CN117778059A - 一种废油处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废矿油处理技术领域，具体涉及一种废油处理装置及其处理方法，本发明提供的废油处理装置，包括原油进料单元、加热单元、反应单元、三相分离单元、循环加氢单元和加催化剂单元，处理时，通过采用催化剂和废矿物油在临氢环境下，将废矿物油中的易变老化聚合的化合物、润滑油添加剂及金属杂质，一起加速氢解老化形成分子更大的聚合物，以进行分离回收，完成废矿物油的再生利用，其中废矿物油在临氢环境下加热预处理，加热设备不易结焦堵塞，装置可以实现连续运转，大大节省开停工费用，且基础油回收率高；本申请提供的处理方法，其步骤简单，处理容易，可以最大程度的回收利用原油，并提高产品的稳定性，经济效益高，应用前景广泛。

Description

一种废油处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及废矿油处理技术领域，特别是涉及一种废油处理装置及其处理方法。

背景技术

废矿物油(润滑油)原料来源比较复杂，废矿物油中含有在使用过程中产生的胶质、焦炭等易变质老化聚合的化合物；用于增粘、降凝、分散及抗氧化的各种添加剂；大量的Si、Na、K、Mg、Ca、Fe、Mo、Ni、Mn、Zn等重金属。另有一部分废矿物油中氯化烃化合物含量非常高，可高达数千ppm。废矿物油(润滑油)的组成中，除了含有2％-10％的变质物外，其余的90％-98％都是有用的成分，是完全可以再利用的。

废矿物油(润滑油)的不当处理或者利用不经济造成资源浪费，而且对环境造成危害。而废润滑油的资源化利用不仅可以弥补源于不可再生的石油资源匮乏，满足日益严格的环保要求，而且也可以通过加工工艺技术生产高品质的润滑油基础油和清洁燃料，提高废润滑油的附加值扩大产品用途，创造巨大的经济效益和社会效益。

目前大部分回收企业采用无酸精制工艺，通过预处理及蒸馏等手段从废润滑油中直接蒸馏出润滑油组分，然后蒸馏的毛油采用0.5％白土过滤脱色。这类工艺润滑油收率60-65％，同时大量废气排放造成大气污染，产品只能达到Ⅰ类基础油指标，附加值低。同时在生产过程中又会造成白土二次污染。这类工艺经济效益差，产品利用率不高，造成资源的浪费，环保问题得不到解决。

现有技术中也有加氢处理废矿物油路线，但现有废矿物油加氢技术缺乏合理有效的预处理工艺。为了彻底解决废矿物油加氢的工程与工艺问题，通常采用全馏分加氢的方法，类似临氢蒸馏和催化反应蒸馏，不论投资成本、操作成本和维护成本都很高，同时也并不能有效解决上述问题，堵塞和产品质量都不能达到设计要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种废油处理装置及其处理方法，其采用全馏分加氢工艺进行废矿物油的再生利用，可以有效解决废矿物油再生工艺中难于脱水脱杂质、难于分馏、加工成本高的问题。

本发明采用的技术方案是：

一种废油处理装置，包括原油进料单元、加热单元、反应单元、三相分离单元、循环加氢单元和加催化剂单元，所述原油进料单元、所述加热单元、所述反应单元和所述三相分离单元依次设置连接；

所述循环加氢单元分别与所述原油进料单元、所述反应单元和所述三相分离单元连接；

所述反应单元设有加氢精制反应器和脱芳反应器，所述加氢反应器与所述加热单元连接，所述脱芳反应器分别与所述加氢精制反应器和所述三相分离单元连接；

所述三相分离单元设有热高分气空冷器，以进行气、油、水三相分离。

进一步地，所述原油进料单元设有过滤器、第一换热器和进料缓冲罐，进料时，废油依次经过所述过滤器过滤、及所述第一换热器换热后，再进入所述进料缓冲罐。

进一步地，所述原油进料单元和所述加热单元之间设有换热管路、进料泵和第二换热器；

所述第二换热器通过所述换热管路与所述原油进料单元连接；

所述循环加氢单元和所述加催化剂单元分别与所述换热管路连接；

所述进料泵设置于所述换热管路，用于将所述原油进料单元的原油升压后，分别与所述循环加氢单元的循环氢混合，再与所述加催化剂单元的液体催化剂混合，之后送入所述第二换热器换热。

