CN111621326A - 一种废矿物油净化处理的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废矿物油净化处理装置，包括混合器和三相离心机，所述的混合器包括第一物料入口、第二物料入口和混合料出口，所述的三相离心机包括混合料入口和第一出口、第二出口、第三出口，所述的混合器的混合料出口连接三相离心机的混合料入口。本发明还公开一种利用前述废矿物油净化处理装置进行净化处理的方法。本发明工艺流程简单，净化效果好，效率高。

Description

一种废矿物油净化处理的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种废矿物油净化处理的装置和方法。

背景技术

废矿物油是指因受杂质污染、氧化和热的作用，改变了原有的理化性能而不能继续使用而更换下来的油，包括回收的矿油、机油、原油、液压油、真空泵油、柴油、汽油、热处理油、润滑油以及冷却油等废油，具有馏分长、馏程宽及种类广的特点。废矿物油综合利用，对于保护生态环境，提高油品利用率具有重要的意义。

然而，废矿物油成分复杂，除原本的油分外，还含有铁、钙、铝和钒等金属离子，以及金属屑末、灰尘、砂粒以及纤维等固体杂质，另外还含有大量的水，且油水乳化严重。以废矿物油为原料，生产燃料油和基础油过程中，很容易出现冲塔、设备腐蚀以及管道堵塞等问题。因此，在废矿物油常减压精馏、加氢和再生等综合利用前，通常需进行必要的脱金属、脱水和脱固净化处理。

现有废矿物油净化处理的方法主要有以下几种。第一种就是加热自然沉降法，也是目前废矿物油综合利用厂家主要采用的方法。该法实施起来最为简单，但存在净化周期长，蒸汽耗量大，以及杂质脱除率低等缺点。“过滤+闪蒸”法是另外一种常用的废矿物油净化处理方法，该技术通过过滤脱除废矿物油中的固体杂质，然后经闪蒸脱除油中水分。不过该方法脱固、脱水并不彻底，回收的油相中仍带有大量细小固体颗粒和乳化水，而且对于金属离子的脱除并不明显。超声波技术是近年来兴起的一种废矿物油净化处理方法，该方法可有效脱除废矿物油中的水分，但对于废矿物油中的固体杂质和金属离子的脱除，效果并不明显。另外，离心分离技术是一种有效的废矿物油净化处理方法，特别是近年来发展起来的三相分离作用下，可以实现油、水、固三相的分离。不过金属离子分散于油相中，仅依靠离心方法不能脱除废矿物油中的金属离子。

现有技术存在的这些问题，限制了废矿物油净化处理的工业应用。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种简单高效、成本低廉的废矿物油净化处理的装置和方法。

本发明的技术方案是构造一种废矿物油净化处理装置，包括混合器和三相离心机，所述的混合器包括第一物料入口、第二物料入口和混合料出口，所述的三相离心机包括混合料入口和第一出口、第二出口、第三出口，所述的混合器的混合料出口连接三相离心机的混合料入口。

所述的混合器为静态混合器或搅拌罐。

所述的搅拌罐包括罐体和搅拌装置，所述的罐体上部设置有第一物料入口和第二物料入口，罐体的底部设置混合料出口，所述的搅拌装置包括电机、驱动轴、驱动齿轮和至少两组移动搅拌器，每组移动搅拌器包括一个从动齿轮以及设置在从动齿轮下方、通过搅拌轴与从动齿轮连接的叶片，所述的罐体内壁上设置有环形的内齿环，所述的内齿环、从动齿轮、驱动齿轮等厚且上下面持平，所述的内齿环和驱动齿轮的上、下两面各设置一个覆盖齿的盖板，所述的从动齿轮被夹在盖板之间，所述的电机设置在罐体的顶部，连接驱动轴的顶端。

所述的三相离心机为碟式三相离心机或卧螺三相离心机。

本发明的另一技术方案是构造一种废矿物油净化处理方法，利用前述装置，包括以下步骤：

将废矿物油预热后，与注水和脱金属剂在进料混合器中接触混合，使油中金属离子与脱金属剂充分作用结合后，溶于水中；

将混合接触后的油水液通过三相离心机作用，脱除油中的水和固渣，金属离子随水一起脱除，得到可直接进行常减压精馏、加氢或再生的净化废矿物油。

所述的预热温度为30~120℃。

所述脱金属剂为聚丙烯酸溶液。

所述脱金属剂加入量为废矿物油质量分数的0.005~0.5%。

所述注水量为废矿物油质量分数的0.5~10%。

本发明的优点和有益效果：首先，通过混合器将废矿物油与脱金属剂充分混合，使油中金属离子与脱金属剂充分作用，生成可溶于水的金属离子络合物；其次，通过三相离心机可快速高效分离油、水和固渣，其中金属离子随水一起与从油中脱除；另外，通过进料混合器和三相离心机净化处理废矿物油，工艺流程简单，成本和能耗较低，装置规模小，净化效果好、效率高，更有利于工业应用。

常规中心固定的搅拌结构造成内容物定向移动，导致内容物过早分层，流入三相离心机的物料不稳定（浓度），影响离心分离效果。本发明中的搅拌结构可以自行改变搅拌中心，克服了这一缺陷，特别适用于HW08危废类别液态废矿物油。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图。

