CN114177654B - 一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色装置及方法 - Google Patents

一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色装置及方法，脱色装置连接于基础油溶剂萃取装置的萃余液出口，脱色装置包括通过管道依次连接的中间罐、纤维分离器、加热器和刮膜蒸发器，纤维分离器包括壳体，壳体上设有可控制开闭的进液口、出液口、进气口和脱剂口，进液口用于连接中间罐，出液口用于连接加热器，进气口连通有热气机构，脱剂口用于排出溶剂，壳体内部填充有纤维丝，以及用于挤压纤维丝的挤压板。本发明利用纤维分离技术，让萃余液中NMP溶剂以及杂质溶胀纤维丝，从而与基础油实现分离，使萃余液中NMP溶剂剩余含量小于1％，相应的杂质含量也大幅降低，后续将剩余NMP溶剂蒸出后，所得基础油的色度低于9#，满足标准。

Description

一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色装置及方法
技术领域
本发明涉及废润滑油处理技术领域，具体涉及一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色装置及方法。
背景技术
润滑油是由基础油和一定含量的添加剂组成，润滑油经过一段时间的使用后，就会因为杂质引入、添加剂变质等原因而失去其正常功能，成为废润滑油。废润滑油中含有饱和分油(轻组分基础油，为理由组分)和非饱和分油，同时含有油泥、金属微粒子、炭黑、水分、添加剂及降解产物等杂质。
随着技术的发展以及环保要求的提高，废润滑油可以通过处理得到再生基础油，其主要工艺包括蒸馏和萃取，废润滑油先进行常压或减压蒸馏后得到馏分油，再利用极性溶剂NMP(N-Methyl pyrrolidone，N-甲基吡咯烷酮)对馏分油进行萃取，萃取得到的萃余液中90％以上是基础油，同时会含有少于10％的NMP溶剂。而NMP溶剂常压沸点在202℃，低于基础油沸点，因此可采用蒸发手段将萃余液中的掺杂的NMP溶剂蒸出，从而得到较纯的基础油产品。
然而，在萃余液蒸发过程中，我们发现萃余液的初始色度在8#左右，而在将NMP溶剂蒸出后，所得基础油的色度却达到了11#、甚至12#，不满足合格基础油产品色度低于9#的标准。分析其原因在于，NMP溶剂自身的颜色较浅，色度小于1#，而萃余液中含有胶质、重芳烃等杂质，这些杂质的颜色较深、沸点较高(450℃以上)，萃余液未蒸发时，NMP溶剂将这些杂质溶解形成小液珠并悬浮在萃余液中，而加热蒸发后，NMP溶剂蒸出，导致这些杂质留下并析出，最终使得颜色变深。而NMP溶剂与基础油之间无法直接分离，杂质又溶解在NMP溶剂中，因此该问题困扰着本行业技术人员多年，一直未得到妥善解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色装置及方法，其利用纤维分离技术，解决了萃余油蒸发去除NMP溶剂后颜色变深的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色装置，所述脱色装置连接于基础油溶剂萃取装置的萃余液出口，脱色装置包括通过管道依次连接的中间罐、纤维分离器、加热器和刮膜蒸发器，以及设在管道上的泵体，所述纤维分离器包括壳体，所述壳体上设有可控制开闭的进液口、出液口、进气口和脱剂口，所述进液口用于连接中间罐，所述出液口用于连接加热器，所述进气口连通有热气机构，所述脱剂口用于排出溶剂，所述壳体内部填充有纤维丝，以及用于挤压纤维丝的挤压板。
进一步改进在于，所述挤压板上分布有贯通的通孔。
进一步改进在于，所述挤压板连接有驱动件，用于驱动挤压板进行挤压。
进一步改进在于，所述中间罐内设有沉降机构。
进一步改进在于，所述纤维丝的表面张力与基础油溶剂萃取时所用溶剂的表面张力相同或相近。
本发明还提供了一种利用上述脱色装置进行的基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色方法，步骤包括：
运行阶段：将基础油溶剂萃取后得到的萃余液导入中间罐进行缓冲沉降，再控制打开纤维分离器的进液口和出液口，关闭进气口和脱剂口，将萃余液导入纤维分离器内，经纤维丝的吸附作用，使得萃余液中所掺杂的溶剂以及溶剂中分散的杂质被吸附到纤维丝表面，湿润纤维丝，而萃余液中基础油以及未纤维分离的溶剂从出液口排出，排出后依次导入加热器和刮膜蒸发器，进行刮膜蒸发，去除未分离的溶剂，得到基础油产品；
