CN103289807B

CN103289807B - 一种对废润滑油净化再生的膜处理集成工艺

Info

Publication number: CN103289807B
Application number: CN201310190190.3A
Authority: CN
Inventors: 谢雄; 鲍建国
Original assignee: China University of Geosciences
Current assignee: Hubei Zhongshuo Environmental Protection Co ltd
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: CN103289807A

Abstract

本发明属于石油化工与环境保护技术领域范畴，具体涉及到一种对废润滑油净化再生的膜处理工艺。该工艺包括如下步骤：（1）自然沉降处理；（2）采用极性有机溶剂抽提处理；（3）油剂分离；（4）加热升温；（5）金属过滤器过滤处理；（6）金属膜过滤处理；（7）白土吸附除杂处理；（8）板框过滤滤除白土；（9）添加添加剂进行调配，即得到再生的润滑油成品。利用该工艺能将废润滑油净化再生成质量性能等同于润滑油新品的再生润滑油，该工艺对废润滑油的适用范围广、流程简单、技术可靠，具有实际推广应用价值，能产生比较明显的社会、经济及环境效益。

Description

一种对废润滑油净化再生的膜处理集成工艺

技术领域

本发明属于石油化工与环境保护技术领域范畴，具体涉及到一种对废润滑油再生的工艺。

背景技术

润滑油是现代工业的润滑剂，在工业生产中被广泛使用，工业化程度越高的国家，通常消耗的润滑油就越多。目前中国作为全球最大的新兴经济体，正在全面加快工业化进程，其所消耗的润滑油数量与日俱增，而这导致了大量废润滑油产生。如果不采用合适方法来处理或再生这些废润滑油，将势必对生态环境造成严重危害，并造成巨大能源浪费。

我国在废润油处理及再生方面开展了不少研究，已开发了一些废润滑油处理及净化再生工艺，但总体来说，我国在该领域的研究还相对滞后，对废润滑油的回收率也比较低，这并不能适应我国经济及环保发展的要求。因此，去深入研究润滑油的劣化机理，去积极探索新型高效、低污染的废润滑油处理及净化再生技术，将对于缓解我国石油资源紧张、减少废油对环境的污染有着积极重要意义。

一般认为将废润滑油净化再生比从石油中提炼润滑油要简便得多。润滑油是由80%～90%的基础油和10%～20%的添加剂组成的，主要化学成分是多种烃类以及少量非烃类混合物。润滑油在使用一段时间后由于物理、化学或人为因素导致了性能劣化，生成了如醛、酮、树脂、沥青胶态物质、碳黑及有机酸、盐、水、金属屑等污染杂质，不能再继续使用而成为废润滑油。

但实际上废润滑油并不废，废润滑油中真正变质的成份只有百分之几，其余大部分烃类组成仍是润滑油的主要粘度载体和有效成分，只要通过合适物理或化学方法除去废油中变质污物和杂质，就能把废润滑油再生成质量符合要求的基础油，并经调配添加剂后，就可得到质量接近或达到新油标准、且性能良好的成品润滑油。而如何去选用适当工艺以有效去除废润滑油中的杂质，就成为废润滑油处理及再生技术的关键。

目前应用的废润滑油处理及再生工艺较多，主要有蒸馏-酸洗-白土精制，沉降-酸洗-白土蒸馏，沉降-蒸馏-酸洗-钙土精制，蒸馏-乙醇抽提-白土精制，蒸馏-糠醛精制-白土精制等。以上再生方法一般都含有蒸馏过程，即采用传统蒸馏分离手段来提取轻质基础油馏分，蒸馏的特点是过程较复杂、流程较长且能耗较高。而膜分离技术作为一门新兴的多学科交叉的高科技分离技术，具有分离精度高、过程可控性强、节能降耗、环保高效及易于工程放大等优点。

