無酸法回收車用廢潤滑油的工藝研究

韓忠義，金月昶

無酸法回收車用廢潤滑油的工藝研究

韓忠義1，金月昶2

（1. 遼寧石油化工大學，遼寧 撫順 113001； 2. 中國寰球工程公司遼寧分公司，遼寧 撫順 113006 ）

該實驗所設計的廢潤滑油再生方案是以廢油預處理—糠醛精制—減壓蒸餾為主要流程進行的，利用溶劑溶解度的不同進行萃取從而達到對廢潤滑油的再生，實驗是分別在不同劑油比；不同溫度下對廢潤滑油進行糠醛精制。實驗結果為當劑油比為2∶1；精制溫度為85 ℃時為糠醛精制的最佳工藝條件，回收后的油品經添加適當的添加劑調和后可循環使用。

廢潤滑油; 糠醛精制; 劑油比; 精制溫度

石油是重要的戰略資源，從石油中生產潤滑油產品的產率很低。我國是僅次于美國和俄羅斯的世界第三大潤滑油消費國，2013年我國潤滑油的總需求量約為425～435萬t,預計2016年將達到490～510萬 t［1］。隨著潤滑油消費量的增長,車輛及設備等每年換下來的廢油量增加,如將這些廢油丟棄必將造成嚴重的環境污染。因此廢油的回收利用將是我國環保與節能所面臨的現實問題［2］，各種廢潤滑油的再生收率見表1。

1 廢潤滑油再生

1.1 廢潤滑油再生方法

廢油處理的幾種方法中，現在比較普遍采用的有兩類。一類是生產脫去重金屬的清潔液體燃料或道路油，一類是生產再生潤滑油。這兩類處理方法在環境保護上和經濟上都可以滿足要求［3,4］，幾種常見廢潤滑油的再生工藝見表2。

1.2 廢潤滑油再生工藝技術

目前比較成熟的廢潤滑油再生工藝有: 蒸餾—酸洗—白土精制，沉降—酸洗—白土精制，沉降—蒸餾—酸洗—鈣土精制，白土高溫接觸無酸再生，蒸餾—溶劑抽提—白土精制，蒸餾—糠醛精制—白土精制，沉降—絮凝—白土精制，蒸餾—白土精制等［2,3］。

1.3 糠醛精制的機理分析假設

溶劑精制過程比較復雜，其微觀機理尚不能詳盡表述，本文從原子結構進行分析，大膽提出一種假設：對于糠醛而言，它含有一個呋喃基，構成一個大鍵，而大部分的負電荷分布在氧原子上，由于氧原子上存在兩對孤對電子，使其具有比較強的極性，極易與廢潤滑油中的非理想組分發生締合作用。引入締合作用理論，可以從物理吸附的角度解釋糠醛精制的一般機理，即在精制溫度下，糠醛與廢油中的非理想組分發生締合作用，對其進行物理吸附，以促進理想組分和非理想組分的分離 ；而在溶劑回收溫度下，締合作用減弱或消失，又可以使糠醛和非理想組分分離開來，從而實現溶劑的回收［5,6］。

2 實驗方案設計

2.1 實驗方案設計

本實驗設計主要利用糠醛溶劑精制廢潤滑油，設計在五個不同劑油比和不同溫度下對廢潤滑油進行再生，得到的基礎油測量其性能參數，進而對比得出最佳劑油比與最佳溫度。

2.2 實驗試劑及儀器

實驗試劑：糠醛（分析純）（物理性質見下表3）、廢潤滑油（來自撫順汽車維修廠）（物理性質簡介見下表4）。

實驗儀器（見表5）：

2.3 實驗步驟［8,9］

（1）將廢潤滑油靜置數天，讓金屬顆粒及固體雜質沉于底部。

（2）將靜置后的廢潤滑油倒入蒸餾瓶內做常壓實沸點蒸餾實驗，切割350～550 ℃目的在于切割適宜溫度餾分并去除廢潤滑油中的輕組分如汽油等。

（3）按照上述同樣操作對糠醛溶劑做簡易常壓蒸餾，控制溫度在145 ℃以下。

（4）將上步得到的油品提取40 mL倒入錐形瓶，再按照劑油比（以3∶1為例）量取120 mL糠醛溶劑倒入錐形瓶混合，將轉子放入錐形瓶并插入溫度計，然后放在磁力加熱攪拌器上加熱攪拌，控制溫度在70 ℃并控制油品在此溫度20 min。