挤压吹散阶段：随着纤维丝上溶剂以及杂质吸附量的增加，逐渐溶胀纤维丝，使纤维丝之间的通道堵塞，此时关闭进液口和出液口，打开脱剂口，驱动挤压板挤压纤维丝，使溶胀后纤维丝上吸附的溶剂以及杂质从脱剂口排出，挤压充分后，再打开进气口，吹入热空气，使剩余的溶剂以及杂质进一步排出，并吹散纤维丝。
进一步改进在于，经纤维分离器的分离作用，萃余液中未纤维分离的溶剂的质量含量低于1％。
进一步改进在于，所得基础油产品的色号在8#-9#。
进一步改进在于，所述溶剂为NMP溶剂。
本发明的有益效果在于：本发明利用纤维分离技术，让萃余液中NMP溶剂以及杂质溶胀纤维丝，从而与基础油实现分离，使萃余液中NMP溶剂剩余含量小于1％，相应的杂质含量也大幅降低，后续将剩余NMP溶剂蒸出后，所得基础油的色度低于9#，满足标准。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为纤维分离器的结构示意图；
图中：1、基础油溶剂萃取装置；2、中间罐；3、纤维分离器；301、进液口；302、出液口；303、进气口；304、脱剂口；305、纤维丝；306、挤压板；307、驱动件；4、加热器；5、刮膜蒸发器；6、泵体；7、热气机构。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
结合图1和图2所示，一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色装置，脱色装置连接于基础油溶剂萃取装置1的萃余液出口，脱色装置包括通过管道依次连接的中间罐2、纤维分离器3、加热器4和刮膜蒸发器5，以及设在管道上的泵体6，纤维分离器3包括壳体，壳体上设有可控制开闭的进液口301、出液口302、进气口303和脱剂口304，进液口301用于连接中间罐2，出液口302用于连接加热器4，进气口303连通有热气机构7，脱剂口304用于排出溶剂，壳体内部填充有纤维丝305，以及用于挤压纤维丝305的挤压板306。
上述采用的基础油溶剂萃取装置1可以采用一段萃取装置，采用一段时只需有一个抽提塔即可，抽提塔顶部设萃余液出口，底部设萃出液出口。
优选的，上述采用的基础油溶剂萃取装置1也可采用二段萃取装置，采用二段时：包括旋流分离器、抽提塔和静态混合器，旋流分离器的侧壁设有进料口，顶部设有一次萃余液出口、底部设有一次萃出液出口，抽提塔的侧壁下段设有一次萃余液进口，侧壁上段设有NMP进口，顶端设有二次萃余液出口，底端设有二次萃出液出口，静态混合器的入口端用于导入馏分油，静态混合器的出口段通过管道连接于进料口，一次萃余液出口通过管道与一次萃余液进口连接，二次萃出液出口通过带液泵的管道与静态混合器的入口端连接。萃取时，将蒸馏后的馏分油输送至静态混合器，再输送至旋流分离器内进行一次抽提，将得到的一次萃出液排出，得到的一次萃余液输送至抽提塔底部，同时在抽提塔顶部输入新的NMP溶剂，NMP溶剂与一次萃余液逆向接触进行二次抽提，将得到的二次萃余液排出，完成萃取过程，而得到的二次萃出液输送至静态混合器内，与馏分油混合均匀后一并输送至旋流分离器内，将二次萃出液作为萃取溶剂进行一次抽提，一次抽提后实现油剂分层，其中油相上升形成一次萃余液，剂相下落形成一次萃出液。上述得到的二次萃余液即输送至脱色装置。
本发明中，挤压板306上分布有贯通的通孔，用于在挤压时溶剂的通过。挤压板306连接有驱动件307，用于驱动挤压板307进行挤压，驱动件307可以是电动伸缩杆或者气缸等，当然，也可采用人工驱动。
本发明中，中间罐2内设有沉降机构，用于缓冲沉降萃余液中的部分杂质。
本发明还提供了一种利用上述脱色装置进行的基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色方法，步骤包括：
运行阶段：将基础油溶剂萃取后得到的萃余液导入中间罐2进行缓冲沉降，再控制打开纤维分离器3的进液口301和出液口302，关闭进气口303和脱剂口304，将萃余液导入纤维分离器3内，经纤维丝305的吸附作用，使得萃余液中所掺杂的溶剂以及溶剂中分散的杂质被吸附到纤维丝305表面，湿润纤维丝305，而萃余液中基础油以及未纤维分离的溶剂从出液口302排出，排出后依次导入加热器4和刮膜蒸发器5，进行刮膜蒸发，去除未分离的溶剂，得到基础油产品；
