廢機(jī)油再生本科畢業(yè)論文作者劉資星.doc

廢機(jī)油再生工藝研究 1 目錄 目錄目錄11 摘要摘要22 1 1 引言引言33 2 2 實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分44 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器4 2.2 廢機(jī)油的預(yù)處理實(shí)驗(yàn)5 2.2.1 除水5 2.2.2 廢機(jī)油抽提絮凝5 2.2.3 不同的劑油比對(duì)廢機(jī)油進(jìn)行抽提絮凝5 2.3 廢機(jī)油精制實(shí)驗(yàn)5 廢機(jī)油再生工藝研究 2 廢機(jī)油再生工藝研究廢機(jī)油再生工藝研究 劉資星 化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)專業(yè) 09101 摘要摘要 研究廢機(jī)油再生工藝，使工藝簡(jiǎn)單方便成本低無(wú)二次污染。用恒溫 加熱法除去廢機(jī)油中的水分；用正戊醇和異丙醇的混合溶劑當(dāng)絮凝劑，并以劑 油比為 3:1 的比例混合加熱、回流使廢機(jī)油中的雜質(zhì)絮凝，再蒸出混合溶劑得 到預(yù)處理油；預(yù)處理油蒸餾至 235時(shí)開始出餾分，得到產(chǎn)品油；通過(guò)產(chǎn)品的 外觀檢測(cè)和理化性能測(cè)試，產(chǎn)品呈現(xiàn)出淡黃的顏色，餾程為 235250，密度 為 0.80g/mL，閃點(diǎn)為 110（開口杯法），凝點(diǎn)為-10，確定了產(chǎn)品為輕柴油。 說(shuō)明以正戊醇：異丙醇=1:2 的比例做絮凝溶劑，以劑油比為 3:1 的比例作為溶 劑萃取-絮凝-蒸餾工藝的操作參數(shù)是可行的。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 廢機(jī)油，絮凝溶劑，輕柴油，正戊醇，異丙醇 The research of waste engine oil regeneration process Liu Zi xing Chemistry professional 09101 classes of Academy of Chemistry and Chemical Engineering Abstract 廢機(jī)油再生工藝研究 3 Keywords used oil，flocculus , cracking，Rebirth, light diesel oil 1 1 引言引言 潤(rùn)滑油是用在各種類型機(jī)械上以減少摩擦保護(hù)機(jī)械及工件的液體潤(rùn)滑劑， 同時(shí)對(duì)機(jī)器設(shè)備具有冷卻、密封、防銹、絕緣、功率傳送、清洗雜質(zhì)等作用。 一般是石油分餾的產(chǎn)物，也有從動(dòng)植物油中提煉的，為不易揮發(fā)的油狀潤(rùn)滑劑， 還有合成潤(rùn)滑劑，但是石油潤(rùn)滑油的用量占 97以上，因此潤(rùn)滑油常指石油潤(rùn) 滑油，也叫機(jī)油。當(dāng)機(jī)油經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行使用后，由于苛刻的環(huán)境條件和超負(fù) 荷的工作，使得機(jī)油的粘度、低溫流動(dòng)性能、抗氧化性、熱穩(wěn)定性、抗磨損性 能等會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的劣化變質(zhì)，使用性能也急劇下降，變成廢機(jī)油。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，汽車用油占潤(rùn)滑油總消耗量的 52以上，機(jī)油又占汽車用 油的 85。