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利用分子蒸馏技术再生废旧润滑油的应用
作者:管理员    发布于:2016-01-08 08:54:23    文字:【】【】【

  1国内外相关技术发展概况能源危机及环境污染问题已引起世界各国的普遍关注,国内外许多人士都在研究和开发新的废润滑油回收技术。迄今为止,具有代表性的技术有:酸酸一白土精制型:用硫酸精制反应,去除芳烃类和环烷烃类等物质,再用碱中和,用白土精制。这种方法污染严重,得率低,副产大量白土和酸渣,现在许多国家都不允许采用此类方法生产。

  蒸馏一溶剂精制一白土精制型:采用溶剂抽提原料油,然后蒸馏回收溶剂,循环使用,抽提过的油再用白土精制,现在有不少厂家采用这种方法,但生产工艺复杂。废白土污染环境,产品得率不是很高。

  蒸馏一溶剂精制一加氢精制型:采用溶剂抽提,溶剂经蒸馏后回收循环使用,抽提的油再进行加氢处理,生产工艺复杂,高温高压,该工艺的显著优势是没有废物处理问题,同时还具有收率高、产品质量好等特点,但其设备投资高,需要氢气来源。

  美国埃克森公司开发出了一套废润滑油回收工艺:先将废润滑油加热蒸馏,分馏出润滑油馏分和残渣,然后将润滑油馏分进行加氢处理。油再生装置包括以下几个部分:(1)蒸馏部分。用于蒸出润滑油馏分。(2)加氢精制部分。润滑油馏分在一系列的钼镍催化剂固定床反应器中加氢,加氢油经闪蒸脱轻油后,得到润滑基础油。该工艺对原料质量要求较高,尤其当金属含量较高时,仅靠蒸馏难以达到固定床加氢精制工艺进料要求,这时需进行较复杂的用一种强力搅拌混合器,可降低硫酸消耗,进而减少酸渣生成量,该工艺减压蒸馏塔中的润滑油用热载体换热器循环回反应器再利用。回收的油层经闪蒸分离出汽油层和水层,将汽油层排入贮存罐,将水层通入气提塔,回收铵、氢气及硫磺和分离的水。闪蒸后的油可以进入吸附器,除去极性化合物,再经加氢处理,进一步除去残余的极性化合物和不饱和物质,然后可用作润滑油基础油。该工艺所用的加氢催化剂为氧化铝上负载的硫化镍一钼一钴一铜酸盐或硫化钨一镍催化剂。反应条件较缓和,可防止裂解反应发生。

  采用分子蒸馏技术再生油品在国外杂志曾有研究论文发表,国内曾有分子蒸馏再生废旧润滑油小试和中试报道。江苏某企业有一套分子蒸馏小试设备,并不是专门再生蒸馏废旧润滑油;北京化工大学新特科技发展公司在该技术方面处于中试阶段;河南许昌一家企业再生蒸馏废旧润滑油,它是采用釜式间隙生产。

  2分子蒸馏技术分子蒸馏技术是一种新型的物理法分离技术它不仅避免了化学法的污染,而且克服了传统蒸馏技术的缺点,是精细化学品分离和提纯的理想方法。

  传统蒸馏是基于不同物质的沸点差来实现分离,而分子蒸馏分离则是利用液体分子受热时会从液面逸出,不同种类分子逸出后的运动平均自由程不同来实现物质分离,具有高真空度、加热温度低、受热时间短、分离程度高等特点。所谓分子运动自由程就是一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经过的路预处理。,如脱金属、吸附jalEleetranie心程传统蒸馏操作真空压力一般在200分子蒸馏操作真空压力在0. 1~3Pa;传统蒸馏受热时间较长,分子蒸馏只有短短的几秒或几分钟时间就实现分离。

