廢潤滑油的回收利用

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廢潤滑油再生技術的研究

高秀軍，2郭1#江1

(1.天津科技大學材料科學與化學工程學院，天津300222；

2.大慶油田化學有限責任公司精細化工廠，黑龍江大慶163411)

采用硫酸精制-堿中和-活性白土吸附-過濾工藝處理廢齒輪潤滑油。酸洗溫度為40℃，98%濃硫酸用量為廢油的6%(質量分數)；堿的中和溫度為80℃，中和劑為10%氫氧化鈉；吸附條件:活性白土用量為15%(質量分數)，溫度為150℃，時間為1h；；再生潤滑油在40℃時的粘度為128 Mpa？s，80℃是19.2 MPa？s，凝點為-33℃。同時用廢堿處理酸渣，用陽離子絮凝劑處理廢水。

廢潤滑油再生；酸堿精制；白土吸附

廢潤滑油再生工藝的研究。(1.天津科技大學材料科學與化學工程學院，天津300222；2.大慶油田精細化工廠，黑龍江大慶163411)

文摘:采用硫酸精制-堿中和-活性白土吸附-過濾的工藝流程處理廢齒輪潤滑油。酸洗溫度為40 ℃，含量為98%的硫酸用量為6%，堿中和溫度為80 ℃，中和劑為含量為10%的堿。吸附條件:活性白土用量為15%，溫度為150 ℃，時間為1 h，再生潤滑油粘度為128 MPa？s為40 ℃和19.2 MPa？s為80 ℃，凝固點為-33 ℃。酸渣用廢堿中和。使用陽離子絮凝劑處理廢水。

關鍵詞:廢潤滑油再生酸堿精制白土吸附

近年來，隨著石油資源的日益減少，人們對石油汙染的重視和環保呼聲的日益高漲，世界各國都非常支持廢潤滑油的回收、凈化和循環利用。中國在油品凈化再生方面也做了大量工作[1-3]。商業、鐵路、軍事、機械工業等部門壹直在不斷研究潤滑油的凈化再生工藝，摸索出了壹些適合我國國情的廢油凈化再生方法。但總的來說，中國在這方面還比較落後，遠遠不能滿足快速發展的經濟的要求。因此，研究潤滑油變質的原因，積極探索高效低汙染的廢油凈化再生新工藝，對於緩解我國石油資源短缺，減少廢油對環境的汙染具有重要意義[4-6]。

廢潤滑油的凈化再生過程比從石油中提煉潤滑油要簡單得多。輕微變質的潤滑油，只要經過沈澱、過濾、脫水等物理凈化過程，就能恢復原來的品質。嚴重變質的潤滑油需要經過化學精制，除去變質後生成的酸、酚、膠質和瀝青質，然後加入壹定量的添加劑，也可以再次作為潤滑油使用。如果凈化再生工藝條件合適，廢潤滑油可以再生為性能和質量接近或達到新油品標準的潤滑油[7]。

世界上許多國家研究開發了許多廢潤滑油處理和再生的處理工藝。目前采用的主要再生工藝有蒸餾-酸洗-白土精制、沈降-酸洗-白土蒸餾、沈降-蒸餾-酸洗-白土精制、白土高溫接觸無酸再生、蒸餾-乙醇萃取-白土精制、蒸餾-糠醛精制-白土精制、沈降-絮凝-白土精制等。[8-12].

無論上述哪壹種工藝都會產生大量的廢酸渣和廢水，為了達到清潔再生的目的，必須減少酸渣的產生或對酸渣進行綜合利用。本文采用硫酸精制-堿中和-活性白土吸附-過濾的再生工藝，用制備有機中間體時留下的大量催化劑-廢堿處理廢酸渣，用浮選劑處理廢水，達到廢潤滑油清潔再生的目的。原料來自油田抽油機的廢油，來源廣泛，容易獲得；在常壓、中溫條件下操作，工藝簡單，運行成本低，安全可靠；產品質量好，達到中性油水平，實用性強；投資少，經濟效益顯著。

1實證檢驗

1.1主要儀器和藥品

燒杯、溫度計、電加熱套、滴定管、密閉電爐、280號齒輪油、活性白土、蒸餾水、98%濃硫酸(化學純)、氫氧化鈉(化學純)、氧化鈣粉(化學純)。

1.2實驗方法

1.2.1流程圖

工藝流程見圖1。

圖1流程圖

1.2.2流程

1.酸洗:將廢潤滑油加熱至30℃左右，加入適量硫酸，攪拌30分鐘。恒溫靜置，分層後，分離下層膠質和瀝青質。重復操作3次，記錄總酸渣排放量。

2.堿中和:將酸洗後的潤滑油加熱，加入堿水溶液中和至中性。靜置，分離水層。

3.粘土吸附:將堿洗後的潤滑油加熱，慢慢加入粘土1次或多次，攪拌數分鐘。

4.過濾:被粘土吸附的高溫潤滑油靜止，趁熱過濾上層油，過濾後的潤滑油為合格的再生潤滑油。粘土吸附和過濾操作可以重復進行，直到獲得的油令人滿意。

2結果和討論

2.1硫酸濃度對酸渣排放的影響

硫酸處理的主要目的是去除廢潤滑油中的氧化物、冷凝物和聚合物。不飽和化合物、殘留添加劑和添加劑在使用過程中產生的熱分解或降解產物等。硫酸處理可以把這些物質變成重的粘稠物質，沈澱出來。因此，酸渣排放量越大，去除廢潤滑油中雜質和瀝青的效果越好，但過多的酸渣排放量會降低再生率。實驗研究了硫酸濃度對酸洗效果的影響，結果見表1。

