一种废矿物油用于制备润滑油的再生基础油处理工艺

技术领域

本发明涉及废矿物油回收技术领域，尤其涉及一种废矿物油用于制备润滑油的再生基础油处理工艺。

背景技术

废矿物油是国家明文规定的危险废物，若不能将其规范处理，会造成严重的环境污染。废矿物油是指从石油、煤炭和页岩油中提取和精炼，在加工和使用过程中因杂质污染、氧化或热分解等外在因素作用导致其原有的物理和化学性能变化，不能继续被使用的矿物油。废矿物油主要包含工矿企业的机械设备、动力装置、运输设备、电器设备及金属加工业用过后更换下来的废润滑油、机油、液压油、变压器油、防锈油、溶剂油等，以及交通运输工具(汽车、火车、船舶、飞行器)用过后更换下来的废润滑油、废机油等。经过多年的发展，市场上已形成多种废矿物油再生工艺。

废矿物油脱水和脱轻烃后所形成的重干油需通过精馏的方式去除其中的焦质、聚合物以及其它有害杂质。传统的方式是通过减压精馏、萃取和白土脱色的方法，具体包括以下步骤：1、精馏法蒸：包括薄膜蒸发、分子蒸发以及高真空旋流蒸发。2、溶剂萃取：通过化学溶剂(2-甲基吡咯烷酮溶剂法)将毛油中的杂质在萃取塔内逆流而萃取进入溶剂内，然后再通过蒸发工艺将溶剂回收。回收需要在减压条件下，温度130℃以上。3、活性白土脱色：活性白土与毛油搅拌混合，然后压滤分离。

传统的处理方法存在以下缺点：1、废油减压精馏受高温时间长，会产生更多的沥青且精馏后的毛油与沥青无法分离，易结焦聚合，造成毛油内在质量差，精制困难。2、化学溶剂萃取：投资大，能耗和溶剂成本大，操作复杂。3、活性白土的精制效果差，易出现返色现象。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种废矿物油用于制备润滑油的再生基础油处理工艺，使脱水脱轻烃后的重质干油中的毛油和渣油颗粒高效分离，可高效再生废矿物油，得到的基础油品质高，质量符合国家标准，应用领域广泛。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述废矿物油再生润滑油基础油的处理工艺，包括以下步骤：

1)废矿物油经脱水、脱轻烃后得到重质干油；

2)重质干油经闪蒸、分离后得到渣油颗粒和气相毛油；

3)气相毛油冷凝后经脱色、压滤得到基础油成品。

所述步骤2)中对重质干油闪蒸采用的设备为等离子体管式反应器，分离采用的设备为旋风分离器。

所述等离子体管式反应器包括保温箱体，所述保温箱体与空气燃烧器通过循环管路相连，所述保温箱体内设置有盘管组，所述盘管组的入口管径大于出口管径。

所述盘管组包括进液管道、出液管道及之间连接的多组盘管，所述进液管道的管径大于所述出液管道的管径，多组盘管的管径沿着液体流动方向逐渐减小。

所述盘管组的入口管径为80～120mm，出口管径为30～70mm。

所述等离子体管式反应器热端热气入口的温度为680～720℃，热端热气入口压力为0.3～0.7bar，热端热气出口的温度为480～520℃。

所述盘管组的入口温度为150～200℃，盘管组的入口压力为1～3bar，盘管组的出口温度为400～450℃，盘管组的出口压力为0.3～0.5bar。

所述旋风分离器的热端热气入口和出口温度均为400～450℃，分离压力为0.02～0.05bar，旋风分离器底部吸收残余物的温度为180～220℃。

所述步骤3)中脱色采用的材料成分包括改性活性炭和活性白土，两者的重量配比分别为2.4～2.6％和4.8～5.2％。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过将废矿物油脱水、脱轻烃后利用等离子体管式反应器可使重质干油气化相变后膨胀提速，渣油(胶质、沥青质)颗粒均相、呈细微颗粒状分散于基础油气体之中(类似于等离子态)，最后气液两相以接近音速的速度从等离子体管式反应器中喷出、切向进入旋风分离器，可将粗润滑油在极短的时间内蒸出、分离，后处理精制脱色仅需要通过改性活性炭和活性白土相混合、压滤后即可得到成品基础油，可使废矿物油高效再生，而且生产成本低，得到的基础油品质高，质量符合国家标准，应用领域广泛。

