毕业论文（设计）抽提絮凝—白土精制工艺再生废润滑油的研究.pdf

摘要废润滑油的组分基本都是高分子量的物质，在环境中难以降解，而且其中可 能含有重金属，因此如果废润滑油不能得到合适的处理,会对环境造成巨大危害。相反，如果废润滑油可以得到合适的处理，则不仅可以保护环境，还可以节约能 源，尤其是在当今石油资源日益紧缺的形势下。最初废润滑油通常被直接丢弃或作为燃料直接燃烧，不仅造成了对环境的污 染，而且造成了能源的浪费。后来废润滑油的再生工艺便被逐渐重视和发展起来。最早的废润滑油再生的工艺为硫酸-白土工艺，该工艺会产生大量难以处理的酸 渣，对环境污染严重。现在国际上已经有了比较成熟的废油再生工艺，对环境污 染很小或无污染。本文针对我国废润滑油再生行业的现状，研究了一种废润滑油 无污染再生的工艺。针对广州市某汽修店的废内燃机油，先经过热沉降，然后进行抽提絮凝和白 土精制，得到润滑油基础油。在热沉降实验部分，考察了抽提时间对废润滑油性 能的影响，得到了最隹的热沉降时间为19ho在抽提絮凝实验部分，选择两种醇 的混合溶液作为溶剂，考察了溶剂配比（V/V）,抽提温度，抽提时间，溶剂体积/润滑油质量的比例的变化，KOH的加入量以及抽提后沉降时间对再生油性能的 影响，得到的最佳的抽提絮凝条件为：V（异丙醇）/V（正丁醇）=3/1,抽提温 度为60,抽提时间为30min,V（溶剂体积）/（油的质量）=5/1。经过抽提絮 凝过程，可以除去废润滑油中大多数的添加剂和胶质，沥青质等杂质。在白土精制实验部分，讨论了精制温度，白土添加量和精制时间对再生油的 收率及性能的影响，得到了最隹的白土精制条件为：精制温度为300,白土的 添加量为油的质量的10%,精制时间为15min。经过白土精制后的得到的再生油，其粘度，粘度指数，凝点，酸值，灰分含量，水分含量，机械杂质含量等指标均 达到我国100牌号润滑油基础油的要求，可以作为润滑油基础油使用。在抽提絮 凝过程中产生的絮凝物以及在白土精制的过程中产生的白土残渣可以和其他燃 料混在一起在具有完善的烟气清洗系统的锅炉中燃烧，可对环境无污染。由于在 整个工艺过程中，没有酸性或者碱性物质的加入，因此絮凝物或白土残渣对锅炉 的腐蚀性也很小。关键词：废润滑油，再生，抽提絮凝，白土精制IAbstractThe vast majority of components of used lubricant oil are high molecular weight material,they are degraded difficultly in the environment and which may contain heavy metals,so if used lubricant oil canft get appropriate treatment,it will cause enormous harm to the environment.If,on the other hand,used lubricant oil can get appropriate treatment,it can not only protect the environment,still can save energy,especially the situation of shortage of oil resources is more and more obviously.Firstly used lubricant oil is often directly discarded or burned as fuel directly,not only caused the pollution to the environment,and also caused a waste of energy.Later the regeneration process of used lubricant oil was gradually gotten more and more attention and development.The earliest regeneration process of used lubricant oil is sulfuric acid-clay refining process,this process produces a large number of acid residues hard