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1、废矿物油（废机油、废润滑油等）处理工艺介绍上海市政工程设计研究总院SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN GENERAL INSTITUTE2010 年 05 月1 一、处理工艺1.1 废矿物油理化特性废矿物油主要成分是废机油、废润滑油、废液压油、油泥、底油等，在油组分中混有颗粒状固体、铁屑、污泥等，粘度在40时约7080cSt。1.2 处理工艺的发展历程目前，世界各国都相当重视废油再生，西欧各国由于自身石油资源不足而更是一贯重视。1975 年 6 月欧洲共同体发布命令，规定废润滑油全部必须回收再生。 德国一直对废油再生工业进行补贴，美国70 年代后期开始立
2、法支持废油再生，并通过了一系列法律。各国由于认识到废油再生的社会意义和环境可持续发展的要求，都继续在政策上予以倾斜， 并开展无污染工艺的开发及改进，以扶植废油再生工业。在废油回收再生方面到上个世纪80 年代就已经有了可喜的发展。中国一直是缺少石油的国家，上世纪70 年代，由于石油涨价和环保问题引起了公众的高度重视，大力发展废油再生势在必行。 全国废油再生装置的总处理能力达到每年20 万吨左右。在开发废油再生无污染工艺方面，各相关企业都做了大量工作，但由于技术原因，工艺污染仍然严重， 所生产的再生润滑油质量不佳，难以形成规模化工业生产。上世纪 90 年代国外开发了分子蒸馏回收废油的工艺，使用该工
3、艺回收的油品质量好， 其最成功的技术就是分子蒸馏技术国外称之为薄膜蒸发技术。 分子蒸馏技术是一种高新分离技术，是近年来国际上发达国家采用的新技术， 它突破了传统蒸馏方法靠沸点差分离的2 原理，而是靠分子运动平均自由程的差别实现分离。其特点是操作真空度高（通常 1Pa左右） 、操作温度低（远离沸点） 、受热时间短、分离程度高。因此，分子蒸馏技术在工业化生产中常用于脱臭、脱色、脱溶、脱单体、脱杂质等。1.3 处理工艺的比较和选择由前所述，废矿物油的处理工艺有传统蒸馏工艺和分子蒸馏工艺两大类。其中，传统工艺普遍采用的工艺流程为：蒸馏 硫酸精制白土吸附，分子蒸馏技术所采用的工艺流程为：薄膜蒸馏 分子蒸
4、馏 白土精制。传统蒸馏工艺采用常规的减压蒸馏方法，由于原料油本身馏分分布窄，塔内塔板、 填料产生的压力损失大，原料在装置中受热时间达一个多小时。为保证有较高的收率，加工温度高达到390，这样高的加工温度容易使原料焦化堵塔，使生产不能正常进行。 蒸馏出的中间产品，由于裂解成份较多、颜色深，在后续的精制处理中不得不采用硫酸精制，损耗大、产品品质低，而且生产过程污染严重。油品在加热炉、蒸馏塔内容易结焦，装置在线率低、维修量大，耗能高、安全性差。薄膜-分子蒸馏与常规的减压蒸馏有本质的区别，它是依靠分子运动自由程的差别实现分离的。新工艺加工温度低（低于300） ，真空度高，原料受热时间仅为几十秒。 裂解
5、成份少，颜色浅，收率高，节能环保。后续精制简单， 不用酸洗，生产过程环保， 属于绿色工艺。利用分子蒸馏全套装置可将废润滑油中的各类杂质清除掉，同时3 进行了脱色处理，可得到优质润滑油。因此，一般新建工程的废油处理工艺均选用此技术。1.4 工艺流程废润滑油、废机油的再生工艺流程分为四个单元。第一单元：过滤、脱水单元主要目的是脱去原料废润滑油中的绝大部分的水、一般悬浊的机械杂质和以胶体状态稳定分散的机械杂质，从而得到较洁净的废润滑油原料。具体流程是： 将储存在原料储罐里的废润滑油通过离心分离机将机械杂质除去，然后通过液液分离机将大部分的水份分离除去，再通过脱水塔在一定负压状态下将原料里的水份含量降
6、至2%以下，这样得到的较洁净的原料打入储罐等待进入下一个单元。第二单元：干燥、脱臭单元主要目的是完全去除原料中微量的水分及轻组分，同时去除原料中的臭味。具体流程是：将来自过滤、脱水后的废润滑油通过预热器升高到一定温度，然后进入干燥、脱臭塔，由于塔内分布有高性能填料并且存在较高真空，因此，水分及轻组分很容易被脱除，而溶在原料中有异味的低沸点物质， 被通入的蒸气带走， 在塔底部就得到了洁净的物料，准备进入下一个单元。第三单元：精馏及分子蒸馏（也称短程蒸馏）单元主要目的是精确分离出影响润滑油粘度指数、闪点等关键指标的轻柴油成分， 并将有效成分分割成两种不同级别的粗润滑油成分。具体流程是：经过干燥、脱
7、臭的废润滑油被泵入内置高分离性能填料的4 精馏塔中，在较高真空状态下， 轻柴油组分从塔顶被完全精确切割分离出来，通过双级冷凝器冷凝成液体后进入轻柴油储罐；去除轻柴油的物料流回塔底， 然后进入第一级分子蒸馏器， 由于分子蒸馏器是在高真空下工作的，因此物料的低粘度成分在较低温度下就被蒸馏出来，在内置冷凝器作用下， 气相转化为液相冷凝下来，它将作为轻质润滑油进入储罐； 没有被蒸馏出的更高粘度的物料又被直接泵入第二级分子蒸馏器，在较前一级高一些温度的情况下，有效的、较高粘度的成分又被作为重质润滑油蒸馏出来，进入储罐。无法蒸馏出的物料作为残渣（主要成分是：添加剂、沥青等）被排放到残渣储罐。蒸馏采用导热油
