废油循环再利用的研究

（辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001）

废油循环再利用的研究

焦 建，吕振波，桂建舟

（辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001）

废油，是其中含有5%～10%为不能被利用的废物，而90%～95%是可以重新加工再利用的，使再生油资源成为解决我国目前能源困境的一个非常有效的途径，从石油中提炼基础油产品率很低，生产1 t至少需要5 t原油。从某种方面上讲利用再生废油要比开发原油经济的多，可以节省大量的时间和资金。近年来我国平均每年要进口2亿多吨原油，进口200多万吨润滑油，而且进口原油的产地大多又受战乱，政权更迭等政治因素影响。所以，对废油再生和利用，不仅具有重要的经济意义、环保意义，还具有重要的政治意义。

废油；精制；过滤

近年来，我国政府十分重视节能减排和环境保护工作，并对废油再生的项目相继相关政策，对废油再生行业起到了巨大的推动的作用。伴随着科学技术的发展和人们对汽车消费的大幅提高，伴随着人们对石油产品的使用量的剧增，产生了大量的废油，如不加以处理和利用不仅是浪费了资源，还会对环境产生巨大的污染。在这个能源紧缺问题越来越凸显的今天，对废油的利用已经成为了科研人员们重点研究的课题。发达国家的废油再生工艺更简单，降低功耗节约大量能源，且废油回收率高达76%左右[1]。

1 废油性能及决定性能的主要条件

在人们社会生产及消费生活中，产生了废油数量巨大的废油，如：润滑油，机油，液压油，变压器油，被污染的汽油和柴油等，在对这些油品进行选择时，应考虑他们本的一些性能，如：润滑性的好坏；粘度的程度；酸值的高低；含有灰份和杂质的多少；比热、导热和膨胀系数是否合格；稳定的对热、氧化、水解和剪切的性能；抗泡沫性、抗乳化性和防锈性的体现；流动点凝固点、点燃和燃点是否达标[2]。

（1）回收的废油中，往往因为使用过程中污染、和其本身接触空气氧化变质、油品中的的杂质、水分、灰份、等增加的有害的物质，导致油品的功能性下降，从而影响了机器效用的发挥和使用年限的减少[3]。

a. 杂质

油品在生产—运输—储存—使用这个过程中，混入了灰尘，金属，尘土等，这些杂质有一定的吸附功能，吸收有害物质，会影响油液的粘度、润滑等性能[4]；

b．气体

油品在生产—运输—储存—使用这个过程中，油品与空气接触中会混入其他不良气体，影响油品的体积模量，从而抗泡沫性减弱，反应速率加快，致使性能下降

c. 水

油品在使用过程中接触到空气，尤其是潮湿的空气，空气中的氧会导致油品中水分含量的增加，在使用过程中油品中的水分会发生水解，导致油品的粘度防锈和抗乳化的性能下降，反而腐蚀性加强，在气温降低的工作环境中油品中的水分可能会凝结成冰，对使用的机器造成损坏，故油品中应尽力避免水分；

d. 酸值

有的油品中经常会含有一定量的环烷酸，其会对金属等有腐蚀性，酸值是氧油中烃类在空气中的氧化程度的具体量化的一个指标，是废油的一个重要的性能指标。液压油中酸值一般不大于0.16 mg KOH/g[5]。

（2）因为油的使用要求和变质程度的区别，所以再生的方法也不一样。在净化再生之前应对废油进行一些列检验，是为了选择合理的加工工艺：1）粘度。是为选定合适的温度，了解废油的类别和牌号；2）酸值。检验酸值可以了解油的老化变质程度，以确定再生方法； 3）闪点。是为保证生产过程的安全，为确定工艺流程的温度，检测油品中轻油含量和对蒸馏处理的选择指标；4）腐蚀试验。检验油品中硫化物、有机酸、等的含量，确定油品是否具有腐蚀性；5）水溶性酸碱。检测油品中是否具有水溶性酸碱，确定是否需要使用水洗环节[6]。

2 废油再生的工艺技术和方法

2.1 溶剂精制技术

溶剂精制就是利用有机溶剂对废油中添加剂与基础组分、氧化物杂质等具有不同溶解度特性下，通过不用的生产工艺，把油品中的杂质分离以获得再生油。杨树花[7]在研究废润滑油溶剂精制的试验中：通过预处理—常压蒸馏—减压蒸馏—溶剂精制—白土补充精制—过滤的试验过程，使用糠醛溶剂和杂醇—糠醛混合溶剂在100 ℃的工艺条件下再生废油，的到油品的理化指标超过了硫酸—白土工艺精制工艺产出油品的质变，收率为78%和70%，由回收率的结果证明该工艺可行性很高。郭大光等[7]通过研究N-甲基吡咯烷酮（NMP）、乙醇、糠醛、废油再生试验，证明了再生油品达到最好的粘度指数时，乙醇、NHP、糠醛与油品的比例为1、1.5、2；NMP萃取剂比为1，精制温度为60 ℃时，再生油收率达到93.19%，从收率结果来看NMP对废油再生工艺来说效果不错，但其市场价格高昂，不够普及，故不易推广。

