废弃润滑油资源化利用研究

摘要- 1 -废弃润滑油资源化利用研究摘要- 2 -摘要本文介绍了国内外废弃润滑油再生的各种工艺，并在对比几种现在国内外废弃润滑油再生中常用工艺的基础上实验设计了符合我国节能减排政策的再生工艺，并介绍了其工艺流程和生产原理。关键字：废弃润滑油；再生；节能减排Abstract- 3 -AbstractThis paper describes a variety of domestic waste oil regeneration process, and in contrast to several regeneration of used lubricating oil is now commonly used at home and abroad based on the experimental design process in line with our policy of renewable energy saving technology, and introduces The process and production principles.Keywords: waste oil; regeneration; energy saving目录- 4 -目录摘要 .2Abstract.3目录 .4前言 .6第一章 废弃润滑油资源现状概述 .91.1 废弃润滑油对环境影响情况分析 .91.2 废弃润滑油的传统处置方法 .101.2.1 丢弃 .101.2.2 道路油化 .101.2.3 焚烧 .111.2.4 废弃润滑油经过脱重金属后作为燃料 .111.2.5 再生成为润滑油 .111.3 本课题研究的目的和任务 .11第二章 国内外废弃润滑油现状及再生利用情况 .122.1 世界各国废弃润滑油的再生利用情况 .122.2 我国废弃润滑油再生利用的现状 .132.3 废弃润滑油资源再生利用面临的问题 .142.4 国外废弃润滑油再生工艺技术 .142.4.1 IFP 工艺 .152.4.2 Snamprogeti 工艺 .152.4.3 KTI 工艺 .152.4.4 DCH 工艺 .162.5 国内废弃润滑油再生工艺技术情况 .182.5.1 蒸馏酸洗 白土精制工艺 .182.5.2 沉降酸洗 白土蒸馏工艺 .182.5.3 白土高温接触无酸再生工艺 .182.5.4 蒸馏乙醇抽取 白土精制工艺 .182.5.5 蒸馏糠醛精制 白土精制工艺 .182.5.6 预处理一薄膜蒸发一白土精制工艺（如图四） .192.5.7 溶剂抽提 普通蒸馏法 .192.5.8 分子蒸馏法 .202.5.9 粉煤灰法 .222.5.10 其他工艺 .22第三章 废弃润滑油再生工艺研究与创新 .233.1 项目研究的目标 .233.1.1 本项目的研究目标 .233.1.2 设计中所用的废弃润滑油成分介绍（以内燃机油为例） .233.2 废弃润滑油再生利用方法的确定 .243.2.1 废弃润滑油再生工艺常用的方法 .243.2.2 废弃润滑油再生工艺方案的确定 .25目录- 5 -3.3 废弃润滑油再生利用技术研究 .253.3.1 加热沉降 .263.3.2 蒸馏精制 .283.3.3 硫酸精制 .303.3.4 碱洗 .343.3.5 白土吸附精制 .363.4 废油渣的综合利用 .413.4.1 酸渣的利用 .413.4.2 白土渣的利用 .423.5 技术工艺条件的确定 .43总结 .46参考文献 .47致谢 .49前言- 6 -前言润滑油是添加于机械运动部件表面的油状液体。有减少摩擦、避免发热、防止机器磨损等作用。一般是分馏石油的产物，也有从动植物油中提炼出来的，亦称“润滑脂” 。