CN104099171B - 一种用于废润滑油再生的连续蒸馏工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开发布了一种废润滑油再生连续蒸馏工艺，其过程包括废油与蒸馏的切割馏分的换热过程、减粘热处理单元和闪蒸—减压蒸馏单元。通过减粘热处理可以有效的破除废油中的清净分散添加剂，使废油中得金属等悬浮杂质能够更容易沉积下来，同时也使一部分金属盐添加剂和腐蚀性有机酸分解或变质。使用闪蒸—减压蒸馏，可以有效的将轻组分和基础油馏分拔出。另外，优化的换热系统有效地降低了连续蒸馏的能耗，通过该发明的工艺废油的总体拔出率高于85%，技术经济性好，低杂质含量（特别是金属含量低），蒸馏产物可以直接作为后续的加氢精制的优质原料。
Description
技术领域
本发明属于炼油化工、环境保护和能源技术领域，涉及到一种废润滑油的无污染再利用的方法，以及废油作为炼油原料生产润滑油基础油的炼油工艺。
背景技术
在废油再生中，蒸馏作为重要的单元过程，既可用于废油净化中的脱水，又可以用于再炼制中的轻脱油，以及将废润滑油分割成几个基础油馏分，还能将废油中的沥青质，胶质，添加剂，金属盐等留在蒸馏残渣中，而与基础油分离。
润滑油中存在大量的固体粒子，如磨损下来的金属微粒，燃烧生成炭粒、机械杂质与分散于废油中清洁分散剂，功能添加剂等非常有效地保持着这些固体微粒的分布状态，以亚微米的尺寸分散在废油中，蒸馏时的热过程作用破坏了洁净分散剂，功能添加剂之后，悬浮的固体杂质沉积在塔板、填料和炉管上，塞通道影响操作。另外润滑油中的一些腐蚀性氧化过程生产的有机酸(盐)的存在。也会给设备带来腐蚀和沉积堵塞影响操作。因此，废油的连续蒸馏过程之前，需要进行预处理。
中国专利，公开号CN1108299A阐述了一种废润滑油的回收方法，此方法将废润滑油与加热产品油一1:2～1:3的体积比混合后用间接热交换的方式加热到204～538℃，维持10～120分钟的停留时间，然后在260～399℃蒸馏温度和50～150mmHg的蒸馏压力下进行蒸馏，得到低二硫代磷酸锌含量和低沥青质的馏分烃油。
中国专利公开号CN102732369A公开了一种废润滑油再生的工艺方法，包括沉淀、蒸馏、酸洗、白土吸附及过滤工序，其特征在于，在所述的酸洗前按每100重量份的废润滑油中加入2～4重量份的120#溶剂油进行稀释，之后使用1～3重量份的93％～98％的浓硫酸在20～30℃进行酸洗，将3～5重量份的白土抽真空减压吸入蒸馏釜中，同时通入120～140℃的水蒸气进行减压蒸馏。该工艺使精制温度降低到合适的范围，降低了硫酸和白土的使用量，降低生产成本。
中国专利公开号CN102952622A提供了一种废油循环再生纯物理净化方法，包括了以下步骤：将废油吸入反应釜中加热至80℃并搅拌，开启离心泵使废油在反应釜循环，采用低温蒸馏、真空分离方法将油里面的所有水和轻馏分脱除；将废油加热至100～120℃，放入吸附料并搅拌；再升温到130～160℃放入助滤及保护油质材料并搅拌，然后滤除；最后采用渗透的方法使油液渗透到3微米的滤袋将油液输出。能有效恢复油品的各种性能及理化指标。
中国专利公开号CN1162007A公开了一种废油再生为中兴油和光亮油的工艺及装置，其工艺流程为：将废油、白土、汽三相混输，在管式炉循环精制蒸馏塔中加热到300℃，闪蒸出水分，轻柴油；然后带土油转入第二座管式炉循环精制蒸馏塔，油、土、汽三相在剧烈的紊流状态下加热精制到400℃；最后换热降温到130℃，得到中性油和光亮油。
中国专利公开号CN101570714A《混合碱制蒸馏再生废机油》使用的是化学处理—蒸馏工艺。使用浓度30％以上混合碱在常温或100℃以下以0.5％～10％得的比例加入废油中处理20分钟后升温脱水，然后再减压蒸馏中切割出两个或更多的润滑油馏分。
