廢潤(rùn)滑油再生工藝的研究

1、廢潤(rùn)滑油再生工藝的研究高秀軍1,2  郭麗梅1#  蔣明康1（1.天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，天津 300222；2.大慶油田化工有限公司精細(xì)化工廠，黑龍江  大慶 163411）摘要  采用硫酸精制堿中和活性白土吸附過(guò)濾的工藝流程處理廢齒輪潤(rùn)滑油。酸洗溫度40 ，98濃硫酸用量為廢油量的6（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；堿中和溫度80 ，中和劑為10氫氧化鈉；吸附條件：活性白土用量為15（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），溫度150 ，時(shí)間1 h；再生潤(rùn)滑油粘度40 時(shí)為128 Mpa·s，80 為19.2 MPa·s，凝點(diǎn)為33 。同時(shí)用廢堿處理酸渣，采用陽(yáng)離子

2、絮凝劑處理廢水。關(guān)鍵詞  廢潤(rùn)滑油  再生  酸堿精制  白土吸附Study on regenerated technics of waste lube oil  Gao Xiejun1,2, Guo Limei1, Jiang Mingkang1. (1.College of Material Science and Chemical Engineering，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300222；2. Daqing Oil field Fine chemical

3、s Factory，Daqing  Heilongjiang 163411)Abstract：The lube oil of waste gear was treated by using vitriol refining-alkali neutralization-the active white soil adsorptionfiltration as the technical flow . The temperature of acid wash was 40 , the dosage of vitriol of the content 98% was 6%，the temp

4、erature of alkali neutralisation was 80 ，and the neutralizer was the alkali of the content 10%. The condition of adsorption：the dosage of active white soil was 15%，the temperature was 150 ，and time was 1 h. The viscosity of regenerated lube oil was 128 MPa·s for 40 and 19.2 MPa·s for 80 ，a

5、nd its solidifying point was -33 . Acid-dreg was neutralized with waste alkali. The waste water was treated using the cationic flocculant.Keywords：Waste lube oil  Regeneration  Acid and alkali refining  White soil adsorption近年來(lái)，隨著石油資源的日益減少以及對(duì)石油污染問(wèn)題的重視和保護(hù)環(huán)境的呼聲日益強(qiáng)烈，世界各國(guó)對(duì)廢潤(rùn)滑油的回收和凈化再生利用工作

6、十分支持。中國(guó)在油液凈化再生方面也作了不少工作1-3，商業(yè)、鐵道、部隊(duì)、機(jī)械工業(yè)等部門都不斷的進(jìn)行潤(rùn)滑油的凈化再生工藝研究，找出了一些適合中國(guó)國(guó)國(guó)情的廢油凈化再生方法。但總的來(lái)說(shuō)，中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域還比較落后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)的要求，因此研究潤(rùn)滑油劣化的原因、積極探索新型高效、低污染廢油凈化再生工藝方法，對(duì)于緩解中國(guó)石油資源緊張狀況、減少?gòu)U棄油液對(duì)環(huán)境的污染有著重要的意義4-6。廢潤(rùn)滑油的凈化再生過(guò)程比從石油中提煉潤(rùn)滑油要簡(jiǎn)單得多。變質(zhì)較輕的潤(rùn)滑油只要經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、脫水等物理凈化過(guò)程即可恢復(fù)其原有品質(zhì)；變質(zhì)嚴(yán)重的潤(rùn)滑油，則需要經(jīng)過(guò)化學(xué)精制去除變質(zhì)后生成的酸類、酚類及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等，然后

