降低润滑油废白土含油率方法探究

刘伯约，武 跃,*，赵英歧，白长岭

（1．辽宁师范大学 化学化工学院，辽宁 大连 116029；2. 辽阳石油化纤公司鞍山分公司，辽宁 鞍山114014）

0 引言

为了提高润滑油产品的品质，炼油厂在生产中多采用成本低廉，吸附性强的白土进行精制，其过程中产生了大量的含油废白土[1]。这些废白土如果得不到及时处理，不仅会污染环境，危及地下水质。而且废白土中所含油为高不饱和油时，废白土与空气接触还易发生自燃，引起火险[2,3]。目前，国内外处理含油废白土的方法主要有填埋法、焚烧法、溶剂抽提法、碱液提取法和尿素提取法等。含油废白土经过填方，其中的有机物对农田，河流，以及地下水等造成污染，而焚烧法处理法易产生二次污染。溶剂抽提法回收率很高，但工艺操作较为复杂，溶剂回收较困难，易产生污染等弊端[4]。碱液提取法和尿素提取法对废白土的润滑油回收率可高达60%至75%[5,6]，但经过处理的白土仍不能直接进行排放，仍会对环境造成污染。

为此，本文对生产过程中产生的润滑油废白土的无害化处理进行了研究，得到了最佳处理方法。此方法具有一定的创新性，处理效率较高，成本低廉，并且对环境友好，不会产生二次污染。

1 实验部分

1.1 实验原料及试剂

主要试剂有表面活性剂磷酸三钠（工业纯，沈阳市第三十六中学化工厂），十二烷基苯磺酸钠（工业纯，天津市福晨化学试剂厂），三乙醇胺（工业纯，汕头市化学试剂厂），平平加-10（工业纯，江苏省海安石油化工厂）。

1.2 实验仪器

KDM型调温电热套（山东鄄光明仪器有限公司），DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器（郑州长城科工贸有限公司），D-971型无极调速搅拌器（郑州长城科工贸有限公司），GW-06A电热恒温干燥箱（哈尔滨理化仪器厂），箱式电阻炉（上海实验电炉厂）。

1.3 实验方法

1.3.1 润滑油废白土的性质测定

为了了解废白土的性质，在调查了解生产工艺的基础上，本实验采用甲苯回流法测定废白土的含水率、含油率（白土以外的有机物的泛指）。

称取润滑油废白土5.00 g，用50 mL甲苯回流2 h，测得含水率接近于零。过滤甲苯后的白土，在110 ℃烘干至恒重（m0），测得废白土含油率为16.03%（Wo），白土质量分数为83.97%。

1.3.2 润滑油废白土的洗涤法

取一定量（约20.00 g）的润滑油废白土，加入100 mL水和质量分数为1%的复合表面活性剂，加热至80℃，搅拌30 min。将所得悬浮溶液进行静置，待自然沉降分层后，去除上层油和水，过滤下层沉淀物，去除滤液后，得洗涤处理后的废白土。将其放入110℃烘箱中烘干至恒重m1。质量减少量（△m1=20.00 g-m1）即为油的去除量。洗涤法去除率为：

取烘干洗后白土5.00 g，加入50 mL甲苯，回流抽提2 h。冷却过滤后，将其放置于110℃烘箱中烘干至恒重（m2），质量减少量（△m2=5.00g-m2）即为洗后白土的残油量。残油率为：

为了计算废白土中油的去除率，我们引入了洗涤后油的去油率的概念，即洗涤后的去油率：

2 结果与讨论

2.1 水洗涤法对润滑油废白土清洗

利用表面活性剂洗涤废白土的原理是利用表面活性剂亲水、亲油的双重特性，选择合适的亲水、亲油平衡值(HLB)，亲油基能很好的溶入油分中，亲水基能在水中有较大的溶解性，同时使油分界面张力降低，产生自发乳化。在加热和搅拌作用下，水相进入油分与白土之间，使油分从废白土表面及小孔隙中脱附出来，进人水相。一部分大的油珠，靠自身漂浮至水面。另一部分被水包围，生成不稳定的水包油(o/w)乳状液。通过控制乳化液的形成，再利用机械搅动，破坏乳状液，释放出油分[7-9]漂至水面，最终达到白土、油、水的三相分离。

