废矿物油处理处置及资源再生研究进展

何志毅

（1.清远市固体废弃物处理中心，广东清远 511500；2.清远市辐射防护中心，广东清远 511500）

1 废矿物油的来源

1）废矿物油指在石油、煤炭、油页岩中提取和精炼，在开采、加工和使用过程中受到杂质污染、氧化和热的影响，改变原有的物理化学性能而不能被使用的矿物油。其产生量大，环境污染隐患严重，组分中含有多种卤素有机物、多环芳烃、重金属类物质，被列入我国危险废物名录（HW08）。

2）废矿物油的分类。①按来源可分为工业产生源和社会性产生源。工业产生源主要指工业企业在生产、经营、维保等环节产生的废矿物油；社会源主要为机动车维修行业产生的废矿物油。②按使用途径可分为废车用润滑油、废工业润滑油和其他类型的废矿物油。废车用润滑油有废发动机油、废齿轮油和废润滑脂等；废工业润滑油包括废淬火油、废冷冻机油和废防锈油等；其他类型废矿物油，如废白油。

2 废矿物油的成因

废矿物油是在矿物油等在使用、保存过程中受到污染而形成的，其主要杂质包括机械杂质、焦炭、沥青等。其主要成因如下。

2.1 被外来杂质污染

矿物油制品在使用过程中，由于机械系统和外壳封闭不严，灰尘、沙砾等杂物浸入油中；此外，在矿物油制品保存中，保存容器密封不严或者出现破损等情况，导致金属屑末、灰尘、沙砾进入油中。

2.2 吸收水分

机械设备的润滑系统、液压传动系统或水冷却装置等部件封闭不严，会出现水流入油中的情况。此外，空气中的水分能被油吸收。

2.3 受热分解

矿物油接触到过热的机械设备或者零部件时，会出现受热分解现象，产生胶质和焦炭，导致矿物油失去使用价值。

2.4 氧化变质

矿物油在使用过程中，会由于空气的氧化作用而变质，生成一些有毒有害物质，例如酸类、沥青等，导致矿物油变得黏稠，酸度增大，出现沉淀等现象。

2.5 被燃料油稀释

主要指车辆内燃机中燃料油未完全燃烧，会出现渗入齿轮等位置，从而稀释齿轮间的润滑油，导致润滑油失去原有的润滑特性。

3 废矿物油的危害

3.1 对设备的危害

机械设备中的润滑油出现变质现象，会生成胶质、油泥等物质，影响机械设备的正常运行；而胶质、焦炭会降低润滑油的流动性，阻碍零部件之间的传动作用，而且还会降低设备的散热性能；最后设备的磨损概率和磨损程度提高，机械设备的使用寿命减少。

3.2 对环境的危害

废矿物油直接外排，不仅浪费，还会对环境造成污染，主要体现在以下几个方面。

3.2.1 二次污染

采用焚烧处理技术焚烧废矿物油，多数可燃污染物由于不完全燃烧，经过大气扩散、沉降等形成二次污染物对人体及生物体健康造成危害。直接焚烧废矿物油会产生苯、萘等多环芳香烃，通过皮肤、呼吸道等被人体或动物吸收，导致消化道障碍，造成生物机能障碍，诱发癌症的发生。

3.2.2 水体污染

废矿物油进入水体中，假设其含量超过水体的自净能力，导致水质和底质的物理学性质或生物群落组成发生变化，降低水体的使用价值和使用功能。据相关研究，200L废油可污染3.5km2的水面。废矿物油在进入水体后，会在水面上形成厚度不一的油膜。油膜使水面与大气隔绝，使水中溶解氧减少，从而影响水体的自净作用，致使水质变黑发臭。

3.2.3 土壤污染

当废矿物油流入土壤，会灌满一定深度土壤的空隙，影响土壤的通透性，破坏土壤原有的水、气和固的三相结构，影响土壤中微生物的生长，从而影响土壤中植物根系的呼吸及水分养料的吸收，甚至使植物根系腐烂坏死，危害植物的生长。而且，石油富含反应基能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用，从而使土壤有机氮、磷的含量减少，影响作物的营养吸收。

4 废矿物油资源再生工艺[1]

4.1 酸-白土精制型工艺

该法是最初使用的废矿物油再生工艺，在精制过程中使用酸和白土，该法原料易得且便宜，流程简单，设备要求低，适用于再生不重复利用类型的废矿物油。但该法的再生利用效率低，再生产品品质不高，会产生大量酸渣和废土，对环境污染性大，该法现在已被禁止使用。

4.2 溶剂蒸馏-白土精制型工艺

该法在酸-白土精制型工艺基础上加以改进，是利用溶解度不同的有机溶剂，在特定试验条件下，将废矿物油中的添加剂、氧化物等杂质萃取脱除，再以蒸馏工艺回收粗产品，接着用活性白土进行吸附、脱色再精制成再生矿物油。该法存在的问题是溶剂损耗大，基础油收率相对较低，基础油产品硫含量高，存在二次污染；近年来溶剂配方一直在改良，目前溶剂精制工艺较以前已经有很大的进步，溶剂损耗逐渐降低，但是高含硫的问题一直没有解决，纯物理的方法很难将其中的硫氮杂质进行脱除，需要配合一定的化学手段进行改进。