  根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动会加剧,当接受到足够能量时,就会从液面逸出而成为气相分子,随着液面上方气相分子的增加,有一部分气体就会返回液体在外界条件保持恒定情况下,就会达到分子运动的动态平衡。为使液体混合物达到分离的目的,首先进行加热,能量足够的分子逸出液面,轻分子的平均自由程大,重分子平均自由程小,若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程的位置设置一冷凝面,使得轻分子不断被冷凝,破坏了轻分子的动平衡而使混合液中的轻分子不断逸出,而重分子由于自由程短达不到冷凝面很快返回液面并不再从混合液中逸出,这样趋于动态平衡,便达到了混合液轻重组分分离3分子蒸馏废旧润滑油生产工艺分子蒸馏再生废旧润滑油技术就是利用不同分子质量的大小(即自由程的大小)来实现分离,整个工艺装置由过滤器(去除固体杂质)、薄膜蒸馏器(分离轻质组分汽柴油部分和水分)、分子蒸馏器(分离润滑油基础油和重质部分)、制冷机组、导热油炉、高真空机组、自动控制、循环泵主要设备组成。主要工作过程为分离轻油和分离重油。

  3.1利用簿膜蒸馏器进行轻质汽柴油和水分分离由于废旧润滑油中还含有一定量轻质汽柴油组分和水分、固体杂质,首先要经过滤器初步过滤,过滤较大颗粒的固体杂质,再由原料油泵将油输送到系统的换热器,由导热油加热到一定的温度进入薄膜蒸馏器,在薄膜蒸馏器内进一步加热,先将废油中的轻质组分汽柴油和水分分离出来,整个过程是在柴油与水的沸点不同,水分以水蒸气形式由真空泵排出,轻质汽柴油部分在薄膜蒸馏器出口的冷凝器冷凝被收集,可当工业燃料油使用,薄膜蒸馏器出来的重质部分将进入下一道分子蒸馏器工序。

  3.2利用分子蒸馏器进行进一步分离出润滑油基础油和重质组分从薄膜蒸馏器出来的重质油由油泵输送到热交换器被导热油加热,在分子蒸馏器被进一步提温,蒸馏器内的布料器把要分离的油均匀分布在蒸馏器圆周内壁并形成很薄的液膜蒸馏器内壁光洁如镜面,液膜的厚度不到1mm,液体在较高的温度和高真空(0.1 ~3Pa)条件下,相对轻的组分(润滑油基础油组分)开始从混合液逸出成为气相分子,由于分子蒸馏器独特的结构,在分子蒸馏器内中部设置一组内置冷凝器(理论上的挡板)里面管程流动的是由冷冻机提供的冷冻液,气相分子立即在其表面被冷凝成为液态(润滑油基础油)沿内置冷凝器管壁流到蒸馏器底部由收集罐收集。而重质部分分子自由程较小,无法到达内置冷凝器的表面,还是返回到液面,在分子蒸馏器的内壁与中心内置冷凝器之间设置一组旋转刮膜装置,通过带角度的刮板旋转对器壁的液膜产生离心力,使液膜不断地更替和翻新,润滑油组分不断彻底地离开混合油料的液面,重质组分由于它的自由程在此条件下无法到达冷凝面很快返回到混合液面,在旋转刮板的向下离心力作用下,流到蒸馏器底部的兜槽内,由重油收集罐收集。从而达到润滑油基础油与重质组分杂质的分离。独立的生产装置设计工艺流程如所示。

  4经济性分析及对比利用分子蒸馏技术再生废旧润滑油经济效益远高于其他方法,在整个生产过程中无废水、废渣、废气“三废”排放,加热温度远低于裂解温度,蒸馏出来的润滑油基础油内在指标接近或等同于新油,安全环保。废旧润滑油经分子蒸馏出的产品成分:汽柴油部分占14%,润滑油基础油占78%,重质组分(重质油)占5 %水分和机械杂质占3%.经济技术指标如表1所示。从表中可以看出经济效益和社会效益远高于其他方法。

  5结语采用分子蒸馏技术再生废旧润滑油的应用是浙江法拉迪节能环保科技发展有限公司2006年成功研发实施废旧轧制油项目(2007年浙江省优先主题较高的真空度(00P卩较低的温度下进行轻质汽1油项目)基础上的又t!个创新技术该项技术已申报补充冷却水项目内容蒸馏轻质组分汽重质润滑油基础油胶质重质油水分及杂质生产耗电量其他处理成本效益840元/L(轻质汽柴油)+6396元/L(润滑油基础油)十150元/L(重质油)一4500元/L(废旧润滑油)*元/L(电费)一500元/lA加工费)=1986元/L 2008浙江省年重大科技创新项目,将逐步产业化运用,相关创新技术内容已申报国家专利。

脚注信息
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