发明内容

本发明提出了一种对废润滑油净化再生的膜处理集成工艺，利用该工艺能有效实现对废润滑油的再生利用。

一种对废润滑油净化再生的膜处理集成工艺，具体包括如下步骤：

（1）将废润滑油先进行自然沉降处理（除去沉降物，即机械除杂）；

（2）再采用极性有机溶剂在溶剂抽提塔中对废润滑油进行抽提处理（排除油渣和水）；

（3）将抽提混合液在溶剂分离塔中进行油与极性有机溶剂的分离，于溶剂分离塔顶部将有机溶剂蒸出并冷凝回收后返至溶剂提抽过程重复使用，于溶剂分离塔底部分离出废润滑油；

（4）将分离出的废润滑油加热升温；

（5）用金属过滤器对废润滑油进行粗滤；

（6）再用金属膜对金属过滤器过滤后的废润滑油进行膜分离处理；

（7）将金属膜滤出的油品加入带换热及搅拌装置的罐体设备内，用白土进行吸附除杂处理；

（8）将白土吸附后的油品静置后用板框过滤滤除白土；

（9）向所得的油品中加入性能添加剂进行调配，即得再生润滑油成品。

上述方案中，步骤（1）所述沉降处理的温度控制在40～80℃，自然沉降处理的时间为4个小时以上。

上述方案中，步骤（2）所述极性有机溶剂为丙烷溶剂。

上述方案中，步骤（3）所述将有机溶剂蒸出的温度为90～150℃，压力为2.0MPa。

上述方案中，步骤（4）所述废润滑油的温度加热至90～130℃。

上述方案中，步骤（5）所述金属过滤器为全不锈钢金属材质，内部装不锈钢丝网，不锈钢丝网的规格为20～100目。

上述方案中，步骤（6）所述金属膜为一体式组件结构，全不锈钢金属壳体，内部装有金属过滤膜管，该膜管采用SS316L多孔烧结管为支撑体，在SS316L多孔管内表面覆盖一层TiO₂分离皮层；所述金属膜孔径规格为0.02～0.1μm。

上述方案中，步骤（2）所述用极性有机溶剂（丙烷溶剂）抽提废润滑油的过程工艺参数为：剂油体积比为3～7：1（即极性有机溶剂与废润滑油的体积比为3～7：1），温度40～80℃，压力为4MPa。

上述方案中，步骤（5）所述金属过滤器过滤处理的工艺参数为：过滤压力为0.3～0.7MPa，过滤温度90～130℃，过滤精度20～100目。

上述方案中，步骤（6）所述金属膜过滤处理的工艺参数为：进膜压力为0.3～1.0MPa，废润滑油进膜温度为90～130℃，膜通量范围为10～80L/m².h。

上述方案中，步骤（7）所述白土吸附除杂的过程为：加入油品质量1%～5%的白土，控制温度65～85℃，搅拌速度为100～200r/min，充分搅拌20～30min，再静置60～120min。

