溶剂精制法回收废润滑油

l24 石 油 与 天 然 气 化 工 CHEMICAL ENGINEERING OF OIL& GAS 溶剂精制法回收废润滑油 莫娅南 郭大光 张延雪 (辽宁石油化工大学石化学院) 摘 要 用 乙醇、糠醛、N一甲基吡咯烷 酮(NMP)在 不同剂油比、不同温度下对废润滑油 中的 润滑油馏分进行溶剂精制。结果表 明，选用 乙醇 、糠醛、NMP抽提时，剂油比分别为 2、1。5、1时回 收油粘度指数最佳。通过对溶剂比与能耗的考察，得 出溶剂精制的最佳工艺条件为：NMP抽提剂 油比为 1，精制温度 为 60~C。在此 工艺条件 下，回收 油的性质为 ：粘度指数 为 104．60，折 光率为 1．460 6，凝点为 一17℃ ，色度 为 1．0，达到 QSHR001—95HVI标 准，润 滑 油 馏 分 的 回收 率 为 93．19％ 。 关键词 废润滑油 溶剂精制 乙醇 糠醛 N一甲基吡咯烷酮(NMP) 润滑油在使用过程中，由于外界污染物侵入 ，自 身氧化变质，导致其性能逐渐下降，最终不能使用而 成为“废油”。有数据表明，一桶废油如果流入江河 湖海能污染 35 km 水面。然而实际上，废润滑油中 变质成分仅 占少部分 ，其主体仍为基础油，只要采取 措施把废油中的机杂 、水分 、金属末 、油泥、胶质 、酸 性物质、沥青质、残余添加剂等去除，恢复其基本性 能 ，就可以重新达到基础油 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。随着能源的枯竭 、 成品油价的不断上涨及废润滑油对环境产生 日趋严 重的污染问题 ，废润滑油的再生，等于即增加了成品 油的产量 ，又减少了废油所造成的污染 ，这无疑带来 了较好的社会效益和经济效益 ’ 。 溶剂精制 的方法处理废润滑油有许多优点 ，不 仅消除了传统 的硫 酸处理工艺带来的污染 问题 ，而 且工艺简单、操作简便灵活、效率高，再生油质量好， 能接近润滑油基础油质量标准 。目前，用于润滑 油基础油精制的溶剂主要有糠醛和 NMP。虽然糠 醛的热稳定性较差 、易氧化为糠酸 ，腐蚀设备 ，但糠 醛的精制效果较好、价格较低，所以在工业上应用广 泛 。NMP不但具有化学稳定性及热稳定高 、选择 性高等优点，并且其毒性小，被推荐为绿色溶剂 。 所 以在实验研究废润滑油 回收时，也考虑采用糠醛 和 NMP进行溶剂精制。 1 实验部分 1．1 实验试剂及仪器 主要试剂：95％乙醇(化学纯)、糠醛(分析纯)、 N 一 甲基吡咯烷酮(简称 NMP，分析纯)。主要仪 器：HDM一1000调温恒温电热套(常州国华电器有 限公司)、2XZ一1型旋片式真空泵、$501型超级数 显恒温器(辽阳博大科学仪器有限公司)、D一7401 型电动搅拌器(天津市华兴科学仪器厂)、23支组密 度计(沈阳市卫工玻璃计器厂)、BF一03A运动粘度 测定器(大连北方分析仪器厂)、阿贝折光仪(常州 国华电器有限公司)、SYP1013石油产品色度测定器 (上海第四石油机械厂)。 1．2 废润滑油的性质 废润滑油的性质如表 1所示，废 润滑油来源于 抚顺汽车维修厂。 凝点 40~C粘度 100~C粘度 ℃ mm ／s mm ／s 一 22 67．24 l0．03 粘度指数 折光率 l33．22 1．4645 1．3 实验流程 废润滑油即废内燃机油经自然沉降去除机械杂 质后进行实沸点蒸馏 ，取 350~C～450~C之问的润滑 油馏分进行实验研究 。向润滑油馏分 中加入不 同剂 嚣 维普资讯 http://www.cqvip.com 第36卷 第2期 溶剂精制法回收废润滑油 125 油比(质量比)的乙醇、糠醛或 N 一甲基吡咯烷酮， 在不同的温度下加热搅拌一定时间。将加热后的混 合液倒入分液漏斗进行分层，并取上层精制油进行 减压蒸馏 ，蒸除油中的溶剂 ，得到回收油，见图 l。 机械杂质 r-．水和汽油 睿 —-．