废矿物油资源再生综合利用技术.docx

废矿物油资源再生综合利用技术 史召霞
人们在工业生产和日常生活中，不可避免地会产生各种废矿物油。废矿物油属于危险废物，其中含有多种毒性物质。然而，   废油其实并不废，其中变质的部分只有百分之几，是一种宝贵资源，将其综合利用，对于缓解我国资源紧缺的局面、解决油品供不应求的瓶颈问题，对于提高现有资源利用率、保护生态环境都具有十分重要的意义。
一、废矿物油的来源
废矿物油的产生来源主要为以下2种： 1、机械、动力、运输等设备的更换油及清洗油，如各类润滑油、液压油等，主要来自机动车维修行业、机械加工制造业等。 2、油类产品仓储过程中产生的沉积物。如加油站的油罐，隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥等。
二、废矿物油的危害
废矿物油已被列入《国家危险废物名录》，编号为HW08。废矿物油是由多种物质组成的复杂混合物，主要成分有C15-C36的烷烃、多环芳烃（PAHs）、烯烃、苯系物、酚类等。其中的各种成分对人体都有一定的毒性和危害作用。因此一旦大量进入外环境，将造成严重的环境污染。另外，废矿物油还会破坏生物的正常生活环境，具有造成生物机能障碍的物理作用。例如废矿物油污染土壤后由于其粘稠性较大，除了堵塞土壤孔隙及破坏土质外，还能粘在植物根部形成一层粘膜，妨碍根部对水分和营养物质的吸收，造成植物根部腐烂，缺乏营养而大面积死亡。当土壤孔隙较大时，石油废水还可以渗透到土壤深层，甚至污染浅层地下水。
三、废矿油的处置现状
近几年，人们的环保意识逐年增强，因此，在实际的生产生活中，将废矿物油直接排放的为数不多，主要还是将产生的废矿物油转移给其他单位进行回收处置。但目前国内具有相应环保资质的企业不多，有近2/3的废矿物油被转移至无资质回收企业进行再提炼，这些废矿物油再加工企业的提炼工艺绝大多数为国家强制淘汰的落后工艺，这种“小炼油”企业基本没有任何污染防治措施，其简单落后的加工过程造成了环境的严重污染和资源的极大浪费。
四、废矿物油的处置及再利用技术
目前我国废油的主要去向是①焚烧或直接废弃，流入下水道、河流、荒地等；②经脱重金属后直接利用，作为燃料或者做沥青稀释剂、高硫燃料的掺和原料等；③简单清洁处理（过滤）后继续替代使用，这是假冒伪劣润滑油的主要来源之一；④再生（再精炼）。
传统的废润滑油回收再生技术为蒸馏-硫酸-白土精制工艺，其最大的缺点是过程中产生的废物容易污染环境。目前国外许多石油公司都在研究和开发新的废油回收技术，国内也在积极开展这方面的研究。目前为止主要的再生工艺有：酸-白土精制型、蒸馏-萃取-白土精制型、蒸馏-溶剂精制-加氢精制型、脱金属-固定床加氢精制型和蒸馏-加氢精制型、催化裂解、高温深度热裂解、膜分离、分子蒸馏等。
（1）酸-白土精制型用硫酸对废润滑油进行精制，排出酸渣后，再用白土进行精制，具有投资少、适应性强和可处理小批量废油的优点，但废油再生后形成难以处理的酸渣、废白土、废水和大量的酸性气体二氧化硫，危害员工的身体健康、腐蚀设备、污染环境。
（2）蒸馏-萃取-白土精制型是先用蒸馏法将废油中的氢组分除去，然后再用溶剂和白土进行精制，其特点是无酸精制，不存在酸渣处理问题，但是用乙醇做溶剂，萃取能力弱，所以此工艺应用并不广泛。
（3）蒸馏-溶剂精制-加氢精制型是先将废油中的水分和氢组分通过常压蒸馏除去，然后进行第一次丙烷抽提以除去油泥、氧化物和一部分添加剂。脱去丙烷的油先经过减压蒸馏，再进行丙烷抽提以除去残留添加剂。最后全部润滑油馏分送去加氢精制。该工艺的特点是不会形成二次污染，且对废油原料的适应性和再生油质量均优于其它工艺，但是由于反应过程中用到氢气致使该工艺危险性提高、投资大、操作条件苛刻、对操作人员要求高。