7、補(bǔ)充一定數(shù)量的添加劑，也可成為再次使用的潤(rùn)滑油。如果凈化再生工藝條件得當(dāng)，完全可以能把用過(guò)的廢潤(rùn)滑油再生成為質(zhì)量接近或達(dá)到新油標(biāo)準(zhǔn)且性能良好的潤(rùn)滑油7。世界各國(guó)對(duì)廢潤(rùn)滑油的處理、再生先后研究開發(fā)了眾多處理工藝。目前應(yīng)用的再生工藝主要有蒸餾酸洗白土精制，沉降酸洗白土蒸餾，沉降蒸餾酸洗鈣土精制，白土高溫接觸無(wú)酸再生，蒸餾乙醇抽提白土精制，蒸餾糠醛精制白土精制，沉降絮凝白土精制等8-12。上述無(wú)論哪種工藝都產(chǎn)生大量的廢酸渣和廢水，要達(dá)到清潔再生的目的，就要減少酸渣的產(chǎn)生，或?qū)λ嵩M(jìn)行綜合利用。本文采用硫酸精制堿中和活性白土吸附過(guò)濾的再生工藝，聯(lián)合有機(jī)中間體制備中剩余的大量催化劑廢堿處理廢酸渣，加浮選

8、劑法處理廢水，從而達(dá)到清潔再生廢潤(rùn)滑油的目的；原料來(lái)源于油田的抽油機(jī)廢油，來(lái)源廣，易得到；常壓和中溫條件下操作，工藝簡(jiǎn)單，操作費(fèi)用低，安全可靠；產(chǎn)品質(zhì)量好，達(dá)到中性油水平，實(shí)用性強(qiáng)；投資少，經(jīng)濟(jì)效益顯著。1  實(shí)  驗(yàn)1.1  主要儀器藥品燒杯，溫度計(jì)，電熱套，滴定管，封閉電爐，280號(hào)齒輪油、活性白土、蒸餾水，98濃硫酸（化學(xué)純），氫氧化鈉（化學(xué)純），氧化鈣粉末（化學(xué)純）。1.2  實(shí)驗(yàn)方法  工藝流程工藝流程見圖1。圖1  工藝流程  工藝過(guò)程1.酸洗：將廢潤(rùn)滑油加熱至30 左右，加入硫酸若干，攪拌30 min。恒溫靜置

9、，待分層后，分出下層膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。重復(fù)操作3次，記錄總酸渣排放量。2.堿中和：將酸洗過(guò)的潤(rùn)滑油加熱，加堿水溶液進(jìn)行中和至中性。靜止分出水層。3.白土吸附：將堿洗過(guò)的潤(rùn)滑油加熱，1次或分次緩慢加入白土，攪拌若干分鐘。4.過(guò)濾：將白土吸附后高溫的潤(rùn)滑油靜止，上層油趁熱抽濾，濾后潤(rùn)滑油即為合格再生潤(rùn)滑油。白土吸附和過(guò)濾操作可重復(fù)進(jìn)行，直至得到的油滿意為止。2  結(jié)果與討論2.1  硫酸濃度對(duì)酸渣排放量的影響硫酸處理的主要目的在于去除廢潤(rùn)滑油中的氧化物、縮合物和聚合物。在使用過(guò)程中產(chǎn)生的不飽和化合物以及殘余添加劑和添加劑熱分解或降解產(chǎn)物等。硫酸處理能把這些物質(zhì)變成重質(zhì)粘性物，沉淀析

10、出。所以酸渣排放量越大，廢潤(rùn)滑油的除雜質(zhì)、瀝青效果越好，但過(guò)多排酸渣會(huì)減低再生率。實(shí)驗(yàn)考察了硫酸濃度對(duì)酸洗效果的影響，結(jié)果見表1。表1  硫酸濃度對(duì)酸渣排放量的影響序號(hào)硫酸濃度/精制溫度/酸渣排放量/1983522.62703515.83984030.24704021.8由表1可以看出，精制溫度相同時(shí)，硫酸濃度越高，酸渣的排放量越大，精制效果越好。2.2  硫酸精制溫度對(duì)酸渣排放量的影響一般認(rèn)為酸洗適宜在低溫下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)采用98濃硫酸，加入量為廢油量的6（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），考察溫度對(duì)酸洗效果的影響，結(jié)果見表2。表2 硫酸精制溫度對(duì)酸渣排放量的影響序號(hào)精制溫度酸渣排放量12016.