袅箨J— 蒸馏—十润滑油馏分— 溶剂抽提— 回收油 胶质、沥青质和其他杂质 2 实验结果与讨论 2．1 剂油比对回收油性质的影响 2．1．1 剂油比对粘度和粘度指数的影响 溶剂精制法 回收废润滑油中 ，剂油比是对废润 滑油回收影响较大的一个 因素 ，而粘度和粘度指数 是润滑油质量标准中的重要项 目。粘度的大小反应 了润滑油中多环短侧链芳香烃和胶质等非理想组分 含量的多少 ，而粘度指数的大小是润滑油粘温性 能 好坏的体现。实验结果如图 2～图4所示。 善 ^ 挚 一 善 ^ 槊 2 剂油比 图2 剂油比对40~C粘度的影响 剂油比 图3 剂油比对100℃粘度的影响 用乙醇精制废润滑油时 ，回收后的油无金属光 泽且乙醇与废油互溶不易分离；而用糠醛和 NMP精 制时 ，回收后的油品光亮且较易在常温下分层。 寮； 霉 纂 剂油比 图4 剂油比对粘度指数的影响 由图2、图3的结果可知，采用三种溶剂进行精 制后 ，回收油的粘度随剂油 比的增大先减小后增大 ， 粘度减小说明精制去除了大部分多环短侧链芳香烃 和胶质等非理想组分，而变大说明精制程度变深，去 除了包括降凝剂等还没有变质失活的添加剂。 由图 2到 图 4的实验结果可见 ，乙醇、糠醛 和 NMP分别在剂油 比为 2、1．5、l时 ，粘度最 小、粘度 指数最大，说明在此剂油比下的精制效果最佳。 2．1．2 剂油比对回收油其他性质的影响 精制方法 O ． 5 乙醇精制 1．4649 糠醛精制 1．4610 NMP精制 1．4618 不同剂油比时的折光率 l 1．5 2 2．5 3 1．4647 1．4645 1．4644 1．464l 1．4640 1．4608 1．4605 1．4602 1．4600 1．4599 1．4606 1．4600 1．4596 1．4590 1．4589 由表 2结合 回收油的粘度和粘度指数的数据可 知 ，乙醇在不同剂油比时的回收油凝点较低 ，粘度较 大，粘度指数较小，这是因为乙醇精制不完全，没能 去除全部的不理想组分如降凝剂等添加剂而影响回 收油 的粘度。而糠醛和 NMP精制 只有在剂油 比分 帅 诣" ”¨弛 如 " ” 维普资讯 http://www.cqvip.com 126 石 油 与 天 然 气 化 工 CHEM JCAL ENGINEERING OF OIL& GAS 2007 别为 1．5和 1时凝点较低，说明精制效果比乙醇精 制法好。 精制方法 。 ． 不同 5 1 眦 时的 1．5 色度 2 ’GB65 2 4 ． 0 5 色 乙醇精制 6．0 5．5 5．5 4．0 4．0 4．0 糠醛精制 2．0 1．5 1．25 1．25 1．25 1．25 NMP精制 1．5 1．0 1．0 1．0 1．0 1．0 由表3、表4可知，随着剂油比的增加，折光率 和色度逐渐降低。相同原子数的不同烃类，芳烃的 折光率、色度都大于烷烃，所以油品的折光率、色度 越小 ，润滑油非理想组分含量就越低 。 2．1．3 剂油比对回收率的影响 本实验中的回收率是指对废润滑油中的润滑油 馏分进行精制的回收率。由图 5的回收率数据可 知，随剂油比的增大回收率是逐渐降低的，其中乙醇 精制的回收率较高，糠醛次之，而 NMP精制的回收 率较低。这说明随剂油比的增大精制的程度是变深 的，NMP精制的程度最深，去除的多环短侧链芳香 烃和胶质等非理想组分也最多。 醉 曰 O．5 1．O 1．5 2．O 2．5 3．O 剂油比 图5 剂油比对回收率的影响 2．2 温度对回收油粘度指数的影响 温度是对精制结果影响较大的因素之一，而粘 度指数和色度是指示润滑油性质的两项重要指标， 故实验考察 了温度对润 滑油粘度指数和 色度的影 响。由2．1实验结果可知乙醇的选择性不佳，精制 的效果较差 ，回收油的品质也不好 ，所以只对糠醛和 NMP精制过程中的温度因素进行考察。 2．2．1 精制温度对粘度指数的影响 由图6的实验数据可知，糠醛和 NMP精制温度 分别在 80~C和60~C时，回收油的粘度指数最佳，且 NMP精制油的粘度指数略高于糠醛精制油。