废矿物油的处理处置

1、废矿物油的处理处置Vo1.24,No.122006年12月中国资源综合利用ChinaResourcesComprehensiveUtilization环境保护废矿物油的处理处置廖蔚峰,慎义勇(深圳市危险废物处理站,广东深圳518049)摘要:分析了废矿物油的产生原因及危害性.对废矿物油的再净化工艺,再精制工艺厦再炼制工艺进行了较为详细的介绍.关键词:废矿物油;再净化工艺;再精制工艺;再炼制工艺中图分类号:X327文献标识码:A文章编号:10089500(2006)120017-04DisposalofWasteOilLWeng,ShenYiyong(ShenzhenHazardousWaste

2、TreatmentStation,Shenzhen518049.China)Abstract:Theproductionofwasteoilanditsdetrimentalityareinvestigated,andthedetailintroductionaboutreclamation,reprocessingandrefiningprocessofwasteoilarealsogiveninthispaper.Keywords:wasteoil;reclamationprocess;reprocessingprocess;refiningprocess1废矿物油的成因矿物油是目前人类最

3、为广泛使用的化石能源,使用过程中由于受以下因素影响,矿物油则成为了废矿物油.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.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.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.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.

4、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.2废矿物油的危害性废矿物油除了失去原来优良的工作性能外,通常长期处于高温环境,或受杂质催化氧化作用,废矿物油中会产生许多对人体有严重危害作用的物质.如3,4一苯并芘(PAH)等多环芳烃,它们具有强烈的致癌作用;含氯的多环芳烃如多氯联苯(PCB),对人体也有强烈的毒害作用(对肝功能损害尤甚).废矿物油中还含有为改善油料性能而添加的许多重金属添加剂及含氯,硫,磷的有机物,这些都是对生态环境及生命体具有严重毒害性的物质.为此,国家环保总局在1998年1月4日颁布的国家危险废物名录将废矿物

5、油列入危险废物的第八类(共47大类),可见废矿物油危害的严重性.3废矿物油的处置方式国外所采用的废矿物油处置方式大致可概括如下:丢弃:对于少量的废油,人们往往把它倒入下水道,野外空地,河流,垃圾箱中.倒入水中的废油最终会污染江河,除了废油中有害物质对生态的负面影响外,污染油覆盖水面阻止水中溶解氧与大气的交换,影响龟类,贝类及水生植物的收稿日期:20061010作者简介:廖蔚峰(1966一),男.1988年毕业于武汉大学,高级工程师,发表论文十余篇.研究方向:精细化工和环保技术.一17环境保护中国资源综合利用第12期正常生活.'焚烧:一般直接作为燃料,该处理方法燃烧尾气中含有大量重金属氧

6、化物及燃烧不完全而生成的多环芳烃氧化物,会对空气产生严重的污染.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.燃烧对于机油类废油不是适当的处理方法.再生利用:从废油的组成看,变质物和杂质在废油中只占少部分,大约为1%-25%,其余99%75%都是有用成分.因此,废矿物油只要经过一定的处理,就可以再生成为有用油.国家环保局发布了危险废物污染防治技术政策,其中明确指出:对于废矿物油类,禁止将废矿物油任意抛洒,掩埋或倒人下水道及用作建筑脱模油,鼓励采用新技术对废油进行同收利用.4废油再生处理技术现状4.1废矿物油的收集和储存废油的收集和贮存是废矿物油处置的重要环节,收集储

7、存工作合理不仅可以防止废矿物油流失,而且能降低成本,有利后续的冉生过程和提高再生油的品质.为了切实做好废油的收集储存工作,收集,贮存时应注意:将同一品种,不同牌号的废油收集在一起,不要和其它油品昆存,有条件的最好按不同品种,不同牌号分别回收及存放.把污染程度不同的废油或混有乳化油的废油分别回收,不要?昆存.将洗涤油品和设备废油分别回收.将高级润滑油,专用油品和普通润滑油分别回收.回收,贮存容器保持清洁并带盖子,防止混入水和杂质.为了方便沉降,储存器最好带有加热装置;为方便排出沉降物(水和污物),容器底部最好做成网锥形,并带有阀¨.储存温度以一20+30oC为宜,远离火源,避免阳光直射

8、,防止油品氧化.存有废油的容器不要随便移动,以便更好地沉淀;不要经常搅动已沉降下来的废物;抽取废油时,最好用手动液压泵小心抽取.4.2废油再生技术我国过去将这方面的技术简单分为再牛及简易再生两类.再生工艺包括:硫酸一白土工艺,蒸馏一白土工艺,蒸馏一硫酸一白土工艺;简易再生工艺包括脱水杂(沉降,沉降一离心,沉降一一18一过滤,离心,过滤,闪蒸一过滤等),脱气,水洗,絮凝,吸附精制等.前者适合专业厂,后者则主要是使用单位自行再生.,近年来,国际上将废油再生T艺分为三类:第一类叫再净化(Reclamation),相当于简单再生工艺,包括沉降,离心,过滤,絮凝这些处理步骤,可一个或几个步骤联用,主要除

