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深度探索HW08废矿物油再生利用

时间:2019-08-08 09:10来源:未知 作者:htfeiyou.com 点击:

深度探索HW08废矿物油再生利用

矿物油是目前人类最为广泛使用的化石能源,在使用过程中成为废矿物油HW08,主要由于受以下因素影响:

  1. 被外来杂质污染:油在使用过程中,由于系统和机器外壳封闭不严,灰尘、沙砾浸入油中;也容易被各种机械杂质弄脏,如金属屑末、灰尘、沙砾、纤维物质等。

  2. 吸水:机械设备的润滑系统、液压传动系统或水冷却装置不够严密,使水流入油中。空气中的水分也能被油吸收,其吸水性随油温升高而增大。

  3. 热分解:当油和机械设备在高温下接触时,油会发生热分解,产生胶质和焦碳,导致油失去使用价值。

  4. 氧化:油在使用过程中发生化学变化的主要原因是空气的氧化作用,氧化会生成一些有害物质,如酸类、胶质、沥青等,使油颜色变暗,黏度增加,酸值增大,进一步会出现沉淀状的污泥。

  5. 被燃料油稀释:该类废油主要指内燃机润滑油,由于部分燃料油没有完全燃烧而渗入到润滑油中,使润滑油失去原有的润滑特性。

危害:废矿物油含有多种有毒性物质。实验表明,如果废矿物油内的有毒物质通过人体和动物的表皮渗透到血液中,并在体内积累,会导致各种细胞丧失正常功能,是公认致癌和致突变的化合物。随意倾倒和非法转移、倒卖废油,影响人体健康不说,还会给生存环境带来二次黑色污染,对水体和土壤造成严重污染,危害动植物生长和人类生存环境。如果把废矿物油倒入土壤,可导致植物死亡,被污染土壤内微生物灭绝。如果废矿物油进入饮用水源,1吨废矿物油可污染100万吨饮用水。

行业法规政策

2011年,环保部发布了《废矿物油回收利用污染控制技术规范》,规定了废矿物油HW08收集、运输、贮存、利用和处置过程中的污染控制技术及环境管理要求。

2015年12月,工信部发布了《废矿物油综合利用行业规范条件》、《废矿物油综合利用行业规范条件公告管理暂行办法》,指出已建废矿物油综合利用单个建设项目的废矿物油年处置能力不得低于1万吨(已审批的地方危废中心除外)。新建、改扩建企业单个建设项目年处置能力不得低于3万吨。

2017年,环境保护部办公厅函发布《关于废矿物油综合利用行业危险废物经营许可证核发有关问题的复函》:申请领取危险废物收集、贮存、处置综合经营许可证,应有与所经营的危险废物类别相适应的处置技术和工艺。鉴此,采用釜式蒸馏工艺的废矿物油综合利用企业不符合申请领取危险废物经营许可证的条件,不能颁发危险废物经营许可证。

       2017年2月,国家发改委发布2017年第1号公告,为贯彻落实《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,引导全社会资源投向,发改委同相关部门组织编制了《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》2016版。以下为废油再生列入国家战略性新兴产业重点产品和服务指导目录主要内容之一:废矿物油再生利用。包括废矿物油过滤与分离设备、减压蒸馏设备以及溶剂精制、加氢精制设备。

财政部《国家税务总局关于对废矿物油再生油品免征消费税的通知》,自2013年11月1日至2018年10月31日,对以回收的废矿物油为原料生产的润滑油基础油、汽油、柴油等工业油料免征消费税。

财政部、国家税务总局发布财税[2015]78号文《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》指出,利用废矿物油生产润滑油基础油、汽油、柴油等工业油料,增值税退税比例为50%。

废矿物油HW08的利用与处置方式

废矿物油利用和处置的方式主要有再生利用、焚烧处置和填埋处置,应根据含油率、粘度、倾点(凝点)、闪点、色度等指标合理选择利用和处置方式。

1. 再生利用:矿物油是不可再生资源,而废矿物油HW08其中变质的部分只有不到10%,废矿物油HW08可以生产用于工业动力的重质燃料油和润滑油基础油。重质燃料油主要用于船舶动力燃料,发电厂锅炉燃料;润滑油基础油根据其不同类别生产成品润滑油,价值很高。