to handle,which cause severe pollution to the environment.Now several mature regeneration process of used lubricant oil has been created,which cause little or no pollution to environment.In view of the present situation of used lubricant oil regeneration industry,a regeneration process of used lubricant oil was researched in this paper.In view of the recycling engine lube oil which was collected from a motor repair shop in Guangzhou,through the thermal settlement,extraction/flocculation and clay refining to get lubricant base oil.In the thermal settlement section,the effect of settlement time to the regeneration oil was investigated and the best thermal subsidence time was 19h.In the extraction/flocculation section,we chose a mixture of two alcohols as solvent,inspected the solvent ratio(V/V),extraction temperature,extraction time,the change of volume of solvent/quality of used lubricating oil,the addition amount of KOH and settlement time after extractions influence on the performance of regeneration oil.The best extraction/flocculation conditions were as follows:V(Isopropyl alcohol)/V(n-butyl alcohol)=3/1,extraction temperature 60,extraction time 30min,V(solvent)/M(oil)=5/1.After extraction/flocculation process,most of additives,colloid and asphalt were removed from used oil.IIIn the clay refining experiment part,the refining temperature,the amount of clay and refining times influence on yield and performance of regeneration oil were discussed.The best clay refining conditions were as follows:refining temperature 300,refining time 15min,clay to oil ration 10 wt%.After clay refining,viscosity,viscosity index,low-freezing,acid value,ash content,water content and mechanical impurities content of regeneration oil conforms to requirements of lubricant base oil of brand 100,the regeneration oil can be used as lubricant base oil.The flocculation was produced during