Jordan等[8-10]通过正丁醇、丁酮的再生废油工艺的试验，证明了萃取出油品中的基础油，絮凝部分添加剂和氧化产物，可以使用4个碳原子的酮、醇极性溶剂。Jesusa，pablo等[11-13]通过试验研究了在温度和压力不同的情况下，使用乙烷、丙烷作为试验溶剂来检测再生废油中去除含金属化合物、氧化产物的量，及产率、效率。通过试验证明，氧化产物的分离效率压力可以通过低压提高，但对于去除废油中含有的金属化合物的无影响; Zahrani[14]，Jesusa Rin-con[15,16]等通过试验研究了不同油剂比和温度时异丙、正丁醇、仲丁醇及丁酮回收废油的产率及质量，实验结果证明，再生油质量最好时，是丁酮与仲丁醇构成组合溶剂，质量比为 1∶3时，产率为 87.5%，萃取时的单一溶剂，萃取效果最好的是丁酮，其次的是正丁醇，效果最差为异丙醇。

2.2 超临界流体萃取

是气体的温度和压力均处于临界点以上，不同于液态、固态、气态的一种新型流体。超临界流体的溶解能力是通过温度或者压力的改变可以发生变化，分离和选择性的效果在萃取过程中得到提高。这种分离的新技术，超临界流体萃取在石油化工方面获得了普遍的认可。程健等[17]利用超临界流体丙烷、丁烷在试验中发现，脱除杂质和残留添加剂等超临界流体具有很好的能力，油品中的钙、铁 、锌、镁等金属含量达标，收率可达 90% ; 试验证明超临界丁烷的溶解能力由于比超临界丙烷。邵敏[18]用丙烷溶剂证明了超临界流体萃取分馏工艺技术的可行性，研究其在废油再生工艺中油品的理化指标接近中性油，收率约为 80%～85%; 超临界流体萃取工艺环保的特点在生产中越发的明显。

2.3 絮凝沉降

利用废油中同类电荷的杂质粒子的胶体形态存在，将絮凝剂加在准备的溶剂中，凝聚吸附油品中的胶体粒子，在外界提供动力的情况下脱稳沉淀，去除废油中的杂质，获得油品。丁福臣[19]的试验研究，选出由烃类与极性溶剂组成的复合萃取－絮凝溶剂，当油剂比为 1∶3 时，溶剂组成比为 1∶1，这种方法得出的再生油质量好于传统的酸—白土精制的工艺。董元虎等[20]使用硅酸钠作为溶液，在再生废油工艺中，使用正交试验获到最理想参数: 浓度为20% ，溶液添加量10% ，搅拌速度 1 000 r/min，搅拌时间20 min，搅拌温度75 ℃，沉降时间16 h，沉降温度70～80 ℃。张圣领等[21,22]用活性白土为吸附剂、石油破乳剂 DPA2031为絮凝剂，通过絮凝、吸附的工艺，对废柴油进行再生，油品产率可达73%，国家标准理化指标部分符合。张贤明等[23]的试验是使用絮凝剂为氨基结构化合物对油品进行脱色，再使用白土精制精制，得出的油品质量接近SC40新油的理化。絮凝沉降工艺容易实施，和其他工艺容易结合使用，且无二次污染。

3 结束语

随着科学技术的发展, 废油再生利用的技术亦在不断的进步, 巨大的经济与社会效益在工业生产中展现出来。我国使用较多的还是传统的蒸馏--酸洗--白土精制工艺技术，操作简单、成本低，是这种传统的生产工艺的优点，但油品质量不高，收率往往达不到 70%，却对环境污染程度大; 其次，利用白土—蒸馏精制组合成一个工序，我国大约三分之一的厂家使用沉降--酸洗--白土蒸馏，该工艺优点是对热能的节约，酸洗沉降缓慢影响了该工艺的推广[24,25]。而国外的废油再生生产从蒸馏—酸洗—白土精制，向蒸馏—加氢精制工艺转变。后者对环境污染少、回收的油品质量高，缺点是投资成本较高，适宜大规模生产需要收集大量的废油，但我国现阶段废油再生厂商大多存在资金少、规模小、技术落后等问题，所以不适宜我国现阶段的生产水平。所以目前我国再生废油发展的实际水平，应该以提高再生废油的油品质量、低碳、节能、环保、低成本，为重点，将溶剂絮凝沉降技术与萃取技术组成絮凝—萃取技术的再生废油工艺，我国目前再生废油生产工业的发展趋势，是在已经取得的研究成果的基础上对溶剂精制工艺加以优化和发展。

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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，辽宁丹东人，硕士研究生在读，研究方向：废油再生。E-mail：jiaojian898@163.com。