江西科学新型絮凝剂再生废润滑油工艺研究熊洧熊道陵2(1赣州市第三中学,江西赣州34100Q 2江西理工大学材料与化学工程学院,江西赣州341000)工艺技术。结果表明,在添加量3%、反应温度80°C左右、反应时间30min搅拌速度200转/mil、恒温沉降温度80°C、沉淀时间20h的条件下有最佳的再生效果。试验表明,在该复合再生条件下,经过再生处理后的废油基本上达到了该级别新油的标准。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50864004);江西省教育厅科技资助项目(赣教高字石油产品在使用过程中常常产生一些废润滑油,主要是机械润滑过程中更换下来的废润滑油,如在传动、冷却、热处理等装置上换下来的废液压油、变压器油、淬火油以及大量的发动机器和洗涤机件的污秽油等。这些废油常作为无用的废物倒掉或被当成燃料烧掉,不仅对能源造成极大浪费,而且还对环境造成严重污染。因此对废润滑油进行再生有着十分重要的意义,首先是节约能源,变废为宝,有利于石油资源的充分利用,其次是有利于防止环境污染,避免土壤、水域受污染以及维护生态平衡等。其实,从润滑油劣化机理分析,绝大部分所谓废润滑油并未真正报废,油品的变质只是其中部分烃类,约占10% ~25%,其余大部分烃类组成仍是润滑油的主要粘度载体和有效成分,通过物理或化学的方法除去废油中变质污物和杂质,就能把废润滑油再生成质量符合要求的基础油,经调配添加剂后,就可以得到质量优良的成品油。废润滑油的再生率一般可达50%以上,1000kg原油只能提炼油300kg而1 000kg废润滑油可再生得700kg~ 900kg基础油。各种废润滑油的再生收率在70~90%.国外主要的再生工艺有MeinkenFP、SnanrprogettiKT1、DCH、DCH与搏厂联合工艺、BERC、Recyclon工艺等。国内比较成熟的废润滑油再生工艺有:蒸馏一酸洗一白土精制,沉降一酸洗一白土精制,沉降一蒸馏-酸洗一钙土精制,白土高温接触无酸再生,蒸馏一溶剂抽提一白土精制,蒸馏一糠醛精制一白土精制,沉降一絮凝一白土精制,蒸馏一白土精制等。如国内开发的各种系列的真空滤油机,对于劣化程度不是很深的废润滑油能得到很好地再生,但对于劣化严重的废润滑油并没有很好的效果。为此本研究通过大量的试验选取了一种效果比较好的絮凝剂,开发出了一种成本低廉、操作简单的再生工艺。
1废润滑油产生光安定性差的原因30多年来,国内外学者未能就废润滑油产生光安定性差的原因取得一致的意见,是由于氮化合物、重芳烃、部分饱和的多环芳烃以及非碱性氮化合物都对润滑油的光安定性有不同的影响。因此,润滑油光不安定产生的根源受到许多研究单位的重视,并不断有新的研究成果产生。关于废润滑油光安定性差的原因,主要有以下4种看法。
1氮化物是主要原因氮化物虽少(质量分数为5%左右),但却是很活泼的,极易通过自由基机理进行光引发的氧化作用,并进行缩合、聚合反应,最终生成不溶性沉渣,在油品色度的构成中却占相当大的份额(89%~ 2重芳烃是主要原因由于处理润滑油光照后产生的沉淀主要是不溶于己烷的浙青质,且其碳氢质量比与油品色谱分离出来的重芳烃的碳氢质量比相似,所以认为重芳烃使得处理油的光安定性差。四环芳烃含量高、芳烃侧链平均较短的基础油,在光照过程中较快地产生沉淀。
部分饱和的多环芳烃,如三环、四环芳烃热氧化安定性最差,且对紫外线敏感,极不稳定,使油品变色甚至产生沉淀。
4非碱性氮化合物是主要原因润滑油光照后生成的沉淀除了含有一定数量的氮,还分离出了含硫化合物、碱性氮化合物和非碱性氮化合物3种组分。因此认为润滑油的变色可能是这些复杂分子氧化的结果。