the extraction/flocculation process and the clay residue produced in the clay refining can be burned with other fuel in a boiler which has perfect flue gas cleaning system,it can be no pollution to environment.In the whole process,there is no acid or alkali substances added to oil,therefore the corrosion caused by the flocculation produced during extraction/flocculation process or residue of clay to the boiler was very small.Keywords:used lubricant oil;regeneration;extraction/flocculation;clay refiningIII目录摘要.IAbstract.II第一章绪论.11.1 润滑油的概述.11.1.1 润滑油的分类.11.1.2 润滑油的组成.11.1.3 润滑油的主要评价指标.21.2 废润滑油概述.41.2.1 废润滑油的定义.41.2.2 润滑油变质的原因.41.2.3 废润滑油的处理方式.51.2.4 国内外废润滑油再生现状.51.2.5 国内外废润滑油再生工艺的进展.71.3 课题提出的背景及研究意义.101.4 本课题的研究内容和目的.10第二章润滑油的性能评定方法.122.1 粘度.122.2 粘度指数.132.3 酸值.142.4 水分.152.5 倾点和凝点.152.6 灰分.162.7 机械杂质.172.8 金属含量.182.9 残炭.182.10 闪点.182.11 皂化值.182.12 氧化安定性.19第三章废润滑油的质量评定和热沉降实验.203.1 废润滑油质量评定.203.1.1 实验原料.203.1.2 废润滑油的质量评定结果.203.2 废润滑油的热沉降实验.213.2.1 热沉降的机理.21322沉降温度的选择.21IV3.2.3 沉降时间对废油性能的影响.223.3 本章小结.23第四章抽提絮凝对再生油性能的影响.244.1 实验药品和实验仪器.244.2 抽提絮凝的原理.254.3 抽提絮凝实验.254.3.1 油品评价指标的选择.254.3.2 溶剂的配比对再生油性能的影响.254.3.3 抽提絮凝温度对再生油性能的影响.284.3.4 抽提絮凝时间对再生油性能的影响.304.3.5 溶剂体积和油的质量的比值变化对再生油性能的影响.324.3.6 KOH添加量对再生油性能的影响.344.3.7 静置时间对再生油性能的影响.374.4 本章小结.38第五章白土精制对再生油性能的影响.405.1 白土精制的原理.405.2 白土精制的工艺.405.3 白土精制实验对再生油性能的影响.415.3.1 精制温度对再生油性能的影响.415.3.2 白土添加量对再生油性能的影响.445.3.3 精制时间对再生油性能的影响.465.4 经济可行性评估.485.4.1 热沉降的能耗费用.505.4.2 抽提絮凝的能耗费用.505.4.3 白土精制的能耗费川.515.4.4 经济性评估小结.515.5 本章小结.52结论与展望.53结论.53本论文的创新之处.54展望.54参考文献.55攻读硕士学位期间取得的研究成果.59致谢.60V第一章绪论第一章绪论1.1 润滑油的概述1.1.1 润滑油的分类润滑油按油的来源分为矿物润滑池，合成润滑油和动植物润滑油三类。矿物润滑油是在石油炼制的过程中取沸点高于300或350的微分，相当 于含有碳原子数2040的烽类作为基础油，再添加一定的添加剂而制成。矿物 基础油的主要生产过程有：常减压蒸镭、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。因为这类润滑油的原料比较充足，价格也相对便宜，因 此得到了广泛的应用。矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量煌类和非 煌类混合物。