9、去废油中的水,一般悬浊杂质和以胶态稳定分散的机械杂质.第二类叫再精制(Reprocessing),是在前一步的基础上再进行化学精制和吸附精制,可以再生得到金属加工液,非苛刻条件下使朋的润滑油,脱模油,清洁燃料,清洁道路油等.第类叫再炼制(Refining),是包括蒸馏在内的再生过程,如蒸馏一加氧,可以生产符合天然油基本质量要求的再生基础油,调制各种低,中,高油品,质量与从天然油中生产的油品相似.4.2.1废油的再净化工艺(1)沉降是利用水,金属杂质等与油的密度差别进行分离的方法.密度差别越大,沉降就越容易;油的粘度,密度越大,沉降就越困难.因此对重质油应适当加热,降低其粘度和密度从而有利于沉降

10、.但加热温度不宜太高,若超过100oC,不仅油易氧化,颜色加深,质量变差,而且水会沸腾,不利于沉降.所以一般以80-90cc为宜.由于沉降罐越高,杂质沉降到罐底的时间越长,因此罐子最好设计成直径犬高度低的扁圆形;为加速极细小的铁微粒的沉降,丁以在罐底加装永久磁铁和电磁铁.在沉降时,冷却到3040oC后,由沉降罐的锥形底将水分和杂质放出,并取油样于玻璃片上,在光线F观察,如果仍发现浑浊或其它机械杂质,必须重新加热,继续沉降.(2)离心分离也是利用体系中组分密度差别进行分离的方法.区别在丁沉降依靠的是重力作用而离心分离利用的是高速旋转时产生的离心力作用.一个半径为0.09Ill,转速为4000r/

11、rain的离心机中,水杂与油的分离速度是自由沉降速度的400倍.对于常用的分离机(直径较大,转速较慢,一次处理量大)和离心机(直径较小,转速较高,处理迅第12期磨蔚峰等:废矿物油的处理处置速),可以根据实际需要灵活选用在滑油处理方面,离心分离机进行连续净制应用极fr.为了降低油的粘度,使油的流动性较好,并促使油水的分离,提高分离效果,在使用离心机之前,应对污油适当加热,一般加热至5060,也有到7O80的.(3)过滤是驱使含有固体悬浮杂质的液体通过多孔性过滤材料,使固液分离的方法.过滤材料有金属丝网,编织物,毛毡,厚纸板,滤纸等,可根据需要脱除的组分和阻力大小进行选择.一般来说,滤纸,纸板,紧

12、密织物等过滤孔道小于被滤出颗粒的平均直径;毛毡,石棉纤维等的过滤孑L道则大_r被滤出颗粒的平均直径.有的杂质是能被滤出的,如油开关中的废油含自'许多胶粒大小的碳物质,几乎能穿透所有过滤层.为r改善过滤速度,通常有两种办法:(1)加热(降低油料粘度,增加流动性);(2)加入助滤剂(一般是白士)(吸附细小杂质,减少对过滤孑L道的堵塞).对于废变压器油过滤温度为4O7O;车用机油宜在90100过滤;柴油机机油应在11O左右过滤,最高不要超过130oC,以免油的过度氧化及过滤介质的老化.(4)絮凝废油中以胶念分散的固体颗粒,简单地以沉降,离心,过滤于段是无法分离的,这时可以加入絮凝剂使细小的胶

13、体颗粒凝聚成大的颗粒,通过'?)C降或离心达到分离的日的.若油的变质程度深,使用条件又不太严格,可以简单地采用絮凝的再生方法.常用絮凝剂有磷酸三钠,碳酸钠,硫酸,水玻璃,氯化锌,氯化铝等.其中,硫酸是最有效的絮凝剂,fI能使用于含水量大于1%的废汕;磷酸t钠和碳酸钠适合于变质和污染程度不高的油,盘II果含水量大于5%,就需要适当枷量.埘_J:酸性絮凝剂,分离除污后,必须川上处理,或背用碱性絮凝剂再处理-一次;对于碳酸钠和水玻璃这样的碱性絮凝剂,使用之后必须水洗,以去除残留的少量游离碱.另外电有使用有机絮凝剂的,如PAM,烃基季胺盐等,不过成本较高,使用相对较少.环境保护4.2.2废油的