上述方案中，步骤（8）所述的板框过滤的压力为0.2～0.5MPa，滤布的孔径为20～50μm。

上述方案中，步骤（2）所述油渣与水经脱水后，进行沥青调和得到沥青调和料，再进一步填充或改性后，作为道路沥青。

本发明的技术原理：（1）由于废润滑油来源广泛，如在传动、冷却、热处理等装置上换下来的废液压油、变压器油、淬火油以及大量的发动机器和洗涤机件的污秽油等，其成分复杂且含有机械杂质、泥砂、金属碎屑等许多杂物，为保护后续设备，首先对废润滑油进行沉降处理，主要利用水分、机械杂质不溶于油，密度大于油的特点，通过物理沉降去除一部分。为加快沉降速度、缩短处理时间，一般将油温加热到50～80℃（加热温度超过90℃可能会使废润滑油加快氧化速度，温度超过100℃会使油沸腾而把底部杂质和水分搅起），升温目的是降低油液粘度，使沉降速度加快。沉降时间因废润滑油来源及组成而异，一般在4小时以上。（2）沉降后的废润滑油中还含有水、胶体、沥青质等物质，废润滑油中因水分存在使润滑油乳化变质，丧失润滑性能，同时水分也加速了有机酸对金属的腐蚀，能严重锈蚀设备，使油品中易产生沉渣。因此在废润滑油回收利用中必须采取脱水处理，润滑油中的水分含量越低越好。采用极性有机溶剂在溶剂抽提塔中抽提废润滑油，主要原理是利用极性有机溶剂在一定温度下对沥青及胶体的溶解度很小，而对烃类（烷烃、环烷烃、芳香烃等）溶解度大的特性，通过有机溶剂的溶解选择性将油烃和沥青、胶体等杂质分开，同时由于油烃被溶解在有机溶剂中，也实现了与水分、金属碎屑及其它机械杂物的分离。此步骤中去除了大部分固体颗粒、金属碎屑、沥青、胶体等杂质，将十分有助于后续过滤过程（金属丝网过滤、金属膜过滤），能有效减缓过滤器与膜的污堵，并显著提高金属膜过滤的膜通量。同时，也有利于后续白土吸附精制，可减少白土用量并提高精制效果。（3）因废润滑油粘度大不利于过滤的特点，将十分有必要提高废润滑油的温度。随着温度升高，废润滑油粘度下降，流动性变好，可作为流体过滤处理，但升温不宜过高，如果温度过高会加速润滑油的老化劣化，同时也是能源的浪费。（4）利用金属丝网粗滤去除杂质，可以有效避免在下步膜分离过程中因进料中有固体杂质造成膜分离通道的堵塞；金属膜过滤中，金属膜为一体式组件结构，运用“错流过滤”工作原理，废润滑油在膜管内流动，在外部压力驱动下，废润滑油中小于膜分离孔径的轻质小分子组份能透过膜，在膜滤出液侧收集，而大于膜分离孔径的油泥、胶体、碎屑等杂质将会被膜所截留，处于膜浓缩液侧。（5）采用白土对于油品进行吸附处理，主要是因为白土呈颗粒状多孔结构，有很好吸附性能，其可将油品中残存的大部分油泥、沥青、胶状物及酸性化合物吸附在表面上，并能作为脱色剂脱色，经白土吸附后的润滑油无色透明。

本发明的有益效果：

(1)本发明以污染物的节能减排与回收利用为根本目的，针对废润滑油的组成及含有的污染物与杂质成分，通过整合多项工艺过程，得到了一种对废润滑油净化再生的膜处理集成工艺，利用该工艺能将废润滑油中大部分未变质基础油及其它有效成分进行回收，可将废润滑油净化再生成润滑油新品；

（2）本发明中采用有机溶剂抽提处理，能有效去除废润滑油中的水分。本发明中采用溶剂抽提法既实现了有用油烃的回收，同时又起到对废润滑油脱水的目的，能有效避免因采用常规高温（超过100℃）脱水方式所造成的油品加速劣化，有利于废润滑油的回收利用。

（3）本发明中通过物理自然沉降和有机溶剂抽提处理，能去除废润滑油中大部分固体颗粒、金属碎屑、沥青、胶体等杂质，可有效减缓后续过滤器与金属膜分离过程的污堵现象，能十分显著提高金属膜过滤的膜通量，提升金属膜处理的效率。同时因大部分油泥、沥青、胶体在有机溶剂抽提过程中被去除，这将有效减少后续白土吸附时的白土耗用量并提高了吸附精制的效果。

（4）本发明工艺对废润滑油的适用范围广、流程简单、技术可靠，具有实际推广应用价值，能产生比较明显的社会、经济及环境效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种对废润滑油净化再生的膜处理集成工艺，具体包括如下步骤：

（1）将5m³/h处理量的废润滑油进行加温自然沉降处理，升温至40℃，沉降时间约24小时（除去沉降物，即机械除杂）；

（2）在溶剂抽提塔内采用丙烷对自然沉降后的废润滑油进行溶剂抽提处理，溶剂抽提的过程参数为：剂油比为3：1，温度40℃，压力约4MPa。得到溶剂抽提混合液、及油渣和水，该油渣经脱水后进行沥青调和得沥青调和料，再开发后作为道路沥青；