其组成一般为烷烽（直链、支链、多支链）、环烷烽（单环、双环、多环）、芳烽（单环芳烽、多环芳煌）、环烷基芳烽以及含氧、含氮、含硫有机 化合物和胶质、沥青质等非煌类化合物山。合成润滑油由石化产品进一步的加工而得到。合成基础油有很多种类，常 见的有：合成酯、合成屋、聚醴、氟油、硅油和硅酸酯、磷酸酯等。合成润 滑油比矿物油的热氧化安定性好，热分解温度高，耐低温性能好等优点，但是 成本较高，可以保证设备部件在更苛刻的场合工作。因为其价格比较高，所以 应用也较少。动植物润滑油是由动植物的油脂加工而成，目前以动植物油脂为原料合成 润滑油正得到越来越多的研究小旬。随着科技和社会的进步，人们对环境的保护 越来越重视。而植物油脂恰好具备了易降解，低污染的优点。因此虽然植物润 滑油的成本相对高一些，但是所增加的成本足以抵消使用其它矿物油、合成润 滑油所带来的环境治理费川。植物润滑油在性能上的优点是低毒，挤压性能和 润滑性能较石油基润滑油好。植物润滑池的缺点是低温下易结蜡，氧化安定性 能较差。1.1.2 润滑油的组成润滑油由润滑油基础油和各种添加剂构成，其中润滑油基础油约占90%,1华南理工大学硕士学位论文各种添加剂的含量约为10%6-7o其中主要的添加剂为以下几类网。抗氧剂：润滑油老化的典型特征是变色和特性焦臭。在润滑油使用的过程中，粘度 逐渐上升，生成酸氧化物，酸氧化物会引起机械部件的腐蚀，而润滑油本身的润滑性能 也会受到影响，而使用抗氧化剂可以大大延缓该老化过程。常川的抗氧剂主要包括酚类 抗氧剂，芳香胺，含硫和含磷的化合物等。粘度指数改进剂：矿物润滑油在不同温度下粘度会发生变化，温度变低，则粘度变 大，温度升高，则粘度变小。粘度指数改进剂都是分子较大的化合物，其在润滑油中随 温度变化会呈现出不同的状态，低温时，粘度指数改进剂的分子蜷曲对润滑油内的摩擦 影响不大；高温时，粘度指数改进剂的分子溶胀，体积和表面积增大使润滑油内部的耐 摩擦增加而使其粘度变大。因此达到使润滑油的粘度随温度的变化而保持稳定的效果。清净分散剂：清净分散剂约占润滑油添加剂的50%。分为无灰分和无灰分两大类。其主要用于内燃机油中保持发动机的洁净。在高温运作条件下，清净分散剂可以在金属 表面形成保护膜，防止油的氧化变质，抑制沉积物形成。无灰清净分散剂即使在较低的 运转温度下，也会使生成的不溶于润滑油的细小颗粒和油泥很好的分散在润滑油中，从 而保持发动机的清洁，达到延长机械寿命，控制油耗的作用。油性添加剂与极压抗磨剂：其作川是改善油品润滑性，减小机械摩擦，防止烧结的 发生。具体来讲，油性剂能使润滑油的魔强度增加，摩擦系数减小，提高抗磨损能力，降低运动部件之间的摩擦和磨损。而极压抗磨剂是在高温高压的条件下能与金属形成高 熔点化学反应膜的添加剂。降凝剂：润滑油随着温度的降低，粘度不断增加，油中的蜡就会形成片状物结晶析 出并在汕中互相联结形成三围网状结构把润滑油吸附包裹在网络之中使油凝固，降凝剂 可以阻止蜡网状结构的增长从而起到降凝的效果。止匕外，还有防锈剂和防腐蚀剂，抗泡沫剂和抗乳化剂等。1.1.3 润滑油的主要评价指标粘度：润滑油的粘度对润滑油的流定性和它在摩擦面之间形成的池膜厚度都有很大 的影响。粘度大的润滑油流动性较差，但油膜强度大，承受的负荷的能力较强；粘度小 的，流动性好，容易流到间隙小的摩擦面之间保证润滑效果，但粘度过小，在较大负荷 下油膜会变薄以致破坏，使摩擦表面产生磨损，因此在不同情况下要选川不同的润滑油。粘度的表示方法可分为绝对粘度和相对粘度，绝对粘度又分为运动粘度和动力粘度两 2第一章绪论种。目前我国通常使川的运动粘度数据是在40,100测定的。粘度指数：润滑油的粘度随温度的升高而减小，随温度的降低而升高，但不是线性 关系。把润滑油粘度随温度变化而变化的程度成为润滑油的粘温特性。最常川于评价润 滑油粘温特性的指标是粘度指数，粘度指数用符号VI表示，粘度指数越大，说明润滑 油粘度随温度变化越小。倾点和凝点：油品能够流动的最低温度称为倾点。油品在规定的条件下冷却到液面 不能移动的最高温度称为凝点。倾点和凝点是润滑油低温流动性能的重要指标。倾点或 者凝点高的润滑油在低温时便不能使用。特别是发动机选用凝点高的润滑油会造成冬季 启动困难。酸值:酸值是润滑油中含有无机酸和有机酸的总含量,川中和1g油样所需要的KOH 的毫克数表示，单位为mgKOH/g。润滑油酸值的大小可以衡量润滑油在使用过程中被 氧化变质的程度。酸值越大，说明有品种含有的酸的量越大。酸值大，会对机械部件造 成腐蚀，特别是有水存在的情况下，腐蚀作川更明显，因此润滑油使用一段时间后就要 换油。