4.3 蒸馏-加氢精制型工艺

该法是对废矿物油进行加热蒸馏，回收其中润滑油组分，然后通过一系列的钼镍催化剂固定床反应器进行加氢处理，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去，并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和，从而回收品质优良的产物。该法无废物处理问题，可减少废矿物油的不饱和度，产物收率高且基础油可以达到Ⅱ类标准，但对原料质量要求高，废油中的各种杂质对于催化剂的寿命影响非常大，有的加氢装置几天内催化剂就失活无法连续生产，需进行复杂的预处理（脱金属、吸附等）。

4.4 催化裂解技术

该法是在反应器内加入催化剂，同时加热升温，利用催化剂的催化性能，促进废矿物油裂解成混合物，采用精制分离、脱色等操作，获取品质优良的再生柴油产品。该法对废矿物油分解更为彻底，且利用率较高，能够为工业发展提供更加完善的材料，并避免了固体废弃物的产生。但催化裂解工艺流程复杂，副产物沥青材料经济利用价值不高。

4.5 膜分离技术

该法是通过分子纳滤膜技术，过滤废矿物油的物理技术。具有操作简单和温度要求低的优势，运行成本低廉，更符合现阶段工业利用的需求。但从目前国内状况看，该法仍不成熟，且滤膜寿命较短，更换成本较高。

4.6 分子蒸馏技术

该法是依据分子运动差异性实现的技术，通过加热板对废矿物油进行加热将不同品类的分子析出，再根据析出距离的不同用冷凝板排除，以便基础油能够从废油中离析出来，而后再通过脱色与过滤等手段精制，制备符合使用标准的基础油。该法对原料适应能力强，但操作不当时，极易导致分子蒸馏工程出现堵塞状况，因此需对物料进行控制与检测，确保装置自动化体系运行稳定。

据了解，目前我国废矿物油再生企业有700多家，主要采用分子蒸馏、加氢精制、溶剂精制等技术。目前国家对于废矿物油的处理工艺路线提出明确的要求：已建或新建的废油处理企业以溶剂精制和加氢精制为最终产品路线，其他污染严重、存在重大安全隐患的工艺技术则予以取缔。

5 废矿物油回收利用行业存在问题

5.1 缺乏扶持政策

从20世纪七十年代起，我国在废矿物油回收和再利用方面提出明确法律条文，实行以旧换新的管理方案，即相关单位/企业收集废弃矿物油，集中交给矿物油生产部门，然后领取新制矿物油。这一政策在当时促进了废油的回收和再利用。

改革开放后，矿物油行业从国营控制逐渐过渡到地方、企业运行，导致以旧换新政策难以继续，而符合行业发展的政策又尚未出台，致使废油资源再生行业举步维艰。目前考虑到废油成分复杂，对环境污染和危害性较大，政府部门对废油的管理以打击乱排为主，没有将废油作为资源再生原料进行管理，从而导致我国对废油的回收和利用率偏低的现状。

5.2 缺乏监管体系和回收利用体系

现今，生产矿物油的单位/企业，进行产品销售或将商品交付客户后不再考虑回收废油，而大多数废油回收和资源再生利用的企业以私营为主。此外，私营企业主要以管理企业为主，存在处理技术和认知方面的限制，在废矿物油回收过程中，缺乏相关回收和再利用的监管体制。导致在废矿物油回收和再生过程中会因其杂质致使环境受到污染，降低再生产品品质，进而阻碍和限制废油企业的发展。

5.3 正规企业数量偏少

矿物油市场、政策随着改革开放逐渐放开，废油的回收再生市场逐渐呈现松散趋势，行业整体技术以照搬照抄原油炼制工艺或化工行业其他相关技术为主。而该行业又缺乏相应的法律条文和政策约束，促使部分废油再生工厂缺乏足够的废油原料，进而影响废油回收成本，存现恶性竞争情况。据调查，我国目前废油合法回收和安全处置量不足5%，真正能够做得很好的废油再生企业屈指可数。

6 废矿物油回收行业发展趋势[2]

6.1 完善相关的法律标准体系

政府和相关管理部门应根据废矿物油特性、前期回收、资源再生等方面完善相关法律法规，进而对执法、监管人员和企业起到导向作用。此外，GB/T 17145—1997发布于24年前，近年来，国家逐步建立了危险废物管理体系，发布了《国家危险废物名录》，对危险废物的产生、收集和利用都有较为明确的规定。同时，废矿物油的产生、回收和再生利用行业发生了较大变化，该标准已不能较好的对废矿物油收集、贮存、利用的各个环节进行统一的规范和指导。

6.2 建立适合的回收系统

废油的流通渠道分散，由于回收的成本造成不能大量的集中进行处理，对于环境友好、科技含量高、技术成熟的先进处理工艺无用武之地。因此在前期回收方面，可在垃圾分类中心、油品销售点等处设立废油回收站点，既方便居民处理废油，又能简化回收流程，方便集中处理。

7 结束语

生态文明建设及节能减排已成为举国关注的大事，废矿物油实施回收和资源再生处理，不仅能够防止废油污染环境，对于缓解我国资源紧缺的局面、提高现有资源利用率都具有十分重要的意义。故此，本文主要分析废矿物油来源、分类、成因，介绍目前主流处理技术，阐明目前废油回收行业存在问题及后续发展趋势。