中国专利公开号CN1086252A发明了一种再精炼废油的方法，其中废油先用碱性试剂进行预处理，然后经第一预闪蒸处理以去除其中含有的水和大部分挥发性馏分，最后进行分流处理和提纯处理以去除高聚物和重金属，在单个的填充型塔中进行上述处理，以获得一种或多种再精炼油馏分。借助于旋风分离器，从塔的底部分离出高聚物和重金属，以及很重很黏的油馏分。然后将再精炼油进行脱色处理，用作生产润滑油的基础油。
中国专利公开号CN103589499A为一种废润滑油分子处理后的再生工艺。其先将润滑油经过板框过滤机中进行过滤后到处理液絮凝，加热到120～170℃，在加热过程中，温度每升高20℃，加入五分之一的有机絮凝剂(环氧乙烷、丙烯、与乙二胺共聚物等)，直至有机絮凝剂加完，然后进入有精馏塔进行精馏，精馏出的润滑油再次进行多级分子蒸馏，蒸馏后得到基础油，分子蒸馏至少为三级，第一级的温度控制为130～150℃，剩余级数的温度控制为100～120℃。
中国专利公开号CN103266008A提供了一种润滑油再生方法，主要是先将废润滑油放入沉降罐进行简单分离；取上层含油混合物，加入调和罐在120～170℃进行絮凝，絮凝压力0.8～1.2MPa，时间为0.8～1.2h；絮凝后进行常压塔，闪蒸塔，减压塔进行蒸馏，再进入精馏塔进行精馏，最后使用白土补充精制生成质量良好的再生基础油。
中国专利公开号CN102786985提供了一种废润滑油资源化利用的方法，此方法将废润滑油蒸馏，得到小于500℃馏分和大于500℃馏分，小于500℃馏分在硫化物催化剂上加氢精制反应，再经蒸馏得到汽油、柴油和基础油馏分。而大于500℃馏分经反应蒸馏后再加氢精制几个步骤，其加氢催化剂为负载型NiMo、NiW、CoMo等硫化物催化剂。
以上专利分别采用了酸洗、分子蒸馏、溶剂精制，白土精制，有机絮凝，沉降过滤、吸附精制、常减压蒸馏和加氢精制等过程对废润滑油进行再生处理。其中，单纯的沉降、离心分离、过滤和吸附等物理手段能够一定程度下脱除废油中的固体悬浮杂质，但是无法破除废油中的各种添加剂，对废润滑油的性质恢复效果不明显，特别是再生产品中的金属含量没有明显降低。采用水洗的方法也可以在一定程度上除去油氧化产生的水溶性酸，且能絮凝下来一些悬浮的碳颗粒，但单独的水洗只有有限的提纯作用。采用硫酸、白土精制的再生手段，能够大幅度改善油品的性质，国内废油再生行业广泛使用，但是产生的酸渣、SO2等难以处置的副产物，对环境有相当严重的污染，且白土精制中的带土蒸馏由于白土的催化裂化作用使油品产生明显的裂解，导致产品油粘度明显下降，氧化安定性差。采用溶剂精制的再生工艺，溶剂回收较为困难，能耗高，且由于废润滑油中存在清净分散剂及其他的表面活性剂，容易乳化导致两相分相困难。分子蒸馏作为一种新型的蒸馏技术，因其高真空度、蒸馏温度低，拔出率高而在废油再生中得到了较为广泛的研究和使用，但是目前单套分子蒸馏设备处理量偏低不适合大规模建厂。加氢是天然润滑油加工中的重要工艺过程，在废油再生中也得到广泛的应用。它是无污染再生工艺流程中广为采用的精制手段，所得基础油性质好，脱色程度高，是优质的润滑油基础油。但是为保护加氢精制催化剂，作为加氢原料的废油，要求金属含量低。因此，上游工序中如何有效的破坏废油中的添加剂，脱除废油的中杂质和金属变得极为重要。
需要特别说明的是，与发明专利CN201310393537.4(本申请人的另一件专利)相比，本专利更加详细的阐述了废润滑油预处理的连续蒸馏的工艺过程。另外，在过程设计方面将减粘单元和常减压蒸馏过程进行了联合，对工艺的有效性，投资的技术经济性和连续操作的可行性等得到进一步的改进。
发明内容
由于上述专利中还存在过程复杂、掺入其他金属或无机离子等问题，且未能彻底解决堵塞和腐蚀性等问题，针对现有的工艺技术的不足。本发明提出了一种简易的混合热处理及连续蒸馏的废油再生蒸馏过程，采用此过程能够有效的解决结垢结焦问题，获取可用于后续加氢精制的优质原料。
本发明的技术方案包括减粘热处理、闪蒸以及减压蒸馏步骤，具体如下