进一步地，所述加热单元设有第一加热炉、第二加热炉和混合器；

所述第一加热炉分别与所述第二换热器和所述混合器连接；

所述第二加热炉分别与所述循环加氢单元和所述混合器连接；

所述混合器还与所述加氢精制反应器连接。

进一步地，所述热高分气空冷器具有热高段、热低段、冷高段和冷低段；

所述热高段分别与所述脱芳反应器、所述热低段和所述冷高段连接；

所述冷低段分别与所述热低段和所述循环加氢单元连接；

所述冷高段分别与所述热高段和所述循环加氢单元连接。

进一步地，所述三相分离单元还设有旋液分离器和压滤机；

所述旋液分离器分别与所述冷高段和所述压滤机连接。

进一步地，所述循环加氢单元设有循环氢压缩机和分别与所述循环氢压缩机连接的第一进气管路、第二进气管路、第一加气管路和第二加气管路；

所述第一进气管路与所述冷高段和所述冷低段连接；

所述第二进气管路与所述热低段连接；

所述第一加气管路与所述换热管路连接；

所述第二加气管路与所述第二加热炉连接。

进一步地，所述加氢精制反应器和所述脱芳反应器之间设有第三换热器；

所述脱芳反应器与所述热高段之间设有第四换热器。

基于同一发明构思，本申请还提供采用上述废油处理装置进行废油处理的方法，包括如下步骤：

S1、废油自原油进料单元，与循环氢混合，再与液体催化剂进行混合；

S2、然后混氢油经过加热单元加热至反应温度，随后进入加氢精制反应器进行催化加氢脱硫、脱氮反应，加氢精制反应流出物进入脱芳反应器进行脱芳反应；

S3、从脱芳反应器出来的反应产物经过热高分气空冷器进行气、油、水三相分离，热高分底部膏状物沉淀后脱除处理，完成废油的再生处理。

进一步地，

步骤S1中，废油需要过滤及换热后，再经进料泵升压、与循环氢混合；

步骤S2中，混氢油需要经过换热处理后，再进入加热单元；

步骤S2中，加氢精制反应流出物需要经过换热降温后进入脱芳反应器进行脱芳反应；

步骤S3中，从脱芳反应器出来的反应产物需要经过换热后经过热高分气空冷器进行气、油、水三相分离。

本发明的有益效果如下：

1、本发明提供的废油处理装置，包括原油进料单元、加热单元、反应单元、三相分离单元、循环加氢单元和加催化剂单元，所述原油进料单元、所述加热单元、所述反应单元和所述三相分离单元依次设置连接，所述反应单元设有加氢精制反应器和脱芳反应器，所述加氢反应器与所述加热单元连接，所述脱芳反应器分别与所述加氢精制反应器和所述三相分离单元连接，所述三相分离单元设有热高分气空冷器，以进行气、油、水三相分离，其结构简单，设计合理，通过采用催化剂和废矿物油在临氢环境下，将废矿物油中的易变老化聚合的化合物、润滑油添加剂及金属杂质，一起加速氢解老化形成分子更大的聚合物，以进行分离回收，完成废矿物油的再生利用，其中废矿物油在临氢环境下加热预处理，加热设备不易结焦堵塞，装置可以实现连续运转，大大节省开停工费用，且基础油回收率高；

2、本申请提供的处理方法，其步骤简单，处理容易，处理过程中，催化剂和废矿物油在临氢环境下，将废矿物油进行氢解，以进行最大程度的回收利用，并提高产品的稳定性，经济效益高，应用前景广泛。

附图说明

图1为本申请一些实施例中的废油处理装置的结构示意图；

图2为本申请一些实施例中的废油处理流程框图；

附图标记说明：原油进料单元1、过滤器11、第一换热器12、进料缓冲罐13、换热管路14、进料泵15、第二换热器16、加热单元2、第一加热炉21、第二加热炉22、混合器23、反应单元3、加氢精制反应器31、脱芳反应器32、三相分离单元4、热高段41、热低段42、冷高段43、冷低段44、旋液分离器45、压滤机46、循环加氢单元5、循环氢压缩机51、第一进气管路52、第二进气管路53、第一加气管路54、第二加气管路55、加催化剂单元6、第三换热器7、第四换热器8。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将通过实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但本发明可以以多种不同形式来实现，并不只限于本文所描述的实施例。凡是对本发明技术方案进行修改或同等替换，而没有创造性的成果所得到的的其他实施方案，均在本发明的保护范围之中。