灰分：将润滑油在规定的条件下完全燃烧后，剩下的残留物叫做润滑油的灰分。灰 分主要又燃烧后形成的金属氧化物和金属盐组成。灰分的存在，会使润滑油在使川过程 中吉炭增加，灰分过高也会造成机械部件的磨损，因此要控制润滑油中灰分的质量。机械杂质：润滑油中不溶于汽油和苯的悬浮物或者沉淀物，经过滤分出的杂质成为 机械杂质，润滑油在储存，运输以及使用的过程中。混入的金属氧化物，金属碎屑，灰 尘，泥沙等外物混入润滑油中便形成了机械杂质。机械杂质的存在不仅会加速机械部件 之间的摩擦，也会堵塞油路造成润滑油的失效。因此要尽量的降低润滑油中机械杂质的 含量。抗氧化安定性：润滑油在使川过程中，由于高温，金属，氧气等环境的因素影响，会逐渐氧化变质。把润滑油在加热和金属催化的作川下抵抗氧化的能力称为润滑油的抗 氧化安定性。因此在石油炼制的过程中要把容易氧化变质的组分除去，并使用抗氧化添 加剂提高其抗氧化安定性。极压性和油性：减小摩擦，放置烧结是润滑油的主要功能。油性和极压性是反应润 滑油摩擦性能的指标。油性是指润滑油在金属表面吸附减小摩擦的性能。极压性是指润 滑油在高速冲击摩擦和低速高负荷的摩擦条件下，防止磨损和摩擦的能力。残炭：在不通入空气的条件下把润滑油加热，经过蒸发分解生成的焦炭状的残留物 3华南理工大学硕士学位论文成为残炭。它可以反应矿物润滑油基础油精制深浅的程度，是由润滑油中胶质和不稳定 化合物含量的一种标志。抗乳化性：抗乳化性是润滑油抵抗和水混合形成乳液的性能。抗乳化性与润滑油的 洁净度有很大关系，若润滑油中含有较多的酸类，皂类油泥等表面活性物质，润滑油的 抗乳化性就差。抗乳化性能不好，就会破坏润滑油是使川过程中形成的油膜，增大摩擦 和产生腐蚀。其他的性能指标还有抗泡性，抗腐蚀性，密度，色度等，在石油炼制和废润滑油再 生的过程中，要选择恰当的工艺来使润滑油具有良好的理化性能。1.2 废润滑油概述1.2.1 废润滑油的定义美国环境保护局将废润滑油这样定义：废润滑油是指在使用过程中，被化学或者物 理杂质污染的油。在我国国家技术监督局制定的废润滑油回收与再利用技术指导中 将废润滑油这样定义：润滑油在各种机械、设备使用过程中，由于受空气的氧化、热分 解作川和杂质污染，其理化性能达到各自的换油指标，被换下来的油统称为废润滑油。润滑剂、工业用油和有关产品（L类）的分类 第1部分:总分组中将废润滑油再生这 样定义：将废油经处理或精制，除去变质的组分和混入的杂质，根据需要，加入适量的 添加剂，使其达到一定种类新油标准的过程。1.2.2 润滑油变质的原因润滑油中的杂质由两部分组成：一方面是润滑油在生产过程没有去除干净的杂质；另一方面是在使用过程中产生的杂质。润滑油变质是因为润滑油中杂质的含量增加了，也就是影响润滑油性能的物质的含量增加了。具体来说，是由于两方面的原因，一方面 是物理杂质的引入，另一方面是化学杂质的产生及其含量的增加口-2叫物理杂质主要是外界的水分，泥土，沙尘以及润滑油使用过程中和机械部件之间摩 擦产生的金属屑粒。化学杂质主要是因为润滑油在使用过程中因为高温高压的作川以及外空气的混入，会产生高温催化氧化反应，使润滑油发生氧化作用而产生可溶性及不溶性的氧化物。此 外，内燃机油也会受到燃烧室内燃气的污染，汽油机中含铅抗爆剂的分解物，燃烧室产 4第一章绪论生的酸性物质及部分氧化物都能进入内燃机油中，使内燃机油受污染而变质。1.2.3 废润滑油的处理方式结合各国的文献报道，废润滑油的去向大概为以下五种mi。丢弃：小量的废润滑油往往会被倒在空地或野外的土壤，或者是下水道垃圾箱中。丢弃在陆地上的废油，会深入到土壤中，部分被微生物降解，部分随着雨水进入到江河 湖海，造成对土壤和水系的污染。而进入到下水道的油，最后也会进入江河湖海，造成 对水系的污染。许多润滑油中含有重金属的添加剂，有些加有含氯、含硫、含磷的有机 物。以上所说的物质对人体均有毒害，会通过多种途径危害人类。进入水系的废油具有 很强的污染能力，据报道，200L的废油进入湖海，能污染3.5平方千米的水面。废油漂 浮在水面上，隔绝空气和水之间的气体交换，会使水中的含氧量明显下降。废油覆盖在 水生植物以及水声动物的器官上，会引起水生植物和动物的大量死亡，使得和水系生物 有关的整个生物链收到危害。道路油化：有些国家将废润滑油喷洒在容易引起尘土的道路上，使尘土不易飞扬。但是这些油仍会随着雨水的冲洗进入到土壤和水系，造成严重污染。