废润滑油再生技术解析

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：可以通过离心分离、过滤脱除水分以及机械杂质和沉降的方法处理这种废润滑油，得到的产物就可以继续使用。对酸值较高的废油，白土对降低其酸值不大有效，达不到满意的再生油酸值。许多研究有报道，专注于研究润滑油的再炼制工艺，充分的分析和比较废润滑油再生技术的优缺点。当前，国内外对于废润滑油再生工艺如图7-1所示。

常规来讲，专业的再生厂生产出的再生润滑油应该做到和天然润滑油的质量几乎相同时，才能作为商品进入市场。再生工艺流程有很多，各适合于不同的情况，或复杂而完善，或简单而经济实用。根据废润滑油的变质程度和变质机理的不同，研究人员将废润滑油再生技术分为再净化工艺，再精制工艺和再炼制工艺

(一)废润滑油再净化工艺

一些废润滑油由于使用时间并不长，使用条件也并不苛刻，故而其基本理化性质变化并不大。对于这种废油，采用再净化工艺处理。可以通过离心分离、过滤脱除水分以及机械杂质和沉降的方法处理这种废润滑油，得到的产物就可以继续使用。

通常采用的物理分离方法有离心、蒸馏、沉降、水洗和过滤。

离心分离也是按两项的密度差进行分离的方法，其不同于沉降之处在于离心分离的推动力是高速旋转产生的离心力。离心力可有下式求出：

式中　m——旋转物体的质量，kg；

u——旋转线速度，m/s；

r——旋转半径，m；

F——离心力，N。

由式可看出，离心力与转速的平方成正比，离心的分离速度为自由沉降的几十倍甚至几百倍。

废润滑油的闪点和黏度相对于润滑油发生了很大的变化，为了保证其性质，就需要将其中含有的柴油、汽油等轻质杂质通过蒸馏的方法，将沸点比润滑油低的汽、煤、柴油蒸馏出来。为了除去废油当中的机械杂质和水分，常常才用沉降的方法，沉降的原理是因为废油和水中杂质的比重差别较大。当油中悬浮的机杂颗粒剂水滴的直径在0.05-10μm时，其沉降速度服从斯托克斯定律，用下式表示：

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式中　WO——颗粒及水滴的沉降速度，m/s；

D2——颗粒及水滴的直径，m；

d1——颗粒及水滴的密度，kg/m3；

d2——油的密度，kg/m3；

η——油的绝对密度，Pa·s；

g——重力加速度，m/s2。

相对于废油，机械杂质容易沉降，而且其颗粒越大、比重越大，机械杂质就越容易沉降；由于废油黏度相对较大，其沉降就相对困难，从而将油和杂质进行分离。某些废润滑油的黏度较大，不利于沉淀，可以适当增加温度，降低废油的黏度，达到快速沉降的目的。

废油水洗是为了除去水溶性氧化产物。这个过程常与离心方法合用，对于去除废油当中的低分子酸很有效果，并且还可以应用于汽轮机油的再生。过滤是在废油中去除固体杂质的有效手段，有些杂质的比重和废润滑油几乎相同，不能使用沉降的方法，遇到颗粒直径很小的杂质也不能通过离心的方法除去杂质，这时通过选择合适的过滤材料进行过滤，就可以完全除去固体杂质。

针对这一方面，国内外也有大量研究。日本研究院曾经提到，在离心机内使废机械油进行高速离心，可以有效地脱除水中杂质。在美国，通过旋风流动的容器分离加热后的废润滑油，可以使汽油及水汽化，并与废润滑油脱离。再通过过滤器过滤出废润滑油中的机械杂质。飞利浦净化废润滑油过程中，主要使用沉降离心机系统，处理酸泥过程中，通过固定床砂过滤工艺，生产出相对清洁的废润滑油。由于这种废润滑油中只存在唯一的通过物理分离就可分离的污染物，利用该方法对于废润滑油的颜色通常是没有明显的改善，因此在使用过程中有很多的限制。