图2是混合器的一种结构示意图。

图3是搅拌装置的部分结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被认为是“设置”在另一个元件上，它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。

实施例1

如图1所示，一种废矿物油净化处理装置，包括混合器1和三相离心机2，所述的混合器1为搅拌罐，包括罐体3和搅拌装置，所述的罐体3上部设置有第一物料入口5和第二物料入口6，罐体3的底部设置混合料出口7，所述的搅拌装置包括电机8、驱动轴9、驱动齿轮10和至少两组移动搅拌器11，每组移动搅拌器11包括一个从动齿轮12以及设置在从动齿轮12下方、通过搅拌轴13与从动齿轮12连接的叶片14，所述的罐体3内壁上设置有环形的内齿环15，所述的内齿环15、从动齿轮12、驱动齿轮10等厚且上下面持平，所述的内齿环15和驱动齿轮10的上、下两面各设置一个覆盖齿的盖板16，所述的从动齿轮12被夹在盖板16之间，所述的电机8设置在罐体3的顶部，连接驱动轴9的顶端。

所述的三相离心机2包括混合料入口17和第一出口18、第二出口19、第三出口20，所述的混合器1的混合料出口7连接三相离心机2的混合料入口17。

所述的三相离心机为碟式三相离心机或卧螺三相离心机。

实施例2

一种废矿物油净化处理方法，利用前述装置，包括以下步骤：

（1）将废矿物油（石油炼制过程中溶气浮选工艺产生的浮渣）预热至80℃后，按照进料量为100 kg/h，注水以1 kg/h，脱金属剂以0.2 kg/h注入量，在SV型静态进料混合器中充分接触混合，使油中金属离子与脱金属剂充分作用结合后，溶于水中；

（2）将混合接触后的油水液通过碟式三相离心机作用，脱除油中的水和固渣，金属离子随水一起脱除，得到净化后的废矿物油。

测定废矿物油原料和净化处理后废矿物油中的水含量和固含量，以及外排水中油含量，结果见表1。

表1

实施例3

一种废矿物油净化处理方法，包括以下步骤：

（1）将废矿物油（内燃机集中拆解过程产生的废矿物油）预热至60℃后，按照进料量为100 kg/h，注水以3 kg/h，脱金属剂以0.01 kg/h注入量，在SK型静态进料混合器中充分接触混合，使油中金属离子与脱金属剂充分作用结合后，溶于水中；

（2）将混合接触后的油水液通过碟式三相离心机作用，脱除油中的水和固渣，金属离子随水一起脱除，得到净化后的废矿物油。

测定废矿物油原料和净化处理后废矿物油中的水含量和固含量，以及外排水中油含量，结果见表2。

表2

序号	测试项目	废矿物油原料	净化后废矿物油	外排水
					1	水含量，%	0.8	0.2	-
2	固含量，%	1.2	0.1	-
					3	油含量，mg/L	98.0	99.7	23
4	钙含量，mg/L	10.5	0	-
					5	铁含量，mg/L	23	0.3	-

实施例4

一种废矿物油净化处理方法，包括以下步骤：

（1）将废矿物油（清洗金属零部件过程中产生的废弃煤油、柴油、汽油及其他由石油和煤炼制生产的溶剂油）预热至50℃后，按照进料量为100 kg/h，注水以5 kg/h，脱金属剂以0.05 kg/h注入量，在SX型静态进料混合器中充分接触混合，使油中金属离子与脱金属剂充分作用结合后，溶于水中；

（2）将混合接触后的油水液通过碟式三相离心机作用，脱除油中的水和固渣，金属离子随水一起脱除，得到净化后的废矿物油。

测定废矿物油原料和净化处理后废矿物油中的水含量和固含量，以及外排水中油含量，结果见表3。

表3

序号	测试项目	废矿物油原料	净化后废矿物油	外排水
					1	水含量，%	3.5	0.3	-
2	固含量，%	2.6	0.1	-
					3	油含量，mg/L	93.9	99.6	38
4	钙含量，mg/L	4.6	0	-
					5	铁含量，mg/L	53	1.2	-

实施例5

一种废矿物油净化处理方法，包括以下步骤：

（1）将废矿物油（使用防锈油进行铸件表面防锈处理过程中产生的废防锈油）预热至70℃后，按照进料量为100 kg/h，注水以2 kg/h，脱金属剂以0.1 kg/h注入量，在SH型静态进料混合器中充分接触混合，使油中金属离子与脱金属剂充分作用结合后，溶于水中；

（2）将混合接触后的油水液通过卧螺三相离心机作用，脱除油中的水和固渣，金属离子随水一起脱除，得到净化后的废矿物油。

测定废矿物油原料和净化处理后废矿物油中的水含量和固含量，以及外排水中油含量，结果见表4。

表4

序号	测试项目	废矿物油原料	净化后废矿物油	外排水
					1	水含量，%	8.9	0.4	-
2	固含量，%	5.5	0.2	-
					3	油含量，mg/L	85.6	99.4	92
4	钙含量，mg/L	6.2	0.1	-
					5	铁含量，mg/L	72	1.5	-