焚烧：有人将废润滑油作为燃料来燃烧，但是这种方法仍会带来问题，因为烟气 含有因油不完全燃烧而产生的多环芳煌氧化物和重金属的氧化物。有些现代锅炉，具有 完善的烟气清洗系统，排放的烟气中不含有重金属氧化物，就是氧化氮，氧化硫等酸性 物质也很少，这样的锅炉烧废油还是可以的。脱重金属后作为燃料：通过某些化学试剂，使原来在油中处于溶解状态的重金属盐 变为不溶于油也不溶于水的固体化合物，得到的脱金属油可以作为燃料使用。再生为润滑油：即将废润滑油经过适当的工艺处理，除去变质成分和外来污染物后,再生为润滑油的过程。当今，人们对环境保护的要求在不断的提高，石油资源越来越紧 缺也已成为不争的事实，作为润滑油90%组分的润滑油基础池更是石油炼制的过程中产 量少而且附加值高的产品。据报道，每1000kg原油经过炼制只能得到300kg的润滑油 基础油，而1000kg废润滑油经过再生工艺的处理可以得到700-900kg的润滑油基础油，各种废润滑油率的再生如表1所示因。因此，无论是从经济，环境保护，资源利川的角 度来讲，将废润滑油再生为润滑油都是最好的选择22-2刀。1.2.4 国内外废润滑油再生现状5华南理工大学硕士学位论文美国是世界上实行废润滑油再生最早的国家2曳 早在I960年，美国就有超过150 家的废润滑油再生工厂，再生润滑油的产量超过106m3,当时处理的废润滑油主要为废 内燃机油。止匕外，国美还制定了一系列的法规政策来支持废润滑油再生工业。首先，对 废润滑油的丢弃和收集进行严格的管理；其次，免去再生润滑油部分的税，使其在经济 上具有竞争力；第三，联邦机构带头使川再生润滑油；第四，联邦商品委员会对那些已 经证明质量和新润滑油质量相当的再生润滑油，取消其再生标志，从而避免再生润滑油 在销售中处于劣势；第五；美国能源部、标准部等机构，开展了大量调研工作，开发低 污染或者无污染的再生新工艺。表1-1各种废润滑油的再生率Table 1-1 Regeneration rate of different used oil废油的种类再生收率内燃机油75 85机械汕85 90变压器汕90 92各种杂汕68 80欧洲各国也在很早的时候便开始对废润滑油进行再生。1968年，前联邦德国通过了“德意志联邦废油法”，该法案一方面禁止废润滑油的丢弃，违者重罚；另一方面成立废 油基金，用于补助废油再生工业PL止匕外，产生废油的用户要无偿交出废油，由各个片 区的负贡者将其收集，运走，然后进行再生。前联邦德国拥有回收公司200多家。法国在1979年制订了一系列关于废润滑油回收和处理的法规，该法规提倡将废润滑油 再生为润滑油或无污染燃烧。法国的废润滑油回收率在欧洲是最高的。我国在解放前已有废润滑油再生的工厂，但规模很小。1950之后，随着我国经济发 展，用油量的增大，我国废润滑油再生工业的规模有了较大的发展皿。但是再生工艺却 没有多大变化，所用工艺落后，再生油品质差，二次污染严重。主要是因为我国废润滑 油回收市场混乱，各厂家互相抢购废润滑油，使废油价格不断上涨。因此很多再生厂开 工率低，经济效益不隹，这也导致了我国废油再生工艺的更新换代。除了国家规定的废 油再生工厂外，许多乡镇都有废油再生厂，这些工厂设备技术落后，大多没有三废的处 理设备，造成的污染严重，再生出的油品质差且性能不稳定。由此可见，我国废润滑油 再生工业还存在很多问题。为解决好这些问题，我国先后出台了一些政策法规2叫，例 6第一章绪论如1998年7月1日开始施行的废润滑油回收与再生技术导则，该文件对废润滑油的 定义、分级、回收和管理、再生与利用进行了详细规定。2002年7月5巳开始施行的打 击、取缔土炼油文件，明确规定了严禁川二次污染严重的方法再生润滑油的条款；2008 年1月1巳开始施行的资源综合利用企业所得税优惠目录，提及对废油再生企业要 给予适当的税收优惠；但是由于缺乏行之有效的整体管理条例，目前废油再生行业仍存 在许多问题。因此我国应该借鉴一些发达国家的举措，规范废润滑油再生市场秩序、加 强废润滑油再生行业的监管、完善废润滑油再生行业的法规政策。1.2.5 国内外废润滑油再生工艺的进展根据废润滑油种类、变质程度和变质机理的不同，多种废润滑油再生工艺先后被开 发出来。过去我国将废润滑油再生工艺分为再生和简易再生两种因。再生工艺主要由蒸 储，硫酸精制，白土精制等工艺组成，用于专业再生工厂。简易再生主要是通过离心、沉降、闪蒸、吸附等工艺去废油中的水分、机械杂质和少量化学杂质，该工艺多川于单 位自行再生。当前，国际上将废润滑油再生工艺分为三大类，即再净化工艺，再精制工艺和再炼 制工艺。