a、减粘裂化预处理：废润滑油经过与热交换系统换热后温度升至200-280℃，再经过进料加热炉升温后，进入减粘热处理反应器，减粘热处理操作条件为：反应温度320-380℃，体积空速为0.2-1.5h-1；
b、闪蒸：减粘热处理后的废油进入闪蒸塔闪蒸脱除废水和部分轻油组分，闪蒸塔底部流出的闪底油，闪蒸塔的操作条件为：闪蒸塔进料温度为320-400℃，塔顶操作压力为0.5-1.5MPa；所述闪蒸塔塔顶所得轻油组分干点为200-400℃、闪底油流出温度为340-380℃；
c、减压蒸馏：将闪底油进行过滤分离，过滤分离后的废油输入减压蒸馏塔，减压蒸馏塔塔顶压强为10-50mmHg，温度为50-150℃；减压蒸馏塔使用温度为200-400℃、压强为0.1-2MPa的过热水蒸气进行汽提，将废油切割为轻基础油、重基础油和残底油；所述的减压蒸馏塔上设有减一线侧线和减二线侧线两个减压侧线，二者用于分别抽出冷凝得到轻基础油和重基础油，其中所得轻基础油的馏程为350～500℃，所得重基础油馏程为400～550℃；
所述步骤a中的热交换系统为分别连接在减一线侧线、减二线侧线以及残底油流出管线上的热交换器，具体热交换过程为：所述的废润滑油先与减一线侧线抽出的轻基础油换热，然后与减二线侧线抽出的重基础油进行热交换，最后与减压蒸馏塔塔底流出的残底油进行热交换。
上述方案可进一步做以下优选：
所述的减一线侧线和减二线侧线上分别设有分支连接中段循环回流管线，且中段循环回流管线另一端分别引至相应减压侧线上方并与减压蒸馏塔连接。采用中段回流抽出和侧线抽出结合在一起，使塔板效率受循环回流的影响小些，以减少由于回流而加设的塔板数，有利于降低精馏段的总压降。
所述步骤a中减粘热处理操作条件为：反应温度优选为350-380℃，体积空速优选为1-1.5h-1。
所述步骤b中闪蒸塔的操作条件为：闪蒸塔进料温度优选为350-380℃，塔顶压力优选为0.5-1.0MPa，塔内塔板优选为0-6块。
所述步骤b中闪蒸塔塔顶冷凝温度优选为70℃。
所述步骤c中减压蒸馏的拔出温度达到530℃以上。
所述步骤c中减压蒸馏塔优选使用温度为250-400℃、压强为0.4-0.6MPa的过热水蒸气。
所述步骤c中减压蒸馏塔汽提段的塔板数优选为2-6块。
所述步骤c中的过滤分离方法为选择多级旋液分离、离心分离、真空过滤和板框压滤过滤分离手段中一种或几种的组合
本发明公开发布了一种废润滑油再生连续蒸馏工艺，其过程包括废油与蒸馏的切割馏分的换热过程、减粘热处理单元和闪蒸—减压蒸馏单元。通过减粘热处理可以有效的破除废油中的清净分散添加剂，使废油中得金属等悬浮杂质能够更容易沉积下来，同时也使一部分金属盐添加剂和腐蚀性有机酸分解或变质。使用闪蒸—减压蒸馏，可以有效的将轻组分和基础油馏分拔出。另外，优化的换热系统有效地降低了连续蒸馏的能耗，通过该发明的工艺废油的总体拔出率高于85％，技术经济性好，低杂质含量(特别是金属含量低)，蒸馏产物可以直接作为后续的加氢精制的优质原料。
附图说明
图1是本发明的工艺流程框图；
图2是本发明的设备以及工艺路线图；
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明公开了一种废润滑油的连续蒸馏工艺，下面我们将结合具体实例来进一步详细说明本发明的工艺流程。
实施例1：如图2所示，从罐区来的常温40℃左右，流量为12875kg/h的润滑油1先与减一线侧线抽出馏分在原料油—轻基础油换热器e中进行换热，再与减二线侧线的原料油—重基础油换热器f进行换热，最后与减压塔塔底的原料油—减压渣油换热器g进行热交换得到物流2，其温度为240℃。
物流2进入进料加热炉a加热后得到380℃物流3，物流3进入减粘反应塔b，其操作条件为：温度380℃，停留时间1h。
