专利名称：废油再生工艺及所使用的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废油再生工艺及所使用的装置。具体地说，通过对机动车废机油、废变压器油、零件清洗用后油、废润滑油及同等类型的废油等经过物理和化学方式的进一步加工获得可再次利用的成品油。
背景技术：
目前我国各种废油年产量约500万吨。这些废弃的油品含有硫化物、氯化物或磷化物，如果直接外排，会对环境造成巨大的污染。
已知的传统的废油处理工艺有多种方式，其步骤归纳起来包括把材料油送入沉降罐中，脱去大颗粒杂质和95％左右的水分后进入酸洗缸中酸洗；组份酸洗后，进入碱缸中和，最后白土精制。此过程产生具有刺激气味的二氧化硫和大量酸渣。同时，整个生产过程中产生刺激人体的呼吸系统并会在大气中形成酸雨的二氧化硫。而目前对二氧化硫的处理通常需要投入大笔的设备费和设备运行费。生产过程中产生的酸碴和碱碴对土壤破坏极大，目前采用的深埋法，也不能从根本上解决问题。生产过程中产生的白土碴含有焦质，沥清质和酸类物质，其对环境的破坏可想而知。这样生产出的产品难以达到国家标准规定，长期存放会重新氧化，颜色变深。
与上述方式相似的现有技术如中国专利文献CN1049179A所公开的废油再生工艺及其生产装置，其工艺的具体步骤如下1.将废润滑油加温至80℃-130℃，经减压蒸馏去除其中的水分和轻油，2.取重量为废油重量3～6％的十二烷二甲基苄基氯化铵，这是一种含C1295％，含C10、C14C16等约5％的阳离子季铵盐，将其加水稀释，再加入少量柠蒙酸，使溶液呈弱酸性，将该溶液倒入废油，充分搅拌15分钟，3.加入重量占混合油液重量3～10％的硫酸铵，再搅拌5～6分钟，4.加入重量点废油重量0.3～0.5％的碱，稍加搅拌后，静置沉淀1～2小时，排除水和杂质，5.减压蒸馏，去除水分，6.将澄清并去除了大部分水分杂物的油液经离心分离机分离，得到进一步净化。
此外，在中国专利文献CN2179873Y中公开了一种矿物油废油净化再生装置，采用的工艺办法为进油→粗滤→加热→真空脱水→静电净化→精滤→真空保护→定量加油的无酸处理办法。采用了间隙式管路加热结构，并列的双静电箱处理结构和抽真空结构，红外传感器液位定量控制机构，控制系统采用微型计算机自动控制。
近年来，将废油处理成可利用的油的工艺还包括如下方式中国专利文献CN1177624A公开的从废油再生燃料油的装置和方法，其装置包括热裂化装置，用来裂化高沸点烃物料成为较轻的低沸点物质，以便从粘性物质中分离烃蒸汽产物；冷凝器/换热器，用来冷凝烃蒸汽产物为液态烃；燃料稳定设备，用来化学处理该冷凝物，以便得到油产物和固体沉淀物；和精处理设备，用来通过物理除去固体污染物来形成高质量的燃料油。采用的方法包括以下步骤热裂化沸点范围为380-420℃的废油，以从粘性物质中分离烃蒸汽产物；通过冷凝该烃蒸汽产物形成液体冷凝物；化学处理该冷凝物得到油产物和固体沉淀物；和通过物理的方法从该油产物中除去固体污染物来形成燃料油。
中国专利文献CN1326498A公开的废油再处理的方法、用该方法获得的基油及其应用，其方法包括以下步骤A)废油蒸馏，以除去低沸点有机馏分，和通过脱水使废油干燥；B)步骤A)获得的废油在真空下蒸馏，以便将馏程在约170至385℃之间的燃料油馏分和柴油组分以有利用价值燃料油形式分离；C)步骤B)的蒸馏残留物在高真空下借助薄层蒸发进行精细蒸馏，以便获得具有常见粘度范围的润滑油馏分，它可根据需要通过必要时在真空下接着的分级蒸馏步骤分成不同粘度状态的馏程；D)必要时步骤C)的底部产物进行精细蒸馏，以便从高沸点区获得高粘度状态的润滑油馏分，它可根据需要通过必要时在真空条件下接着的分级蒸馏步骤被分开；E)步骤C)和任选的D)获得的润滑油形式的馏分或不同粘度状态的馏程用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMF)和/或N-甲酰吗啉(NMF)作为萃取剂萃取，以便获得有利用价值的基油，其中萃取这样进行，即所不希望的组分几乎定量被去除，且多环芳香族烃(PAK)和多氯代联苯(PCB)含量分别明显低于1mg/kg。
