陈军
河南心连心化学工业集团股份有限公司,河南新乡 453700
摘要:废油中含有大量对人体有害的物质,这些物质有可能通过各种渠道危害人类。废油直接排放造成资源浪费、水土资源受到污染、生态环境遭到破坏。基于此,本文论述了绿色低碳化的废油处理技术。
关键词:绿色低碳化;废油;处理技术
震动膜处理工艺、分子蒸馏处理技术、水击谐波破乳技术等一系列的废油处理新技术虽然达到了无污染、低能耗要求,但这些技术也只是针对废油处理的单一环节。因而从环保角度出发,要科学合理的对废油处理产业进行绿色的集群规划,形成废油收集、储运、处理一体的产业模式,最终达到废油处理的绿色低碳化要求,实现可持续发展,这将是废油处理产业发展的主要方向。
一、废油简介
废油是指从各种机械、车辆、船舶更换下来的废润滑油。润滑油在使用中由于自身氧化物受外界污染产生大量胶质、氧化物,从而降低乃至失去其控制摩擦、减少磨损、冷却降温、密封隔离、减轻振动等功效,而不得不更换,其中的含氯、含硫、含磷等有机化合物具有毒性,国际上很多国家将其列为危险废物。废油早已被国家环保总局列为21世纪在环保领域主要控制的三大重点之一。一般废油的量约为润滑油消费量的80%左右,我国每年产生约480万吨的废油。废油中只有不足10%不能利用的废物,而90%以上是可重新加工再利用的,1吨废油可再生850~950公斤的润滑油基础油。目前国内废油大部分作为燃料油烧掉,仅小部分采用“硫酸-白土法”工艺进行再生处理,得到质量较差的基础油,并且生产中产生的废气、废液、废白土、酸渣又给环境造成二次污染。
二、废油再生工艺
1、硫酸-白土精制工艺。在我国,该技术是最早使用的工艺之一,其在处理中使用了大量硫酸和白土。废油在预处理后,通过预闪蒸或减压蒸馏,能分离水和轻质烃。在脱水废油中,加入浓硫酸使里边的异物产生污泥,在短时间内沉积,从而和废油分离。之后的油能作为燃料油基础油进行使用。
2、溶剂萃取精制工艺。溶剂精制工艺在当前仍是最为主要的工业回收柴油方式。该方法原理是使用一些有机溶剂,根据不同烃类与添加剂和氧化产物及油泥等不同溶解度,在一定条件下去除其中的添加剂和氧化产物等,进行蒸馏回收溶剂,然后得到粗产品,之后利用白土精制,得到再生油。
溶剂精制工艺有着一些应用优势,然而在实际中还有一些问题未能解决。溶剂精制技术存在的最大的缺陷是成品油质量有着很强的原料质量依赖,并且该过程是物理过程,无任何化学反应产生。另外,在精制时,使用N-甲基吡咯烷酮溶剂,毒性大,对环境影响大。同时,其单价高,价格易波动,这也是影响该工艺广泛使用的原因。该溶剂虽然能回收利用,但难度大,成本高,油样回收率不合格。
当前,关于溶剂精制工艺改进的研究有很多,然而多数是集中在助剂的应用中。助剂技术是在溶剂精制时,进行一些定量助剂的添加,从而能有效解决工艺中产生的一些问题,提高精制效果。
3、加氢再生工艺。加氢精制反应主要是去除杂元素、氢化烯烃及芳香族化合物,使用裂化和异构化完成烃结构的改变。加氢精制能将油样内有效物质的损耗降到最低,促进再生废油回收率的提高,与白土精制程序不同,不会产生废弃白土造成环境污染,因此,加氢补充精制工艺得到了广泛应用,并已代替了白土精制,是再加工中的最后一步,有着重要作用。
在国外,废油再生处理技术多数是使用加氢精制工艺,与其他技术比起来,该技术有着以下缺点:高压和高温、必须有氢气供应设施、安全标准要求高、运营成本高、运行效率低、原油分析和预处理等。因此,在加压技术中,需有很多投资,同时,加氢工艺对设备要求高,对操作要求也很高,这就提高了再生油制作成本。在我国国内,全面推广和使用加氢补充精制工艺仍面临很多问题。
三、绿色低碳化处理工业废油的意义
