废矿物油再生利用技术的研究

任新(长岭炼化岳阳工程设计有限公司，湖南 岳阳 414000)

1 废矿物油再生利用技术现状

废矿物油再生利用工艺主要有三个方向：预处理、减压蒸馏前处理、精制后处理。预处理通常采用的方法是加热升温后自然沉降；减压蒸馏前处理技术较多，主要在减压条件下蒸馏出满足要求的基础油原料，主要有釜式蒸馏、减压蒸馏、分子蒸馏、薄膜蒸发等；精制后处理的方法主要有酸碱精制、白土精制、溶剂精制、加氢精制等。釜式蒸馏和酸碱精制因污染严重，都是行业内明令禁止使用的技术[1]。目前国内及国际废矿物油处理再生；利用工艺主要在上叙三个方向中选取组合工艺，主要包括：预蒸馏—抽提絮凝—蒸馏—白土工艺、闪蒸—热处理—超临界抽提—白土工艺、加氢精制工艺等。

1.1 沉降预处理

废矿物油中存在大量的固体颗粒物，比如机械磨损下的金属微粒、燃烧产生的炭粒及其他来源的机械杂质等。这些固体颗粒物分散在废油中。废矿物油再生利用生产过程中加热废油时，热处理作用破坏了清净分散剂之后，固体颗粒物沉淀在炉管、塔板及加氢反应器上，造成炉管、塔板及加氢反应器堵塞，影响了装置的正常生产操作。因此，废矿物油再生生产中必须对废矿物油进行预处理。现在行业内采用的一般方式是加热升温后自然沉降进行自然沉降脱水，脱杂。

1.2 蒸馏前处理

蒸馏前处理技术较多，有釜式蒸馏、减压蒸馏、分子蒸馏、薄膜蒸发等。各个工艺均有优缺点。减压蒸馏是石油化工行业经典的工艺技术，比较成熟，但是由于其工艺基础是源于原油炼制，对于废矿物油来说，废矿物油原料杂质具有高氯、高金属及高杂质含量等的特殊性性，采用减压蒸馏工艺技术，出现加热炉温度过高，炉管结焦，塔盘堵塞、设备腐蚀、产品收率低等实际问题。分子蒸馏是近年来新开发出的新技术，技术来源于医药精细加工，应用于废矿物油的再生处理，不宜大规模生产且产品质量不稳定。近些年发展的降膜或薄膜应用较多，降膜或薄膜工艺采用导热油或熔盐加热，废矿物油在降膜或薄膜反应器设备中高温停留时间短，不易产生二次反应，是较好的废矿物油再生技术，但降膜或薄膜操作要求高，工艺条件不好控制，产品质量不稳定。

1.3 精制后处理

废矿物油再生利用的精制后处理工艺行业内常用的处理工艺有白土精制、酸碱精制、溶剂精制和加氢精制。酸碱精制为明令精制技术。白土精制：是吸附精制的一种，在废矿物油吸附精制中采用的吸附剂有氧化铝、白土、活性炭甚至废弃的催化裂化催化剂等。但是白土精制占废矿物油吸附精制的绝大多数。溶剂精制：是指利用溶剂对废矿物油中的理想组分和非理想组分选择性的不同，除去废矿物油中的非理想组分，废矿物油溶剂精制所采用的溶剂很多，常见的有糠醛、丙烷、N-甲基吡咯烷酮等。溶剂精制工艺能耗较高，收率低且会产生废有机溶剂。加氢精制：在一定的温度、压力、催化剂条件下，在临氢环境中，将废矿物油中的氮、氧、硫等有害的物质转变为氨气、水以及硫化氢，从而将这些杂质除去，此外，还能使烯烃、二烯烃、部分芳烃加氢达到饱和。加氢精制是一种理想的无污染再生精制的工艺。由于废矿物油原料杂质具有高氯、高金属含量等的特殊性，现在国内废矿物油处理装置都存在长周期运行困难，主要体现在蒸馏前处理炉管结焦，分馏塔、薄膜蒸发器及降膜蒸发器堵塞，加氢设备腐蚀严重，加氢催化剂床层结焦，加氢反应物料出口管路堵塞等。