預(yù)計(jì)到 2020 年，中國(guó)人均汽車保有量將會(huì)達(dá)到世界平均水平，按 照每車年更換 5L 機(jī)油計(jì)算，年產(chǎn)潤(rùn)滑油量將會(huì)達(dá)到 5 億 L，如此巨大的可再生 資源，如果不被合理利用，一方面是資源的浪費(fèi)，另一方面將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重 的危害。對(duì)環(huán)境來(lái)說(shuō)，1L 廢油可污染 100 萬(wàn) L 淡水，相當(dāng)于 14 個(gè)人一年的飲 水量。而且油膜在水中會(huì)阻斷氧氣的補(bǔ)充，導(dǎo)致水生動(dòng)植物的直接死亡，廢油 中的含氯硫磷芳烴聚合生成的稠環(huán)芳烴等具有很強(qiáng)的毒性或者致癌性， 它們殘存在土壤或水體中，對(duì)人類將造成致命的危害，所以廢機(jī)油的回收和利 用日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。1 如果單純的采用物理過(guò)程來(lái)凈化顯然不能達(dá)到再生的目的，此時(shí)必須采用化 學(xué)方法來(lái)再生精制。廢機(jī)油的再精制流程包括化學(xué)精制或吸附精制的工藝流程， 化學(xué)脫金屬及化學(xué)破乳在內(nèi)的工藝流程也可列入再精制工藝流程中。由于技術(shù) 和側(cè)重點(diǎn)的不同，促使了廢機(jī)油再精制加工工藝朝兩個(gè)不同的方向發(fā)展，產(chǎn)生 了以傳統(tǒng)的硫酸白土為代表的有酸再生工藝和丙烷抽提為代表的無(wú)酸環(huán)保再 生工藝。其主要工藝如下： （1）硫酸白土再精制工藝1 （2）蒸餾脫水醇抽提絮凝白土精制 1 廢機(jī)油再生工藝研究 4 （3）低烷烴抽提工藝1 （4）Kleen 工藝1 （5）PROP 工藝1 （6）萃取絮凝工藝1 （7）溶劑萃取/抽提工藝1 （8）無(wú)機(jī)膜工藝1 （9）油脂型聚酰胺樹脂絮凝工藝1 各種廢機(jī)油的再生工藝各有特點(diǎn)，國(guó)外工藝正朝著環(huán)保無(wú)污染的方向發(fā)展， 加氫精制已成為研究的主流方向，但其再生過(guò)程復(fù)雜、操作技術(shù)相對(duì)較高，反 應(yīng)條件也比較苛刻。國(guó)內(nèi)主要考慮節(jié)約資源，還處于以硫酸白土精制為主的 工藝水平，因此二次污染比較嚴(yán)重。廢機(jī)油再生既是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)問題，又 是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)問題。傳統(tǒng)的廢機(jī)油再生方法成本高、能耗大、效率低，而 且有些再生單元過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的酸渣和白土渣，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。因此， 結(jié)合國(guó)內(nèi)外廢機(jī)油再生的先進(jìn)技術(shù)，研究出一種針對(duì)成本低、無(wú)二次污染的廢 機(jī)油再生工藝路線是當(dāng)務(wù)之急。 2 2 實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分 21 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器 廢機(jī)油 正戊醇 異丙醇 甲乙酮 正丁醇 環(huán)己酮 磁力攪拌電熱套（8- B 型） 坩堝 錐形瓶 50mL100mL 圓底燒 瓶 精密電子天平（S210 型）溫度計(jì) 鐵架臺(tái) 尾接管 10mL100mL 量筒 500 萬(wàn)像素照相機(jī)（ NOKIA x2） 玻璃棒 空氣冷凝管 直形冷凝 管 2.2 除水 取 100mL 廢機(jī)油于 250mL 圓底燒瓶中，升溫至 100并加熱 20min，再緩慢 加熱至 110維持 10min，使水分蒸發(fā)掉，到油不翻動(dòng)油面冒黑色油氣為止 2。 