～98％的磺酸；

(4)上层液体进入精滤单元后，由精密过滤器进行过滤，去除0.05mm以上的杂质；

(5)然后进入闪蒸单元，在闪蒸塔中去除废矿物油中的水分和挥发性物质，闪蒸的压力为-0.8kpa(-0.8kpa～-1.0kpa均可)，温度为120℃(110～120℃均可)，控制流量3000L/h，水分和挥发性物质被汽化后进入第一冷凝器进行冷凝回收，被冷凝液化的液体回收至废水罐中，未被液化的气体进一步进入焚烧车间进行焚烧处理；

(6)然后进入减压蒸馏单元，通过真空薄膜蒸发器脱除废矿物油中的轻组分，减压蒸馏的压力为-0.8kpa(-0.8kpa～-1.0kpa均可)，温度220℃(200～220℃均可)，控制流量2000L/h(2000～3000L/h均可)，轻组分被冷凝回收至轻质燃料油存储罐中，重组分则进入纳滤单元；

(7)重组分进入纳滤单元后，由截留分子量为200～1000Da的纳滤器进行过滤，通过纳滤膜的物料即为再生基础油；

(8)再生基础油进入白土脱色单元，在120℃(110～130℃均可)的第二加热搅拌罐中与白土混合搅拌30min；

(9)然后进入压滤单元，通过板框式压滤机进行固液分离，分离得到的白土渣进入焚烧车间进行焚烧处理，分离得到的脱色基础油冷却后存储到成品基础油存储罐。

废矿物油使用本发明的回收系统及回收方法回收前后的检测结果对比如下表所示：

从上表检测数据可知，经本发明的回收系统及回收方法获得的再生基础油中已被去除大部分杂质，而进一步经过白土脱色后获得的脱色基础油的品质已基本符合润滑油基础油Q-SY 44-2009标准的规定，说明了本发明的回收工艺及回收系统能对废矿物油进行高效回收，得到的基础油杂质含量低，品质高，质量符合国家标准要求，可直接应用。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种废矿物油的回收工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将废矿物油通过物理沉降和絮凝沉淀去除固体杂质；

(2)精滤：利用精密过滤器对废矿物油进行过滤；

(3)闪蒸：利用闪蒸器脱去废矿物油中的水分和挥发性物质；

(4)减压蒸馏：利用真空薄膜蒸发器脱去废矿物油中的轻组分；

(5)纳滤：利用纳滤膜对脱去轻组分后的废矿物油进行过滤，透过纳滤膜的物料即为再生基础油；

(6)白土脱色：利用白土对再生基础油进行脱色，过滤，冷却，制得脱色基础油。

2.如权利要求1所述的废矿物油的回收工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，闪蒸的条件为：压力-0.8kpa～-1.0kpa，温度110～120℃，控制流量3000L/h。

3.如权利要求1所述的废矿物油的回收工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，减压蒸馏的条件为：压力-0.8kpa～-1.0kpa，温度200～220℃，控制流量2000～3000L/h。

4.如权利要求1所述的废矿物油的回收工艺，其特征在于，所述白土脱色的具体操作为：将待脱色的再生基础油与白土混合，在110～130℃下搅拌20～40min。

5.一种废矿物油的回收系统，其特征在于，包括依次连接的物理沉降池、絮凝沉淀单元、精滤单元、闪蒸单元、减压蒸馏单元、白土脱色单元和压滤单元；还包括废矿物油存储单元、成品存储单元、焚烧车间和废水罐，所述废矿物油存储单元与所述物理沉降池连接，所述成品存储单元与所述减压蒸馏单元和所述压滤单元连接，所述废水罐与所述闪蒸单元连接。

6.如权利要求5所述的废矿物油的回收系统，其特征在于，所述絮凝沉淀单元包括第一加热搅拌罐、沉降罐和第一蒸汽换热器；所述第一加热搅拌罐的进料口与所述物理沉降池的排液口连接，所述第一加热搅拌罐的排料口与所述沉降罐的进料口连接，所述沉降罐设有与所述精滤单元连接的排液口、以及用于排出沉淀废渣的排渣口，所述第一蒸汽换热器与所述第一加热搅拌罐连接。

7.如权利要求6所述的废矿物油的回收系统，其特征在于，所述闪蒸单元包括闪蒸塔、第二蒸汽换热器和第一冷却器，所述闪蒸塔的进液口与所述精滤单元连接，所述闪蒸塔的排气口与所述第一冷却器连接，所述第二蒸汽换热器与所述闪蒸塔连接。

8.如权利要求7所述的废矿物油的回收系统，其特征在于，所述减压蒸馏单元包括螺旋板式换热器、真空薄膜蒸发器、纳滤器、第二冷凝器和半成品缓存罐；所述螺旋板式换热器的进液口与所述闪蒸塔的排液口连接，所述螺旋板式换热器的排液口与所述真空薄膜蒸发器的进料口连接，所述真空薄膜蒸发器的轻组分排料口与所述第二冷凝器连接，所述第二冷凝器与所述轻质燃料油存储罐连接，所述真空薄膜蒸发器的重组分排料口与所述纳滤器连接，所述纳滤器的滤液出口与所述半成品缓存罐连接。

9.如权利要求8所述的废矿物油的回收系统，其特征在于，所述白土脱色单元包括第二加热搅拌罐和第三蒸汽换热器，所述第三蒸汽换热器与所述第二加热搅拌罐连接，所述第二加热搅拌罐的进料口与所述半成品缓存罐的排液口连接，所述第二加热搅拌罐的排料口与所述压滤单元连接。

10.如权利要求9所述的废矿物油的回收系统，其特征在于，所述压滤单元包括压滤机，所述压滤机的进液口与所述第二加热搅拌罐的排液口连接。

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