再净化工艺是采用过滤、沉降、絮凝、离心等处理方法一种或几种，将废油中的水 分以及呈胶体状态和悬浮状态的机械杂质杂质除去卬。再精制工艺就是在再净化的基础上增加化学精制或吸附精制，除去溶解在废油中的 氧化产物或外来污染物田。例如硫酸碱液水，脱水杂硫酸白土，碱水，硫酸 碱一白土，碱性盐一水一白土等工艺流程都属于再精制工艺。再炼制工艺是指在工艺流程中包含蒸储操作的工艺。例如蒸储一加氢，蒸储一白土,蒸储一酸一白土，薄膜蒸发一白土，薄膜蒸发一白土等工艺流程都属于再炼制工艺区。当前，国内外比较通用的废油再生工艺如下图所示3叫图1-1国内外比较普遍的废油再生工艺流程图Fig 1-1 Commom regeneration process of used oil in the world7华南理工大学硕士学位论文各种废油再生技术对环境危害如下表所示卬。表1-2各种废油再生技术对环境的危害Table 1-2 Different regeneration processs harm to environment再生工艺酸渣渣汕有害化学品二次污染酸/白土工艺多多硫酸是蒸储工艺少多硫酸是溶剂脱沥青工艺少多硫酸和挥发性是有机物薄膜蒸发/加氢精制少少量薄膜蒸发/白土精制少少量薄膜蒸发/溶剂精制少少量溶剂抽提/加氢精制少挥发性有机物少量热脱沥青少挥发性有机物少量1.2.5.1 国内比较典型的废油再生工艺目前我国比较典型的废油再生工艺有沉降一酸洗一白土精制，蒸储一溶剂抽提一白 土精制，沉降一蒸储一酸洗一白土精制，沉降一絮凝一白土精制，蒸播一白土精制，预 处理蒸锵糠醛精制白土精制，白土高温接触无酸再生工艺等由。沉降一酸洗一白土精制工艺的特点是工艺流程比较简单，所需的设备投入费用也比 较低，操作过程中所需要的酸、白土价格便宜。但是在操作过程中产生的废酸液需要妥 善处理，否则会对环境造成污染。白土高温接触无酸再生工艺的特点是避免了有酸的操作，在油品和白土混合的情况 下进行蒸储，然后再川管式蒸储联合精制装置，进行进一步的精制。该工艺的优点是得 到的产品油的品质比较好，但是由于操作过程中添加的白土的量比较大，因此油的收率 比较低，止匕外，该工艺的操作条件也比较苛刻，设备很容易堵塞或者是受到腐蚀。预处理一蒸储一糠醛精制一白土精制工艺是先通过物理方法脱去水杂，然后进一步 蒸储出去轻组分，再通过糠醛精制除去废油中的沥青质、胶质等杂质，最后通过白土吸 附的方法脱色的过程。在该工艺中，产生的油泥、絮凝物、白土等废渣比较容易处理，通过适当的方法处理可对环境无危害。1.2.5.2 国外比较典型的废油再生工艺8第一章绪论国外比较典型的废油再生工艺主要有 Meinken工艺，IPF工艺，Kleen工艺，SNAM-PROGETI工艺，BERC工艺，PROP工艺，KTI工艺等酸匕则。Meinken工艺由德国Meinken公司开发，其特点是靠强有力搅拌来增强硫酸精制的 效果，从而达到减小硫酸添加量的目的。IPF工艺由法国石油研究院开发，是将废油先经过丙烷萃取，除去废油中相当量的 杂质，从而达到在硫酸精制过程中减小硫酸添加量的目的。该工艺的流程图如下所示。图1-2 IPF工艺流程图Fig 1-2 IPF processKleen工艺是先通过常压闪蒸，除去水分和轻微分,然后利用膜蒸发器进行减压蒸偏，再进行加氢操作的工艺。其工艺流程图如下。图1-3 Kleen工艺流程图 Fig 1-3 Kleen processBERC工艺由美国能源部开发，采用两种醇一种酮的混合溶剂对废润滑油进行抽提 絮凝操作，分离出絮凝物后，蒸储出溶剂，然后进行白土精制或者加氢精制，即可得到 润滑油基础油。PROP工艺由美国菲利浦石油公司开发，其优点是不需要脱除水和轻微分的预处理,从而简化了工艺流程。该工艺由两步组成，第一步是川化学方法脱去废油中的金属，第 二步是进行加氢精制。KTI工艺是先蒸储脱除水和轻组分，然后在蒸储得到润滑池组分，润滑油组分再经 过加氢得到润滑油产品。在加氢精制的过程中，可以除去一些含硫、氮的化学物，从而 9华南理工大学硕士学位论文达到改善油品性质和色度的效果。SNAM-PROGETI工艺的主要特点是脱水杂后进行两次丙烷抽提，然后加氢精制。该工艺流程中没有白土精制或者硫酸精制的操作，产生的污染物少。操作中产生的废渣 易处理。1.3 课题提出的背景及研究意义润滑油在使川一定时间后，由于高温高压以及空气的氧化作川、空气中的灰尘进入,摩擦作用产生的金属屑、以及燃料中的杂质的混入会使润滑油颜色变深，水分、机械杂 质和氧化物含量增加，粘度变大，因此影响润滑油的润滑油效果以及机械的正常运转。