馮 全，馬章杰，趙慶祥，趙 林，郭大光

（遼寧石油化工大學 石油化工學院，遼寧 撫順 113001）

基于全球經濟的快速發(fā)展，潤滑油的使用量不斷攀升。2010年，我國的潤滑油使用量已達到530萬t·a-1，2011年我國的潤滑油實際消費量是710萬t，由此產生廢潤滑油量約有350萬t。據(jù)預測2020年我國廢潤滑油將達到 720萬 t·a-1[1，2]。

潤滑油屬于寶貴的石油資源，它是僅次于燃料油的第二大石油產品。潤滑油在使用過程中會慢慢失去減摩擦耐磨損的能力，當其不能滿足工作需要時就會失去應用價值而成為廢潤滑油。由于人們對廢潤滑油的價值認識不夠，常常會把廢潤滑油當做廢物倒掉或者當做燃料直接燒掉，這樣不僅會造成資源的浪費，而且還會對環(huán)境造成嚴重的污染。廢潤滑油具有污染性和資源性的雙重特性，所以對廢潤滑油進行回收再利用，不僅可以使資源得到了重復再利用，而且還減少了對環(huán)境的污染。所以對廢潤滑油進行回收再利用是一件利國利民的大事。廢潤滑油再生項目也得到了國家的大力支持，該項目享受國家免稅政策。

1 廢潤滑油再生工藝的分類

現(xiàn)有的廢潤滑油再生工藝可以分為再凈化、再精制以及再煉制3類，其劃分主要是依據(jù)潤滑油的變質的程度和變質的機理。

1.1 再凈化工藝

潤滑油在使用的過程中會因各種原因而進水，并且還會有塵埃、機械磨損下來的金屬粉末及鐵金屬銹蝕產生的鐵銹浸入。因此，需要對設備中的潤滑油定期進行再凈化，來除去潤滑油中的水及機械雜質后再循環(huán)使用。再凈化工藝是一種簡易的再生廢潤滑油的工藝，它主要是以脫水除雜為目的，其中也包括脫臭、脫溶解氣。

以脫水除雜為目的的再凈化工藝，一般是先將廢油加熱至適當?shù)臏囟龋缓笥贸两祷螂x心或過濾，或將3種分離手段中的兩種結合起來使用，甚至3種結合起來使用。還有一類常見的的脫水除雜工藝，是采取真空熱閃蒸快速脫水與過濾相結合的方法，這種裝置在工廠中多數(shù)是定型裝置，而且很多都有專利權。對于單純用沉降、離心法難以奏效的廢油，脫水除雜可采取加入絮凝劑后沉降或離心的方法，這種方法現(xiàn)在在再凈化工藝中應用廣泛。至于脫氣及脫臭，常常采取減壓汽提或真空下循環(huán)的方法[3]。

1.2 再精制工藝

再凈化工藝適用于劣化初期的潤滑油再生，但對變質嚴重的潤滑油采用再凈化技術是不能除去一些非理想組分和膠質雜質的，對于這些廢潤滑油單純的采用物理方法進行凈化再生已不能達到再生的目的，這時就需用化學方法進行精制再生。

廢潤滑油的再精制工藝是包含化學精制或吸附精制的工藝流程，不包含蒸餾、加氫等設備復雜的單元操作。有酸和無酸兩種精制工藝是兩種主要的再精制工藝，其中無酸環(huán)保精制工藝發(fā)展較快。目前，國內絕大數(shù)的的廢潤滑油再生企業(yè)都采用混合溶劑精制法。美國能源部研究中心開發(fā)的BERC工藝就屬于再精制工藝，該工藝就是用正丁醇、異丙醇、甲乙酮3種溶劑按照50∶25∶25的比例配成混合溶劑來精制廢潤滑油的。Zahrani[4]和Jesusa Rincon[5，6]等分別用2-丙醇、1-丁醇及甲乙酮作為萃取劑，考察了萃取劑與廢潤滑油的比例不同時再生油的產率及質量。有酸精制工藝是比較早的廢潤滑油再生工藝，該工藝是先將廢潤滑油用濃H2SO4進行酸洗，但是該工藝產生的酸渣會對環(huán)境造成嚴重的危害，并且強酸會對設備造成嚴重的腐蝕，所以，目前廢潤滑油再生企業(yè)基本都不采用該工藝。

1.3 再煉制工藝

再煉制工藝，是指在工藝流程中包括蒸餾、加氫等復雜工藝在內的廢油回收工藝，能除去廢油中全部添加劑及變質產物和外來雜質，得到質量與天然基礎油相近的再生基礎油，在加入與新油配方相同的添加劑后，可達到與天然潤滑油相同的質量水平。再煉制工藝最為復雜，可加工原料范圍較寬。其處理工藝主要包括：蒸餾-白土工藝、預蒸餾－抽提絮凝-蒸餾-白土工藝、閃蒸—熱處理—超臨界抽提-白土工藝、加氫精制工藝。

