废润滑油再生工艺现状及发展方向展望

陈海波

中国石化润滑油有限公司

本文依据废润滑油再生的反应机理，介绍了近年来废润滑油再生工艺的发展现状，展望了废润滑油再生工艺的发展方向。

润滑油用于机械设备中，起到减磨、降温、防锈、密封等作用，确保机械的正常运转。但随着润滑油的使用，油中的部分组分被氧化，油中混入机械杂质、水分等，使得润滑油性能下降，达不到继续使用的标准，从而成为废润滑油。目前，随着国家环保法律法规的严苛和企事业单位环保意识的增强，废润滑油的处置规范性有大幅提升。同时，废润滑油中还有相当数量的有效组分可以循环利用，若将该部分组分有效利用，也是对石油资源的保护。因此，规模性的废润滑油再生处置已替代了燃烧等低效处置方式。

废润滑油再生工艺现状

随着分离、提纯等技术的发展，废润滑油再生工艺越来越先进。目前，常见的废润滑油再生工艺按照反应机理可大致分为物理处置工艺、化学处理工艺和物理化学混合工艺。

物理处理工艺

物理处理工艺是指废油再生处置过程均为物理反应，不产生化学反应，不改变油品分子结构。常见的物理处置工艺有蒸馏、吸附和萃取。

蒸馏（分子蒸馏、薄膜蒸发）

蒸馏工艺是最早使用的废润滑油再生利用工艺之一，是利用废油中各组分的沸点不同实现废油的净化提纯。具体的蒸馏实现方法较多，常见的蒸馏方式有釜式蒸馏、塔式蒸馏、分子蒸馏、薄膜蒸发等[1]：

◇釜式蒸馏。釜式蒸馏是最为简单的蒸馏工艺，一般为单釜间歇生产或多釜循环生产。釜式蒸馏投资少，操作简单，但再生处置后的产品质量较差，收率低，污染严重。环境保护部（环办土壤函[2017]559号）明确表示：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。

◇塔式蒸馏。塔式蒸馏属精馏提纯方式，利用蒸馏塔内配备的塔盘或填料，将废润滑油进行多次部分汽化和冷凝，从而将可利用的组分提纯分离出来。同时，还可通过降低塔内压力，降低废润滑油沸点，防止油品组分结焦和氧化分解，进一步分离废润滑油中的高沸点组分。

◇分子蒸馏。分子蒸馏也叫做短程蒸馏，最早出现在20世纪30年代，其原理是借助不同物质分子在运动状态下平均自由程的差异来实现有效的分离操作[2]。分子蒸馏一般需要在高真空度下进行，以降低油品沸点，并通过刮板将油品分布均匀，提高油品中轻组分的蒸发速度，并通过内置的冷凝管将蒸发的轻组分冷凝下来进行回收分离。此外，还有一种叫薄膜蒸发的蒸馏方式与分子蒸馏类似，只是蒸馏设备内未配置冷凝器，蒸发出来的轻组分气体需要进入外置冷凝器中进行冷凝。

吸附

吸附分离的机理是利用吸附材料将废润滑油中的胶质、沥青质等杂质吸附在其表面，以桶盖过滤的方式将吸附材料及其表面的杂质从油品中去除[3]。白土吸附是最为常见的吸附方式。

白土是膨润土的一种，外观为乳白色粉末，具有较高的比表面积。白土经过活化处理后，具有较强的吸附能力，能吸附有色物质、有机物质和极性物质[4]。白土吸附精制一直是API I类润滑油基础油的生产工艺中的重要组成部分，而且也是废润滑油再生过程中精制的重要方法。白土吸附精制可改善油品的颜色和氧化安定性，工艺简单，操作简便，但会产生废白土等固体危险废弃物，对生产过程产生环保压力。