（5）將上步得到的油品倒入分液漏斗中進行靜置分液。

（6）同理第4第5步，需要做5個不同劑油比下的5個不同溫度的實驗，最后得到25個油品。

（7）分別對每個油品做減壓蒸餾實驗，減壓蒸餾可以降低蒸餾溫度。

（8）由以上7個步驟便得到我們需要的基礎潤滑油，接著需要對基礎潤滑油的各個性能參數進行測量，其中包括油品密度、粘度（40 ℃和100 ℃）、凝點、閃點、殘炭、色度、折光率等。

2.4 油品測定參數

2.4.1 粘度

粘度就是在一定溫度下潤滑油流動的速度，它會隨著溫度的變化而變化。一般國際上采用40 ℃和100 ℃時的粘度作為標準［9］。粘度是各種潤滑油分類分級的指標，對質量鑒別和確定有決定性意義。

2.4.2 粘度指數

粘度指數是表示油品粘度隨溫度變化的一個約定量值。粘度指數高，表示油品的粘度隨溫度的變化小。

2.4.3 傾點和凝點

傾點是在規定的條件下被冷卻的試樣能流動時的最低溫度，凝點是試樣在規定的條件下冷卻到停止移動時的最高溫度，均以℃表示［9］。

2.4.4 閃點

潤滑油的閃點是潤滑油的貯存、運輸和使用的一個安全指標，同時也是潤滑油的揮發性指標。

2.4.5 殘炭值

對于潤滑油料來講，殘炭值可間接表示潤滑油的精制程度，精制程度越深的潤滑油，殘炭值就越小。

2.4.6 色度和折光率

色度和折光率是油品顏色和透明度的直接反映，是油品最基本的物理性質［7］。

2.5 實驗結果與討論

2.5.1 再生后潤滑油的凝點

再生后潤滑油的凝點見下表6。

由表 6的油品凝點數據看出，當精制溫度為95 ℃，劑油比2:1時油品的凝點較低，此時的低溫流動性能較佳。

2.5.2 再生后潤滑油的閃點

再生后潤滑油的閃點測定值見下表7。

由表7的閃點實驗數據可知，在劑油比為1.5∶1時油品閃點最高，表現為油品不易揮發，不易著火，安全性好；劑油比為2∶1時也較高。

2.5.3 再生后潤滑油的殘炭

再生后潤滑油的殘炭測定值見下表8。

由表8殘炭實驗數據可知，在劑油比為1∶1，1.5∶1，2∶1時油品的殘炭量均較少，說明油品中膠質和芳烴類物含量較少，而且精制程度較深。

2.5.4 再生后潤滑油的色度

油品在1∶1時，油品的色度較差。在其余溶劑比下都可達到油品色度要求，由下圖1的實驗數據可看出劑油比對折光率的影響。

根據上圖1實驗數據繪圖可知，增大劑油比時，折光率先下降后略有上升 。而當溫度為90 ℃左右時；溶劑比為2∶1時折光率最小，油品性能較好。

2.5.5 再生后潤滑油的回收率

再生后潤滑油的回收率（以 85℃為例），見下圖2。

由上圖2和精制溫度對回收率的影響（見圖3）兩組數據可知，當精制溫度為85 ℃；劑油比為2∶1時，產品回收率較高。而劑油比為1∶1、精制溫度為 75 ℃時，雖然回收率較高，但再生后的油各項參數（如粘度指數和折光率）都很差。