由于我国汽车保有量大幅增加,我国的润滑油需求量不断上涨,而这些油液使用后由于失去原有理化性能而“报废”,变为“废油”。随着有限的石油资源不断消耗,废油的回收再利用是解决油品缺乏的重要措施。据统计,内燃机油的回收率大于35%,齿轮油大于50%,液压油大于80%,专用油大于90%,总体来说变质成分只占百分之几,有90%左右是可回收再利用的M1,也就是说620万t废油可回收再利用。所以,无论从环保的角度出发,还是从节约资源的角度来看,废油回收处理的绿色低碳化对社会良好发展和人民生活环境质量的提高都有积极重要的影响。
四、新型废油处理技术现状
随着人们对传统废油处理技术危害的认识提高,在传统废油处理技术的基础上,利用先进的技术提出了一些新型处理方法。
1、震动膜处理工艺。震动膜处理废油原理是利用超频震动在震动膜表面产生剪切力,从而减少淤塞,提高浓缩比。根据膜的选择透通性和膜孔径大小不同,可将不同粒径轻油、重质油分开,轻油得到分离,重质油则被浓缩,在废油分离浓缩中不发生相变和化学反应。
震动膜工艺的最大优点是减少二次污染、占地少、低耗能、稳定性高、连续性生产、产品质量优良。但该技术存在震动膜堵塞、膜的成本较高及对废油具有较强的选择性而受到限制。
2、分子蒸馏处理技术。有学者采用短程蒸馏加白土补充精制工艺对废润滑油再生进行实验研究,蒸馏后的再生润滑油达到了新润滑油技术指标。
分子蒸馏工艺是目前运用在废油处理中最新的技术,回收率高,再生周期短,清洁环保,不产生二次污染,具有很好的经济、社会效益。
3、水击谐波破乳技术。水击谐波破乳技术是利用油液系统内部的能量进行油水乳化液的破乳,利用在特定管段形成水击驻波场,根据油中水滴所受浮升力、拖曳力、重力和驻波强迫振动力及分散相间作用力,在体力作用下水滴相互接近,共同于最近的波腹(或波节)处聚集,水滴间的聚结力使其产生碰撞和变形,最终出现回弹、稳定聚结、瞬态聚结。
废油处理新技术可达到无二次污染、绿色环保要求,但这些新技术只是针对废油处理全过程的一个环节而研究的,且需深入分析、验证其处理效果,因而实现废油处理产业的绿色低碳化需更广泛的探讨。
五、绿色低碳化的废油处理产业集群
传统的废油处理技术存在二次污染,而新型处理技术只针对废油处理系统的单一环节,绿色低碳化的废油处理技术应将废油进行收集、储运和处理进行全过程科学合理地产业集群规划,形成绿色集群模式。绿色低碳化的废油处理技术将产业集群主要分成三大功能区:废油批量回收工程、废油储运工程和废油的关键处理技术。
废油批量回收是废油处理的前提。由于废油来源量大而持久、面广而分散,导致废油回收的困难大幅增加。并且一些小型、非法的土法炼油厂通过各种途径收集废油进行炼制,污染环境。因此,可从废油回收规章制度的建立和废油储存中转点的形成来进行废油的批量回收,进而可防止废油产生企业对废油的胡乱丢弃或非法处理,也可从源头上禁止非法炼油厂对废油的收集。
废油的储运是废油回收到处理的中间环节。当前各省市并无固定的废油储存点和固定的废油运输路线,导致了废油回收后无法集中储存和运输,随意的对废油进行储藏、运输具有高危险性,甚至会引起爆炸等事故。所以,废油回收后必须要对废油的储运进行规划,以避免出现危险。
废油的关键处理技术是整个规划的核心。先要对废油处理技术的成果进行转化,针对技术对环境污染程度的不同、对废油处理效果的不同等因素选取最优处理技术。然后是对低碳环保新技术的研发,包括分子蒸馏技术在废油中的应用、水击谐波破乳技术等,这些技术目前只停留在理论层面,需实验验证、企业运用后才能投入市场。废油的关键处理技术既是重点也是难点,所以要把握重点、克服难点,研发废油的低碳环保处理新技术。
参考文献:
[1]甘露.震动膜技术在废矿物油处理再生中的应用研究[J].有色冶炼设计与研究,2016(11).
[2]陈彬.绿色低碳化的废油处理技术研究[J].应用化工,2016(09).