11、422515.833021.843522.654030.265011.1由表2可以看出，隨著溫度的上升，酸渣排放量呈逐漸增加的趨勢(shì)，但不是越高越好。溫度低時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)，廢油中酸渣沉降的不夠徹底，酸渣排放量少，溫度過(guò)高時(shí)，廢油中某些成分和硫酸反應(yīng)生成磺酸鹽，使油乳化程度較大，酸渣不能正常沉降排出。2.3 不同堿中和對(duì)油品酸值的影響實(shí)驗(yàn)選用氧化鈣粉末、氫氧化鈉和石灰乳，以酸值為考察指標(biāo)，結(jié)果見表3。表3  不同堿中和對(duì)油品酸值的影響序號(hào)堿酸值1氧化鈣粉末1.2143氫氧化鈉固體1.388410氫氧化鈉水溶液1.0665石灰乳1.205新油1.189加入堿中和后的酸值基本符合新油標(biāo)準(zhǔn)，使

12、用氧化鈣粉末，由于固體中和反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)中和得到的油透明度稍差，可能有部分乳化的原因，不易抽濾。采用石灰乳代替氧化鈣粉末效果得到一些改善，酸值接近新油，可以達(dá)到再生油的標(biāo)準(zhǔn)，但是過(guò)濾情況沒有得到明顯改善，所以效果不十分理想。使用氫氧化鈉固體進(jìn)行中和，考慮到油中水含量過(guò)高會(huì)影響其質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于使用氫氧化鈉固體，兩相反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，縮短時(shí)間效果較差。綜合以上因素，采用10氫氧化鈉水溶液進(jìn)行堿中和最為適宜。從表3的可以看出，采用10氫氧化鈉水溶液進(jìn)行堿中和的油酸值優(yōu)于新油。2.4  白土吸附溫度對(duì)油品粘度的影響白土加入溫度為80 時(shí)，白土吸附溫度對(duì)油品黏度的影響見表4。表4

13、60; 白土吸附溫度對(duì)油品粘度的影響序號(hào)吸附溫度40 時(shí)粘度MPas80 時(shí)粘度MPas110012015819.5212013014619.2313014012419.6414016012119.0新油13119.3由表4可以看出，吸附溫度對(duì)油品粘度有一定的影響。主要影響油的低溫黏度，低溫黏度過(guò)高，會(huì)影響油的凝點(diǎn)，成為不合格油。根據(jù)與新油粘度比較，白土吸附溫度為130140 時(shí)，粘度與新油最為接近。2.5  白土用量對(duì)油品顏色的影響白土用量對(duì)油品質(zhì)量有一定的影響，實(shí)驗(yàn)以再生油顏色和凝固點(diǎn)為檢驗(yàn)指標(biāo)，結(jié)果見表5。表5  白土用量對(duì)油品顏色的影響序號(hào)白土用量/攪拌時(shí)間/min

14、油品顏色凝點(diǎn)/1430棕紅152630棕紅183830棕紅2841030棕黃2951530淺黃38新油淺黃25油品顏色是衡量雜質(zhì)高低的一個(gè)間接指標(biāo)，顏色淺質(zhì)量好，作者將新油的顏色定為淺黃色?！啊北硎绢伾陨睿啊北硎绢伾詼\。加白土?xí)r間和攪拌時(shí)間不變的情況下，白土用量越大，油品顏色越淺。使用過(guò)多的白土，雖然油品顏色好，但對(duì)于再生油而言，指標(biāo)達(dá)到要求即可滿足需要，外觀不是必要指標(biāo)，所以在滿足質(zhì)量的前提下，選擇白土用量為810（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。2.6  白土加入方式對(duì)油品顏色的影響白土脫色的加入方式對(duì)油品顏色有一定影響，實(shí)驗(yàn)加入白土?xí)r間為30 min，攪拌時(shí)間為30 min，加入溫度7580