除非另有定义，本文所使用的所有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。在本发明的说明书中所使用的的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。

本发明实施例中揭露的数值是近似值，并非确定值。在误差或实验条件允许的情况下，可以包括在误差范围内的所有值而不限于本发明实施例中公开的具体数值。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

参见图1所示，本实施例所述的废油处理装置，包括原油进料单元1、加热单元2、反应单元3、三相分离单元4、循环加氢单元5和加催化剂单元6，所述原油进料单元1、所述加热单元2、所述反应单元3和所述三相分离单元4依次设置连接；

所述循环加氢单元5分别与所述原油进料单元1、所述反应单元3和所述三相分离单元4连接；

所述反应单元3设有加氢精制反应器31和脱芳反应器32，所述加氢反应器与所述加热单元2连接，所述脱芳反应器32分别与所述加氢精制反应器31和所述三相分离单元4连接；

所述三相分离单元4设有热高分气空冷器，以进行气、油、水三相分离。

本实施例结构简单，设计合理，通过采用催化剂和废矿物油在临氢环境下，将废矿物油中的易变老化聚合的化合物、润滑油添加剂及金属杂质，一起加速氢解老化形成分子更大的聚合物，以进行分离回收，完成废矿物油的再生利用，其中废矿物油在临氢环境下加热预处理，加热设备不易结焦堵塞，装置可以实现连续运转，大大节省开停工费用，且基础油回收率高。

进一步地，所述原油进料单元1设有过滤器11、第一换热器12和进料缓冲罐13，进料时，废油依次经过所述过滤器11过滤、及所述第一换热器12换热后，再进入所述进料缓冲罐13。

本实施例中，通过设置过滤器11和第一换热器12，可以有效过滤杂质，并控制原油温度后，再进入进料缓冲罐13，以进行后端与循环氢混合。

在上述实施例的基础上，所述原油进料单元1和所述加热单元2之间设有换热管路14、进料泵15和第二换热器16；

所述第二换热器16通过所述换热管路14与所述原油进料单元1连接；

所述循环加氢单元5和所述加催化剂单元6分别与所述换热管路14连接；

所述进料泵15设置于所述换热管路14，用于将所述原油进料单元1的原油升压后，分别与所述循环加氢单元5的循环氢混合，再与所述加催化剂单元6的液体催化剂混合，之后送入所述第二换热器16换热。

本实施例中，通过设置进料泵15和第二换热器16，可以将进料缓冲罐13的原油升压后，与循环氢混合，再与液体催化剂进行混合，并将混氢油换热，这样的设置，可以防止混氢油进入加热炉后老化结焦，造成堵塞问题。

具体地，所述加热单元2设有第一加热炉21、第二加热炉22和混合器23；

所述第一加热炉21分别与所述第二换热器16和所述混合器23连接；

所述第二加热炉22分别与所述循环加氢单元5和所述混合器23连接；

所述混合器23还与所述加氢精制反应器31连接。

本实施例中，具体通过设置第一加热炉21，进行混氢油的预热，第二加热炉22将氢加热后，与第一加热炉21加热的混氢油进入混合器23，进行混氢和温度均匀后，再进入反应单元3反应，这样的设置，可以确保进入反应单元3的混氢油中，混入的氢是足量的，以及温度是达到反应温度的，从而更好地进行反应处理。

一些具体实施例中，所述热高分气空冷器具有热高段41、热低段42、冷高段43和冷低段44；

所述热高段41分别与所述脱芳反应器32、所述热低段42和所述冷高段43连接；

所述冷低段44分别与所述热低段42和所述循环加氢单元5连接；

所述冷高段43分别与所述热高段41和所述循环加氢单元5连接。

具体地，所述三相分离单元4还设有旋液分离器45和压滤机46；

所述旋液分离器45分别与所述冷高段43和所述压滤机46连接。

本实施例中，具体示出其中的三相分离单元4的结构设置，其结构简单，设计合理，从脱芳反应器32出来的反应产物经过热高分气空冷器进行气、油、水三相分离，其中冷高分、冷低分冷却后的油相进入二段加氢，热高分底部聚合物在高速离心设备中分离出膏状物，膏状物沉淀后经过旋液分离器45和压滤机46后被脱除，此膏状物也可装桶作为沥青或防水材料添加剂，以进行资源化利用。

