廢油循環再利用的研究

（遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001）

廢油循環再利用的研究

焦 建，呂振波，桂建舟

（遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001）

廢油，是其中含有5%～10%為不能被利用的廢物，而90%～95%是可以重新加工再利用的，使再生油資源成為解決我國目前能源困境的一個非常有效的途徑，從石油中提煉基礎油產品率很低，生產1 t至少需要5 t原油。從某種方面上講利用再生廢油要比開發原油經濟的多，可以節省大量的時間和資金。近年來我國平均每年要進口2億多噸原油，進口200多萬噸潤滑油，而且進口原油的產地大多又受戰亂，政權更迭等政治因素影響。所以，對廢油再生和利用，不僅具有重要的經濟意義、環保意義，還具有重要的政治意義。

廢油；精制；過濾

近年來，我國政府十分重視節能減排和環境保護工作，并對廢油再生的項目相繼相關政策，對廢油再生行業起到了巨大的推動的作用。伴隨著科學技術的發展和人們對汽車消費的大幅提高，伴隨著人們對石油產品的使用量的劇增，產生了大量的廢油，如不加以處理和利用不僅是浪費了資源，還會對環境產生巨大的污染。在這個能源緊缺問題越來越凸顯的今天，對廢油的利用已經成為了科研人員們重點研究的課題。發達國家的廢油再生工藝更簡單，降低功耗節約大量能源，且廢油回收率高達76%左右[1]。

1 廢油性能及決定性能的主要條件

在人們社會生產及消費生活中，產生了廢油數量巨大的廢油，如：潤滑油，機油，液壓油，變壓器油，被污染的汽油和柴油等，在對這些油品進行選擇時，應考慮他們本的一些性能，如：潤滑性的好壞；粘度的程度；酸值的高低；含有灰份和雜質的多少；比熱、導熱和膨脹系數是否合格；穩定的對熱、氧化、水解和剪切的性能；抗泡沫性、抗乳化性和防銹性的體現；流動點凝固點、點燃和燃點是否達標[2]。

（1）回收的廢油中，往往因為使用過程中污染、和其本身接觸空氣氧化變質、油品中的的雜質、水分、灰份、等增加的有害的物質，導致油品的功能性下降，從而影響了機器效用的發揮和使用年限的減少[3]。

a. 雜質

油品在生產—運輸—儲存—使用這個過程中，混入了灰塵，金屬，塵土等，這些雜質有一定的吸附功能，吸收有害物質，會影響油液的粘度、潤滑等性能[4]；

b．氣體

油品在生產—運輸—儲存—使用這個過程中，油品與空氣接觸中會混入其他不良氣體，影響油品的體積模量，從而抗泡沫性減弱，反應速率加快，致使性能下降

c. 水

油品在使用過程中接觸到空氣，尤其是潮濕的空氣，空氣中的氧會導致油品中水分含量的增加，在使用過程中油品中的水分會發生水解，導致油品的粘度防銹和抗乳化的性能下降，反而腐蝕性加強，在氣溫降低的工作環境中油品中的水分可能會凝結成冰，對使用的機器造成損壞，故油品中應盡力避免水分；

d. 酸值

有的油品中經常會含有一定量的環烷酸，其會對金屬等有腐蝕性，酸值是氧油中烴類在空氣中的氧化程度的具體量化的一個指標，是廢油的一個重要的性能指標。液壓油中酸值一般不大于0.16 mg KOH/g[5]。

（2）因為油的使用要求和變質程度的區別，所以再生的方法也不一樣。在凈化再生之前應對廢油進行一些列檢驗，是為了選擇合理的加工工藝：1）粘度。是為選定合適的溫度，了解廢油的類別和牌號；2）酸值。檢驗酸值可以了解油的老化變質程度，以確定再生方法； 3）閃點。是為保證生產過程的安全，為確定工藝流程的溫度，檢測油品中輕油含量和對蒸餾處理的選擇指標；4）腐蝕試驗。檢驗油品中硫化物、有機酸、等的含量，確定油品是否具有腐蝕性；5）水溶性酸堿。檢測油品中是否具有水溶性酸堿，確定是否需要使用水洗環節[6]。

2 廢油再生的工藝技術和方法

2.1 溶劑精制技術

溶劑精制就是利用有機溶劑對廢油中添加劑與基礎組分、氧化物雜質等具有不同溶解度特性下，通過不用的生產工藝，把油品中的雜質分離以獲得再生油。楊樹花[7]在研究廢潤滑油溶劑精制的試驗中：通過預處理—常壓蒸餾—減壓蒸餾—溶劑精制—白土補充精制—過濾的試驗過程，使用糠醛溶劑和雜醇—糠醛混合溶劑在100 ℃的工藝條件下再生廢油，的到油品的理化指標超過了硫酸—白土工藝精制工藝產出油品的質變，收率為78%和70%，由回收率的結果證明該工藝可行性很高。郭大光等[7]通過研究N-甲基吡咯烷酮（NMP）、乙醇、糠醛、廢油再生試驗，證明了再生油品達到最好的粘度指數時，乙醇、NHP、糠醛與油品的比例為1、1.5、2；NMP萃取劑比為1，精制溫度為60 ℃時，再生油收率達到93.19%，從收率結果來看NMP對廢油再生工藝來說效果不錯，但其市場價格高昂，不夠普及，故不易推廣。