2.3 幾種工藝的探索 2.3.1 硫酸精制法4 取 30mL 廢機(jī)油，常溫下邊攪拌邊緩慢地加入 1.8mL 98%的硫酸,攪拌 30min,靜置 12 小時(shí)，過(guò)濾。酸洗后的廢機(jī)油升溫到 80,加入純堿, 攪拌,靜 廢機(jī)油再生工藝研究 5 置 1 小時(shí)。 2.3.2 電解法 取 7 號(hào)電池中的石墨作電極，在 30mL 廢機(jī)油中加入少量 NaOH 固體作電解 質(zhì)，用 50V 交流電電解，無(wú)明顯現(xiàn)象，然后在通電的同時(shí)加熱廢機(jī)油到 300 以上。 2.3.3 萃取絮凝法 2.3.3.1 面粉當(dāng)絮凝劑 量筒量取 20mL 廢機(jī)油分成兩份，一份加入 10g 面粉當(dāng)絮凝劑來(lái)絮凝廢機(jī)油， 緩慢攪拌加熱 30min；一份取 10g 面粉煮糊再絮凝廢機(jī)油，緩慢加熱攪拌 30min。 2.3.3.2 膠體當(dāng)絮凝劑 用 Al2(SO4 )3溶液和氨水反應(yīng)制備 Al（OH）3膠體，再加入 10mL 廢機(jī)油攪 拌 5min，靜置一小時(shí)。 2.3.3.3 以醇和酮的混合配比作絮凝劑1 分別取 10mL 廢機(jī)油于三只 100mL 圓底燒瓶中，編號(hào)為 AB 和 C，分別取 三種配比溶劑 30mL（配比數(shù)據(jù)見表 3-1）溶解，磁力攪拌加熱，回流 15min， 在溫度降低至 70時(shí)倒入燒杯中,室溫沉降 24h 后過(guò)濾，蒸出溶劑得到預(yù)處理 油。 2.3.3.4 正戊醇異丙醇的混合配比作絮凝劑 分別配制 30mL 體積比為 1:1 和 1:2 的正戊醇和異丙醇的混合溶劑，編號(hào)為 D 和 E，并分別與 10mL 廢機(jī)油于小燒杯中混合，磁力攪拌加熱回流 10min，冷 卻至 70時(shí)倒入燒杯中，室溫沉降 24h 后過(guò)濾，蒸出溶劑得到預(yù)處理油。 2.3.3.5 劑油比的選擇 取廢油 10mL 于小燒杯中，用正戊醇：異丙醇=1:2 的兩組分作溶劑，以 1:1,2:1,3:1,4:1 的劑油比分別做廢機(jī)油抽提絮凝實(shí)驗(yàn)。溶劑與廢機(jī)油混合后 用磁力攪拌加熱回流 10min，冷卻至 70時(shí)倒入燒杯中，室溫沉降 24h 后過(guò) 濾，蒸出溶劑得到預(yù)處理油。 2.3.4 蒸餾法 2.3.4.1 直接蒸餾法 廢機(jī)油再生工藝研究 6 用加熱攪拌器緩慢加熱 30mL 廢機(jī)油，當(dāng)溫度到了 200 多攝氏度時(shí)爆沸，導(dǎo) 致實(shí)驗(yàn)失敗，可能是還有水分殘留，除水后還是無(wú)法蒸出餾分，也無(wú)裂化的現(xiàn) 象。 2.3.4.2 減壓蒸餾和水蒸汽蒸餾法 取 30mL 廢機(jī)油放入 100mL 圓底燒瓶中，在尾接管上接上真空泵，用加熱攪 拌器緩慢加熱，沒有效果。然后用加熱法制取水蒸氣通入廢機(jī)油中蒸餾。 2.3.4.3 蒸餾預(yù)處理油 取 30mL 預(yù)處理油放入 100mL 圓底燒瓶中蒸餾，并用石棉保溫（石棉蓋至蒸 餾燒瓶的支管口），逐步加熱至沸騰收集餾分，得到淺黃色透明的油產(chǎn)品。 2.3.5 溶劑精制法1 取 5mL 預(yù)處理油和 8.7mL 丙酮溶劑混合，再加入 0.5mL 濃度為 2.5mg/ml 的十六烷基三溴甲基銨鹽水溶液絮凝劑，在 65的恒溫油浴中攪拌 20min。 2.4 產(chǎn)品理化性能測(cè)試 2.4.1 外觀（色度） 取少量試油于試管中，以白紙為背景，用 500 萬(wàn)高清像素的手機(jī)分別對(duì)廢 機(jī)油新油預(yù)處理油餾分和逐步氧化的餾分進(jìn)行拍照，用肉眼觀察實(shí)驗(yàn)效 果。 