2.1.1 表面活性剂的选择

相关文献和实验结果表明，复配后的表面活性剂效果优于单一的表面活性剂。表面活性剂复配的目的是达到加和增效作用，即协同效应。即把不同类型的表面活性剂人为地进行混合，得到的混合物性能比原来单一组分的性能更加优良，也就是通常所说的“1+1＞2”的效果。在复配体系中，不同类型和结构的表面活性剂分子间的相互作用，决定了整个体系的性能和复配效果。

本文筛选了三种阴离子表面活性剂A(磷酸三钠)、B（十二烷基苯磺酸钠），油性改进试剂C（三乙醇胺），选择其中两种与一种非离子表面活性剂 D（平平加-10）进行复配选择。用量为：水100 mL，废白土20.00 g，表面活性剂1.00 g。白土残油率（Wo2）及去油率（Mo）的测试结果如表1。

表1 不同复配的表面活性剂的洗涤效果

通过表1我们可以看出，随着表面活性剂的改变，废白土中油的去除率不同。以上选取的表面活性剂10,11号配方可使白土中的油含率降至2%以下，满足了国家环保部的排放标准要求。11号样复配的洗涤剂洗涤效果最佳，去油率最高。并且处理后水溶液pH为中性，减轻了后续污水处理的负担。

2.2.2 水洗温度的选择

利用表面活性剂对白土进行洗涤过程中，温度对于去除效果有一定的影响，温度过低使去除效果明显下降，导致残油率过高；而温度过高，除油率提升效果不明显，而且会浪费燃料资源，不利于节能环保。需要注意的是，水浴条件下，应采用小于水沸点的温度进行试验。我们采用效果最好的最后一组配方进行对温度的选择试验。

称取废白土20.00 g，加去离子水100 mL，最佳复配效果的表面活性剂1.00 g，在一定温度的水浴中机械搅拌洗涤30 min，测其不同温度所对应的去油率，结果见图1。当温度升高到80℃以后，继续升高温度对废白土中去油率提升效果不明显，考虑节约能源的因素，80℃为最佳洗涤温度，这与其他文献报道的95℃为最佳温度不同[10]，减少了能源的消耗，降低了处理成本。

图1 油脂去除率与温度的关系

图2 去油率与时间的关系

2.2.3 搅拌时间的选择

表面活性剂对废白土的搅拌洗涤是一个逐步进行的过程，洗涤时间越长，对废白土的洗涤越充分，残油率越低，但是过长时间的搅拌会造成能源的浪费。图2为去油率与时间的关系曲线，综合考虑搅拌时间对除油效果的影响，30 min为较适合的搅拌时间。

2.2.4 废润滑油白土的最佳处理工艺的确定

通过大量实验室研究，针对废润滑油白土的处理，采用表面活性剂洗涤法对润滑油废白土进行了处理（工艺流程如图3）。按此工艺，回收了废白土中的油分，且处理后白土经过焙烧，冷却，酸化，水洗，干燥粉碎后可以被活化再生，可重复使用[11]。处理过程中的表面活性剂水溶液因仍含有表面活性剂，因此在适当补加药剂的情况下循环使用。该工艺处理方法简洁，处理费用低廉，达到了节能减排的目的。

图3 废白土处理的工艺流程

3 结论

（1）本研究确定了润滑油废白土的最佳处理工艺；

（2）筛选复配了除油效果最佳的表面活性剂；

（3）讨论了表面活性剂的复配，搅拌温度以及搅拌时间的变化对去油率的影响，从而确定了最佳的工艺条件。处理后的废白土含油量小于2%，达到了排放标准要求(HJ60T-2011)，并可再生使用。

此方法成本低，除油率极高，分层效果好，易于润滑油的回收提纯，并且具有环境友好性等优点；是一种先进的，经济的，无污染的处理方法。

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[7]杜文书, 朱志伟, 马忠平. 废白土中油脂回收工艺与实践[J]. 中国油脂, 2004(02): 76-77.

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