（3）将上步的抽提混合液在油剂分离塔中进行油剂分离，溶剂分离塔顶部蒸出的丙烷经冷凝回收后返至上步溶剂抽提塔中重复使用（将有机溶剂蒸出的温度为90℃，压力为2.0MPa），从溶剂分离塔底部分离出的4m³/h废润滑油再进行后续过滤及精制回收处理；

（4）将4m³/h处理量的废润滑油加热升温，升温后废润滑油温度为90℃；

（5）将温度90℃，密度约0.85～0.90g/cm³，流量约4m³/h的废润滑油用齿轮泵输送至金属丝网过滤器中进行过滤处理。该金属丝网过滤器采用全不锈钢壳体，内部装填有不锈钢丝网（过滤精度为20～100目），过滤器运行过程主要参数控制如下：进油压力约0.7MPa，废润滑油温度为90℃，进油流量约4m³/h；

（6）上步过滤后的废润滑油用金属膜进行膜分离处理。所选用的膜为不锈钢金属膜产品，该金属膜产品为一体式组件结构，采用全不锈钢金属壳体，内部装有金属过滤膜管（该膜管采用SS316L多孔烧结管为支撑体，在SS316L多孔管内表面覆盖一层TiO₂分离皮层）。该金属膜分离过程的主要参数为：金属膜分离孔径0.02μm，进膜压力1.0MPa，废润滑油温度为90℃，进油流量4m³/h，膜通量10L/m².h。金属膜分离过程的回收率约70%；金属膜分离后的膜浓缩液一部分可作为燃料油用，一部分可返至步骤（1）的废润滑油进料中进行重复循环回收，一部分也可与油渣进行沥青调合开发作道路沥青。

（7）对废润滑油经金属膜分离处理后的滤出油（即图1中的滤出基础油）引入到带有换热盘管的搅拌罐中，向搅拌罐中投加白土后充分搅拌（白土的真密度约2～2.5g/cm³，比表面积约40～65m²/g,孔隙率约40～60%，平均粒径约10～20μm），白土投加量为罐内待吸附油品总质量的1%，控制温度在65℃，搅拌转速约100r/min，充分搅拌约20min，在充分搅拌后将白土吸附的油品静置约60min；

（8）上述用白土吸附好的油品用板框过滤器在0.2MPa的操作压力，滤布约20～50μm的过滤精度下滤除白土；

（9）向用板框滤出的润滑油（即图1中的板框滤出油）中加入适量性能添加剂调配以改善油品性能，润滑油调配中所常用的添加剂有抗氧化剂、抗磨剂、粘度改进剂、防锈剂等品种，添加剂在润滑油中所占比例一般不超过15%。通过调配后即可得到质量性能等同或接近于润滑油新品的再生润滑油（即图1中的再生润滑油新品）。

实施例2

本实施例一种对废润滑油净化再生的膜处理集成工艺与实施例1大致相同，不同之处在于：

（1）将5m³/h处理量的废润滑油进行加温自然沉降处理，升温至60℃，沉降时间约12小时；

（2）溶剂抽提的过程参数为：剂油比为5：1，温度60℃，压力约4MPa；

（3）油剂分离过程中，将有机溶剂蒸出的温度为120℃，压力为2.0Mpa；

（4）将油剂分离后得到的废润滑油加热升温，升温后的温度为110℃；

（5）金属过滤器过滤的主要参数控制为：进油压力0.5MPa，废润滑油温度为110℃，进油流量4m³/h；

（6）金属膜分离过程的主要参数为：金属膜分离孔径0.1μm，进膜压力0.8MPa，进膜的废油流量4m³/h，废润滑油温度110℃，膜通量约30L/m².h。金属膜分离过程的回收率为80%；