8、用电加热，油温由260加热到 320。分子蒸馏的温度控制精度要求较高正负偏差不超过2。第四单元：白土精制单元主要目的是提高润滑油的色泽指标。具体流程是：轻、重润滑油分别进入装有活性白土的脱色罐，脱色罐可并联或串联操作， 脱色罐本身需要提前预热到一定温度， 经脱色罐后的润滑油中可能会夹带少量细小的白土颗粒，在进入成品罐之前必须通过精密过滤器将其除去，经过精密过滤器的润滑油， 在暂存罐内收集后进入成品润滑油储罐。以上四个单元形成的工艺流程如下所示。5 分子蒸馏流程图1.5 产品质量润滑油产品质量表样品名称色泽运动粘度（40）运动粘度（100）闪点（闭口）粘度指数比重凝点轻质润滑油淡黄色45.8 6
9、.6 224 94 0.872 -2 重质润滑油淡棕黄色74.8 9.2 244 98 0.873 -4 注：产品的闪点和粘度可根据需要调节。沥青轻柴油废润滑油过滤脱水轻组分脱臭干燥一级分子蒸馏精馏二级分子蒸馏残渣轻质润滑油重质润滑油白土精制成品白土精制成品6 二、设备方案（ 2 万吨/ 年）2.1 工艺参数1）处理规模： 20000 吨/ 年。2）年运营时间： 8000 小时（间歇运营）。3）回收产品：汽柴油（轻馏分）3000 吨/年轻质润滑油12000吨/年重质润滑油1200 吨/年沥青2500 吨/年齿轮油800 吨/年2.2 处理车间处理车间为单层，占地约1500m2，生产火灾危险类别
10、为丙类。2.3 设备选型废润滑油、废机油处理设备表序号名称形式单位材料数量备注1 废润滑油罐 10m3立式台SS 3 2 沉降槽 50 m3卧式台SS 1 带搅拌3 废润滑泵 2m3/h 离心台SS 2 4 进料罐 3m3立式台SS 2 5 进料泵 2m3/h H=20m 离心台SS 1 6 固、液离心机 80m3/h 离心离心SS 1 7 液、液离心机 60m3/h 离心离心SS 1 8 脱水润滑油罐 10m3立式台SS 2 9 脱水润滑泵 2m3/h 离心台SS 2 10 预热器卧式台SS 1 11 脱臭塔台SS 1 7 序号名称形式单位材料数量备注12 冷凝器 40m2卧式台SS 1 1
11、3 轻组分罐 2 m3 立式台SS 1 14 粗润滑泵 2m3/h 离心台SS 2 15 精馏塔台SS 1 16 双级冷凝器 20m2卧式台SS 1 17 一级分子蒸馏器台SS 1 18 内置冷凝器 40m2卧式台SS 1 19 轻质润滑油储罐 10 m3立式台SS 1 20 馏份泵 2m3/h H=30m 离心台SS 1 21 二级分子蒸馏器台SS 1 22 蒸发冷凝器 40m2卧式台SS 1 23 重质润滑油储罐 2 m3立式台SS 1 24 轻质润滑油泵 5m3/h H=30m 离心台SS 1 25 重质润滑油泵 2m3/h H=30m 台SS 1 26 脱色罐立式台SS 2 27 预热
12、器卧式台SS 2 28 过滤器台SS 2 29 轻质润滑油成品罐20 m3立式台SS 1 30 重质润滑油成品罐 5 m3立式台SS 1 31 真空泵台SS 2 32 导热油炉（电加热）台CS 1 1.8 106 千卡/ 时33 导热油泵 60m3/h H=15m 离心台CS 2 34 导热油罐 100m3立式台CS1 35 注油泵 5m3/h H=15m 离心台CS 1 36 膨胀罐 2 m3立式台CS 1 8 2.4 主要原材料及动力消耗主要原材料及动力消耗表序号名称及规格单位小时消耗年消耗量备注一处理总量废润滑油吨20000 年工作 8000 小时二辅助材料导热油（ YD-340）吨初装
13、量约 46 吨白土吨0.175 1400 三公用工程1 电kWh 320 2560000 2 水吨8.75 70000 3 压缩空气Nm32.5 20000 4 仪表空气Nm320 160000 5 蒸汽吨4.5 36000 0.8MPa 6 导热炉热量MJ 3768 3.0 1077 循环水吨180 1440000 四三废废渣油吨500 送焚烧2.5 物料平衡及热量平衡物料平衡图齿轮油 800吨废渣油 500吨废润滑油 20000吨分子蒸馏及其配套工艺3000 吨 轻馏分 （汽柴油）轻质润滑油 12000吨重质润滑油1200 吨沥青 2500 吨 年9 热量平衡图三、存在问题及建议1）根据目前我院有关调研成果，由于国内外产业导向和政策环境的差异，在废旧机油回收利用方面，国内外尚有较大差异。2）有关薄膜蒸馏 -分子蒸馏技术国外已经广泛应用，国内目前有部分企业在开展中试或小试研究。3）由于废旧机油属于危险废物，应纳入三废统一管理，尚需争取有关主管部门的协调与支持。4） 我院愿积极配合业主完成有关进一步的调研和技术支持工作。废矿物油处理装置一、二、三级分子蒸馏一、二级薄膜蒸发器蒸汽 4.5t/h14319MJ 导热油3768MJ 冷凝水 4.5t/h 1441.4MJ 蒸汽回水管网导热油返回装置内导热炉