润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分。随着世界经济的发展，润滑油的应用日益广泛，全世界每年平均消耗润滑油约 4000 万 t，我国作为世界第二大润滑油消费国， 2005 年我国消耗润滑油约计 600 万 t，废弃润滑油回收量约为 240 万 t，2009 年约计消耗 920 万 t，废弃润滑油回收约为 400 万 t。在世界能源日趋紧张的形势下，废弃润滑油的回收和再生成为迫切需要解决的问题。由于各种润滑油的使用寿命不同，用到一定时限就必须更换，换下来的废油占新油用量的比例，因油的品种，使用的机器的情况等而不同。对于废油产生的总量能占到油量的多少有过不同的估计，在 25%到40%左右。所以世界上每年产生的废油总量是一个很大的数字。废油产生的总量虽然很多，但由于从每台机器每部汽车每艘船只发出来的废油数量不大，地点分散，所以想要全部收集起来，也是十分困难的事情。润滑油的种类很多，一般的命名原则是，按需润滑的部位及使用场合进行命名，分类如下： 内燃机油，用于发动机润滑，分柴油机油、汽油机油、摩托车油 齿轮油，用于汽车齿轮润滑和工业齿轮设备润滑，分汽车齿轮油、工业齿轮油 液压油，用于汽车液压传动系统及工业液压设备润滑，分抗磨液压油、低温液压油 压缩机油，用于空气压缩机润滑，分轻负荷压缩机油和重负荷压缩机油 真空泵油，用于真空泵润滑，分低真空度真空泵油和高真空度真空泵油 汽轮机油，用于汽轮机组润滑 防锈油，用于设备与部件的防锈，种类极多前言- 7 - 金属加工油，用于机械加工，如钻孔、衍磨、切削，种类极多，每种油都有不同的性能指标，以满足润滑的部位及使用场合对油品本身的要求随着国民经济的快速发展，机械化程度愈来愈高，润滑油的需求量也越来越多，产生的废弃润滑油相应的大量增加。润滑油在使用中除极少部分挥发、泄露损耗外，大部分是因为外界污染和自身氧化变质而不适宜继续使用，以废油比例最大的内燃机油为例，由于工作环境比较苛刻。使用温度较高，其变质主要有两个原因：自身高温氧化变质；外界杂质污染，包括未完全燃烧的燃料、润滑系统金属零件磨损产生的金属微粒以及水和尘埃等。废弃润滑油中的氧化变质部分一般在 110左右，大部分是润滑油的有效成分。废弃润滑油再生就是采用物理或化学的方法除去废油中的污染物和变质成分，使其达到新鲜润滑油的质量指标。润滑油在使用过程中，由于高温以及空气的氧化作用，会逐渐老化变质。除此之外，摩擦部件磨下来的金属粉末，呼吸以及其他原因而进入油中的水分，从环境空气中侵入的杂质等原因，也会促进润滑油的氧化。由于废弃润滑油长期没有节能环保工艺技术高效回收，加工回收没有列入政府支持计划，再加上废弃润滑油在消耗过程中分散回收，人力成本较高，致使我国废弃润滑油在边远地区经常作为无用的废油倒掉或作燃料烧掉，不仅是资源的极大浪费，而且还对环境造成严重污染。因此对废弃润滑油进行再生有着十分重要的意义，首先是节约能源，变废为宝，有利于石油资源的充分利用，其次是有利于防止环境污染，避免土壤、水域受污染以及维护生态平衡等。其实，从润滑油劣化机理分析，绝大部分所谓废弃润滑油并未真正报废，油品的变质只是其中部分烃类，约占 10%25%，其余大部分烃类组成仍然是润滑油的主要粘度载体和有效成分，通过物理或者化学的方法除去废油中变质污物和杂质,就能把废弃润滑油再生成质量符合要求的基础油，经过调配添加剂后，就可以得到质量优良的成品油。废弃润滑油的再生率一般可达到 60%以上，1000KG原油只能提炼到 300KG 基础润滑油，而 1000KG 废弃润滑油可再生得700900KG 基础油。