江苏省废矿物油资源化现状

王云龙，徐林峰，万路明，毛兵兵，郭抗抗

（江苏利锦莱德固废综合利用有限公司，江苏无锡 214000）

1 前言

1.1 废矿物油的来源

废矿物油是从石油、煤炭、油页岩中提取和精炼，在开采、加工使用过程中由于外在因素作用导致改变了原有的物理和化学性能，不能继续被使用的矿物油[1]，在《国家危险废物名录》中被列为 HW08 类危险废物[2]，《名录》规定，废矿物油（HW08）包括废车用润滑油、原油、液压油、真空泵油、柴油、汽油、重油、煤油、热处理油、樟脑油、润滑油（脂）、冷却油等。行业来源有油气开采与冶炼后产生的油泥和油脚，石油仓储产生的沉淀物，机动车更换的润滑油、机械设备的更换油及再生过程中的油渣及过滤介质等，电子元件及专用材料制造，橡胶制品业及非特定行业[3]。

1.2 废矿物油的环境危害

全球每年产生2×107t 废矿物油，Wang & Ni 在2017年的研究表明，中国废矿物油年产生量在7.8×106t左右[4]，随意倾倒、丢弃会对大气、水体和土壤环境造成重大危害。

不具备再生价值的废矿物油废物最终会通过焚烧技术处置，焚烧过程中生成大量有毒烟尘与NOx、SOx、二噁英、硫磷有机化合物等有害致癌质，二次污染物通过形成气溶胶及大气沉降过程作用于人体，皮肤和呼吸系统吸收污染物后造成生理功能的损失，并诱发各类疾病[5]。

废矿物油对水有很强的污染力，废矿物油进入饮用水源，污染比例是1:106，一桶废矿物油进入水体可以污染3.5 km2的水面[6]。废矿物油污染水体后，形成一层水体表面油膜，减少水中溶解氧，毒害水生生物，严重时导致鱼类窒息死亡，使水体的物理化学性质及生态系统组成发生巨变，降低水体的使用价值。

废矿物油进入土壤后，会占据土壤中的空隙，破坏土壤三相结构，阻断土壤微生物与大气的气体交换，废矿物油本身的毒性也会影响土壤微生物及植物根系，进而影响植物根系的生理功能。矿物油中的反应基能与无机氮、磷结合会限制脱磷酸作用和硝化作用，影响植物的营养吸收。废矿物油中含有少量重金属，进入农田后可通过富集作用影响人类健康[3]。

2 江苏省废矿物油的产生及现状

2.1 江苏省废矿物油产生情况

2.1.1 总体产生情况和近年变化趋势

2014年江苏省产生废矿物油4.58万 t[7]，到 2021年产生量达到了18.82万 t，是2014年的4.1倍，近8 a年来的增长速率为22.4%。福建省2021年废矿物油产生量为7.26万t[8]，云南省2019年废矿物油有10 万t左右[9]。江苏省人均废矿物油产生量为2.21 kg/a，福建省稍低为1.73 kg/a。

2.1.2 各行业产生情况

2021 年，江苏省产生废矿物油超过100 t 的行业近百个，其中前9个行业产生量的总和达到了全省产生量的55.9%（图1），其中原油加工业产生量最大为4.44万t（占比 23.6%），其次汽车修理行业产生 1.55 万t（占比 8.2%）、汽车配件制造业产生1.11 万t（占比 5.9%）。另外还有22个行业年产生量超过1 000 t，总计6.98万t（占比37.1%）。

图1 江苏省各行业产生的废矿物油量占比图量

图2 江苏省废矿物油废物处置能力

2.2 江苏省废矿物油再生企业情况

江苏省废矿物油资源化企业46 家，利用能力102.79万t/a，单个企业平均利用能力大约为2.2万t/a。相关企业主要集中在苏南、徐州及南通等地，其中苏州、常州的废矿物油利用企业最多（各8家），常州的资源化能力最大（18.78万t/a），无锡市有废矿物油利用企业7家，利用能力12.96万t/a。苏州、常州、无锡一共有23家废矿物油利用企业，占比50.0%；利用能力49.92万t/a，占比47.7%。南通有废矿物油利用企业6家，利用能力16.23万t/a。连云港市与宿迁市无废矿物油利用企业。

废矿物油利用能力最大的一家企业年处理能力为11.5万t/a。利用能力在5 ～10万t/a 以上企业有7家，利用能力共计40.5万t/a。废矿物油利用能力在1 ～5万t/a 以上企业有22 家，利用能力共计43.06 万t/a。废矿物油利用能力小于1万t/a 的企业有15家，资源化能力共计5.37万t/a。

3 江苏省废矿物油利用工艺

废矿物油利用工艺主要包含3个部分，预处理、蒸馏前处理与精制后处理。预处理采用的方法通常是升温后的自然沉降、加碱中和、闪蒸[7]；蒸馏处理技术主要包含釜式蒸馏、减压蒸馏、分子蒸馏、高真空旋流蒸发、旋风闪蒸-薄膜再沸[8]；精制后处理主要包含酸碱精制、白土精制、吸附精制、溶剂精制及加氢精制等[10]。香港地区废矿物油回收主要采取膜过滤法工艺。