（7）白土吸附除杂过程的主要参数为：白土投加量为待罐内待吸附油品总量的3%，控制温度在75℃，搅拌速度150r/min，充分搅拌约30min，在充分搅拌后将白土吸附的油品静置约120min；

（8）板框过滤的压力为0.4MPa，滤布的孔径为20～50μm。

实施例3

（1）将5m³/h处理量的废润滑油进行加温自然沉降处理，升温至80℃，沉降时间约4小时；

（2）溶剂抽提的过程参数为：剂油比为7：1，温度80℃，压力约4MPa；

（3）油剂分离过程中，将有机溶剂蒸出的温度为150℃，压力为2.0Mpa；

（4）将油剂分离后得到的废润滑油加热升温，升温后的温度为130℃；

（5）金属过滤器过滤的主要参数控制为：进油压力0.3MPa，废润滑油温度为130℃，进油流量4m³/h；

（6）金属膜分离过程的主要参数为：金属膜分离孔径0.1μm，进膜压力0.3MPa，废润滑油温度为130℃，进膜的废油流量4m³/h，膜通量80L/m².h。金属膜分离过程的回收率为90%；

（7）白土吸附除杂过程的主要参数为：白土投加量为待罐内待吸附油品总量的5%，控制温度在85℃，搅拌速度为200r/min，充分搅拌约25min，在充分搅拌后将白土吸附的油品静置约100min；

（8）板框过滤的压力为0.5MPa，滤布的孔径为20～50μm。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims

1.一种对废润滑油净化再生的膜处理集成工艺，具体包括如下步骤：

（1）将废润滑油先进行自然沉降处理；

（2）采用极性有机溶剂在溶剂抽提塔中对废润滑油进行抽提处理，得到溶剂抽提混合液、油渣和水；

（3）将抽提混合液在溶剂分离塔中进行油与溶剂的分离，于溶剂分离塔顶部将有机溶剂蒸出并冷凝回收后返至溶剂提抽过程重复使用，于溶剂分离塔底部分离出废润滑油；

（4）将分离出的废润滑油加热升温；

（5）用金属过滤器对废润滑油进行过滤；

（6）再用金属膜对上述过滤后的废润滑油进行膜分离处理；

（8）将白土吸附除杂处理后的油品用板框过滤滤除白土；

（9）向所滤得的油品中加入性能添加剂进行调配，即得到再生润滑油成品；

步骤（1）所述的沉降处理的温度为40～80℃，沉降处理的时间为4个小时以上；

步骤（2）所述极性有机溶剂为丙烷；

步骤（2）所述用极性有机溶剂抽提废润滑油的过程工艺参数为：剂油体积比为3~7：1，温度40~80℃，压力为4MPa；

步骤（4）所述废润滑油的温度加热至90~130℃；

步骤（5）所述金属过滤器为全不锈钢金属材质，内部装不锈钢丝网，不锈钢丝网的规格为20~100目；

步骤（5）所述金属过滤器过滤处理的工艺参数为：过滤压力为0.3~0.7MPa，废润滑油温度为90~130℃，过滤精度20~100目；

步骤（6）所述金属膜为一体式组件结构，全不锈钢金属壳体，内部装有金属过滤膜管，该金属过滤膜管采用SS316L多孔烧结管为支撑体，在SS316L多孔管内表面覆盖一层TiO₂分离皮层；所述金属膜孔径为0.02~0.1μm；

步骤（6）所述金属膜过滤处理的工艺参数为：进膜压力0.3~1.0MPa，废润滑油进膜温度为90~130℃，膜通量范围10~80L/m².h；

步骤（7）所述白土吸附除杂处理的工艺参数为：白土投加量为罐内待吸附油品总量的1%~5 %，温度控制在65~85℃，以100~200r/min的搅拌速度，搅拌20~30min后，再静置60~120min；

步骤（8）所述的板框过滤的压力为0.2~0.5MPa，滤布的孔径为20~50μm。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤（2）所述油渣与水经脱水后，进行沥青调和得到沥青调和料，再进一步填充或改性后，作为道路沥青。