14、再精制工艺再精制是废油脱水杂或脱水杂后进行化学处理或物理化学处理,除去溶解在废油中的氧化产物或外来污染物的工艺.(1)硫酸一白土工艺在再精制工艺中,最具代表性的足硫酸一白土工艺.由于其副产大量酸渣,污染环境,国家环保总局已明文下令禁止使用此工艺.目前的许多方法实际上只是在陔法基础j_的改良,比如使酸渣进行循环使用,改变硫酸的加料次数等.硫酸可以去除废油中的氧化物,酸性物质,以及使用过程中产牛的沥青质,焦质等.作为极有效的脱硫剂,质量分数大于93%的硫酸能把废油中的硫醇,噻吩,环状硫等较彻底地除去;硫酸还有利于絮凝过程.根据油品的不同和质量的差异,处理时选择不的硫酸用最,一般选用浓度为92%98

15、%的硫酸.酸浓度低,难以与废油中的硫化物和芳烃反应;浓度高于98%,冬季时凝固点太高,不方便使用.酸用量一般为4%12%,可以分l2次加入(对于水含量较高的体系).此种精制方法在精制过程中会产生大量酸渣.油越粘,残留的酸渣越多,并且还有较高的残留酸度,因而往往需要加入白土进行助凝和吸附,必要的时候,需要碱洗,有时甚至需要空气吹脱油中残留的二氧化硫,然后再用白土或碱处理.分出的酸渣及白土必须进行合适的处理,它不仪释放出具有强烈刺激的二氧化硫气体,其中还有许多口I溶性物质会严再污染环境.(2)有机溶剂工艺在冉精制工艺巾,还可利用有机溶剂代替硫酸处理废油,这样可以减少对环境的污染,是目前采用的无污染

16、精制工艺的重要手段.使用比较多的如:用丙烷等小分子烃沉淀出废润滑油中相对分子质量高的杂质分子(丙烷能溶解相对分子质量高的物质,而能溶解相对分子质量在润滑油范围内的烃及更小的分子烃);使用糠醛等极性溶剂溶解抽提出芳烃和极性物质(相似者相溶),以及使川小分子醇酮等极性溶剂,使灰分生成物及添加剂被絮凝除去等.(3)静电净油法一19环境保护中国资源综台利用第12期该法为20世纪70年代发展起来的较理想的净油技术.高压静电过滤的先进之处在于静电沉降对油产生了两个方面的作用:一是对油中杂质产生絮凝作用;二是在油水乳化的情况下进行破乳.并且纳垢容量大,处理杂质范围宽,不仅能吸附微粒污染物,滤除小至0.01m

17、的颗粒杂质和微量水分及微小气泡,同时对油中的添加剂无不良影响,还可以去除堵塞滤油器的油泥之类的物质.与空气静电除尘的区别在于不会击穿油的安全电场,即不会使油离子化而改变其分子结构.这种设备处理量不大,主要适合于一般厂家对专用设备的高级油品进行批量处理.4.2.3再炼制工艺再炼制工艺是包括蒸馏在内的工艺,能脱除废油中的全部添加剂及变质产物和外来杂质,得到与天然基础油相近的再生基础油.(1)蒸馏一加氢工艺(KTI工艺)现在世界上最大的最现代化的废油再炼制装置都是采用蒸馏一加氢工艺,如美国SafetyKleenCorp.新建的再生厂,德国的哈伯兰特公司的再生厂,加拿大的MohawkLubricant

18、sLtd.的再生厂等.其工艺特点是首先通过预蒸馏常压闪蒸脱水,再经过低真空度的薄膜蒸馏脱柴油,然后进入高真空薄膜蒸馏的第三段,并加氢补充精制.加氢补充精制也是精炼的一个重要手段.通过在200300cI=,20多个大气压下的催化氢化,可以把油中剩下的硫,氧,氮杂质转变为烃类和易于脱除的水,氨,硫化氢.既降低了油品的酸度,也改善了油品的安定性和颜色.该法只适合于规模经济,它们的Et处理量一般都在数百吨.(2)蒸馏一白土工艺蒸馏一白土工艺也是在大型废油再生厂中应用较多的工艺,在规模较小的厂也有应用.废白土的环境问题比酸渣要轻微的多,是环境比较容易接受的工艺.其工艺特点是废油先沉降脱水杂,再经过常压闪蒸装置脱水脱轻油,然后进入薄膜蒸发器减压闪蒸.蒸出的油分用白土处理,油与白土的混合物升温至200,再过滤分离.香港Dunwell公司采用该工艺,其基本流程一20一为:先离心沉降脱去重金属,多氯联苯,大部分水和大固体颗粒,再蒸馏脱水(100cI=左右),再升温到160蒸出轻质粗柴油作为工厂锅炉燃料.转壁薄膜蒸发器(WFE)是精炼工艺的核心,夹在WFE反应器壁之间的高温热油升温至330-350oC,一个带有石墨刮刀的旋转装置紧贴着有废油的热圆筒内壁转动,再加上