2.5.6 再生后潤滑油的密度

再生后潤滑油的密度見下表9。

2.5.7 再生后潤滑油的粘度指數

根據實驗數據及粘度指數計算方法計算出粘度指數，再繪制出不同劑油比下精制溫度對粘度指數的影響以及不同精致溫度下劑油比對粘度指數的影響，見圖4和圖5。

在圖4中可以看出當精制溫度為85 ℃左右粘度指數較高，85 ℃時劑油比為2∶1和2.5∶1時油品粘度性能均可以達標。

由圖4和圖5可知隨著劑油比和精制溫度的上升，粘度指數先上升后下降，圖5中85 ℃時劑油比為2∶1時油品粘度性能達到最好。

3 實驗結論

根據再生后的油品性能參數（凝點、閃點、色度、殘炭、折光率、回收率、粘度指數等）考慮，結果如下：① 當精制溫度為95 ℃；劑油比為2∶1時凝點較低，低溫流動性能較好；② 當精制溫度85 ℃，劑油比為1.5∶1和2∶1時，閃點均較高；③ 在精制溫度為95 ℃，劑油比為2∶1時，折光率最?。虎?在劑油比為2∶1，精制溫度為85 ℃時，粘度指數最高。

綜合以上測量的性能參數和經濟效益來考慮，可以看出在劑油比為2∶1，精制溫度為85 ℃時，各項性能較好；再生效益較高。

實驗結果表明，當劑油比為2∶1；精制溫度為85 ℃時，精制效果較好，經濟效益較高。在糠醛精制的最佳工藝條件下，回收的車用廢潤滑油經處理后的粘度指數為 126.0（25 ℃），折光率為 1.451，色度/GB6540號為 15，凝點為-16 ℃,閃點為210 ℃，殘炭量為0.083%，回收率為85.3% 。回收后的油品經添加適當的添加劑調和后可循環使用。

［1］戴鈞梁,戴立新.廢潤滑油再生 [M]. 第四版.北京:中國石化出版社 ,2007-02.

［2］ 徐先盛.我國廢潤滑油再生工藝及發展策略探討[J]．潤滑油，1993（9）:25-28.

［3］李璐,郭大光,莫婭南.廢潤滑油再生工藝的研究[J].潤滑油再生技術,2003,28（15）：1-29.

［4］ 譚 蔚 廢潤滑油再生中的過濾分離工藝技術研究[J]. 流體機械, 2003（5）：3-15.

［5］ 翁漢波.潤滑油餾分糠醛精制過程的研究[J]北京石油化工學院學報，1995（14）：14-18.

［6］陳英,陳東,吳憲. NMP精制伊朗潤滑油餾分的初步研究[J]．潤滑油，2012（3）：1-20.

［7］宋薇潤.滑油雙溶劑精制的實驗成果[J]．化工設計，2005，14(5)：11-18.

［8］戴立信,振峰,梅祥. 機化學結構與功能[M]．北京:化學業出版社，2006-05）20-25.

［9］陳曉東,李曉歐. 潤滑油糠醛精制過程加助劑研究[J] .石油化工高等學校學報，2000，13(2)：25-28.

Study on the Recovery Technology of Used Lubricating Oil of Vehicle With Acid-free Method

HAN Zhong-yi1，JIN Yue-chang2
（1. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China；2. China Huanqiu Contracting＆Engineering Corporation Liaoning Branch，Liaoning Fushun 113006，China）

The designed reclaiming scheme of used lubricating oil in the experiment included used oil pretreatment, furfural refining and reduced pressure distillation; the scheme used different solubility of the solvent to extract the used lubricating oil. The furfural refining of used lubricating oil was carried out under different catalyst-oil ratio and different temperature. The experiment results show that the optimum furfural refining conditions are as follows: the catalyst-oil ratio 2:1 and the temperature 85 ℃.The recycled oil after adding suitable additives can be reused.

Used lubricating oil；Furfural refining；Catalyst-to-oil ratio; Refining temperature

TE 624

： A

： 1671-0460（2015）05-1165-04

2015-04-13

韓忠義（1987-），男，遼寧營口人，遼寧石油化工大學2012級碩士研究生，研究方向：從事乙苯裝置模擬與優化的研究。E-mail：357568687@qq.com。