2.4.2 凝點(diǎn) 按照 GB/T510-83(91)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)定凝點(diǎn)，將油在試管中預(yù)熱到 50， 再冷卻至 35，用冰箱繼續(xù)冷卻至預(yù)期的凝點(diǎn)時(shí)，將試管傾斜 45，并保持 1min，觀察液面是否有移動(dòng)跡象，直至某實(shí)驗(yàn)溫度能使液面位置停止不動(dòng)，提 高 2又能使液面移動(dòng)時(shí)，取使液面不動(dòng)的溫度作為試油的凝點(diǎn)3 2.4.3 餾程 按照 GB/T255-77(88)石油產(chǎn)品餾程測(cè)定法，將 30mL 試油在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條 件下，按產(chǎn)品性質(zhì)的要求進(jìn)行蒸餾。流出第一滴冷凝液時(shí)的氣相溫度稱為初餾 點(diǎn)，蒸餾終了的溫度為終餾點(diǎn)3。 2.4.4 閃點(diǎn) 采用開口杯法測(cè)定閃點(diǎn)，取產(chǎn)品少量加至 13 坩堝處緩慢升溫，用木條點(diǎn) 火，當(dāng)試油上方出現(xiàn)藍(lán)色的火焰時(shí)為閃點(diǎn)。3 廢機(jī)油再生工藝研究 7 2.4.5 密度 用電子天平稱量 10mL 量筒的質(zhì)量，再取 8.3mL 產(chǎn)品油稱重，減去量筒的質(zhì) 量得到產(chǎn)品油的質(zhì)量為 6.6g，用密度公式 =m/v 算出產(chǎn)品的密度。 3 3 結(jié)果與討論結(jié)果與討論 3.1.1 最佳的抽提絮凝劑配比 用面粉當(dāng)絮凝劑來(lái)絮凝廢機(jī)油，是因?yàn)槟承┨烊坏母叻肿佑袡C(jī)物，例如含 羧基較多的多聚糖和含磷酸基的淀粉都有絮凝性能。絮凝廢機(jī)油卻效果不佳， 沒有任何現(xiàn)象，近十年來(lái)，在淀粉絮凝劑上的研究進(jìn)展主要表現(xiàn)在：通過(guò)淀粉 官能團(tuán)的化學(xué)轉(zhuǎn)化和接枝共聚反應(yīng)以及離子化淀粉改性絮凝劑上，而且在處理 污水礦石等方面取得了良好的效果。這里直接用淀粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可能方法過(guò)于 簡(jiǎn)單，因而沒有效果，但是工藝太復(fù)雜的話肯定無(wú)法推廣。 用膠體聚沉法聚沉廢機(jī)油中的固體等雜質(zhì)，是由于膠體具有巨大的表面積， 吸附力很強(qiáng)，可以在水中吸附懸浮固體或色素形成沉淀，從而使水凈化，但是 用 Al2(SO4 )3 溶液和氨水反應(yīng)制備 Al（OH）3膠體來(lái)凈化廢機(jī)油，效果也不明 顯，可能是因?yàn)閺U機(jī)油里面沒有帶電荷的物質(zhì)而無(wú)法聚沉。 而溶劑萃取絮凝的工藝卻效果明顯，如表 3-1 是以醇和酮按照不同的配 比制成溶劑對(duì)廢機(jī)油進(jìn)行抽提絮凝的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 表 3-1 幾組溶劑對(duì)廢機(jī)油的抽提絮凝效果 溶劑組成（劑油比均為 3:1） 分離效果 油泥質(zhì)量/g 抽提油收率/（重） （A）正丁醇:異丙醇:甲乙酮=2:1:1 好 0.505 94.7% （B）正戊醇：異丙醇：環(huán)己酮=2:1:1 好 0.525 94.5% （C）正戊醇：異丙醇=2:1 好 0.512 94.6% （D）正戊醇：異丙醇=1:1 好 0.218 97.7% （E）正戊醇：異丙醇=1:2 好 0.536 94.3 % 酮類和醇類是比較適用于廢發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)行溶劑精制預(yù)處理的溶劑。酮 和醇的碳原子數(shù)量決定著其溶解和絮凝能力。三個(gè)或以下碳原子的醇或酮溶解 力不夠，六個(gè)或以上碳原子的醇或酮絮凝能力差，所以作為抽提絮凝的溶劑主 要是四到五個(gè)碳原子的醇或酮，再加入一些更低碳原子的醇來(lái)增加其沉淀能力。 