可见， 达到 同样的回收效果 NMP精制所需的能耗较低 。 1O7 1O6 釜 ； 1oo 99 温度，℃ 图6 精制温度对粘度指数的影响 2．2．2 精制温度对色度的影响 由表 5可知，色度随精制温度升高是先增大后 减小的，说明升高温度有利于对废油中非理想组分 的去除，从而改善回收油的质量。但是当温度达到 一 定程度以后，非理想组分在溶剂中的传质性能将 对温度不再敏感 ，继续升温 ，回收油的色度将不会再 明显的改善 。当温度过高时色度变差，可见温度 过高不仅浪费能耗还不利于非理想组分的去除。 色 度 GB6540色号 50 糠醛精制 1．5 NMP精制 1．5 精制温度，℃ 60 70 8O 9O 1OO 1．5 1．5 1．5 1．5 3．0 1．O 1．O 1．0 1．0 1．5 NMP精制油的最佳色度优于糠醛精制油，且同 温度下 NMP精制油的色度均优于糠醛精制油。综 合粘度指数的数据可知，糠醛精制和 NMP精制在温 度为 80℃和60℃时精制效果是最好的。 2．2．3 精制温度对回收率的影响 由图7可见，温度对回收率的影响不大。糠醛 精制的回收率虽然偏高，但糠醛精制的效果没有 NMP精制的效果好，而且达到同样的精制效果糠醛 精制的剂油比较大，所需的能耗也较高。 许 曰 温度，℃ 图7 精制温度对回收率的影响 (下转第 134页) 维普资讯 http://www.cqvip.com l34 石 油 与 天 然 气 化 工 CHEMICAL ENGINEERING OF OIL& GAS 2007 增大；随着坑蚀深入，坑内反应成为主要的腐蚀反 应 ，使 R 减小而导致 R 减小。 参 考 文 献 1 张启阳．镍磷镀层在胜利油田的应用．油气 田地面工程 [J]， 2006，25(3)：47 2 朱一民，王雅静，李纪宁，王一女．非晶态镍磷 一镍钨磷双层组合 镀层的耐蚀性能研究[J]．化学研究与应用，1998，10(6)：653～ 656 3 叶春艳，王占榜，严密林，李平全．油套管钢化学镀 Ni—P的抗 cO2腐蚀性能[J]．腐蚀科学与防护技术，2005，17(7)：255～257 4 周爱生，王晓明，秦献珍．化学镀 Ni—P合金镀层的耐蚀性试验 [J]．山东电力技术，2005，3：6～8 5 罗守福，陈品金，王 军．化学镀 Ni—P X射线衍射研究[J]．理化 检验—— 物力分册 ．1994，30(4)：22～26 6 刘定福．化学镀 Ni—P合金耐蚀性的影响因素[J]．电镀与环 保，1999，19(3)：15—18 7 Bruno Yeum．Tutorials — Mechanism Analysis．EChem Software． May 15，2003 8 曹楚南，张鉴清．电化学阻抗谱导论[M]．科学出版社．2002 作 者 简 介 卢长安 ：男，生于 1980年，福建尤溪人，硕士研究生，从事腐蚀 与防护研究。E—mail：Luchangan@163．com 收稿 日期：2006—10—08 收修改稿：2006—11一l4 编 辑 ：冯学军 (上接第 l26页) 3 结束语 (1)回收后 的润滑油可以达到我国润滑油基础 油的 QSHR 001—95标准中 HVI标准 ，添加适当的 添加剂后可作为成品油继续使用。 (2)采用 NMP溶剂精制废润滑油无论是剂 油 比还是精制温度均低于糠醛，说明 NMP用于废润滑 油精制具有 良好的溶解能力和选择性且能耗较低。 (3)实沸点蒸馏后余下的胶质和沥青质等重质 馏分可以做沥青原料 ，或作为催化裂化原料用于生 产高粘度的润滑油。 (4)精制后的溶剂经蒸馏后可回收继续使用。 参 考 文 献 1 唐光阳，施跃坚，刘满红．废润滑油的回收工艺初探[J]．云南师 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