1.3.1 蒸餾-白土工藝 該工藝也是在大型廢油再生廠采用較多的工藝。它不受規(guī)模的限制，在較小的再生廠中也可以用。廢白土雖然也有環(huán)境問題，也需要處置，但是比酸渣要好處理很多。

1.3.2 預蒸餾-抽提絮凝-蒸餾-白土工藝 這是美國能源部研究中心開發(fā)的廢油再生工藝。用這個工藝生產的基礎油配制的發(fā)動機潤滑油，通過了SE級的發(fā)動機試驗。

1.3.3 閃蒸-熱處理-超臨界抽提-白土工藝 廢潤滑油先經過蒸餾，將水及汽柴油餾分拔出，拔頭油再經過200～420℃的溫度進行熱處理，然后再進行超臨界抽提。超臨界抽提后的餾分經過白土處理后，可得到合格的基礎油。

1.3.4 加氫精制工藝 采用加氫精制工藝處理廢潤滑油設備和維修費用較其它工藝高，但現(xiàn)在世界上最大最現(xiàn)代的廢油再煉制裝置都是采用蒸餾－加氫精制工藝，美國和德國的兩個世界上最大的廢油再生廠用的就是此工藝。主要的加氫工藝有：KTI、Snamprogetti、HyLubre、REVIVOIL工藝。

（1）KTI工藝：該工藝是需要分別在常壓和減壓兩種條件下進行蒸餾，再將減壓得到的餾分油進行進一步的加氫精制，回收率能達到80%～85%，但是該工藝的反應條件比較苛刻，要求不超過250℃的溫度，并且如油品中含氯化石蠟就不可以采用該工藝進行處理。

（2）Snamprogetti工藝：該工藝是意大利SnamprogettiS.P.A.公司將IFP工藝進行了進一步的優(yōu)化得到的新工藝。該工藝將廢油先經常壓蒸餾除水和輕油后，再用丙烷進行抽提、真空蒸餾，這時可獲得少量的潤滑油的基礎油，殘余組分再用丙烷抽提1次，然后將剩余部分全部送去加氫精制即可。

（3）HyLube工藝：該工藝[7]首先在高溫高壓環(huán)境中使含有瀝青質和金屬的重質油與潤滑油及其輕組分分離，再進行催化加氫，并且在加氫過程中也進行了脫硫脫氮的處理。該工藝可得到高質量的潤滑油基礎油，該基礎油達了到Ⅱ類基礎油要求，收率可達到70%左右，同時還會得到十六烷值較高的低硫柴油。PURALUBE股份有限公司曾獲得UOP的HyLube技術授權，可生產高標準基礎潤滑油。

（4）REVIVOIL工藝：該工藝是由意大利的Viscolube公司開發(fā)的，該工藝能夠煉制出高質量潤滑油。該工藝得到的潤滑油的回收率達72.63%，得到瀝青收率12%，并且沒有造成環(huán)境污染，還能大大的減少能源及額外材料的消耗。

2 國內外的新型廢潤滑油再生工藝

2.1 Recyclon工藝

Recyclon工藝是將鈉在有機還原反應中的機理應用于廢潤滑油再生當中，先向常減壓蒸餾脫去水和輕油的廢潤滑油中加入細粉狀的金屬鈉，利用利用金屬鈉高化學性除去廢潤滑油中的氧化物。然后將生成的各種鈉鹽過滑油基礎油濾掉，再進行常壓蒸餾，常壓蒸餾分再通過3個膜蒸餾分離,可得到不同等級的潤。這個過程屬于環(huán)保再生過程,沒有酸和白土精制過程,但是Recyclon工藝條件太苛刻,所以這個工藝沒有被用于工業(yè)生產。

2.2 分子蒸餾技術的應用

分子蒸餾技術屬于非平衡蒸餾技術它需要在高真空條件下進行，它不是依靠沸點差進行分離，而是由物質分子運動平均自由程的差別實現(xiàn)分離的，是一種新型分離技術。Zuogang Guo等[8]將分子蒸餾技術運用于處理生物質燃料油，并取得了一定的進展，為真空條件分離重質油了提供了相關的參數(shù)。國內外許多學者對該技術進行了深入研究，得了一定的進展。山東理工大學化工學院設計的0.8m2三級分子蒸餾分離廢潤滑油中試裝置[9]，可以分別分離出汽柴油、輕質潤滑油基礎油、重質潤滑油基礎油，最后將未蒸餾出來的殘渣作為重質燃料油處理。該裝置分離出來的輕質油組分汽柴油部分占8%；重質潤滑油基礎油部分占76%；膠質重質油部分占13%。