进一步地，所述循环加氢单元5设有循环氢压缩机51和分别与所述循环氢压缩机51连接的第一进气管路52、第二进气管路53、第一加气管路54和第二加气管路55；

所述第一进气管路52与所述冷高段43和所述冷低段44连接；

所述第二进气管路53与所述热低段42连接；

所述第一加气管路54与所述换热管路14连接；

所述第二加气管路55与所述第二加热炉22连接。

本实施例中，具体示出其中的循环加氢单元5的结构设置，其是通过循环氢压缩机51，将反应过程流入的氢气，进行压缩后，再送入处理过程中，从而实现整个处理过程的氢循环添加，使废油在临氢环境进行有效处理，其结构简单，加氢效果好。

一些实施例中，所述加氢精制反应器31和所述脱芳反应器32之间设有第三换热器7；

所述脱芳反应器32与所述热高段41之间设有第四换热器8。

本实施例中，通过第三换热器7和第四换热器8的设置，可以进行换热温度调控，从而以更好地进行废油处理。

参见图2所示，本实施例提供采用上述处理装置进行废油处理的方法，包括如下步骤：

S1、废油需要过滤及换热后，再经进料泵15升压、与循环氢混合，再与液体催化剂进行混合，其中，升压后的原油，温度在130℃左右；

S2、将混氢油预热，使温度升至230℃左右，然后送入第一加热炉21加热，加热至300°左右，于来自第二加热炉22的循环氢一起进入混合器23，在混合器23混合，使温度达到350℃左右，使其处于反应温度范围，随后进入加氢精制反应器31进行催化加氢脱硫、脱氮反应，脱除金属杂质的同时降低产品凝点，加氢精制反应流出物进入脱芳反应器32进行脱芳反应；

S3、从脱芳反应器32出来的反应产物经过换热后，进入热高分气空冷器进行气、油、水三相分离，冷高分、冷低分冷却后油相进入二段加氢，热高分底部膏状物沉淀后经过旋液分离器45和压滤机46后被脱除，完成废油的再生处理。

本实施例提供的处理方法，通过加氢，使油品形成良好的分散系与催化剂接触更均匀，从而更好地进行反应，具体地，本实施例中，使用的液体催化剂为复合钼镍均相加氢油溶性催化剂，利用新型复合钼镍均相加氢油溶性催化剂和废矿物油在临氢环境下，废矿物油中的易变老化聚合的化合物、润滑油添加剂及金属杂质一起加速氢解老化形成分子更大的聚合物，然后聚合物在高速离心设备中分离出膏状物，此膏状物装桶作为沥青或防水材料添加剂。

本实施例原料适用性强，可以加工各种废矿物油，属于全馏分废矿物油工艺，对于炼油全行业头疼的高氯原料也有很强的适应性，废矿物油在临氢环境下加热预处理，加热炉等设备不易结焦堵塞，装置可以实现连续运转，大大节省开停工费用；并可以将原料最大程度的回收利用，仅外排约1.5％原料中的杂质，润滑油基础油收率不低于85％，较高品质的全馏分废润滑油甚至可达93％以上；同时，油品中添加的重金属成分被大部分脱除，提高产品的稳定性。

具体参见下表，为本实施例中，重金属元素脱除前后对比：

元素名称	单位	脱除前	脱除后
				铁	mg/Kg	1375	＜1
铜	mg/Kg	47	＜1
				铅	mg/Kg	6.3	＜1
铬	mg/Kg	9.0	＜1
				硅	mg/Kg	67	＜1
钼	mg/Kg	117	1.2
				铝	mg/Kg	40	＜1
镍	mg/Kg	2.8	＜1
				钠	mg/Kg	275	＜1
硼	mg/Kg	169	＜1
				钡	mg/Kg	9.4	＜1
钾	mg/Kg	334	＜1
				锰	mg/Kg	15	＜1
镁	mg/Kg	258	＜1
				钙	mg/Kg	3694	＜1
锌	mg/Kg	1234	＜1
				磷	mg/Kg	1073	19