另一種辦法是選擇三個(gè)碳以下的醇，再加入少量烴來(lái)改善溶解能力。前人對(duì)抽 廢機(jī)油再生工藝研究 8 提絮凝溶劑進(jìn)行大量研究的結(jié)果，推薦了一個(gè)三組分混合溶劑 （正丁醇:異丙 醇:甲乙酮=2:1:1）1 ，考慮到酮類有一定的毒性，所以另外探索了幾種溶劑 組成及配比與之進(jìn)行抽提絮凝實(shí)驗(yàn)對(duì)比，即正戊醇：異丙醇：環(huán)己酮=2:1:1 和 正戊醇：異丙醇=2:1 的配比。 抽提油的收率越高表示絮凝出來(lái)的雜質(zhì)越少，因而抽提的效果也就越差。 由表 3-1 中的內(nèi)容可以看出以正丁醇:異丙醇:甲乙酮=2:1:1 的溶劑配比能夠起 到很好的抽提絮凝效果，分離出了各種雜質(zhì)，但是正戊醇：異丙醇：環(huán)己酮 =2:1:1 和正戊醇：異丙醇=2:1 兩種組分也有同樣的效果，從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)考慮， 采用正戊醇：異丙醇=2:1 的兩組分溶劑作為萃取絮凝溶劑更好。 然后又對(duì)正戊醇和異丙醇以不同比例做溶劑萃取絮凝實(shí)驗(yàn)，從表 3-1 可 以發(fā)現(xiàn)隨著正戊醇和異丙醇的比例降低而呈 V 字型走勢(shì)，而且正戊醇：異丙醇 =1:2 也能起到相同的效果，由于正戊醇相比于異丙醇更加昂貴，所以最后選擇 用正戊醇：異丙醇=1:2 的比例做溶劑萃取絮凝實(shí)驗(yàn)。 3.1.2 最佳的劑油比 采用正戊醇：異丙醇=1:2 的兩組分溶劑作為抽提絮凝預(yù)處理溶劑，針對(duì) 不同的劑油比對(duì)廢機(jī)油進(jìn)行抽提絮凝實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如表 3-2 所示： 表 3-2 不同劑油比對(duì)廢油抽提絮凝效果 劑油比 1:1 2:1 3:1 4:1 液體顏色 較黑 較黑 橙紅色 橙紅色 透明度 不透明 較透明 透明 透明 沉淀效果 無(wú)沉淀 膠狀物 半固體沉淀 粘稠沉淀 抽提絮凝溶劑能否有效的去除雜質(zhì)，劑油比是個(gè)關(guān)鍵的因素。劑油比即： 溶劑與油混合時(shí)的體積比。當(dāng)劑油比為 1:1 時(shí)，抽提溶劑與廢機(jī)油混合是一種 乳化狀態(tài)，幾乎沒有沉淀產(chǎn)生；當(dāng)劑油比為 2:1 時(shí)開始有沉淀產(chǎn)生，但是沉淀 處于一種膠狀物質(zhì)，不易分離；當(dāng)劑油比達(dá)到 3:1 時(shí)，沉淀的形態(tài)比較好，上 層液體也開始呈現(xiàn)出澄清得狀態(tài)；當(dāng)劑油比為 4:1 時(shí)，底部沉淀成了粘稠狀態(tài)， 也不易分離。從表 3-2 可以看出，劑油比采用 3:1 時(shí)為最佳的劑油比，此時(shí)的 沉淀為半固體沉淀，可以很容易地進(jìn)行分離，而且溶劑也不要 4:1 那么多，可 以減少蒸餾的時(shí)間與耗費(fèi)的能源。 廢機(jī)油再生工藝研究 9 3.1.3 外觀的對(duì)比 油品的顏色往往可以反映其精制程度和穩(wěn)定性。對(duì)于基礎(chǔ)油來(lái)說(shuō)，一般精 制程度越高，其烴的氧化物和硫化物脫除的越干凈，顏色也就越淺。但是即使 精制的條件相同，不同油源的原油所生產(chǎn)的基礎(chǔ)油，其顏色和透明度也可能是 不相同的，但是同一種油比較其新油、廢油、再生油的顏色還是可以反映其精 制程度的。經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的油顏色明顯有了改觀，如圖 1.1 和圖 1.2 分別是劑 油比為 3:1 時(shí)處理前后的對(duì)比，圖 1.3 為新油。 