CN112457881A - 一种废矿物油再生利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废矿物油再生利用的方法，采用沉降预处理+减压蒸馏+加氢精制作为废矿物油再生利用的工艺路线。减压蒸馏增加离心工序，引入稀释剂及脱渣剂，脱杂的同时降低减压系统分压，稀释剂循环利用。加氢精制采用高低压两段加氢。本发明技术解决了现有技术的废矿物油蒸馏前处理炉管结焦、减压塔堵塞、加氢设备腐蚀严重、加氢催化剂床层结焦、加氢反应物料出口管路堵塞等问题。该工艺技术科学合理、长周期运行稳定、高效环保、产品质量高，经济效益明显。

Description

一种废矿物油再生利用的方法

技术领域：

本发明涉及一种废矿物油再生利用的工艺技术，特别涉及一种沉降预处理+减压蒸馏+加氢精制的废矿物油再生利用的方法。

背景技术：

废矿物油综合利用工艺主要分为三个模块展开：沉降预处理、蒸馏前处理、精制后处理。沉降预处理通常采用加热自然沉降的方法；蒸馏前处理技术较多，有釜式蒸馏、减压蒸馏、分子蒸馏、薄膜蒸发等；精制后处理有酸碱精制、白土精制、溶剂精制、加氢精制等。釜式蒸馏和酸碱精制因污染严重，都是行业内明令禁止使用的技术。目前国内及国际废矿物油处理工艺主要在三个模块中选取组合工艺，主要包括：蒸馏-白土工艺、预蒸馏-抽提絮凝-蒸馏-白土工艺、闪蒸-热处理-超临界抽提-白土工艺、加氢精制工艺。

沉降预处理：由于废矿物油中存在大量的固体颗粒物，如磨损下来的金属微粒、燃烧生成的炭粒、灰尘及其他来源的机械杂质等。这些固体颗粒物分散在废油中，特别是发动机油中的清净分散添加剂，非常有效地保持着这些固体颗粒物的分散状态。加热废油时，热处理作用破坏了清净分散剂之后，这些悬浮的固体杂质就沉淀在塔板、填料、炉管及加氢反应床上，造成堵塞，影响了生产操作。因此，必须对废矿物油进行预处理。行业内通常采用的方式是加热进行自然沉降脱水，脱杂。

蒸馏前处理：蒸馏前处理技术较多，有釜式蒸馏、减压蒸馏、分子蒸馏、薄膜蒸发等。各个工艺均有优缺点。减压蒸馏是石油化工行业经典的工艺技术，比较成熟，但是由于其工艺基础是源于原油炼制，对于物料特性完全不同于原油的废矿物油物料来说，采用减压蒸馏工艺技术，出现加热炉温度过高，炉管结焦，产品收率低等实际问题。分子蒸馏是近年来新开发出的新技术，来源于医药精细加工，由于操作条件不好控制、对于废矿物油的再生处理，小规模尚可，不适于规模较大的生产，产品质量不稳定。薄膜或降膜蒸发采用熔盐或导热油加热，高温停留时间短，不易产生二次反应，是较好的废矿物油再生技术，但操作要求高，工艺条件不好控制。

精制后处理：废矿物油的后精制工艺行业内常用的工艺有酸碱精制、溶剂精制、白土精制和加氢精制。酸碱精制为明令精制技术。白土精制：是吸附精制的一种，在润滑油的精制中所采用的吸附剂有白土、氧化铝、活性炭甚至废弃的催化裂化催化剂等。但是白土精制占废矿物油吸附精制的绝大多数。溶剂精制：是指利用溶剂对废矿物油中的理想组分和非理想组分选择性的不同，除去废矿物油中的非理想组分，废矿物油溶剂精制所采用的溶剂很多，常见的有丙烷、糠醛、N-甲基吡咯烷酮等。溶剂精制工艺技术产生一定量的废有机溶剂，同时能耗较高，收率低。加氢精制：其技术的原理是在一定的压力、温度、氢气和催化剂等条件下，将废油中的氮、氧、硫等有害的物质转变为氨、水以及硫化氢，从而将这些杂质除去，此外，还能使烯烃、二烯烃、部分芳烃加氢达到饱和。该方法作为无污染再生精制工艺的代表。