15、 ，吸附溫度130140 。結(jié)果見表7。表6  白土加入方式對(duì)油品顏色的影響白土用量加入方式產(chǎn)品顏色151次加完棕紅15先加50（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）再加50棕黃加入溫度和吸附溫度不變的情況下，分兩次加入白土吸附效果要比一次加入好，油品顏色更淺一些。2.7  酸渣的中和處理再生工藝酸洗中產(chǎn)生大量的廢酸渣，其主要成分是膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，中和后除去鹽份，可以作為瀝青使用。在進(jìn)行廢潤(rùn)滑油再生研究的同時(shí)，另外的研究也在進(jìn)行，制備環(huán)氧中間體。由于采用固體氫氧化鈉為催化劑，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了大量的廢堿。實(shí)驗(yàn)嘗試用廢堿中和酸渣，水洗后瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到了一般使用標(biāo)準(zhǔn)。如果有機(jī)中間體制備產(chǎn)生廢堿的行

16、業(yè)同時(shí)進(jìn)行廢油再生生產(chǎn)，可以做到以廢治廢的目的。本研究只是對(duì)此進(jìn)行了一點(diǎn)嘗試。2.8  廢水的治理再生工藝中各工序產(chǎn)生的廢水主要含有油和無(wú)機(jī)鹽，實(shí)驗(yàn)采用陽(yáng)離子絮凝劑進(jìn)行浮選，處理后水中油采用分光光度法分析，含油量小于5 mg/L，達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)無(wú)機(jī)鹽如何處理有待進(jìn)一步研究。3  結(jié)論（1）實(shí)驗(yàn)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的再生工藝，得到的再生潤(rùn)滑油可以滿足一般的使用環(huán)境，酸值達(dá)到對(duì)照油標(biāo)準(zhǔn)，凝點(diǎn)優(yōu)于對(duì)照油品。再生油的理化指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。（2）最佳條件為：98濃硫酸濃度，用量為廢油量的6（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；10氫氧化鈉水溶液為最佳中和劑；白土吸附溫度為130140 ，吸附時(shí)間為3040 m

17、in為宜；白土分兩次加入，用量為油品的810（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。（3）工藝簡(jiǎn)單，安全可靠，實(shí)用性強(qiáng)。（4）原料易得，操作費(fèi)用低。產(chǎn)品質(zhì)量好，達(dá)到中性油水平。（5）對(duì)以廢治廢的工藝進(jìn)行了初步嘗試，效果理想。（6）采用陽(yáng)離子絮凝劑對(duì)廢水進(jìn)行處理，水中殘余油含量小于5 mg/L，達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。（7）投資少，經(jīng)濟(jì)效益顯著。參考文獻(xiàn)1  任天輝，王大璞廢潤(rùn)滑油再生加工技術(shù)J中國(guó)資源綜合利用，2000（3）：141-1452  唐光陽(yáng)，施躍堅(jiān)，劉滿紅廢潤(rùn)滑油的回收工藝初探J云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2001（4）：23-253  楊嘉謨廢潤(rùn)滑油再生J適用技術(shù)之窗，1998（6）：7-84  司妍杰淺談廢潤(rùn)滑油再生J潤(rùn)滑油，2002（3）：63-645  張圣領(lǐng)，劉宏文，趙旭光廢潤(rùn)滑油絮凝吸附再生工藝的研究J化學(xué)世界，2002（10）：527-5296  譚蔚，劉麗艷，朱企新廢潤(rùn)滑油再生中過(guò)濾分離工藝技術(shù)研究J流體機(jī)械，2003，31（7）：5-77  楊樹杉石油和石油化工技術(shù)實(shí)用手冊(cè)石油化工篇M北京：中國(guó)石化出版社，19988