因此润滑油在使川一段时间后必须更换。我国每年有400万吨以上的润滑油被生产出，其中超过一半的是内燃机润滑油。2011 年，我国润滑油的消耗量达到了 850万吨Kim。废油不能得到很好的处理便会对环境造 成巨大危害，而且随着石油资源的巳益枯竭，从资源充分利川的角度讲也必须找到一条 废油能得到最充分利川的途径。经过前面章节中的论述，我们发现将废润滑油再生为润 滑油是最隹选择。从经济的角度分析，将废润滑油再生为润滑油具有以下优点：第一，与将其处理成燃料油相比，润滑油产品具有更高的附加值；第二，废油再生设备投入低,而且工艺流程比用石油来生产润滑油简单；第三，同将其再生为燃料油相比，燃料油来 源比较广泛，而润滑油的来源很局限。结合润滑油处理方式章节，不难发现，将废油再 生为润滑油，不管是从环境保护、资源利用的角度，还是从技术、经济的角度分析，都 是最好的选择。1.4 本课题的研究内容和目的近年来，溶剂萃取的工艺再生废润滑油得到越来越多的重视由-49,这种工艺替代了 传统的硫酸精制，因此不再有酸渣产生15叫 本课题采用先溶剂抽提絮凝，然后白土精制 的工艺将废油再生为润滑油基础油，目的在于找到一条所得润滑油产品性能优良，而又 对环境无污染的工艺流程。在抽提絮凝实验部分，采川两种醇的混合溶剂对废油进行抽 提絮凝，可除去废油中大部分的沥青质、胶质、金属离子、各种添加剂以及润滑油使川 过程中产生的氧化物。该步骤操作条件温和，设备投入费用也比较低。本研究的采用工艺流程图如下。10第一章绪论Fig 1-4 The process of this research11华南理工大学硕士学位论文第二章润滑油的性能评定方法2.1 粘度粘度是表征润滑油流动性的指标。不同粘度的润滑油适用于不同的机械。粘度的大 小直接决定润滑油是否能在机械表面形成厚度适当的油膜，从而起到润滑及保护作川。因此大多数时候润滑油是按照粘度来分类的，根据其粘度的不同而被分为不同的牌号。粘度的表示方法分为两类：相对粘度和绝对粘度。绝对粘度又有运动粘度和动力粘度之 分。相对粘度又分为雷氏粘度、恩氏粘度、赛氏粘度等。表2-1我国润滑汕基础汕粘度牌号及在40的粘度范围Table 2-1 Lubricant grades divided by 40 kinematic viscosity中性油运动粘度范围（mm%）赛氏通用粘度范围基础油粘度牌号91055 596013 1570 747520 2298 10610028 3213315115038 4217819620055 6325629230065 7230233435095 1074404965001101255105796001201355566256501351506256957501601807418349002002309271065120016 2082 9990光 亮16 2282 1079025 28120134120油26 30125143125/14030 3314315615041 45193211200/220动力粘度5）是这样定义的：在流体中，取两个距离1cm、面积为len?的单元流 体，并使其以lcm/s相对速度移动，此时所产生的阻力成为动力粘度。其单位是Pas（帕 斯卡.秒）。lPa-s=lN-s/m2=103cp（厘泊）流体在某温度下的动力粘度与密度的比值被定义为运动粘度（v）。其单位为m2/s,常用单位为mm2/s。目前国际上比较通用的润滑油分类标准是按照粘度指数来分。我国 12第二章润滑油的性能评定方法润滑油牌号的分类是按照油品在40和100的运动粘度和油品的粘度指数划分。表2-1 为我国润滑油基础油牌号分类标准51。运动粘度的测试依照GB/T 265-88石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法，川 粘度计来测量。其具体操作步骤如下：将粘度计细口插入试样中，试样川洗耳球吸入粘度计中，洗完后要 观察是否有气泡产生，若有要用洗耳球将气泡赶出。将装有样品的粘度计垂直放入一定温度的油浴中，恒温1520min,开始测量。用洗耳球将样品吸到标线a以 上，当样品落到标线a时，开始计时。当样品落到标线b时 停止计时。将时间记下。三次测量，取时间的算数平均值。样品的粘度用下面公式计算：v=c t(2-1)其中。为粘度计常数，m