萃取（溶剂精制、超临界萃取）

萃取也叫抽提，是利用油品各组分在溶剂中的溶解度不同，从而对废润滑油各组分进行分离提纯。常见的萃取方式有溶剂精制、超临界萃取等：

◇溶剂精制。溶剂精制是典型的萃取分离提纯技术，通过溶剂萃取去除蒸馏处理后的润滑油或基础油中的胶质和酸洗氧化物。常见的萃取溶剂油糠醛、N-甲基吡咯烷酮。其中，以糠醛作为精制溶剂在废润滑油溶剂再生领域应用广泛，且价格低、对油品适用性好；以N-甲基吡咯烷酮作为精制溶剂，对硫化物和不饱和烃等有较好的选择性和溶解性，相对糠醛有较好的稳定性[5]。但溶剂精制在萃取及溶剂精制过程中会产生溶剂的损耗，需要定期补加溶剂。

◇超临界萃取。超临界萃取是利用超临界流体在其临界压力和温度附近对不同组分的溶解度，从而将其从油品中分离出来。程健[6]等以丙烷、异丁烷馏分为溶剂，在超临界状态下对两种废润滑油进行了萃取试验，并对抽取油进行了分析，结果表明超临界萃取后的油品具有较好的脱除酸性氧化物质和残留添加剂的能力。邵敏[7]等采用丙烷作为溶剂，采用超临界萃取对三种废润滑油进行精制，再生后的油品理化指标接近中性油指标，而且具有较强的脱除酸性氧化物和金属的能力。

化学处理工艺

化学处理工艺，是指在废润滑油再生处理过程中发生了酸碱中和、催化加氢等化学反应，从而降低其杂质含量，提升油油品品质。常见的化学处理工艺有酸洗、催化加氢等。

酸洗

酸洗是早期的废润滑油再生工艺之一，使用浓硫酸与废润滑油中的氧化物、硫化物等发生硫化、氧化、酯化等反应，将废润滑油中的杂质反应或溶解并形成沉淀。硫酸主要对油品中的胶质和沥青质起溶解作用，对固体杂质起凝聚作用，基本上不会对油品中的理想组分产生破坏[1]。但酸洗处理会产生酸渣和碱渣，而且处理后油品质量不高，目前已被环保部门禁止使用。

加氢精制

加氢精制是现有废润滑油处置工艺中应用较为广泛的一种工艺，是在一定的温度、压力下，在催化剂作用下，将废润滑油中的含氧、含硫、含氮化合物及不饱和系统和部分芳香烃与氢气反应，生成氨、硫化氢、水、烷烃等，从而去除废润滑油中的杂质，达到油品精制提纯的目的。为确保加氢催化剂的长时间使用和加氢反应的顺利进行，还需要对废润滑油进行脱水、去杂质、脱除金属等预处理。在进行加氢反应时经常会分为两段：第一段反应为预加氢，主要目的是去除含硫、含氮化合物，避免加氢催化剂中毒失活；第二段反应为加氢精制反应，主要发生不饱和键加氢、环烷烃开环等反应。根据加氢精制的反应压力、温度和催化剂不同，加氢精制可生产API II、III类基础油。

展望

《国家危险废物名录》（2016版）已经明确将各类废润滑油确定为危险废物，代号HW08。随着国家环保法律法规的完善，废润滑油再生将越来越规范，再生工艺也将进一步完善。在物理处理工艺方面，塔式蒸馏将仍是大规模处理废润滑油的主要方式，而且是加氢精制处理后的分离提纯经典配套工艺。此外，分子蒸馏因其热效率较高，操作简便，方便间歇性操作，将逐步得到更为广泛的应用。在化学处理工艺方面，因加氢精制处理后的油品品质高、质量可靠，加之催化剂向长周期使用和可再生化发展，加氢精制将逐步成为废润滑油再生的主要工艺。今后，废润滑油处理工艺势必将融合物理、化学处理工艺的优点，逐步向无污染、低能耗、高效率和普适性方向发展。