由于废矿物油原料杂质具有高氯、高金属含量等的特殊性，现在国内废矿物油处理装置都存在长周期运行困难，主要体现在蒸馏前处理炉管结焦，分馏塔、薄膜蒸发器及降膜蒸发器堵塞，加氢设备腐蚀严重，加氢催化剂床层结焦，加氢反应物料出口管路堵塞等。

发明目的：

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种废矿物油再生利用的方法。该工艺技术科学合理、长周期运行稳定、高效环保、产品质量高并有明显经济效益。

发明内容：

本发明采取沉降预处理+减压蒸馏+加氢精制作为废矿物油再生利用的工艺技术。该工艺技术克服了现有技术的不足，主要体现在解决废矿物油蒸馏前处理炉管结焦、减压塔堵塞、加氢设备腐蚀严重、加氢催化剂床层结焦、加氢反应物料出口管路堵塞等问题。

本发明的技术方案：

一种废矿物油再生利用的方法，采用沉降预处理+减压蒸馏+加氢精制作为废矿物油再生利用的工艺技术路线。

主要包括以下步骤：

1、将废矿物油进行沉降预处理，经沉降预处理后废矿物油与稀释剂和脱渣剂混合，混合后经离心机离心脱渣，脱渣后废矿物油进入脱水塔脱水，脱水废矿物油进入减压分馏工序；稀释剂及脱渣剂能析出废矿物油中沥青质同时降低减压分馏工序分压；

2、脱水后废矿物油经减压分馏塔减压切割出矿物油。稀释剂的存在一方面降低减压系统的分压，降低切割温度，减少减压炉及减压塔结焦风险，另一方面降低减压塔设备的腐蚀性；

3、经减压切割后废矿物油进入低压加氢工序，低压加氢设置三个固定床反应器，第一个固定床反应器是保护反应器脱出金属，第二个固定床反应器是脱氯反应器脱出氯离子，第三个固定床反应器为精制反应器进行废矿物油脱硫脱氮等加氢反应；

4、经低压加氢脱金属和脱氯后废矿物油送至高压加氢工序，高压加氢设置一个精制反应器。

通过高低压两段加氢设置及良好的蒸馏预处理工序，克服加氢设备腐蚀严重，加氢催化剂床层结焦，加氢反应物料出口管路堵塞等问题。

所述的低压加氢压力4.5～5.5MPa(G)。

所述的高压加氢压力16.5～17.5MPa(G)。

所述的离心机是卧螺离心机。

所述的脱水塔脱水是将经离心脱渣后废矿物油加热至160-200℃后送至脱水塔脱气脱水，脱水塔接真空系统，水与轻质油从塔项气相排出。

所述的稀释剂是轻柴油，脱渣剂是硅藻土。

保护反应器催化剂是MoO₃-NiO体系催化剂，脱氯反应器催化剂是WO₃-MoO₃-NiO，精制反应器催化剂是WO₃-MoO₃-NiO体系催化剂。

所述的减压分馏是经脱水脱气后废矿物油送至减压加热炉加热至300℃～350℃在减压分馏塔进行减压分馏，切割出稀释剂及加氢原料，稀释剂返回前面工序循环使用，加氢原料送至低压加氢工序；减压分馏塔控制压力2.0～3.0kPa(A)。

所述的加氢反应经过保护反应器脱金属到1ppm以下,一段低压加氢脱氯到1ppm，产品符合II类基础油标准。

本发明的有益效果：

将沉降预处理后废矿物油与稀释剂和脱渣剂混合，混合后经离心机离心脱渣，脱渣后废矿物油进入脱水塔脱水，脱水废矿物油进入减压分馏工序；稀释剂及脱渣剂能析出废矿物油中沥青质同时降低减压分馏工序分压降低切割温度，减少减压炉及减压塔结焦风险，另一方面降低减压塔设备的腐蚀性。