表1硫酸濃度對酸渣排放的影響

序號硫酸濃度/%精煉溫度/℃

1 98 35 22.6

2 70 35 15.8

3 98 40 30.2

4 70 40 21.8

從表1可以看出，在相同的精煉溫度下，硫酸濃度越高，酸渣排放量越大，精煉效果越好。

2.2硫酸精制溫度對酸渣排放的影響

壹般來說，低溫下腌制比較合適。實驗中使用98%的濃硫酸，加入量為6%(質量分數)的地溝油。研究了溫度對酸洗效果的影響。結果如表2所示。

表2硫酸精制溫度對酸渣排放的影響

第號精煉溫度/℃

1 20 16.4

2 25 15.8

3 30 21.8

4 35 22.6

5 40 30.2

6 50 11.1

從表2可以看出，隨著溫度的升高，酸渣的排放量逐漸增加，但溫度越高越好。溫度較低時，短時間內，廢油中的酸渣沒有完全沈澱，酸渣排放較少。溫度過高時，地溝油中的部分成分與硫酸反應生成磺酸鹽，使油乳化程度更大，酸渣無法正常排出。

2.3不同堿中和對油品酸值的影響

實驗選用氧化鈣粉、氫氧化鈉和石灰乳，以酸價為檢驗指標。結果如表3所示。

表3不同堿中和對油品酸值的影響

序列號堿值

1氧化鈣粉末1.214

3氫氧化鈉固體1.388

4 10%氫氧化鈉溶液1.066

5石灰乳1.205

新油-1.189

加堿中和後的酸值基本符合新油品標準。使用氧化鈣粉時，由於固體中和反應時間較長，短時間內中和後的油透明度稍差，可能部分乳化，不易過濾。石灰乳替代氧化鈣粉效果有所提高，酸值接近新油，可以達到再生油的標準，但過濾情況沒有明顯改善，效果不是很理想。使用氫氧化鈉固體進行中和，考慮到油中含水量高會影響其質量，實驗中發現由於使用氫氧化鈉固體，兩相反應時間長，縮短時間效果差。綜合以上因素，用10%氫氧化鈉水溶液進行堿中和是最合適的。從表3可以看出，用10%氫氧化鈉溶液堿中和的油酸值優於新油。

2.4粘土吸附溫度對油粘度的影響

當粘土加入溫度為80℃時，粘土吸附溫度對油品粘度的影響如表4所示。

表4粘土吸附溫度對原油粘度的影響

序號吸附溫度/40℃時的粘度//MPa？s 80℃時的粘度//MPa？s

1 100~120 158 19.5

2 120~130 146 19.2

3 130~140 124 19.6

4 140~160 121 19.0

新油-13119.3

從表4可以看出，吸附溫度對油品粘度有壹定的影響。主要影響機油的低溫粘度。如果低溫粘度過高，會影響油的凝固點，成為不合格油。根據與新油粘度的比較，當粘土吸附溫度為130 ~ 140℃時，粘度與新油最接近。

2.5白土用量對油脂顏色的影響

白泥的多少對油品質量有壹定的影響。實驗中以再生油的顏色和凝固點作為檢驗指標，結果見表5。

表5白土用量對油脂顏色的影響

序號粘土用量/%攪拌時間/分鐘油色凝點/℃

1 4 30棕色紅色-15

2元6元30棕色紅色-18

3 8 30棕色紅色28

4 10 30棕色29

5 15 30淺黃色+-38

壹種新的油——淡黃色-25

油的顏色是衡量雜質高低的間接指標，淺色質量好。作者決定新油的顏色為淺黃色。“+”表示顏色稍深，“-”表示顏色稍淺。在加入粘土的時間和攪拌時間不變的情況下，粘土用量越大，油的顏色越淺。白泥用量太多，油的色澤好，但對於再生油來說，指標能滿足要求，外觀沒必要，所以在滿足質量的前提下，白泥用量為8% ~ 10%(質量分數)。

2.6粘土添加方法對油顏色的影響

脫色白土的添加方式對油品的顏色有壹定的影響。實驗中漂白土的加入時間為30 min，攪拌時間為30 min，加入溫度為75 ~ 80℃，吸附溫度為130 ~ 140℃。結果如表7所示。

表6粘土添加方法對油脂顏色的影響

粘土用量/%添加方法產品顏色

15 1次添加棕紅色。

15先加入50%(質量分數，下同)再加入50%棕-

在加入溫度和吸附溫度不變的情況下，兩次加入白土的吸附效果優於壹次加入白土，油品顏色更淺。

2.7酸渣的中和處理

再生過程酸洗產生大量廢酸渣，其主要成分為膠質和瀝青質。中和後，鹽被除去，可以用作瀝青。

在研究廢潤滑油再生的同時，也在進行制備環氧中間體的其他研究。由於使用固體氫氧化鈉作為催化劑，實驗中產生了大量的廢堿。實驗嘗試用廢堿中和酸渣，洗後瀝青各項指標基本達到通用標準。如果有機中間體生產廢堿的行業也進行廢油再生生產，可以達到以廢治廢的目的。本研究只是壹個小小的嘗試。

2.8廢水處理

每個再生過程中產生的廢水主要含有油和無機鹽。實驗采用陽離子絮凝劑進行浮選，並用分光光度法對處理後水中的油進行分析。含油量小於5 mg/L，符合排放標準。但是如何處理無機鹽還需要進壹步研究。