Jordan等[8-10]通過正丁醇、丁酮的再生廢油工藝的試驗，證明了萃取出油品中的基礎油，絮凝部分添加劑和氧化產物，可以使用4個碳原子的酮、醇極性溶劑。Jesusa，pablo等[11-13]通過試驗研究了在溫度和壓力不同的情況下，使用乙烷、丙烷作為試驗溶劑來檢測再生廢油中去除含金屬化合物、氧化產物的量，及產率、效率。通過試驗證明，氧化產物的分離效率壓力可以通過低壓提高，但對于去除廢油中含有的金屬化合物的無影響; Zahrani[14]，Jesusa Rin-con[15,16]等通過試驗研究了不同油劑比和溫度時異丙、正丁醇、仲丁醇及丁酮回收廢油的產率及質量，實驗結果證明，再生油質量最好時，是丁酮與仲丁醇構成組合溶劑，質量比為 1∶3時，產率為 87.5%，萃取時的單一溶劑，萃取效果最好的是丁酮，其次的是正丁醇，效果最差為異丙醇。

2.2 超臨界流體萃取

是氣體的溫度和壓力均處于臨界點以上，不同于液態、固態、氣態的一種新型流體。超臨界流體的溶解能力是通過溫度或者壓力的改變可以發生變化，分離和選擇性的效果在萃取過程中得到提高。這種分離的新技術，超臨界流體萃取在石油化工方面獲得了普遍的認可。程健等[17]利用超臨界流體丙烷、丁烷在試驗中發現，脫除雜質和殘留添加劑等超臨界流體具有很好的能力，油品中的鈣、鐵 、鋅、鎂等金屬含量達標，收率可達 90% ; 試驗證明超臨界丁烷的溶解能力由于比超臨界丙烷。邵敏[18]用丙烷溶劑證明了超臨界流體萃取分餾工藝技術的可行性，研究其在廢油再生工藝中油品的理化指標接近中性油，收率約為 80%～85%; 超臨界流體萃取工藝環保的特點在生產中越發的明顯。

2.3 絮凝沉降

利用廢油中同類電荷的雜質粒子的膠體形態存在，將絮凝劑加在準備的溶劑中，凝聚吸附油品中的膠體粒子，在外界提供動力的情況下脫穩沉淀，去除廢油中的雜質，獲得油品。丁福臣[19]的試驗研究，選出由烴類與極性溶劑組成的復合萃?。跄軇斢蛣┍葹?1∶3 時，溶劑組成比為 1∶1，這種方法得出的再生油質量好于傳統的酸—白土精制的工藝。董元虎等[20]使用硅酸鈉作為溶液，在再生廢油工藝中，使用正交試驗獲到最理想參數: 濃度為20% ，溶液添加量10% ，攪拌速度 1 000 r/min，攪拌時間20 min，攪拌溫度75 ℃，沉降時間16 h，沉降溫度70～80 ℃。張圣領等[21,22]用活性白土為吸附劑、石油破乳劑 DPA2031為絮凝劑，通過絮凝、吸附的工藝，對廢柴油進行再生，油品產率可達73%，國家標準理化指標部分符合。張賢明等[23]的試驗是使用絮凝劑為氨基結構化合物對油品進行脫色，再使用白土精制精制，得出的油品質量接近SC40新油的理化。絮凝沉降工藝容易實施，和其他工藝容易結合使用，且無二次污染。

3 結束語

隨著科學技術的發展, 廢油再生利用的技術亦在不斷的進步, 巨大的經濟與社會效益在工業生產中展現出來。我國使用較多的還是傳統的蒸餾--酸洗--白土精制工藝技術，操作簡單、成本低，是這種傳統的生產工藝的優點，但油品質量不高，收率往往達不到 70%，卻對環境污染程度大; 其次，利用白土—蒸餾精制組合成一個工序，我國大約三分之一的廠家使用沉降--酸洗--白土蒸餾，該工藝優點是對熱能的節約，酸洗沉降緩慢影響了該工藝的推廣[24,25]。而國外的廢油再生生產從蒸餾—酸洗—白土精制，向蒸餾—加氫精制工藝轉變。后者對環境污染少、回收的油品質量高，缺點是投資成本較高，適宜大規模生產需要收集大量的廢油，但我國現階段廢油再生廠商大多存在資金少、規模小、技術落后等問題，所以不適宜我國現階段的生產水平。所以目前我國再生廢油發展的實際水平，應該以提高再生廢油的油品質量、低碳、節能、環保、低成本，為重點，將溶劑絮凝沉降技術與萃取技術組成絮凝—萃取技術的再生廢油工藝，我國目前再生廢油生產工業的發展趨勢，是在已經取得的研究成果的基礎上對溶劑精制工藝加以優化和發展。

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Study on Waste Oil Recycling

JIAO Jian，LV Zhen-bo，GUI Jian-zhou
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China）

5%～10% matter in waste oil can not be reused, but other 90%～95% matter can be reused, so that waste oil recycling has become a very effective way to solve our current energy predicament. Yield of refined base oil products from petroleum is very low; production of base oil products from waste oil is more economic. In recent years, China's average annual imports of crude oil and lubricating oil are more than 200 million tons and 2 million tons, and the origin of imported crude oil is often affected by political factors. Therefore, waste oil recycling not only has important economic significance and environmental significance, but also has important political significance.

Waste oil; Refining; Filter

TE 624

： A

： 1671-0460（2014）04-0588-03

2013-09-28

焦建，男，遼寧丹東人，碩士研究生在讀，研究方向：廢油再生。E-mail：jiaojian898@163.com。