一种再生毛油精制工艺

文档序号:824555 发布日期:2021-03-30 浏览:111次 >En<

阅读说明:本技术 一种再生毛油精制工艺 (Refining process of regenerated crude oil ) 是由 熊彩虹 顾四海 王洁 王望龙 赵海鹏 吕瑞博 于 2020-11-09 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种再生毛油精制工艺,其中,汽提塔液相基础油与基础油毛油和溶剂换热的设计避免了能源的浪费,达到了节能的效果;离心机组的使用可以使轻重两相分离较为彻底;根据本发明的工艺设计合理,流程简单实用,适用于基础油毛油溶剂精制工序;得到的成品基础油性能好,基础油的产率可达到95%以上,溶剂的回收率达到99%以上,回收的溶剂可多次循环使用,实现资源再生化利用和循环经济。(The invention relates to a process for refining reclaimed crude oil, wherein the design of heat exchange between liquid-phase base oil of a stripping tower, crude base oil and a solvent avoids the waste of energy sources and achieves the effect of energy conservation; the use of the centrifugal unit can ensure that the light phase and the heavy phase are separated more thoroughly; the process according to the invention has reasonable design and simple and practical flow, and is suitable for the refining process of the crude oil solvent of the base oil; the obtained finished base oil has good performance, the yield of the base oil can reach more than 95%, the recovery rate of the solvent can reach more than 99%, and the recovered solvent can be recycled for multiple times, so that resource recycling and recycling economy are realized.)

一种再生毛油精制工艺

技术领域

本发明属于环保与资源再生利用领域,具体涉及一种废矿物油再生毛油精制工艺。

背景技术

再生毛油(以下简称“毛油”)是指通过蒸馏等工序,从废矿物油中提取且未被精制加工的油品。由于毛油加工过程较为简单,油品中仍含有较多的胶质、沥青质等杂质和非理想组分,这些物质的存在会影响润滑油的低温流动性和抗氧化安定性等。因此,要想获得合格的润滑油基础油,必须对毛油进行精制,去除毛油中的不理想物质,改善基础油品质,从而提高润滑油的性能。

现有的毛油再精制技术包括溶剂精制、白土精制和加氢精制。其中,白土精制技术在生产过程中会产生大量的废白土,容易造成二次污染等问题。加氢精制技术在生产过程中需要用到大量氢气,操作条件较为苛刻,且工艺复杂,设备投资规模大。同时,在生产过程中会产生酸性水和酸性气等二次污染物。相比而言,溶剂精制由于技术较为成熟、工艺简单且二次污染小等特点,在工业上应用较多。

虽然溶剂精制在毛油再精制技术方面的应用案例较多,但也有一些缺点。例如,在溶剂回收过程中,常常会受到技术上的限制,使得溶剂回收不彻底,造成溶剂的大量流失,从而增大精制成本。同时,在溶剂精制过程中,重相溶液(溶剂和毛油中不理想组分的混合溶液,也叫溶剂相)与轻相溶液(基础油)分离过程中可能会出现分离不彻底的现象,最终得到的基础油中仍含有少量的溶剂和不理想组分,影响润滑油基础油性能。

发明内容

本发明的目的在于至少解决上述现有技术中存在的问题之一,提供一种废矿物油再生毛油的溶剂精制工艺。

本项发明专利中所提到的毛油是指通过蒸馏等工序,从废矿物油中提取且未被精制加工的油品,一般包括一线毛油(150SN基础油毛油)、二线毛油(250SN基础油毛油)或三线毛油(350SN基础油毛油)。

本发明所述的工艺方案如下:

(1)毛油精制流程

1)毛油进入换热器1,与加热介质进行换热,然后泵送至离心机组。

根据本发明的一种优选的实施方式,其中毛油换热后的温度选自60~70℃。

根据本发明的一种优选的实施方式,其中,毛油优选经缓冲罐1流量缓冲后再进入换热器。

2)进入离心机组的毛油与溶剂进行混合,离心分离。

由于溶剂对毛油中的胶质、沥青质等不理想组分的溶解度较大,对基础油的溶解度较小,因此毛油与溶剂混合后,溶剂可将胶质和沥青质等不理想组分溶解,形成混合溶液,此混合液密度大于基础油,在离心机的作用下可将两者进行分离。