挤压吹散阶段：随着纤维丝305上溶剂以及杂质吸附量的增加，逐渐溶胀纤维丝305，使纤维丝305之间的通道堵塞，此时关闭进液口301和出液口302，打开脱剂口304，驱动挤压板306挤压纤维丝303，使溶胀后纤维丝305上吸附的溶剂以及杂质从脱剂口304排出，挤压充分后，再打开进气口303，吹入热空气，使剩余的溶剂以及杂质进一步排出，并吹散纤维丝305。
上述方法中，经纤维分离器3的分离作用，萃余液中未纤维分离的溶剂的质量含量低于1％，相应的杂质也大幅度减少。这样在蒸发去除剩余溶剂后，所析出的杂质量极少，因此颜色基本不会加深，所得基础油产品的色号在8#-9#，满足小于9#的标准。
上述方法中，纤维丝305的表面张力与基础油溶剂萃取时所用溶剂的表面张力相同或相近。例如，溶剂为NMP溶剂，NMP溶剂的表面张力较强，一般可达33.7dyne/cm，而基础油的表面张力较弱，一般低于25dyne/cm，因此区别明显，在进行纤维分离时，采用表面张力同样较强的纤维丝305(例如尼龙纤维的表面张力可达到33dyne/cm)，可将NMP溶剂以及所分散的杂质吸附溶胀，而基础油则直接通过。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色方法，其特征在于，其利用脱色装置进行，所述脱色装置连接于基础油溶剂萃取装置（1）的萃余液出口，脱色装置包括通过管道依次连接的中间罐（2）、纤维分离器（3）、加热器（4）和刮膜蒸发器（5），以及设在管道上的泵体（6），所述纤维分离器（3）包括壳体，所述壳体上设有可控制开闭的进液口（301）、出液口（302）、进气口（303）和脱剂口（304），所述进液口（301）用于连接中间罐（2），所述出液口（302）用于连接加热器（4），所述进气口（303）连通有热气机构（7），所述脱剂口（304）用于排出溶剂，所述壳体内部填充有纤维丝（305），以及用于挤压纤维丝（305）的挤压板（306），所述纤维丝（305）的表面张力与基础油溶剂萃取时所用溶剂的表面张力相同或相近；
具体步骤包括：
运行阶段：将基础油溶剂萃取后得到的萃余液导入中间罐（2）进行缓冲沉降，再控制打开纤维分离器（3）的进液口（301）和出液口（302），关闭进气口（303）和脱剂口（304），将萃余液导入纤维分离器（3）内，经纤维丝（305）的吸附作用，使得萃余液中所掺杂的溶剂以及溶剂中分散的杂质被吸附到纤维丝（305）表面，湿润纤维丝（305），而萃余液中基础油以及未纤维分离的溶剂从出液口（302）排出，排出后依次导入加热器（4）和刮膜蒸发器（5），进行刮膜蒸发，去除未分离的溶剂，得到基础油产品；
挤压吹散阶段：随着纤维丝（305）上溶剂以及杂质吸附量的增加，逐渐溶胀纤维丝（305），使纤维丝（305）之间的通道堵塞，此时关闭进液口（301）和出液口（302），打开脱剂口（304），驱动挤压板（306）挤压纤维丝（305），使溶胀后纤维丝（305）上吸附的溶剂以及杂质从脱剂口（304）排出，挤压充分后，再打开进气口（303），吹入热空气，使剩余的溶剂以及杂质进一步排出，并吹散纤维丝（305）；
所述溶剂为NMP溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色方法，其特征在于，所述挤压板（306）上分布有贯通的通孔。
3.根据权利要求1所述的一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色方法，其特征在于，所述挤压板（306）连接有驱动件（307），用于驱动挤压板（306）进行挤压。
4.根据权利要求1所述的一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色方法，其特征在于，所述中间罐（2）内设有沉降机构。
5.根据权利要求1所述的一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色方法，其特征在于，经纤维分离器（3）的分离作用，萃余液中未纤维分离的溶剂的质量含量低于1%。
6.根据权利要求1所述的一种基础油溶剂萃取萃余液的纤维分离式脱色方法，其特征在于，所得基础油产品的色号在8#-9#。
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