2 废矿物再生利用技术研究

由于废矿物油原料杂质具有高氯、高金属含量等的特殊性，现在国内废矿物油处理装置都存在长周期运行困难，主要体现在蒸馏前处理炉管结焦，分馏塔、薄膜蒸发器及降膜蒸发器堵塞，加氢设备腐蚀严重，加氢催化剂床层结焦，加氢反应物料出口管路堵塞等。

文章采取沉降预处理+减压蒸馏+加氢精制作为废矿物油再生利用的工艺技术。选用5万t/a废矿物油再生利用作为举例说明。该工艺技术科学合理、长周期运行稳定、高效环保、产品质量高并有明显经济效益。

2.1 加氢前处理

将废矿物油进行沉降预处理，经沉降预处理后废矿物油与稀释剂和脱渣剂混合，混合后经离心机离心脱渣，脱渣后废矿物油进入脱水塔脱水，脱水废矿物油进入减压分馏工序；稀释剂及脱渣剂能析出废矿物油中沥青质同时降低减压分馏工序分压；脱水后废矿物油经减压分馏塔减压切割出矿物油[2]。稀释剂的存在一方面降低减压系统的分压，降低切割温度，减少减压炉及减压塔结焦风险，另一方面降低减压塔设备的腐蚀性；具体步骤如下：

(1)将6.25 t/h的经沉降预处理后的废矿物油与一定量稀释剂和脱渣剂混合后加热至90℃左右，经卧螺离心机离心脱渣；

(2)经离心脱渣后废矿物油加热至180℃左右后送至脱水塔脱气脱水；

(3)经脱水脱气后废矿物油送至减压加热炉加热至320℃在减压分馏塔进行减压分馏，切割出稀释剂及加氢原料，稀释剂返回前面工序循环使用，加氢原料送至低压加氢工序；减压分馏塔控制压力2.5 kPa(A)左右；

废矿物油再生利用的沉降预处理+减压蒸馏工艺流程示意图如图1所示。

图1 废油再生利用沉降预处理+减压蒸馏流程示意图

2.2 加氢处理

经减压切割后废矿物油进入低压加氢工序，低压加氢设置三个固定床反应器，第一个固定床反应器是保护反应器脱出金属，第二个固定床反应器是脱氯反应器脱出氯离子，第三个固定床反应器为精制反应器进行废矿物油脱硫脱氮等加氢反应；经低压加氢脱金属和脱氯后废矿物油送至高压加氢工序，高压加氢设置一个精制反应器。

通过高低压两段加氢设置及良好的蒸馏预处理工序，克服加氢设备腐蚀严重，加氢催化剂床层结焦，加氢反应物料出口管路堵塞等问题。具体步骤如下：

(1)经减压切割后加氢原料提压至4.5 MPa(G)，然后经一段加氢加热炉加热至320 ℃后依次进入保护反应器、脱氯反应器及精制反应器，反应器产物经气液分离罐进行气液相分离；气相冷却后作为循环氢，液相作为高压加氢进料送至高压加氢；

(2)低压加氢产物经高压加氢进料泵提压至16.5 MPa(G)，然后经高压加氢加热炉加热至320 ℃后进入高压反应器，反应器产物经气液分离罐进行气液相分离。气相冷却后作为循环氢，液相作为产物经后分馏后作为产品出装置[3]。

废矿物油再生利用的高低压加氢精制工艺流程示意图，如图2所示。

图2 废油再生利用高低压加氢精制流程示意图

3 结语

(1)文章采取沉降预处理+减压蒸馏+加氢精制作为废矿物油再生利用的工艺技术；

(2)该工艺技术克服了现有技术的不足，主要体现在解决废矿物油蒸馏前处理炉管结焦、减压塔堵塞、加氢设备腐蚀严重、加氢催化剂床层结焦、加氢反应物料出口管路堵塞等问题。