为达到更好的混合和分离效果,溶剂在离心泵组中的流向顺序与毛油流向顺序相反(例如:把离心泵组编号为1号离心泵、2号离心泵、3号离心泵,若溶剂流向顺序为1号离心泵、2号离心泵、3号离心泵,则毛油流向顺序为3号离心泵、2号离心泵、1号离心泵)。

根据本发明的一种优选的实施方式,其中,使用的溶剂选自糠醛、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和苯酚中的一种;优选NMP。

根据本发明的一种优选的实施方式,其中,所述溶剂在与毛油进行混合之前先经过换热器3换热。

根据本发明的另一种优选的实施方式,其中,所述溶剂在换热之前先通过缓冲罐3缓冲。

3)离心机组分离出的轻组分(主要为基础油,也可叫基础油组分)通过换热器2加热后进入刮膜蒸发器1,基础油中混有的少部分溶剂可在刮膜蒸发器的作用下加热成蒸汽,此时蒸汽组分进入冷却器1冷凝成液体,通过缓冲罐2后流入混剂罐。

刮膜蒸发器中流出的液相组分中仍含有少量溶剂,根据本发明的一种优选的实施方式,优选进入汽提塔进行水蒸汽汽提操作进一步分离。

汽提塔分离出的气相物质中主要为水蒸汽和溶剂蒸汽,蒸汽物质在冷却器2的作用下冷凝成液体,随后进入油水分离罐,分离出溶剂和水。油水分离罐分出的溶剂进入混剂罐2中,含油废水则送到污水处理车间处理。经汽提塔汽提后的液相基础油分成两路,一路回到换热器1作为热源物质与毛油进行换热,另一路少量液相基础油去换热器3与溶剂进行换热,进入成品基础油储罐。

(2)溶剂回收流程

离心机组中的重相溶液(溶剂和毛油中不理想组分)组分经缓冲罐4,进入换热器4,换热器4采用导热油为加热介质。重相溶液被加热至一定温度后,经泵输送至刮膜蒸发器2。重相溶液在刮膜蒸发器2中进一步加热,此时重相溶液中的溶剂组分受热蒸发成蒸汽,随后进入减压回收塔进一步对其进行提纯操作。刮膜蒸发器2中的液相主要为毛油中的胶质、沥青质等重组分,在冷却器4降低温度后,经缓冲罐后可作为成品抽出油外售。

刮膜蒸发器2的气相进入减压回收塔,塔顶气相物质经冷却器3冷凝成液体进入混剂罐中;塔体中部开有侧线,分馏可得到纯净的溶剂,经缓冲罐5进入溶剂罐。塔底液相主要为含有极少量基础油的溶剂,这部分溶剂进入混剂罐中。

在本发明中,溶剂回收效率高。溶剂经回收后,总回收率可达99.5%以上。

根据本发明的一种优选的实施方式,离心机组是2台或更多离心机的组合,毛油与溶剂通往离心机的顺序相反,主要作为两者混合和轻重分离的场所。

根据本发明的另一种优选的实施方式,其中,所述换热器包括换热器1、换热器2、换热器3、换热器4,换热器均采用列管换热器。其中,换热器1为汽提塔的液相组分(经汽提操作脱除溶剂的基础油)与毛油进行换热,换热器3为汽提塔的液相组分(经汽提操作脱除溶剂的基础油)与溶剂进行换热。换热器2和换热器4均采用导热油为热源进行换热。