（4）脱金属-固定床加氢精制型是先将废油加热使其在反应器中和硫酸铵或硫酸氢铵水溶液接触反应，生成能沉淀的金属化合物，沉淀分层后金属化合物停留在水相中，过滤水层除去沉淀物，滤液循环利用。油层闪蒸分出汽油层和水层，闪蒸后的油用吸附的方法除去极性化合物，再经加氢处理进一步除去残余的极性化合物和不饱和的物质。该工艺的特点是系统中的水可以循环利用，反应条件缓和，可防止裂化反应发生，但是仍存在加氢工艺的缺点危险性大、操作条件苛刻等。
（5）蒸馏-加氢精制型是将废油加热蒸馏，分出润滑油成分和残渣，然后馏分在一系列的钼镍催化剂固定床反应器中进行加氢处理。该工艺的特点是没有废物处理问题，收率高，产品质量好，但对原料质量要求高，当原料中金属含量较高时需要进行复杂的预处理（脱金属、吸附等）。
（6）废油催化裂解技术是在反应器中加入催化剂加热升温，使废润滑油先裂解成混合物，再通过精馏分离、脱色等过程，最终得到合格的柴油产品。本方法的优点是投资少、易操作，但是反应温度高约350～450℃，裂解过程会产生部分不凝性气体，目前该气体的处理方法只有焚烧，焚烧过程产生的有毒有害气体也只能经过活性炭吸附后直接排放，排放的尾气中仍含有大量无法吸收处理的有毒有害气体，造成二次环境污染。就目前国内采用催化裂解工艺的生产厂家而言，没有一家符合国家环保安全规范要求的正规生产企业，设备简陋、安全系数低。
（7）废矿物油深度热裂解工艺是通过一个高温反应系统，将废矿物油中的燃料油全部汽化，从而使得废矿物油中的芳烃及多环芳烃得到浓缩生成沥青。汽化的燃料油进入分馏塔在塔内经过分馏，塔顶油气经冷却后分离为瓦斯气和燃料油，瓦斯气经过脱液后进入加热炉作为加热炉燃料，燃料油送出装置进入储罐。该项目的优点是高温热裂解后剩余的渣油直接用来生产沥青，没有固废产生，缺点是工艺复杂、反应温度高400℃以上，并且反应原料中废矿物油的比例最高只有30%、其它70%为清船油泥，根据我们在镇江地区进行的调查清船油泥的收购价格就要达到4500元/吨，而得到的产品沥青的价格也就在4500元左右、改性沥青的价格在6000元/吨左右。
（8）目前膜分离废油再生工艺技术主要来自于香港正昌集团的振动膜技术和深圳森科妍科技有限公司的纳滤膜技术。该两种膜分离技术虽然工艺简单、操作温度低、运行成本低，但是就国内的使用情况看，该技术不成熟、应用范围小、投资非常大（10000万吨的规模，投资至少1000万以上），膜的使用寿命短、更换成本高，工艺的核心部件振动膜或者纳滤膜为其公司垄断销售，国内还没有找到其他的代理产品。
（9）分子蒸馏再生基础油工艺主要是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。当废润滑油沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，分子从液面逸出后移动距离不同，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，可将基础油从废润滑油中分离出来，再通过脱色、过滤等手段进行精制，生产出合格再生基础油。该工艺技术先进成熟、对原料的适应性强、国内应用的厂家比较多、环保安全符合国家相关政策，是国家重点扶持项目技术。关键的问题就是如果操作不当，会造成最后一级分子蒸馏堵塞，为了防止此状况的发生，我们采用先进的控制手段，优化控制系统，增加装置的检测点，选择高精度的检测仪表等，来提高装装置的自动化水平和运行的稳定性。
对废矿油进行有效再生利用，不仅可以防止环境污染，而且可缓解资源的消耗。同时，现在的废矿油大都由个体业者进行回收、再生，因此处理分散，难以管理，除了个体业简陋的生产工艺对环境产生的污染外，很多不合格的再生油品也以次充好进入市场，这也是伪劣油品来源之一。因此，建立较大规模的废矿油集中再生利用设施，不仅可以避免分散处理产生的一系列问题，而且由于规模化而可获得更好的环境效益，降低再生成本，提高再生产品质量。
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