通过高低压两段加氢设置，特别是设置三个固定床串联低压加氢反应器分别在前两个反应器分别脱除金属和氯，及前面良好的蒸馏预处理工序，克服加氢设备腐蚀严重，加氢催化剂床层结焦，加氢反应物料出口管路堵塞等问题。加氢反应经过保护反应器脱金属到1ppm以下,一段低压加氢脱氯到1ppm，保证了装置长周期连续运行，现已连续运行400天。而传统工艺只能连续运行不到30天。

附图说明

图1废矿物油再生利用的沉降预处理+减压蒸馏工艺流程示意图

其中：1-加热器 2-卧螺离心机 3-缓冲罐 4-脱水塔进料泵 5-脱水塔 6-减压加热炉 7-减压分馏塔

图2废矿物油再生利用的高低压加氢精制工艺流程示意图

其中：11-加氢进料泵 12-换热器 13-低压加氢加热炉 14-脱金属离子低压加氢反应器 15-脱氯低压加氢反应器 16-精制加氢反应器 17-热高压分流罐 18-高压加氢进料泵 19-高压加氢加热炉 20-高压加氢反应器 21-冷高压反应器 22-循环氢压缩机 23-新氢压缩机

具体实施方式

依图1与图2所示的工艺流程，废矿物油再生利用的处理步骤如下：

1)将废矿物油进行沉降预处理，经沉降预处理后废矿物油与稀释剂和脱渣剂混合，混合后经离心机离心脱杂，脱杂后废矿物油进入脱水塔脱水，脱水废矿物油进入减压分馏工序，稀释剂和脱渣剂能析出废矿物油中杂质；

2)脱水后废矿物油经减压分馏塔分别切割出加氢原料及稀释剂，稀释剂的存在一方面降低减压系统的分压，降低切割温度，减少减压炉及减压塔结焦风险，另一方面降低减压塔设备的腐蚀性；

3)经减压切割后加氢原料进入低压加氢工序，低压加氢设置三个固定床反应器，第一个保护反应器脱出金属，第二个脱氯反应器脱出氯离子，第三个反应器为精制反应器进行废矿物油脱硫脱氮等加氢反应；

4)经低压加氢后产物经气液分离后油相送至高压加氢工序，高压加氢设置一个精制反应器。

实施例1：

1、将6.25t/h的经沉降预处理后的废矿物油与一定量稀释剂和脱渣剂混合后加热至90℃左右，经卧螺离心机离心脱渣；

2、经离心脱渣后废矿物油加热至180℃左右后送至脱水塔脱气脱水；

3、经脱水脱气后废矿物油送至减压加热炉加热至320℃在减压分馏塔进行减压分馏，切割出稀释剂及加氢原料，稀释剂返回前面工序循环使用，加氢原料送至低压加氢工序；减压分馏塔控制压力2.5kPa(A)左右；

4、经减压切割后加氢原料提压至4.5MPa(G)，然后经一段加氢加热炉加热至320℃后依次进入保护反应器、脱氯反应器及精制反应器，反应器产物经气液分离罐进行气液相分离；气相冷却后作为循环氢，液相作为高压加氢进料送至高压加氢；

5、低压加氢产物经高压加氢进料泵提压至16.5MPa(G)，然后经高压加氢加热炉加热至320℃后进入高压反应器，反应器产物经气液分离罐进行气液相分离。气相冷却后作为循环氢，液相作为产物经后分馏后作为产品出装置。

保护反应器脱金属到1ppm以下,一段低压加氢脱氯到1ppm，保证了装置长周期连续运行，现已连续运行400天。传统工艺连续运行时间不到30天。

实施例2：

1、将12.5t/h的经沉降预处理后的废矿物油与一定量稀释剂和脱渣剂混合后加热至90℃左右，经离心机离心脱渣；

2、经离心脱渣后废矿物油加热至180℃左右后送至脱水塔脱气脱水；

3、经脱水后废矿物油送至减压加热炉加热至330℃，切割出稀释剂及加氢原料，稀释剂返回前面工序循环使用，加氢原料送至低压加氢部分。减压分馏塔控制压力2.5kPa(A)左右；