2. 焚烧处置:不适合再生利用的废矿物油可进行焚烧处置,一般将废矿物油直接作为燃料,鼓励进行热能综合利用。但焚烧废气中含有大量重金属氧化物及燃烧不完全产生的多环芳烃氧化物,会严重污染空气,需进行进一步处理。其中有些重金属氧化产物以超微粒子存在,典型的如氧化铅,半衰期长达半年之久。所以,焚烧对于机油类废油不是最恰当的处置方法。

3. 填埋处置:无法再生利用或焚烧处置的废矿物油及废矿物油焚烧残余物应进行安全填埋处置。

废矿物油再生利用工艺

废矿物油HW08再生利用工艺主要包括预处理、再净化和再炼制三个阶段。

1. 预处理工艺:沉降、离心、过滤、絮凝(一个或几个联用)

该工艺大致相当于过去的简易再生技术,主要目的是脱去废油中的水、一般悬浊的机械杂质和以胶体状态稳定分散的机械杂质。

优点是设备简单、投资小、运行成本低;缺点是油品质量差,其中的废渣、絮凝物等会对环境造成二次污染。

2. 再净化工艺:预处理的基础上增加化学精制或吸附精制

在脱水或絮凝之后,再加白土精制或硫酸–白土精制,或化学脱金属、化学破乳等,生产金属加工液、非苛刻条件下使用的润滑油、脱模油、清洁的燃料、清洁的道路油等。

从目前环境保护为出发点,此工艺技术也存在较严重的二次污染问题,并且生产出的再生油品质量一般达不到新油标准。

3. 再炼制工艺:蒸馏加精制

(1)蒸馏–白土工艺;

(2)蒸馏–酸–白土工艺;

(3)蒸馏–溶剂精制工艺;

(4)蒸馏–加氢精制工艺;

蒸馏技术:比较原始的方式是采用釜式蒸馏,现在已经明令禁止基本被淘汰。目前,蒸馏过程中采用的工艺主要分为以下几种:

(1)降膜蒸发

废油从降膜蒸发器加热室上管箱加入,经液体分布及成膜装置,均匀分配到各换热管内,在重力、真空诱导及气流作用下,成均匀膜状自上而下流动。流动过程中,被加热介质加热汽化,产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室,汽液经充分分离,蒸汽进入冷凝器冷凝或进入下一效蒸发器作为加热介质,液相由分离室排出。

(2)刮膜蒸发

废油从加热区的上方径向进入蒸发器,经布料器分布到蒸发器加热壁面,旋转的刮膜器将物料连续均匀地刮成厚薄均匀的液膜,并以螺旋状向下推进。轻组份被蒸发形成蒸汽流上升,经汽液分离器到达和蒸发器直接相连的外置冷凝器;重组份从蒸发器底部的锥体排出,一般采用三级蒸发。

(3)分子蒸馏

当蒸发空间压力在10.2-10.4mmHg,冷凝表面靠近蒸发表面,其间的垂直距离小于气体分子的平均自由程时,从蒸发表面汽化的蒸汽分子,可以不与其他分子碰撞,直接在冷凝表面冷凝,通过此过程将废油中的基础油成分进行分离。

(4)汽提–常减压蒸馏

废油采用循环渐续式升温的形式,在达到一定温度后先进行汽提操作,脱除废油中的水分、轻组份、酸。汽提之后再进行升温后进入减压蒸馏装置根据废油中基础油成分的不同馏程进行分离。塔底的为渣油,可以直接出售,或者进行深拔、裂解生产燃料油等。

精制技术:基础油精制处理阶段的主要目的是去除基础油中的非理想组分、杂质等,经过精制的基础油可以作为最基本的产品进行销售或是经过适当的调和后销售。目前的精制处理主要为以下几种方式:

(1)酸碱洗+白土精制

利用浓硫酸的强氧化性将基础油中的杂质进行强制氧化处理后形成絮凝物进行沉淀分离,利用碱中和后添加白土进行脱色和过滤,最终得到精制后的基础油产品。由于污染大,产品损耗高,对操作人员身体健康具有较大危害,并且生产出的产品可调和性比较差,因此该工艺已经被禁止使用。但是目前来说很多的废油再生企业在没有替代工艺的前提下依旧在违规进行操作。

(2)溶剂精制

在溶剂精制过程中,选用的溶剂对废矿物油中的杂质和非理想组分的溶解度很大,而对油中的理想组分的溶解度则很小。通过液相萃取将非理想组分除去。常用的溶剂有糠醛、苯酚和N-甲基吡咯烷酮等。溶剂精制后的基础油再用活性白土进行吸附、脱色再精制得到基础油产品。

溶剂精制存在的问题是溶剂损耗大,基础油收率相对较低,基础油产品硫含量高。溶剂配方一直在改良,目前溶剂精制工艺较以前已经有很大的进步,溶剂损耗逐渐的降低,但是高含硫的问题一直没有有效的解决,纯物理的方法很难将其中的硫氮杂质进行脱除,需要配合一定的化学手段进行改进。

(3)加氢精制

加氢精制也称加氢处理,石油产品最重要的精制方法之一。在氢压和催化剂存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的质量。经过加氢精制后的基础油可以达到II类基础油的标准,产品价值得到最大提升。

加氢精制的工艺路线非常清晰,与常规的油品加氢精制没有太大区别。问题集中催化剂适应性及强壮性上,废油中的各种杂质对于催化剂的寿命影响非常大。在预处理阶段,通过一定的物理或化学手段将其中对催化剂有影响的杂质有效去除,这是保证加氢工艺成功的必要条件。

(4)其他精制:

以强氧化和吸附过滤的手段进行精制,目前最符合实际的是催化氧化法。应用气态和等离子态的氧化剂与基础油进行充分反应,使油中的游离态金属杂质、非金属杂质、硫、氮等非理想组分形成絮凝物或是胶质沥青沉淀物的形式与基础油进行分离,再经过过滤后得到质量高的基础油。该工艺投资小、设备简单,在未来可能会得到大范围的应用。

纵观国内外处理工艺历程,大致可将废润滑油再生的工艺技术分为以下几个阶段:
参照国际上对润滑油基础油分类方法,我国将基础油划分为:I类:中石化、中石油集团所属炼化企业采用“老三套”工艺生产;II类:采用全加氢(临氢催化、加氢精制、加氢裂化)工艺生产;III类:采用天然气等原料合成生产。

国家对于废矿物油HW08的处理工艺路线提出明确的要求:已建或新建的废油处理企业需要以溶剂精制和加氢精制为最终的产品路线,其他污染严重、存在重大安全隐患的工艺技术予以取缔。在主要的工艺路线确定的情况下,企业均应以此为基础进行工艺技术改进和研发。

目前,处理工艺最可能的发展路线为:循环加热–常减汽提–减压蒸馏–精制。此过程可以生产出高品质的Ⅰ类基础油,同时也可作为精制的优质原料生产高品质的II类基础油等高附加值产品

采用“第三代”工艺技术完全可生产出符合I类标准的基础油,而I类基础油在国际市场占有率为60%以上,国内市场占有率65%以上,是用量最大、应用最广泛的基础油;而且再生过程仅有少量的含油污水产生,基础油收率高、设备投资不大、工艺技术成熟、自动化程度高,是当前及今后我国废润滑油再生行业的主流工艺技术。

 

“第四代”加氢工艺技术目前在德国、美国有多家企业采用,但存在催化剂(昂贵)寿命短、生产周期短、对废油回收分类要求高、主体设备及附属设施投资巨大等特点;而且国内目前尚没有成熟、可靠的工业化运行装置,故在国内再生行业暂时难以快速推广。

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