根据前端过程的不同，废矿物油白土精制工艺可以划分为蒸馏-酸洗-白土精制工艺、沉降-酸洗-白土蒸馏精制工艺、沉降-絮凝-白土精制工艺、白土高温接触无酸再生工艺、减压蒸馏-溶剂萃取-白土精制工艺等[3,5,7,8,11]。白土精制工艺属于落后淘汰工艺，前期投资小，产品质量低，同时会产生的酸性气体、酸水、酸渣和白土渣等二次污染物，其中白土渣是危险废弃物[7]。《废矿物油回收利用污染控制技术规范》（HJ 607—2011）规定不应使用硫酸/白土法再生废矿物油。《废矿物油回收与再生利用技术导则（征求意见稿）》进一步明确应采用预处理-蒸馏（蒸发）-溶剂精制、预处理-蒸馏（蒸发）-加氢精制二种组合工艺之一。对于适宜的废矿物油原料，允许不经蒸馏而直接采用先加氢再蒸馏工艺。

废矿物油携带的杂质主要有水分、金属渣、盐分、酸性物质、添加剂、沥青和胶质等。未经预处理的废矿物油会导致催化剂失活、炉管结焦、设备堵塞腐蚀和产品收率低等问题。废矿物油的预处理过程主要包含过滤、沉降和脱水过程[12]。过滤可以去除来料中的大颗粒杂质，避免后续系统损伤。沉降可以有初沉、热沉与化学沉降过程，初沉是废矿物油在预处理罐内常温静置，可去除漂浮物与普通颗粒杂质；热沉需将废矿物油加热到70 ～90 ℃，黏度降低可去除密度与废矿物油接近的杂质；化学沉降通过添加适当的絮凝剂、破乳剂等化学药剂，充分搅拌后静置足够的反应时间，可去除可溶性杂质与胶质、沥青质。脱水过程可将废矿物油维持在110 ℃，将水分脱除。

减压蒸馏法源于石油冶炼，是一种高效的物理分离工艺，具有原理简洁、工艺清晰、易于工程放大等优点，对油品有一定要求。薄膜蒸发工艺采用熔盐或导热油加热，具有真空压降小、受热时间短、蒸发强度高和操作弹性大的特点。分子蒸馏工艺来源于医药精细加工，在高真空度下利用分子运动平均自由程的差别实现物质分离。具有蒸馏温度低、分离程度高、受热时间短和清洁环保的优点。分子蒸馏工艺不适合大规模处理废矿物油。降膜蒸发工艺对操作要求高，产品质量不稳定。旋风闪蒸-薄膜再沸工艺被列入可有效避免原料废油焦化、裂解问题；回收率高，能耗低。该工艺列入2020年《国家先进污染防治技术目录（固体废物和土壤污染防治领域）》，安徽国孚已采用该工艺稳定运营8 a 以上，可实现废油渣＜0.4%、基础油回收率≥78%。

常用的精制后处理工艺有白土精制、酸碱精制、溶剂精制和加氢精制。加氢精制是石油炼化行业中的常规工艺流程，可大幅度加强油品品质，但是其投资较大，安全风险突出，监管部门对该工艺的准入门槛非常严格，最终的费效比很不理想，因此加氢精制工艺并不适用于资源化行业。溶剂精制工艺投资比加氢工艺小，安全性高，经济收益高，产品质量比白土精制工艺要高，非常适合年处置能力在3 ～5万t 左右的废矿物油资源化项目[13]。

4 江苏省废矿物油资源化目前存在的问题

4.1 技术能力参差不齐

大量企业规模过小无法采用先进的技术工艺，这主要是因为蒸馏工艺涉及化工工艺及压力管道容器，整体投资大，生产成本无法摊薄。同时也存在中大型企业的工艺水平并不先进，导致次生环境隐患较大。2022年《废矿物油回收与再生利用技术导则》（征求意见稿）明确要求：废矿物油利用单位应采用预处理-蒸馏（蒸发）-溶剂精制、预处理-蒸馏（蒸发）-加氢精制二种组合工艺之一。

4.2 产业集中度较低

江苏省废矿物油资源化能力是产废量的5.5倍，即使考虑未来监管体系完善大幅度减少非规范性处置的废矿物油，真实处置需求充分显现，企业来料不足的问题依旧非常突出。减压蒸馏装置系统复杂，系统启停成本较高，来料必须保证日产能最低限值，才能避免系统反复启停。目前江苏省废矿物油资源化行业前8家企业的集中度只有50.1%，只有企业集中度高才能够发挥规模效应，提高行业技术水平及环保水平。

5 结论

5.1 废矿物油产生量增长迅猛

通过对江苏省废矿物油产生量的研究发现，2021年产生量是2014年的4.1倍；年均增长22.4%，人均产生量是福建省的1.28倍。其中原油加工、汽车修理、汽车配件制造是废矿物油产生量最多的3个行业。

5.2 推进工艺优化，提升产业集中度

江苏省废矿物油资源化能力最高的达产废量的5.5倍，行业集中度不高、市场竞争激烈。废矿物油资源化企业主要集中在苏南地区。各地应当严控工艺落后企业换发经营许可证，系统性推进行业工艺水平提升，按照工艺性质，通过“达标一批、提升一批、严控一批”，推动产业技术升级，提升企业集中度，清退规模小、工艺落后的资源化企业。