圖 1.1 圖 1.2 圖 1.3 與新油相比（如圖 1.3）廢機(jī)油顏色已經(jīng)變成了黑色（如圖 1.1），這是 由于：（1）油的污染：汽油不完全燃燒產(chǎn)生的大量炭粒進(jìn)入機(jī)油中，其中汽油 中硫的含量越高，就越容易形成油泥；（2）油的劣化：發(fā)動(dòng)機(jī)高溫引起潤(rùn)滑油 氧化變?yōu)槟z質(zhì)狀；這些油泥、積炭、膠質(zhì)等由于機(jī)油中分散劑的作用而分散到 新潤(rùn)滑油中使?jié)櫥统屎谏?由圖 1.1 和圖 1.2 可以很清楚的看到經(jīng)過(guò)處理后，因?yàn)槌チ舜罅康陌牍?體沉淀，油的顏色與廢機(jī)油相比呈現(xiàn)為紅褐色，而且已經(jīng)變得很透明了，可以 證明預(yù)處理過(guò)程取得了良好的效果。 3.1.4 廢機(jī)油的精制效果及影響因素 用電解法電解廢機(jī)油，電流可以使物質(zhì)的化學(xué)鍵斷裂，重新形成新的物質(zhì)， 比如電解水可以生成氫氣和氧氣。由于機(jī)油不能導(dǎo)電，所以加入少量的 NaOH 固 體作電解質(zhì)，但是電解廢機(jī)油時(shí)卻無(wú)明顯的現(xiàn)象，可能是因?yàn)橥姛o(wú)法使碳碳 鍵斷裂，或者碳碳鍵斷裂之后形成的物質(zhì)仍然是大分子物質(zhì)，然后加熱廢機(jī)油 到 300也沒有效果，而且電解需要耗費(fèi)很多的能量，更加沒有可行性。 酸洗法和溶劑精制法都產(chǎn)生了乳化的現(xiàn)象。得到的物質(zhì)都是粘稠狀液體， 廢機(jī)油再生工藝研究 10 并且無(wú)法過(guò)濾。因?yàn)閺U油中分散劑的存在而使固體粒子、分子質(zhì)量高的物質(zhì)、 灰分物質(zhì)、聚合型添加劑等分散在廢油中，這些物質(zhì)使溶劑萃取精制時(shí)溶劑與 油容易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，僅通過(guò)自然沉降，甚至采用離心分離的方式都不能除去 這些大分子物質(zhì)。 用直接蒸餾法蒸餾精制廢機(jī)油時(shí)，當(dāng)溫度到了兩百多攝氏度時(shí)爆沸，把廢 機(jī)油沖入錐形瓶中，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。原因可能是還有水分殘留，水分在冷凝后 重新流入高溫的廢機(jī)油中，在高能量的情況下迅速膨脹而爆沸。蒸干水分后還 是無(wú)法蒸餾出餾分，因而也無(wú)裂化的現(xiàn)象。因?yàn)閺U機(jī)油的餾程很高，一般要到 400500才開始裂化，而溫度越高，危險(xiǎn)性也就越高，且容易碳化，實(shí)驗(yàn)室 的設(shè)備也不好做高溫的實(shí)驗(yàn)。 由于機(jī)油成分的相對(duì)分子質(zhì)量都比較大，簡(jiǎn)單的加熱蒸餾難以把氣相的油 蒸餾出去，于是幾次用了減壓蒸餾法，結(jié)果都是發(fā)生了倒吸的現(xiàn)象，廢機(jī)油又 流入到了錐形瓶中，減壓蒸餾失敗，可能是因?yàn)檎婵毡脛?dòng)力太大，形成的負(fù)壓 強(qiáng)過(guò)大，而把液體吸走；考慮到利用高溫空氣流把氣相油沖出去，但是又怕油 與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，而氮?dú)獬杀据^高，不適合，然后用水蒸氣來(lái)蒸餾，由于 設(shè)備難以達(dá)到保溫的效果，導(dǎo)致水蒸氣的溫度和壓力不夠，在水蒸氣到達(dá)廢機(jī) 油前就已經(jīng)變成了液體，水滴流入 200 多度的廢機(jī)油中立即產(chǎn)生爆沸的現(xiàn)象， 直接把機(jī)油噴到了尾接管，蒸餾失敗。 只有蒸餾預(yù)處理油來(lái)精制廢機(jī)油得到了比較滿意的效果，蒸餾精制之后的 油，顏色又有了非常大的改觀，如下圖，圖 2.1 為廢機(jī)油，圖 2.2 為餾分，圖 2.3 為逐步氧化的餾分。 圖 2.1 圖 2.2 圖 2.3 收集餾分之后，得到的產(chǎn)品為淺黃色透明的油（如圖 2.2），搖起來(lái)像水 一樣，可見黏度變得非常低了，不像是機(jī)油。