实施例6

一种废矿物油净化处理方法，包括以下步骤：

（1）将废矿物油（石油炼制废水气浮、隔油、絮凝沉淀等处理过程中产生的浮油）预热至90℃后，按照进料量为100 kg/h，注水以8 kg/h，脱金属剂以0.2 kg/h注入量，在SL型静态进料混合器中充分接触混合，使油中金属离子与脱金属剂充分作用结合后，溶于水中；

（2）将混合接触后的油水液通过卧螺三相离心机作用，脱除油中的水和固渣，金属离子随水一起脱除，得到净化后的废矿物油。

测定废矿物油原料和净化处理后废矿物油中的水含量和固含量，以及外排水中油含量，结果见表5。

表5

序号	测试项目	废矿物油原料	净化后废矿物油	外排水
					1	水含量，%	39.2	0.5	-
2	固含量，%	15.3	0.2	-
					3	油含量，mg/L	45.5	99.3	92
4	钙含量，mg/L	262	1.6	-
					5	铁含量，mg/L	38	0.5	-

实施例中采用的搅拌罐，实际上也可使用静态混合器，如SV型、SK型、SX型、SH型或SL型静态混合器。

本发明是将废矿物油、注水和脱金属剂在进料混合器中充分混合，使废矿物油中的金属离子与脱金属剂结合后分散于水中。通过三相离心分离将油水两相分开，由于金属离子已分散于水中，油水分离脱水过程完成脱金属，同时离心分离脱除固渣，从而实现废矿物油脱金属、脱水和脱固的净化处理过程。使用采用本发明提供的方法可获得金属钙离子和铁离子含量小于2 mg/L，固含量小于0.2%、水含量小于0.5%的净化废矿物油，可直接进行废矿物油的常减压精馏、加氢或再生等。另外，分离的废水中油含量小于200 mg/L，可直接输送至污水处理系统。本发明方法简单高效、成本低廉，为废矿物油净化处理提供了一种新方法。

废矿物油水混合液进入三相离心机后，依靠离心力固相发生沉降，两种液相也出现分层，并分别排出机体，从而实现固-油-水三相的分离。整个进料和分离过程均可连续、封闭、自动条件下的完成。

步骤（1）中所述注水量为废矿物油质量分数的0.5~10%。优选情况下，所述注水量为废矿物油质量分数的1~8%。向进料混合器中注水的目的是将脱金属剂稀释分散，与废矿物油能够更充分混合，增加脱金属剂与废矿物油中金属离子碰撞接触的几率，从而最大限度的提高脱金属效果。废矿物油和水在进料混合器混合前，先进行预热是为了降低废矿物油的粘稠度，以增强废矿物油流动性，使其能更好地与水在进料混合器中混合。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种废矿物油净化处理装置，其特征在于：包括混合器和三相离心机，所述的混合器包括第一物料入口、第二物料入口和混合料出口，所述的三相离心机包括混合料入口和第一出口、第二出口、第三出口，所述的混合器的混合料出口连接三相离心机的混合料入口。

2.根据权利要求1所述的废矿物油净化处理装置，其特征在于：所述的混合器为静态混合器或搅拌罐。

3.根据权利要求1所述的废矿物油净化处理装置，其特征在于：所述的搅拌罐包括罐体和搅拌装置，所述的罐体上部设置有第一物料入口和第二物料入口，罐体的底部设置混合料出口，所述的搅拌装置包括电机、驱动轴、驱动齿轮和至少两组移动搅拌器，每组移动搅拌器包括一个从动齿轮以及设置在从动齿轮下方、通过搅拌轴与从动齿轮连接的叶片，所述的罐体内壁上设置有环形的内齿环，所述的内齿环、从动齿轮、驱动齿轮等厚且上下面持平，所述的内齿环和驱动齿轮的上、下两面各设置一个覆盖齿的盖板，所述的从动齿轮被夹在盖板之间，所述的电机设置在罐体的顶部，连接驱动轴的顶端。

4.根据权利要求1所述的废矿物油净化处理装置，其特征在于：所述的三相离心机为碟式三相离心机或卧螺三相离心机。

5.一种废矿物油净化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

将废矿物油预热后，与注水和脱金属剂在进料混合器中接触混合，使油中金属离子与脱金属剂充分作用结合后，溶于水中；

将混合接触后的油水液通过三相离心机作用，脱除油中的水和固渣，金属离子随水一起脱除，得到可直接进行常减压精馏、加氢或再生的净化废矿物油。

6.根据权利要求5所述的废矿物油净化处理方法，其特征在于：所述的预热温度为30~120℃。

7.根据权利要求5所述的废矿物油净化处理方法，其特征在于：所述脱金属剂为聚丙烯酸溶液。

8.根据权利要求5所述的废矿物油净化处理方法，其特征在于：所述脱金属剂加入量为废矿物油质量分数的0.005~0.5%。

9.根据权利要求5所述的废矿物油净化处理方法，其特征在于：所述注水量为废矿物油质量分数的0.5~10%。

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