2试验1试验原理絮凝剂作用原理:该絮凝剂除具有一般絮凝剂的作用外,关键是其特殊的氨基基团,能够使废油中的氧化物钝化,同时通过其吸附架桥、网捕作用把废油中的积炭、颗粒、胶泥等缠绕包裹起来,在外界提供的动力情况下脱稳沉淀下来。
2试验材料废润滑油样品:赣州市某汽车维修服务有限公司提供;絮凝剂:具有聚氧乙烯去水山梨醇多油酸酯类的表面活性剂,用有机溶剂配成一定浓度备用。
3试验过程称取200g的废油样于烧杯中,置于一定温度的恒温水浴中。加入一定体积的絮凝剂,搅拌适当时间后移入恒温烘箱中自然沉降一定的时间。取经沉降后的油样,用石油醚稀释一定的倍数,以石油醚做参比在一定的波长下测定其透光率(透光率粗略的反映油品再生效果),以获取絮凝处理的最佳参数。
3结果与讨论1波长的确定不同油品的特征吸收峰不同,石油及其产品在紫外光区有特征吸收,带有苯环的芳香族化合物,主要吸收波长为250nm~ 260nm;带有共轭双键的化合物主要吸收波长为215nm~230nm.一般原油的2个主要吸收波长为225nm和254nm.石油产品中,如燃料油、润滑油等的吸收峰与原油相近。以石油醚做参比,测得油样的最大吸收波长为245im. 2絮凝剂添加量对再生效果的影响1gi部分饱和的多n环芳烃是主要原因1EleeiePub有害成份不能完全反应去除。过量的絮凝剂增加Uet絮凝剂添加量的多少对废油再生效果影响极大。絮凝剂添加量少,反应缓慢不充分,废油中的成本而且会使废油中的其它理想成份乳化。试验结果如所示。由可以看出,絮凝剂的添加量为废油重量的5%左右时有较好的透光率。
通过目测可以明显的发现,当絮凝剂量少时再生油颜色暗黑再生效果差;当絮凝剂量过多时反应生成的胶状物乳化会明显增加。
絮凝剂添加量对再生效果的影响33反应温度对再生效果的影响反应温度是加速反应的一种有效措施,通过老化产物不能有效的去除掉,影响再生效果。反应温度太高,润滑油会加速氧化而且浪费能源,如试验表明,反应温度以80°C为宜。
反应温度对再生效果的影响34搅拌时间对再生效果的影晌搅拌是加速反应的一种有效措施,通过及试验发现搅拌时间对废油再生效果影响也比较大。时间太短反应接触时间不充分,会导致反应不完全,油中的老化产物不能有效的去除掉;搅拌时间太长,反应后的胶状物会重新溶于油中,正在形成的胶状物也会因搅拌而破裂影响沉淀效果。如试验表明,搅拌接触时间以30min为宜。
5搅拌速度对再生效果的影晌搅拌是加速反应的一种有效措施,通过及试验发现搅拌速度对废浊再生效果影响也比较大。搅拌速度太慢反应接触时间不充分,会导致反应不完全,油中的老化产物不能有效的去除掉;搅拌速度太快,反应后的胶状物会重新溶于油中,正在形成的胶状物也会因搅拌而破裂影响沉淀效果。如试验表明,搅拌速度以200转/min为宜。
拌速度对再生效果的影响36恒温静置时间对再生效果的影晌恒温静置时间是使反应后的胶状物有效去除的一种有效措施,通过及试验发现恒温静置时间对废油再生效果影响也比较大。时间太短胶状物有效去除不充分。恒温静置时间太长,增加反应恒温能耗,。恒温静置温度为80°C,恒温静置时间如试验表明,恒温静置时间以20h以上为宜。
4结论试验表明,该复合再生工艺最佳再生条件为:絮凝剂5%的添加量、反应温度80°C左右、搅拌反应时间30min搅拌速度200r/min恒温沉降温度80°C、沉淀20h.经絮凝处理后油品理化指标得到较大改善,油品接近该级别新油标准。相比传统的硫酸-白土工艺可以从根本上解决其腐蚀设备、产生大量的酸渣、酸水、二氧化硫等二次污染问题。同时和国外加氢精制工艺要求苛刻的操作及反应条件相比,具有成本低、操作简单等优点。
作者:佚名 来源:中国润滑油网