根据本发明的另一种优选的实施方式,其中,刮膜蒸发器1和刮膜蒸发器2采用夹套式加热器,内部装有导热油,可为蒸发提供热源。

根据本发明的另一种优选的实施方式,其中,汽提塔和减压回收塔均采用填料塔,内装不锈钢鲍尔环填料,为气液两相提供接触载体;汽提塔配备有蒸汽发生装置,为汽提塔提供过热蒸汽;减压回收塔塔身中部开孔,引出侧线,用于回收溶剂。

根据本发明的另一种优选的实施方式,其中,冷却器包括冷却器1、冷却器2、冷却器3和冷却器4,冷却器为列管式换热器,以水为冷却介质,进而把气相物质冷却成液体。

根据本发明的另一种优选的实施方式,其中,溶剂罐用于接收经减压回收塔分离后的溶剂,此时溶剂可直接作为纯溶剂循环使用。

根据本发明的另一种优选的实施方式,其中,混剂罐用于接收经冷却后的刮膜蒸发器1、汽提塔和减压回收塔的气相物质,以及减压回收塔塔底的液相物质,此时混剂罐中的液体为含有少量胶质、沥青质的溶剂。混剂罐中的溶剂进离心机组后的缓冲罐作为闭路循环(由于混剂罐中的溶剂在纯度上没有溶剂罐中的溶剂纯度高,且在生产过程中,混剂罐中得到的溶剂的量远小于溶剂罐中得到的溶剂量。因此在生产上,为避免溶剂浪费,混剂罐中的溶剂可以根据生产需要同溶剂罐中较为纯净的溶剂一同循环使用),避免造成溶剂浪费。

本发明产生的有益效果:

工艺设计合理,流程简单实用,适用于基础油毛油溶剂精制工序;汽提塔液相基础油与基础油毛油和溶剂换热的设计避免了能源的浪费,达到了节能的效果;离心机组的使用可以使轻重两相分离较为彻底;得到的成品基础油性能好,基础油的产率可达到95%以上,溶剂的回收率达到99%以上,回收的溶剂可多次循环使用,实现资源化利用和循环经济。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。

取某公司减压蒸馏采出的一线毛油(150SN基础油毛油)作为原料,精制所用溶剂为NMP(N-甲基吡咯烷酮)。

原料性质如下表1所示。经检测,该毛油中氮化物和芳香烃的含量高、粘度指数低、饱和烃含量低,影响润滑油的低温流动性和氧化安定性等。将上述毛油使用本发明的毛油精制流程进行精制处理,具体步骤如下:

(1)一线毛油经缓冲罐后进入换热器1,在换热器中与加热介质进行换热。毛油被加热至60-70℃后在离心泵的作用下进入离心机组。

(2)离心机组可根据实际情况选择2台或多台离心机串联而成。毛油由离心机进口进入,按照串联的离心机顺序向前流动,溶剂则按照离心机组的顺序逆向流动,毛油与溶剂在离心机组内部逆向接触进行混合。在离心机的作用下,毛油中的胶质、沥青质等不理想组分可溶解于溶剂中,成为混合溶液,此混合液密度大于基础油,在离心机的作用下可将两者进行分离。

(3)混合液在离心机组内被分为轻组分和重组分。其中,轻组分在换热器2中利用导热油加热至155~165℃进入刮膜蒸发器1,此时基础油中的溶剂组分在刮膜蒸发器1的作用下加热成蒸汽,进入冷却器1冷凝成液体,通过缓冲罐后流入混剂罐。刮膜蒸发器1中流出的液相组分中仍含有少量溶剂,需进行水蒸汽汽提操作进一步分离。刮膜蒸发器1为负压操作,与之配备有真空泵组,压力控制在2000Pa以下。

(4)汽提塔配备有蒸汽发生装置,为汽提塔提供过热蒸汽。汽提塔塔顶分离出的气相物质中主要为水蒸气和溶剂蒸汽,蒸汽物质在冷却器2的作用下冷凝成液体,随后进入油水分离罐,进而分离出溶剂和水。油水分离罐分出的溶剂进入混剂罐中,水则送污水处理车间处理。经汽提塔汽提后的液相基础油分为两路,一路回到换热器1作为热源物质与毛油进行换热,另一路少量液相基础油去换热器3与溶剂进行换热,随后成为成品150SN基础油。