润滑油是从能源经过很多加工工序制成的精细石油化工产品，作为机械润滑节能产品，虽然本身并不是能源，但它是由大量石油制品提炼的一种高级石油产品，所以开发先进高效技术，回收再生利用废弃润滑油，实质上就是节约前言- 8 -能源。据估计，美国 ALABAMA 州每年产生非汽车机油 1700 万加仑，如果把这些废机油回收，将可作为 5000 辆汽车提供动力。我国的废弃润滑油如果回收50%的话，实际上相当于建 10 个百万吨的炼油厂。由此看来，废弃润滑油的再生加工利用可以产生巨大的经济效益。此外，废弃润滑油的回收再生的另一个重要意义在于保护环境，减少大气和土壤的污染。如果废弃润滑油直接排放，会对土壤和江河造成污染，一般每升废液可污染 3040 亩水面；如果采用燃烧法处理废弃润滑油也会产生苯并芘等致癌物质和铅、锌、硫等的化合物，从而对大气产生污染。显然每年国内外如此大量的废油，如不加以回收利用，将对环境产生极大的污染，因此开展废弃润滑油的再生利用及加工技术的研究是一件利在当今功在千秋的大事。中国资源综合利用目录和节约能源法中也明确指出，废油是可再生和综合利用的资源，研究开发废油和其他废弃物综合利用的新技术新工艺都将受到国家的鼓励和支持，但由于种种原因国内再生行业仍然处于小型化、分散化生产状态，采用的再生技术也比较落后。第一章 废弃润滑油资源现状概述- 9 -第一章 废弃润滑油资源现状概述1.1 废弃润滑油对环境影响情况分析润滑油在高速运转的部件中受热时与空气接触会发生聚合、缩合、氧化等化学作用，产生沥青质、胶质等深度氧化物，加上金属屑、灰尘、水分等外界污染物的侵入使得润滑油在过程中会逐渐老化变质，其主要表现是：颜色变深、酸值上升、有刺激性气味，并产生油泥。这些生成物和油泥等物质可能引起油膜的破坏、金属部件的腐蚀，同时造成机械磨损增大、润滑油流通的孔道及滤清器被堵塞等故障。随着人类的进步和科技的发展，人们越来越加强烈认识到资源的有限及环境保护的重要性，资源和环境已成为人类实现可持续发展面临的两个重大问题。但是全世界每年润滑油消耗量中约有 30%因为各种原因被排放到环境中，润滑油特别是其中的添加剂中含有的多种金属元素，如 S，P ，Cl，Sb (锑)，B (硼) ，Al 等，不仅会对仪器金属造成腐蚀，而且进入环境后将严重污染陆地、江河和湖泊等，严重危害着生态环境和生态平衡。据估计，一大桶（200L）废油流入湖海能污染近 3.5 平方千米的水面。在污染的水域中由于油膜覆盖在水面上，阻止了水中的溶解气与大气的交换，水中的溶解氧被生物及污染物消耗后不能及时补充，使水中的含氧量明显下降。油膜覆盖在水生植物的叶子上、鱼类、贝类等水生动物的呼吸器官上，阻碍水生动物的呼吸，同时与水中生物直接接触的废油，还能放出毒害水生动植物的水溶性物质。以上这些原因能引起水生动植物的大量死亡，甚至还影响到鸟类的生存，特别是潜水鸟，进而使整个食物链都将受到损害。过去由于随意抛弃、洒、扔、漏、埋的废油最后大多流入江河湖海，污染水源。如法国 1976 年报道，法国工业废水污染有 26%来自废油。据估计，一桶废油流入湖海，能污染 3.6 平方公里的水面。影响水生植物生长甚至还使其大片死亡，破坏生态平衡，后果十分严重。由于废油中含有添加剂，而添加剂中既有硫、氮、铅、锌、等污染物，又有致癌的多环芳烃，它在 1600的高温下也是稳定的，焚烧废弃润滑油后，这些芳烃仍会污染大气。所以除可以变废为第一章 废弃润滑油资源现状概述- 10 -宝，节约资源外，就是从减少环境污染，化害为利角度看，废油再生也是势在必行的。废弃润滑油对环境的影响1.2 废弃润滑油的传统处置方法综合国内外文献报道，废弃润滑油的去向大约可以分为以下五种，现在分别叙述如下：1.2.1 丢弃人们往往把小量废油倒入下水道，倒在空地的土壤或者野外的土