综上，本申请提供的处理方法，通过加氢，使油品形成良好的分散系与催化剂接触更均匀，将废矿油和催化剂在临氢环境下反应，使废矿物油中的易变老化聚合的化合物、润滑油添加剂及金属杂质一起加速氢解老化，形成分子更大的聚合物，然后聚合物在高速离心设备中分离出膏状物，此膏状物装桶作为沥青或防水材料添加剂，从而将废矿油最大程度的回收利用。

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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种废油处理装置，其特征在于，包括原油进料单元、加热单元、反应单元、三相分离单元、循环加氢单元和加催化剂单元，所述原油进料单元、所述加热单元、所述反应单元和所述三相分离单元依次设置连接；

所述循环加氢单元分别与所述原油进料单元、所述反应单元和所述三相分离单元连接；

所述反应单元设有加氢精制反应器和脱芳反应器，所述加氢反应器与所述加热单元连接，所述脱芳反应器分别与所述加氢精制反应器和所述三相分离单元连接；

所述三相分离单元设有热高分气空冷器，以进行气、油、水三相分离。

2.根据权利要求1所述的废油处理装置，其特征在于，所述原油进料单元设有过滤器、第一换热器和进料缓冲罐，进料时，废油依次经过所述过滤器过滤、及所述第一换热器换热后，再进入所述进料缓冲罐。

3.根据权利要求2所述的废油处理装置，其特征在于，所述原油进料单元和所述加热单元之间设有换热管路、进料泵和第二换热器；

所述第二换热器通过所述换热管路与所述原油进料单元连接；

所述循环加氢单元和所述加催化剂单元分别与所述换热管路连接；

所述进料泵设置于所述换热管路，用于将所述原油进料单元的原油升压后，分别与所述循环加氢单元的循环氢混合，再与所述加催化剂单元的液体催化剂混合，之后送入所述第二换热器换热。

4.根据权利要求3所述的废油处理装置，其特征在于，所述加热单元设有第一加热炉、第二加热炉和混合器；

所述第一加热炉分别与所述第二换热器和所述混合器连接；

所述第二加热炉分别与所述循环加氢单元和所述混合器连接；

所述混合器还与所述加氢精制反应器连接。

5.根据权利要求4所述的废油处理装置，其特征在于，所述热高分气空冷器具有热高段、热低段、冷高段和冷低段；

所述热高段分别与所述脱芳反应器、所述热低段和所述冷高段连接；

所述冷低段分别与所述热低段和所述循环加氢单元连接；

所述冷高段分别与所述热高段和所述循环加氢单元连接。

6.根据权利要求5所述的废油处理装置，其特征在于，所述三相分离单元还设有旋液分离器和压滤机；

所述旋液分离器分别与所述冷高段和所述压滤机连接。

7.根据权利要求6所述的废油处理装置，其特征在于，所述循环加氢单元设有循环氢压缩机和分别与所述循环氢压缩机连接的第一进气管路、第二进气管路、第一加气管路和第二加气管路；

所述第一进气管路与所述冷高段和所述冷低段连接；

所述第二进气管路与所述热低段连接；

所述第一加气管路与所述换热管路连接；

所述第二加气管路与所述第二加热炉连接。

8.根据权利要求1所述的废油处理装置，其特征在于，

所述加氢精制反应器和所述脱芳反应器之间设有第三换热器；

所述脱芳反应器与所述热高段之间设有第四换热器。

9.根据权利要求1-8任一项所述废油处理装置进行废油处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、废油自原油进料单元，与循环氢混合，再与液体催化剂进行混合；

S2、然后混氢油经过加热单元加热至反应温度，随后进入加氢精制反应器进行催化加氢脱硫、脱氮反应，加氢精制反应流出物进入脱芳反应器进行脱芳反应；

S3、从脱芳反应器出来的反应产物经过热高分气空冷器进行气、油、水三相分离，热高分底部膏状物沉淀后脱除处理，完成废油的再生处理。

10.根据权利要求9所述的废油处理的方法，其特征在于，

步骤S1中，废油需要过滤及换热后，再经进料泵升压、与循环氢混合；

步骤S2中，混氢油需要经过换热处理后，再进入加热单元；

步骤S2中，加氢精制反应流出物需要经过换热降温后进入脱芳反应器进行脱芳反应；

步骤S3中，从脱芳反应器出来的反应产物需要经过换热后经过热高分气空冷器进行气、油、水三相分离。