从表1中可以看出,利用本实施案例溶剂精制进行处理得到的150SN基础油,其相关物性参数显著提升,完全达到润滑油基础油的标准。毛油经溶剂精制后,所得到的基础油比例可达到96%以上,剩下的4%为抽出油,抽出油也可作为产品外售。

同时,上述实施案例中的NMP通过溶剂回收流程进行再生回收利用,具体步骤如下:

(1)溶剂经缓冲罐后进入换热器3,在换热器加热至60~70℃后进入离心机组。

(2)NMP和一线毛油在离心机组的作用下被分离成轻组分和重组分。其中,重组分经缓冲罐缓冲后,进入换热器4。换热器4采用导热油为加热介质,溶液被加热至260~270℃后,在溶液泵作用下输送至刮膜蒸发器2。NMP在刮膜蒸发器中进一步加热,此时溶液中的溶剂受热蒸发成蒸汽,随后进入减压回收塔进一步对其进行提纯操作。刮膜蒸发器中的液相主要为毛油中的胶质沥青质等不理想组分,经缓冲罐后可作为成品抽出油储存或外售。

(3)进入减压回收塔的气相物质在塔内与来自塔顶的回流液进行逆向接触,塔顶气相物质经冷却器3冷凝成液体进入混剂罐中。塔体中部开有侧线,经分馏得到纯净的溶剂,经缓冲罐进入溶剂罐。塔底液相主要为含有少量基础油的溶剂,进入混剂罐中。

(4)刮膜蒸发器1、刮膜蒸发器2、汽提塔、减压回收塔均为负压操作,在真空泵组的作用下,使其内部压力达到2000Pa以下。

(5)在本发明中,换热器包括换热器1、换热器2、换热器3、换热器4,冷却器包括冷却器1、冷却器2、冷却器3和冷却器4,换热器和冷却器均可采用列管式换热器;各换热器和冷却器工作过程如下:

①换热器1:基础油毛油进入时为常温,与汽提塔液相换热后升温至60~70℃出换热器;汽提塔液相进入时温度为200℃,与基础油毛油换热后降温至120℃左右出换热器。

②换热器2:离心机组轻相组分进入时温度为60~70℃,与导热油换热后升温至155~165℃出换热器。

③换热器3:溶剂进换热器时温度为常温,与汽提塔液相换热后升温至60~70℃出换热器;汽提塔液相进入时温度为200℃,与基础油毛油换热后降温至120℃左右出换热器。

④换热器4:离心机组重相组分进入时温度为60~70℃,与导热油换热后升温至260~270℃出换热器。

⑤冷却器1:刮膜蒸发器气相组分进入时温度为110-120℃,冷凝降温至40-50℃出冷却器。

⑥冷却器2:汽提塔气相组分进入时温度为110-120℃,冷凝降温至40-50℃出冷却器。

⑦冷却器3:减压塔顶气相组分进入时温度为110-120℃,冷凝降温至40-50℃出冷却器。

⑧冷却器4:刮膜蒸发器液相组分进入时温度为250~260℃,冷凝降温至40-50℃出冷却器。

通过上述溶剂回收流程进行再生回收利用,溶剂的回收率可达到99.5%以上,回收的溶剂可多次循环使用,实现资源再生化利用和循环经济。

表1毛油和基础油的物性数据表

试验例 150SN毛油 150SN基础油
外观 淡黄色 透明
色度 3.0 0.3
运动粘度(40℃)/m<sup>2</sup>/s 34 24
运动粘度(100℃)/m<sup>2</sup>/s 5.3 4.7
开口闪点(℃) 180 220
倾点(℃) -5 -15
硫含量(%) 0.48 0.13
氮化合物(ppm) 520 24
芳香烃(%) 17 8
饱和烃(%) 64.9 83.8

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