廢機油酸洗劑和再生工藝研究

冀偉昌 段海霞 王 發 包麗納

（沈陽理工大學 遼寧沈陽 110168）

引言

目前，全國汽車保有量2 億臺，大型城市平均汽車保有量（1-3）×106臺，中小型城市數量2160 個，中小城市平均汽車保有量40 萬臺。一般的乘用車一次會產生3L-8L 的廢機油（平均為6L），常規汽車一般每年更換一次機油。一個中小城市一年約產生3×106升廢機油，全國一年至少產生12 億升廢機油。

機油在使用中混入了灰塵、其它雜油和機件磨損產生的金屬粉末等雜質，并且在使用過程中由于溫度等因素機油逐漸變質,生成了有機酸、瀝青狀物質和膠質等。廢機油屬于危險品，禁止外排。如果廢機油經過焚燒處理會產生二次公害，不僅會嚴重污染環境，而且也會造成資源的嚴重浪費。因此，將廢機油有效回收利用的再生課題，具有保護環境和資源節約等重要意義[1]。

本文采用自行研發的酸洗劑（發明專利申請號：2019110753556）酸洗，采用沉降、過濾、酸洗、分餾，最后采用白土精制工藝深度再生廢機油。該工藝具有有一定的經濟價值和社會價值。

1 廢機油理化性質

廢機油樣品1 和樣品2 來自某4S 店。對廢機油的各項性質進行檢測，樣品1 及樣品2 的理化性質參數檢測見表1 所示。

表1 廢機油及標準機油理化性質參數

由表1 可見，使用后的廢機油密度均增大，20 ℃時樣品密度分別升高了5.66%，0.64%；樣品黏度40℃時均比未使用機油高。由于機油使用過程中累積了機械雜質、膠質和油泥，使機油20℃密度、40℃黏度和凝點升高；100℃黏度略有降低，分析原因可能是樣品中含水量增大；使用后與使用前相比，樣品閃點均有提高，是由于使用后的廢機油中重組分含量增大之故；樣品的酸值、水含量、殘炭量、灰分含量都較使用前有所提高，其中水含量變化最多。

2 廢機油再生工藝

圖1 傳統廢機油再生工藝流程圖

圖2 改進后廢機油再生工藝流程圖

國內外普遍采用的廢機油再生工藝流程圖[1～3]如圖1 所示，我國傳統的廢機油再生工藝[4～9]傳統的回收處理一般是用沉淀、過濾、蒸餾、酸洗、堿洗、分餾等步驟。傳統工藝多采用濃硫酸進行酸洗，對反應容器的要求較高，且濃硫酸在運輸及使用過程中較易發生危險，加之硫酸無法在反應流程中循環使用，分離硫酸又將產生新的廢液，廢酸不易進行無害化處理，成本較高，易造成二次污染。本文從酸洗劑作為突破點，采用自行研制酸洗劑，提高酸洗效率并對現有再生工藝進行改進。改進后廢機油再生流程如圖2 所示。

改進后工藝流程說明：

（1）將呈不透明深褐色的廢機油置于池內進行沉降，24h 后取上層部分；該部分經鋼篩過濾，可去除粒度較大的固相雜質，留濾液1。

（2）將該濾液1 與專利酸洗劑以體積比1:2 于反應釜1 內混合，60℃恒溫攪拌6h 后，全部送入反應釜2 內常溫靜置，6h 后完成分層，其中，水相及界面重新送回反應釜1，取油相。

（3）將該油液經由尼龍膜和聚丙烯膜依次組合而成的裝置過濾，可去除粒度極小的固相雜質，兩次過濾產生的濾渣一同處理，取濾液2。

（4）將所得濾液送入精餾塔進行分餾，110℃餾出水分，150℃餾出油品A，剩余為油品B。如果油品A 顏色及透明度符合標準，即為再生機油，否則須通過白土精制進行深度再生。該流程中產生的少量濾渣可作為燃料使用，油品B 主要為柴油，反應釜2 內水相部分可循環利用，直至其中有效成分含量過低時再進行更換。

（5）白土精制[10～12]一般采用“先加熱后白土”，該工藝先將輕質脫蠟油換熱和加熱到白土精制最終反應溫度，然后再加入白土進行白土精制。將油品A 升溫到精致溫度后加入白土，攪拌30 分鐘后過濾，可得到再生機油。該工藝不但能有效解決“先加白土后加熱”的傳統白土精制工藝的不足，而且設備投資小，運行成本低。

3 廢機油再生效果分析

將廢機油樣品1 號和廢機油樣品2 號通過再生工藝處理后，理化參數結果見表2 所示。

表2 廢機油再生處理后理化參數

實驗結果表明，經過廢機油再生工藝處理后的性能指標均好于原廢機油樣品的理化指標。處理后廢機油可達到《GB11121-95》中機油的相關標準。

4 經濟成本分析

傳統廢機油再生工藝轉化基礎油轉化率為70%，生產一噸成品油消耗廢機油1.42 噸，成本7100 元。改進工藝后處理每噸廢機油酸洗劑（發明專利申請號：2019110753556）中主要成分有90%可用于循環利用，僅產生少量廢渣，廢棄機油轉化基礎油轉化率約80%，生產一噸成品油消耗廢棄機油1.25 噸，成本4700元。如果在全國推廣新工藝和該酸洗劑，全國每年汽車廢棄機油處理成本約可降低2.88 億元，經濟效益相當可觀。相較于傳統工藝，改進后廢機油再生工藝顯著節能減排，更為經濟環保。

結語

廢機油酸洗劑（發明專利申請號：2019110753556）主要成分有90%可用于循環利用，僅產生少量廢渣，廢棄機油轉化基礎油轉化率約80%，比傳統用硫酸酸洗效果好。經過廢機油再生工藝處理后的性能指標均好于原廢機油樣品的理化指標。改進后廢機油再生工藝環保簡單，避免了廢酸渣的污染環境，同時也節約了資源，廢機油再生效果較好，縮短了再生時間。處理后廢機油可達到《GB11121-95》中機油的相關標準。生產一噸成品油消耗廢棄機油1.25 噸，成本4700 元。該酸洗劑配合改進后廢機油再生工藝具有一定的經濟價值和推廣價值。