减粘热处理后的废油4温度为377℃，其直接进入闪蒸塔c，在1MPa的操作压力下进行闪蒸。塔顶为冷凝后沉降分离为废水和轻质油5以及不凝气6(闪蒸塔塔顶冷凝温度为70℃)。其中水为375kg/h，轻质油为2377kg/h(轻油组分干点为200-400℃)，不凝气为147.kg/h。塔底流出物流7为温度377℃、流量为9986kg/h的闪底油。
闪底油7先经过第一旋液分离器h和第二旋液分离器i进行两级旋液分离出固体杂质和少量的黏重油后，直接进入减压蒸馏塔d进行减压蒸馏，减压蒸馏塔塔顶压强为10-50mmHg，温度为50-150℃。减压蒸馏塔d使用蒸汽13进行汽提，汽提所用过热蒸汽温度为250℃，压力0.4MPa。减压蒸馏塔设有两个侧线，减一线侧线抽出油品冷凝后一部分从塔顶进行回流，一部分作为产品轻基础油馏分9(馏程范围为350～500℃)。减二线侧线抽出油品冷凝后一部分进行中段循环回流入减压蒸馏塔，一部分作为产品重基础油馏分10(馏程为400～550℃)。从减压塔底部流出减压渣油11(即前文所述的残底油)。减压塔塔顶汽冷凝后分离为减顶不凝气8，减顶轻油12为309kg/h。通过减压蒸馏后，得到基础油性质见下表1，从表中可以看出，本工艺能够有效地降低润滑油中的金属含量(<10ppm)，适合于进一步加氢精制生产优质的润滑油基础油。废油的总拔出率为87％，具有较好的技术经济性。
实施例2：将罐区来的常温40℃左右的废润滑油1先与减一线侧线抽出馏分在原料油—轻基础油换热器e中进行换热，再与减二线侧线的原料油—重基础油换热器f进行换热，最后与减压塔塔底的原料油—减压渣油换热器g进行热交换得到物流2，其温度为280℃。
物流2进入进料加热炉a加热后得到320℃物流3，物流3进入减粘反应塔b，其操作条件为：温度320℃，停留时间1.5h。
减粘热处理后的废油4温度为318℃，其直接进入闪蒸塔c，在1MPa的操作压力下进行闪蒸。塔顶为冷凝后沉降分离为废水和轻质油。塔底流出物流7为温度318℃的闪底油。
闪底油7先经过第一旋液分离器h和第二旋液分离器i进行两级旋液分离出固体杂质和少量的黏重油后，直接进入减压蒸馏塔d进行减压蒸馏，减压蒸馏塔塔顶压强为10mmHg，温度为70℃。减压蒸馏塔d使用蒸汽13进行汽提，汽提所用过热蒸汽温度为400℃，压力0.4MPa。减压蒸馏塔设有两个侧线，减一线侧线抽出油品冷凝后一部分从塔顶进行回流，一部分作为产品轻基础油馏分9(馏程范围为350～450℃)。减二线侧线抽出油品冷凝后一部分进行中段循环回流入减压蒸馏塔，一部分作为产品重基础油馏分10(馏程为450～550℃)。从减压塔底部流出减压渣油11(即前文所述的残底油)，废油的拔出率为85％。
实施例3：将罐区来的常温的废润滑油1先与减一线侧线抽出馏分在原料油—轻基础油换热器e中进行换热，再与减二线侧线的原料油—重基础油换热器f进行换热，最后与减压塔塔底的原料油—减压渣油换热器g进行热交换得到物流2，其温度为260℃。
物流2进入进料加热炉a加热后得到350℃物流3，物流3进入减粘反应塔b，其操作条件为：温度350℃，停留时间1h。
减粘热处理后的废油4温度为346℃，其直接进入闪蒸塔c，在1MPa的操作压力下进行闪蒸。塔顶为冷凝后沉降分离为废水和轻质油。塔底流出物流7为温度346℃的闪底油。
闪底油7先经过第一旋液分离器h和第二旋液分离器i进行两级旋液分离出固体杂质和少量的黏重油后，直接进入减压蒸馏塔d进行减压蒸馏，减压蒸馏塔塔顶压强为10mmHg，温度为70℃。减压蒸馏塔d使用蒸汽13进行汽提，汽提所用中压蒸汽温度为300℃，压力0.5MPa。减压蒸馏塔设有两个侧线，减一线侧线抽出油品冷凝后一部分从塔顶进行回流，一部分作为产品轻基础油馏分9(馏程范围为350～500℃)。减二线侧线抽出油品冷凝后一部分进行中段循环回流入减压蒸馏塔，一部分作为产品重基础油馏分10(馏程为450～550℃)。从减压塔底部流出减压渣油11(即前文所述的残底油)，废油的总体拔出率为88％。
