煤焦油加氢装置升级改造为废矿物油加氢装置

沈 辉

(山东宝塔新能源有限公司，山东 淄博 255100)

近年来，废矿物油处理处置备受关注。如废矿物油，随意倾倒会污染土壤和水源，危害人体健康，但是经过科学提炼精制后可以产出润滑油基础油，将实现危险废物变宝物。废矿物油经过科学、规范化处理，变成可利用的再生资源，从而实现了资源的循环利用。据环保部门数据显示，目前国内拥有废矿物油回收处理资质的专业化企业和综合处理企业共有523家，核准的年回收处理能力仅1070万t。按统计内保守估算，剩余超过2000万t的废矿物油基本由无资质企业进行处理或无任何环保处理措施直接排放。从目前该行业回收处理主体看，国内已具有资质的处理企业呈现规模小、处理能力不足的状态，基本上处于“小作坊式”阶段，生产和经营条件极为简陋，未能形成较有知名度和较大规模的企业。然而，随着国家政策的不断加码，废矿物油再生市场发展也迎来契机，目前，已有优秀企业也在积极探索，助力行业加速发展。

1 煤焦油加氢装置简介

我公司是山东省第一家建成投产的煤焦油加氢企业，是淄博市唯一指定的煤焦油危废处理定点单位。公司投资5.6亿元建设的20万t/a煤焦油高压加氢装置于2015年10月建成并投入生产，主要生产能替代国五、国六标准汽油、柴油的轻芳烃和重芳烃。装置分为原料预处理单元、加氢改质单元、分馏单元、酸性水处理单元。在原料预处理单元中，煤焦油脱水、脱渣，减压分离出煤沥青组份，为加氢单元生产合格的馏分油。在加氢改质单元，原料在高温、高压及催化剂作用下，与氢气发生脱硫、脱氮、脱氧、烯烃饱和、重质油裂化等反应。在分馏单元，加氢油通过常减压蒸馏分离出轻芳烃和重芳烃及未转化油，轻芳烃和重芳烃作为产品出装置，未转化油返回加氢改质单元回炼。原料煤焦油主要来源为淄博市周边焦化行业和建陶行业小型煤气发生炉副产的煤焦油。因淄博市开展建陶行业优化升级工作，同时加大安全环保整治力度，取缔小型煤气发生炉，致使煤焦油产生量大幅度减少，原料采购困难，企业生产负荷极低。如从外地调运原料，运费过高，生产成本大幅增加，同时受国际油价影响，油品价格长期低迷，导致企业经济效益损失严重。另一方面，现有废机油回收处理行业，多采用酸碱洗涤处理，生产再生润滑油，副产大量废酸油渣，无法有效环保处理，随着国家环保政策日趋严格，废酸油渣无处排放，环境污染问题日趋严重，山东地区每年约产生100万t的废矿物油无法有效环保回收。现有废矿物油加工行业，多数采用酸碱洗涤处理工艺，工艺落后，且产生大量废酸油渣，环保问题突出，急需进行产业升级。为拓宽原料渠道，同时实现绿色环保处理废机油，生产能够替代的环保型润滑油基础油等高附加值化工产品，我公司组织技术人员开展科技攻关，并与国内科研院所合作，研发高效专用催化剂，利用原有高压加氢装置，进行技改升级。

2 废矿物油精制工艺

废矿物油精制工艺最初是酸碱洗涤加白土精制,因为个别指标不合格后来改为溶剂精制,但溶剂精制成本较高,不适和大规模工业生产，产品氧化安定性、颜色、气味、酸值破乳化性指标上不合格。加氢精制工艺最早应用于天然润滑油加工，得到的产品性能优异，种类丰富。作为无污染再生精制工艺的代表，近年来在废矿物油再生中逐步受到重视。与酸碱洗涤+白土精制工艺、溶剂洗涤工艺相比，加氢工艺具有以下特点：(1)生产的基础油产品粘度指数高。(2)可获得更高的基础油产品收率。(3)基础油产品氧化安定性好。(4)可副产超低硫柴油汽油调和组份。(5)原料适应性强，可使用劣质原料生产优质润滑油基础油。由于废矿物油中含有水分、金属屑、沥青质等固体杂质以及汽油、柴油等轻质组份，因此在加氢精制前需要对废矿物油进行沉淀、减压蒸馏等预处理。经过预处理后得到的废润滑油依然含有多种氧化物，主要以羧基酸、羟基酸、羧酸酯类、 醛酮类为主。 这类含氧化合物加氢难度最低，经过加氢反应并伴随着缩合开环、脱烷基异构化等反应，最终形成相应的烃类。 而废润滑油中含量较高的饱和烃、芳香烃，在加氢条件下一般不发生反应；而废矿物油中存在的少量烯烃，则在加氢过程会发生加成反应生成相应的饱和烃。由于含有的润滑油基础油种类及添加剂的不同，废矿物油中可能还含有含硫化合物、含氮化合物、氯烃等其他化合物。这些化合物在加氢后，会形成相应的烃、硫化物、氮化物及氯化氢，在相同的加氢反应条件下，含硫化合物加氢的难度与氯烃相当，而含氮化合物的加氢则相对比较困难，且只有在较严苛的加氢反应条件下，才能彻底地脱除这些化合物。废矿物油中含有的金属离子会在加氢过程出置换出来，沉降在催化剂表面，造成催化剂堵塞失去活性。目前制约废矿物油加氢工艺推广的主要原因是需开发出一种抗堵塞、选择性强、适应性强的高效催化剂。我公司与相关科研院所开发的加氢专用催化剂级配方案，可有效降低固体颗粒及其他污染物，对废矿物油原料非常有效。通过大量实验，我们优选出多种不同尺寸、不同活性金属配方、不同形状形的专有催化剂进行级配使用，解决催化剂容易堵塞的问题；催化剂的活性由低到高排布，逐级加氢，解决催化剂表面容易结焦堵塞的问题；保护剂、脱金属剂、预加氢精制剂组合使用，解决某原有催化剂的局限性或使用原有催化剂带来的副产物等。通过改变废润滑油的组成成分，继而得到品质优异的再生油基础油，是一种再生效率高、环境友好的废润滑油再生工艺。技改项目使用预处理净化-加氢精制-加氢改质-减压分馏组合工艺，符合《废矿物油回收利用污染控制技术规范》(HJ607-2011)要求，是目前废机油再精制先进工艺。

3 废矿物油的利用简介

中国废矿物油产品虽然一直未被废弃，但是废矿物油的有效利用却一直成效不大，且进展缓慢。与美国和欧洲国家相比，中国的废矿物油回收和再生仍处于相对初期阶段。目前我国每年大约有3000万t废矿物油产生，其中废润滑油就有550万t，这正是一笔很大的“财富”。近年以来，全国多个省份同时展开治理风暴，对废矿物油的私下交易、违法污染处理进行了严格的整治和执法，我们需要采用先进、规范的废润滑油再生基础油的工艺技术，唤醒沉睡的‘城市油田’。未来我们将在规模上要向30万t产能挺进；在质量上向价值链高端的品牌润滑油挺进；在技术上向全国领先的目标挺进。“在技术方面，我公司也在一直寻求创新和突破。”对于以自身研发与科技优势为基础，重视高新科技实用性产品的开发与生产，并将最新科研成果转化为生产力，促进高新技术产业化的高新企业，虽然目前我国废矿物油再生行业仍待继续规范，技术也待突破，但是在国家政策的支持和各大环保企业竞争的推动下，可以预见，废矿物油再生产业前景广阔，整个行业的发展也值得期待。