2、本发明在对废矿物油进行闪蒸分离前进行脱水、脱轻烃处理，脱轻烃处理后产生副产物柴油，可以回收再利用，进一步提高了废矿物油的回收利用率。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明中使用的等离子体管式反应器的外部结构示意图；

图3为图2中等离子体管式反应器的内部结构示意图；

上述图中的标记均为：1.集装箱，2.安装壳体，3.保温层，4.支撑架，5.盘管组，6.热风分配管道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明具体的实施方案为：如图1~图3所示，一种废矿物油用于制备润滑油的再生基础油处理工艺，包括以下步骤：

1）废矿物油经脱水后蒸出废水，蒸出的废水送至废水处理装置；再脱轻烃得到重质干油，得到的副产品柴油向外出售；

2）重质干油经等离子体管式反应器闪蒸、旋风分离器分离后得到渣油颗粒（包括沥青）和气相毛油。

其中的等离子体管式反应器包括保温箱体，保温箱体包括集装箱1和安装壳体2，集装箱1和安装壳体2之间设置有保温层3，保温箱体与空气燃烧器通过循环管路相连，保温箱体内设置有多个支撑架4，可将盘管组5支撑定位，空气燃烧器产生的热气通入保温箱体内，可对盘管组5内的重干油进行加热，其中的循环管路包括与保温箱体相连的热风分配管道6，热风分配管道6包括沿着保温箱体的长度方向设置的主管道，主管道通过与之相通连的多个支管道与保温箱体相连以向保温箱体内部均匀通入高温气体，保证了盘管组5内的重干油受热的均匀性；

由于其中的盘管组5的入口管径大于出口管径，盘管组5的入口管径为80～120mm，出口管径为30～70mm，可使盘管组5中的重干油的基础油组分受热膨胀后高速喷出；该盘管组5包括进液管道、出液管道及之间连接的多组盘管，进液管道的管径大于出液管道的管径，多组盘管的管径沿着液体流动方向逐渐减小。

该等离子体管式反应器热端热气入口的温度为680～720℃，热端热气入口压力为0.3～0.7bar，热端热气出口的温度为480～520℃；盘管组5的入口温度为150～200℃，盘管组5的入口压力为1～3bar，盘管组5的出口温度为400～450℃，盘管组5的出口压力为0.3～0.5bar。

其中的旋风分离器外设置保温层，旋风分离器的热端热气入口和出口温度均为400～450℃，分离压力为0.02～0.05bar，旋风分离器底部吸收残余物的温度为180～220℃。

重质干油进入盘管组5内后，重干油受热后其中的基础油组分逐步气化，气化相变后由于盘管组5的作用使物料膨胀并提速，渣油(胶质、沥青质)颗粒均相、呈细微颗粒状分散于基础油气体之中(类似于等离子态)，最后气液两相以接近音速的速度从盘管组5中喷出、切向进入旋风分离器，在旋风分离器中，因为离心力的不同，渣油颗粒(沥青)被器壁捕集下落至底部收集罐，基础油有效气组分通过上升管从顶部分离出来。

3)气相毛油冷凝后经脱色、压滤得到基础油成品向外销售，压滤得到的废滤渣焚烧。其中，脱色采用的材料成分包括改性活性炭和活性白土，其中的改性活性炭和活性白土均为现有的材料，其中的改性活性炭可按照CN105032353B中的制备方法制备得到，其中的两者的重量配比分别为2.4～2.6％和4.8～5.2％。可采用二级脱色和二级压滤的方式而得到高品质的符合国家标准的基础油成品。

综上，本发明由于通过等离子体管式反应器闪蒸时间短，并使用旋风分离器分离焦质沥青，从而使后处理精制脱色只需要通过改性活性炭+白土法即可获得合格产品。而国内普遍采用的减压蒸馏法需要通过投资大、成本高的2-甲基吡咯烷酮溶剂法方能得到合格基础油。因此，本发明使脱水脱轻烃后的重质干油可将毛油和渣油颗粒高效分离，回收成本低，可高效再生废矿物油，得到的基础油品质高，质量符合国家标准，应用领域广泛。

以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。