4、经减压切割后加氢原料提压至5.5MPa(G)，然后经低压加氢加热炉加热至330℃后分别进入保护反应器、脱氯反应器及精制反应器，反应器产物经气液分离罐进行气液相分离；气相冷却后作为循环氢，液相作为高压加氢进料送至高压加氢；

5、低压加氢产物经高压加氢进料泵提压至17.5MPa(G)，然后经高压加氢加热炉加热至330℃后进入高压反应器，反应器产物经气液分离罐进行气液相分离。气相冷却后作为循环氢，液相作为产物经后分馏后作为产品出装置。

保护反应器脱金属到1ppm以下,一段低压加氢脱氯到1ppm，保证了装置长周期连续运行，现已连续运行400天。而传统工艺只能运行时间不到30天。

Claims (9)

1.一种废矿物油再生利用的方法，采用沉降预处理+减压蒸馏+加氢精制作为废矿物油再生利用的工艺技术路线，其特征在于主要包括以下步骤：

1)将废矿物油进行沉降预处理，经沉降预处理后废矿物油与稀释剂和脱渣剂混合，混合后经离心机离心脱渣，脱渣后废矿物油进入脱水塔脱水，脱水后废矿物油进入减压分馏工序，稀释剂和脱渣剂能析出废矿物油中杂质；

2)脱水后废矿物油经减压分馏塔分别切割出加氢原料及稀释剂，稀释剂的存在一方面降低减压系统的分压，降低切割温度，减少减压炉及减压塔结焦风险，另一方面降低减压塔设备的腐蚀性；

3)经减压切割后加氢原料进入低压加氢工序，低压加氢设置三个固定床反应器，第一个固定床反应器为保护反应器脱出金属，第二个固定床反应器为脱氯反应器脱出氯离子，第三个固定床反应器为精制反应器进行废矿物油脱硫脱氮等加氢反应；

4)经低压加氢后产物经气液分离后油相送至高压加氢工序，高压加氢设置一个精制反应器。

2.根据权利要求1所述的一种废矿物油再生利用的方法，其特征在于所述的低压加氢压力4.5～5.5MPa(G)。

3.根据权利要求1所述的一种废矿物油再生利用的方法，其特征在于所述的高压加氢压力16.5～17.5MPa(G)。

4.根据权利要求1所述的一种废矿物油再生利用的方法，其特征在于所述的离心机是卧螺离心机。

5.根据权利要求1所述的一种废矿物油再生利用的方法，其特征在于所述的脱水塔脱水是将经离心脱渣后废矿物油加热至160-200℃后送至脱水塔脱气脱水，脱水塔接真空系统，水与轻质油从塔项气相排出。

6.根据权利要求1所述的一种废矿物油再生利用的方法，其特征在于所述的稀释剂是轻柴油，脱渣剂是硅藻土。

7.根据权利要求1所述的一种废矿物油再生利用的方法，其特征在于所述的减压分馏是经脱水脱气后废矿物油送至减压加热炉加热至300℃～350℃在减压分馏塔进行减压分馏，切割出稀释剂及加氢原料，稀释剂返回前面工序循环使用，加氢原料送至低压加氢工序；减压分馏塔控制压力2.0～3.0kPa(A)。

8.根据权利要求1所述的一种废矿物油再生利用的方法，其特征在于所述的保护反应器催化剂是MoO₃-NiO体系催化剂，脱氯反应器催化剂是WO₃-MoO₃-NiO，精制反应器催化剂是WO₃-MoO₃-NiO体系催化剂。

9.根据权利要求1所述的一种废矿物油再生利用的方法，其特征在于所述的高压加氢反应器催化剂是WO₃-NiO体系催化剂。