而餾分的顏色逐漸加深（如圖 廢機(jī)油再生工藝研究 11 2.3）是因?yàn)楫a(chǎn)品油中的烷烴易發(fā)生氧化發(fā)應(yīng)，其中以直連烷烴和環(huán)烷烴最易氧 化，環(huán)烷烴都是五元和六元烷烴，主要是 23 個(gè)環(huán)的各種衍生物，帶有側(cè)短 鏈時(shí)，其氧化安定性降低。 3.1.5 產(chǎn)品油性質(zhì)的鑒定 以下是汽油、煤油、輕柴油、重柴油、機(jī)油和產(chǎn)品的各項(xiàng)指數(shù)： 油類 餾程 閃點(diǎn)（開口杯法） 凝點(diǎn) 密度 g/mL 汽油 30205 -5030 -75 0.7 0.77 煤油 110350 2860 -30-10 0.75 0.83 輕柴油 180355 45120 -448 0.81 0.87 重柴油 350410 45120 1030 0.82 0.87 機(jī)油 400450 130325 -75-50 0.85 產(chǎn)品 235250 110 -10 0.80 閃點(diǎn)可以鑒定油品發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性，也可以判斷餾分組成的輕重，從產(chǎn) 品的閃點(diǎn)為 110可以看出產(chǎn)品為柴油的可能性最大。再通過(guò)表格的其他數(shù)據(jù) 進(jìn)行對(duì)比，也可以看出產(chǎn)品不再是機(jī)油，除了密度比輕柴油的稍微小一點(diǎn)之外， 其他皆為輕柴油的所屬范圍，據(jù)資料表明，餾程為 235250的范圍其組分為 1314 個(gè) C 原子之間，而產(chǎn)品的密度為 0.8g/mL，輕柴油的密度范圍0.81 0.87 g/mL，兩者已經(jīng)很接近了，如果再加入一些重質(zhì)烷烴和一些添加劑，產(chǎn)品的密 度和其他一些指標(biāo)就可能達(dá)到國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。 3.1.6 雜質(zhì)的含量 汽油或柴油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的大量炭粒進(jìn)入機(jī)油中，而且油中硫的含量 越高，就越容易形成油泥，導(dǎo)致機(jī)油產(chǎn)生了很多的雜質(zhì)，然而在預(yù)處理的時(shí)候 產(chǎn)品中的一部分瀝青和灰分等雜質(zhì)形成了半固體沉淀而除去，且最終產(chǎn)物為蒸 餾所得的餾分，所以產(chǎn)品中灰分和瀝青等雜質(zhì)為零。水分在加熱的時(shí)候已基本 上逐步除去，在預(yù)處理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候水分與醇類形成共沸物，而進(jìn)一步除去，水 分也基本上為零。 3.1.7 酸度的變化 總酸值升高是機(jī)油氧化的結(jié)果。在發(fā)動(dòng)機(jī)中由于摩擦產(chǎn)生的熱和燃燒室傳 出的熱量導(dǎo)致油溫升高，汽油機(jī)油受到高溫，高剪切作用，使其分解或與空氣 接觸而被氧化。而且金屬粉末對(duì)機(jī)油高溫氧化還有催化作用。溫度越高油的氧 廢機(jī)油再生工藝研究 12 化速度越快，溫度每升高 10，油的氧化速度就會(huì)增加一倍。與廢機(jī)油相比， 產(chǎn)品油的 pH 已經(jīng)明顯地提高，達(dá)到了中性水平。 3.1.8 溶劑的回收率 溶劑萃取絮凝后回收溶劑，用直形冷凝管組合到空氣冷凝管上使用，直 形冷凝管可以通入自來(lái)水冷卻，冷卻效果好，但是使用溫度不宜超過(guò) 140， 如果先接上空氣冷凝管再接上直形冷凝管的話，既可以防止冷凝管炸裂，又可 以加長(zhǎng)冷卻的時(shí)間和降低冷卻的溫度，從而使冷卻更加充分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這 樣的冷凝效果確實(shí)非常好，不但尾接管上沒有出現(xiàn)霧氣，室內(nèi)空氣也變得更加 好。