实施例4：将废油分别在320℃、350℃、375℃、410℃下进入减粘热处理反应器，停留一个小时左右。取样进行颗粒度分析，分析结果如表2所示。表2向我们展示了废油在不同温度下热处理后颗粒度的粒度变化规律。热处理温度越高，废油中金属等悬浮杂质颗粒越大，因此容易通过过滤、蒸馏等方法除去。但热处理温度>380℃会造成废润滑油的严重裂化而降低基础油馏分收率，以及易发生结焦堵塞管道与装置。因此宜选择300～380℃温度对废油进行减粘热处理。
表1实施例1中润滑油原料及其典型产品性质。
表2实施例2中润滑油原料及其典型产品性质。
表3实施例3中润滑油原料及其典型产品性质。
表4实施例4中不同热处理温度下废油中粒度变化规律
以上实施例仅仅是本发明的典型实施例，在本发明的保护范围内，选择其他的原料及配比、控制参数，均能够达到上述实施例相同的实验效果，在此就不一一举例。
Claims (9)
1.一种用于废润滑油再生的连续蒸馏工艺，其特征在于，包括减粘热处理、闪蒸以及减压蒸馏步骤，具体如下
a、减粘裂化预处理：废润滑油经过与热交换系统换热后温度升至200-280℃，再经过进料加热炉升温后，进入减粘热处理反应器，减粘热处理操作条件为：反应温度320-380℃，体积空速为0.5-1.5h-1；
b、闪蒸：减粘热处理后的废油进入闪蒸塔闪蒸脱除废水和部分轻油组分，闪蒸塔底部流出的闪底油，闪蒸塔的操作条件为：闪蒸塔进料温度为320-400℃，塔顶操作压力为0.5-1.5MPa；所述闪蒸塔塔顶所得轻油组分干点为200-400℃、闪底油流出温度为340-380℃；
c、减压蒸馏：将闪底油进行过滤分离，过滤分离后的废油输入减压蒸馏塔，减压蒸馏塔塔顶压强为10-50mmHg，温度为50-150℃；减压蒸馏塔使用温度为200-400℃、压强为0.1-2MPa的过热水蒸气进行汽提，将废油切割为轻基础油、重基础油和残底油；所述的减压蒸馏塔上设有减一线侧线和减二线侧线两个减压侧线，二者用于分别抽出冷凝得到轻基础油和重基础油，其中所得轻基础油的馏程为350~500℃，所得重基础油馏程为400~550℃；
所述步骤a中的热交换系统为分别连接在减一线侧线、减二线侧线以及残底油流出管线上的热交换器，具体热交换过程为：所述的废润滑油先与减一线侧线抽出的轻基础油换热，然后与减二线侧线抽出的重基础油进行热交换，最后与减压蒸馏塔塔底流出的残底油进行热交换。
2.根据权利要求1所述的废润滑油再生的连续蒸馏工艺，其特征在于，所述的减一线侧线和减二线侧线上分别设有分支连接中段循环回流管线，且中段循环回流管线另一端分别引至相应减压侧线上方并与减压蒸馏塔连接。
3.根据权利要求1所述的废润滑油再生的连续蒸馏工艺，其特征在于，所述步骤a中减粘热处理操作条件为：反应温度350-380℃，体积空速为0.5-1.5h-1。
4.根据权利要求1所述的废润滑油再生的连续蒸馏工艺，其特征在于，所述步骤b中闪蒸塔的操作条件为：闪蒸塔进料温度为350-380℃，塔顶压力为0.5-1.0MPa，塔内塔板为0-6块。
5.根据权利要求1或4所述的废润滑油再生的连续蒸馏工艺，其特征在于，所述步骤b中闪蒸塔塔顶冷凝温度为70℃。
6.根据权利要求1所述的废润滑油再生的连续蒸馏工艺，其特征在于，所述步骤c中减压蒸馏的拔出温度达到530℃以上。
7.根据权利要求1所述的废润滑油再生的连续蒸馏工艺，其特征在于，所述步骤c中减压蒸馏塔使用温度为250-400℃、压强为0.4-0.6MPa的过热水蒸气。
8.根据权利要求1或6所述的废润滑油再生的连续蒸馏工艺，其特征在于，所述步骤c中减压蒸馏塔汽提段的塔板数为2-6块。
9.根据权利要求1-4任一所述的废润滑油再生的连续蒸馏工艺，其特征在于，所述步骤c中的过滤分离方法为选择多级旋液分离、离心分离、真空过滤和板框压滤过滤分离手段中一种或几种的组合。
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