2.3 短程蒸餾技術的應用

短程蒸餾和分子蒸餾一樣也需要高真空條件，使加熱面上被蒸發(fā)的分子經過盡可能短的距離達到冷凝面進行冷凝，進而實現(xiàn)液-液分離的蒸餾過程。該工藝主要采用旋轉式刮膜式短程蒸餾器。四川大學的周松銳[10]等人采用短程蒸餾加白土補充精制工藝對廢潤滑油再生工藝進行試驗研究，利用該技術得到的再生潤滑油達到了新潤滑油的技術指標。他們研發(fā)的短程蒸餾設備包含兩級膜處理過程，一級膜蒸發(fā)出來輕質潤滑油基礎油，二級膜蒸餾出重質潤滑油基礎油，經過短程蒸餾器蒸餾出的重質潤滑油餾分中剩余的雜質，還需要通過補充精制將其除去。利用該技術可以得到高質量的再生潤滑油，并且工藝流程簡單，回收周期短，在反應過程中不會有酸堿的加入，所以反應過程中不會對設備造成腐蝕，是一種環(huán)保、高效的再生工藝。目前，四川久遠化工技術有限公司就主要以生產短程蒸餾設備為主，在2010年5月，由該公司開發(fā)研制的DZ-3600型短程蒸餾設備是當時國內最大的整體式短程蒸餾設備，該設備最后被用于山東淄博60kt·a-1廢潤滑油再生項目。

2.4 無機膜技術的應用

該技術是以具有選擇透過性功能的薄膜為分離介質，通過在薄膜兩側施加一種或多種推動力，使薄膜兩側產生壓力差，使原料中的某些組分選擇性的優(yōu)先透過膜進而達到混合物分離。早在1994年南京工業(yè)大學就成立了膜技術研究所，一直致力于對無機膜的開發(fā)及應用。該研究所開發(fā)的無機膜在國內處于領先水平。由于廢潤滑油的粘度高，所以應選用超濾型無機膜來除去廢潤滑油中的雜質成分。Mynin[11]等采用圖1工藝處理工業(yè)潤滑油、變壓器潤滑油、發(fā)動機機油，在實驗室條件下除發(fā)動機潤滑油外均達到再使用標準，再生的發(fā)動機機油則可以作為潤滑油的基礎油。

圖1 膜法簡單處理廢潤滑油的工藝簡圖Fig.1 Schematic drawing ofwaste lubricant disposal by membranemethod

利用無機超濾膜處理可以有效地除去廢潤滑油中的超細顆粒和膠體雜質。該工藝無污染，裝置簡單，屬于環(huán)保高效工藝，有一定的推廣價值。利用膜分離油品的前提是先制備出合適的無機膜，以提高分離效果，并且對環(huán)境不會造成污染。將無機膜技術應用于廢潤滑油的再生，需要考慮到廢潤滑油粘度比較高的問題，目前降低潤滑油粘度的方法主要有3種：提高廢潤滑油溫度，采用超臨界技術，加入汽油進行稀釋。無機膜處理廢潤滑油工藝，是一個新型的工藝，目前，國內對這方面的研究還處于實驗階段，距離工業(yè)化還有很長的路需要走。

3 結語

隨著石油資源日益緊張及世界各國對環(huán)保要求的不斷提高，無論從環(huán)境保護、資源利用還是經濟的角度來看，廢潤滑油回收再利用都應得到重視。國外很多國家對廢潤滑油再生企業(yè)都有很多優(yōu)惠政策，并且注入了大量的資金用于廢潤滑油再生工藝的研發(fā)，以保證廢潤滑油再生工藝朝著環(huán)保、高效、經濟的方向發(fā)展。但是由于國外先進設備所需的設備要求和操作費用很高，因此國內多數(shù)廢潤滑油再生企業(yè)仍然采用高污染的白土工藝。我國應該加大多廢潤滑油再生的政策支持和引導，開發(fā)符合我國基本國情的廢潤滑油再生工藝。在近些年廢潤滑油再生新工藝中分子蒸餾技術和短程蒸餾技術都比較適合在國內進行推廣，建議政府科技部門應加大對這兩項技術的開發(fā)和推廣的投入。山東理工大學化工學院設計的0.8m2三級分子蒸餾分離廢潤滑油已經進行了中試，并且得到高質量再生油。短程蒸餾技術處理廢潤滑油再生的研究也取得了很大的發(fā)展，其中北京化工大學和四川大學對該技術的研究取得了很大的進展，并且有一些設計已經通過了中試，實現(xiàn)了工業(yè)化。Recyclon工藝和無機膜技術還都只是在理論研究和實驗階段，相信在不久的將來也會有進一步的發(fā)展。

[1] 高小玫.關于廢舊潤滑油再生行業(yè)發(fā)展的提案[N].中國能源報（第004版），2012-03-12.

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