回收溶劑時(shí)溶劑的初餾點(diǎn)為 108，終餾點(diǎn)為 180，回收率約為 100， 并且回收溶劑循環(huán)使用之后依然有效，這樣就比硫酸白土精制工藝更加經(jīng)濟(jì) 環(huán)保，所以萃取絮凝工藝是一種比較好的方法。 4 4 結(jié)論結(jié)論 廢機(jī)油溶劑萃取-絮凝-裂化精制工藝以劑油比為 3:1 的體積比，以正戊醇： 異丙醇=1:2 的體積比作為兩組分溶劑來(lái)抽提絮凝廢機(jī)油，此工藝可以簡(jiǎn)單方便 地使其中的非理想成分能夠更有效快速的絮凝分離出來(lái)，同時(shí)也使廢機(jī)油發(fā)生 裂化反應(yīng)生成 1314 個(gè)含碳量的輕柴油，兩方面共同作用提高精制效率，而且 該工藝無(wú)酸渣，避免了白土的二次污染，溶劑可回收循環(huán)利用，精制油回收率 高，成本低，操作簡(jiǎn)單，是一種值得推廣的符合我國(guó)國(guó)情的廢機(jī)油再生技術(shù)。 最后的精制過(guò)程只需蒸餾即可，整個(gè)過(guò)程為常壓，最高蒸餾的溫度不到 300， 做到了經(jīng)濟(jì)環(huán)保和簡(jiǎn)便的要求，值得推廣。 然而產(chǎn)品的組分、添加劑等該如何配制才能使此輕柴油符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以 及用更高級(jí)的分析手段多角度地對(duì)產(chǎn)品油樣進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析等方面還有待研 究。這里的研究成果僅限于實(shí)驗(yàn)室工作，還需要進(jìn)一步通過(guò)工業(yè)化實(shí)驗(yàn)予以驗(yàn) 證。 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) 1 、劉晶晶，顧卡麗，廢汽油發(fā)動(dòng)機(jī)油溶劑萃取-絮凝復(fù)合再生技術(shù)研究D， 機(jī)械科學(xué)研究總院 2012.6 2、劉亞瓊，王宏志，廢機(jī)油再生利用技術(shù)j再生資源研究，1998.3 廢機(jī)油再生工藝研究 13 3、姜學(xué)信，石油產(chǎn)品分析M，遼寧省石油化工學(xué)校，化學(xué)工業(yè)出版社， 1999.11 4、趙國(guó)俊，廢機(jī)油加工方法jNongcun Xinjishu,2006,6 5、徐高揚(yáng)，陸明，船用廢潤(rùn)滑油的再生j，中國(guó)資源綜合利用 2003（12）: 14-16 6、蘇望懿，油脂加工工藝學(xué)M武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社 1997：90-94: 7、李培紅，張克峰，工業(yè)廢棄物處理與回收利用M北京：環(huán)境科學(xué)與工程 出版中心，2000. 8、陳定盛，岑超平，藍(lán)如輝，等，廢機(jī)油凈化甲苯廢氣的工藝研究j環(huán)境 工程.2008.28,（2）：20-22. 9、許業(yè)偉，袁文輝，可揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣治理新進(jìn)展j廣東化工， 2001,2:12-13,16. 10、Heymes Frederic,Manno-demoustier Peggy Fran,oiseChabit,et,al.A new efficient obsorption liquid to treat exhaust air loaded with toluene.Chemical engineering journal,2006(115):225-231 11、李克華.廢潤(rùn)滑油無(wú)酸污染再生工藝j.湖北化工， 1