(二)废润滑油再精制工艺

由于废润滑油的环境和工作因素各不相同，经过长时间的使用之后，润滑油的各种理化性质发生严重变质，并且影响正常使用性能，通过润滑油再净化工艺已经不能改善其各种性质，并且当废油中并不含需要通过蒸馏才能分离的杂质或轻质油品，并不需要加氢和蒸馏等操作时，需要使用废润滑油再精制工艺精制再生润滑油。废润滑油再精制工艺含有无酸环保再生工艺和有酸污染再生工艺两个发展方向。

通过使用硫酸以及大量的白土应用于再精制工艺中，将废润滑油精制再生得到的再生油与新基础油的质量大致相同。如果没有使用硫酸，也没有使用大量白土，一般的不到质量接近新基础油的产品，但却有保存废油中未消耗的添加剂的优点。可以不补充或少补充添加剂，就循环回去使用，或做原来的用途，或降级使用。这是比较适合小规模的再生厂的方法，也适合自用单位。

当废油氧化程度不深，并未产生许多氧化胶质使油色明显变深时，例如只是酸值升高并有酸性气体，而颜色还是黄的，这时就不必采取硫酸-白土法，而可以用碱洗、碱洗-吸附或吸附剂用量不很大的吸附精制。为了确保废油中的酚型抗氧剂在碱洗时不会因为碱溶液的存在，因为抽提而损失掉，可以通过弱酸性的碱金属盐配置碱性溶液碱洗废润滑油。可用的弱酸碱金属盐包括磷酸三钠、水玻璃、碳酸钠等。当废油的酸值较高时，有时直接去碱洗会产生乳化。如果遇到碱洗发生乳化的情况，可采取先吸附后碱洗的办法。先用2%活性炭与废油一起搅拌，吸附掉一些酸性胶质及分子较大的有机酸，过滤分离活性炭粉后，再进行碱洗。

采取碱金属的弱酸盐进行碱洗时，由于保留了废油中的酚型抗氧剂，所以碱洗油的抗氧化安全性一般是合格的，可不在增补抗氧剂。若碱洗后再用少量白土补充精致，则还可进一步降低其灰分、皂化值、并进一步脱色，还可改善抗氧化安定性及电气性能。对酸值较高的废油，白土对降低其酸值不大有效，达不到满意的再生油酸值。此时可采取氨活化的吸附剂，氨活化的吸附剂中含有吸附氨，所以有较高的中和能力，因此吸附剂的用量也可以降低。氨活化常用于硅胶，但对于硅酸铝和白土，同样也可以采取氨活化的办法。

(三)废润滑油再炼制工艺

在废油再生的过程中加入蒸馏及精制等复杂再生工艺称为再炼制工艺。经过多年探索，各国都有大量实验证实，虽然再炼制工艺技术很复杂，但再炼制工艺可以生产出质量最高，效果最优的润滑油，而且其可加工的原料范围很宽。处理工艺包括：硫酸-白土精制再生工艺、减压蒸馏-溶剂精制、加氢精制等。在回收的过程中，应根据所使用废润滑油的污染程度和原始来源来选择所需工艺。这就需要采取不同的工艺路线，提高再生油的化学性能。许多研究有报道，专注于研究润滑油的再炼制工艺，充分的分析和比较废润滑油再生技术的优缺点。

当前，国内外对于废润滑油再生工艺如图7-1所示。

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图7-1　国内外比较普遍的废润滑油再生工艺流程图

菲利普石油公司开发的PROP工艺再生的基础油，在调入SE级的添加剂配方之后，通过了SE/CC通用内燃机油的台架试验，而且组织了19辆客车及货车组成的车队，进行了一年半时间的行车实验，与天然润滑油进行对比，没有看出差别。PROP工艺流程图如图7-2所示。

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图7-2　PROP工艺再生废润滑油流程图

通过大量的事实证明，无论是传统的蒸馏-硫酸-白土工艺，或新开发的无污染再生工艺，都是可以生产出高质量的高档产品的。特别是常减压蒸馏-分子蒸馏-加氢工艺生产的再生基础油，在质量上至少不低于天然基础油。有材料协会提供的数百例市售的发动机数据，否定再生基础油配置的发动机油有不良结果，甚至这些再生发动机油质量还更为可靠。

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