以及中国专利文献CN1434100A公开的一种利用废塑料、废油和重油混合裂解制取燃料油的方法，它是将重油、废油按0.5～1.5∶0.5～1.5的比例混合后作为油原料，将塑料原料和油原料按1～3∶1～3的比例混合后连续加入裂解反应器中，启动搅拌器(转速为10～30转/min)，并开始加热，控制升温速度在150～250℃/h、裂解温度至370～450℃，收集反应裂解气并用催化剂改质，经改质后的裂解气经冷凝器得到液体油品和气体产物，液体油品再经分馏得到汽油、柴油、重油，重油返回反应器中作为反应原料，气体产物收集储存。本发明不但解决了废塑料、重油、废油的利用问题，还解决了废塑料裂解过程中的由于废塑料传热性差而导致的渣量大和结焦问题，提高了汽油及柴油的出油率，改善了汽油和柴油的质量。
然而，上述现有技术都没有彻底解决以上提出的技术问题。
发明内容
为此，本发明的目的在于提出一种废油再生工艺及所使用的装置，以有效地解决废油再生加工过程中对环境造成的直接污染和二次污染问题，为废油的再生利用提供科学的可靠的解决方案。
为实现上述发明目的，本发明的废油再生工艺顺序包括除杂步骤除去废油中大部分的游离水及固体颗粒和重金属杂质等；脱水步骤将除杂后的油液输入脱水装置中，并向所述脱水装置中加入破乳剂经搅拌后，以使油液组份里油包住的小水滴，成为游离水，除去游离水，在罐体中上方沉降后的油液组份中水分的体积浓度降至0.3％以下；催化裂化步骤将脱水后的油液输入到组份切割器中，并根据所需的目标产品来控制组份切割器中的催化裂化的温度；精分馏步骤将催化裂化后的油液经过精分馏得到目标产品。
进一步地，在所述除杂步骤中，除水和除杂处理后，油液中含水的体积浓度小于5％。
在所述脱水步骤与所述催化裂化步骤之间对所述废油升温，以便为加快下一步反应速度提供反应用的基础热能。该升温温度应控制在450℃左右。
一个更为理想的方式是在所述催化裂化步骤中，还进行吸附和复合催化过程。
进一步地，为提高所述废油的流动性，在所述除杂步骤前设有对所述废有的加热过程。在该加热过程中，最好将所述废油加热到50℃左右的温度。
本发明的采用上述工艺的废油再生装置包括一个固-液分离装置，具有一个输入口和输出口，用于完成除杂步骤；一个脱水装置，具有一罐体，在所述罐体的下部设有输入口，在所述罐体的上部设有输出口，一个出水口设置在罐体上低于所述输出口的部位，一个破乳剂加料口设置在所述罐体的上部，在所述罐体内设有搅拌器；所述脱水装置的输入口与所述固-液分离装置的输出口相连，用于完成脱水步骤；一个组份切割器，具有一个罐体，在所述罐体的下部设有输入口，在所述罐体的上部设有输出口，在所述罐体内设有温度控制管，以及一个控制温度控制管工作温度的加热控制装置；所述组份切割器的输入口连通地设置在所述脱水装置的输出口的下游，用于完成催化裂化步骤。
所述组份切割器内有吸附介质层和复合催化剂层。
进一步地，本发明的装置在所述脱水装置与所述组份切割器之间设有一个加热器，所述加热器的输入口连通地设置在所述脱水装置的输出口的下游，所述加热器的输出口与所述组份切割器的输入口连接。
最好，在所述脱水装置与所述加热器之间设有一个中间储罐，用于暂存来自所述脱水装置的脱水后的油液，所述中间储罐的输入口与所述脱水装置的输出口连接，所述中间储罐的输出口与所述加热器的输入口连接。
一个加热装置，具有一个输入口和一个输出口，设在所述加热装置中所述废油流过路径附近的加热元件，以及控制所述加热元件以调整废油温度的控制器；所述加热装置的所述输出口与所述固-液分离装置的输入口连接。
文件中的术语解释“组份切割器”，实质上是一个反应器，来料在此发生催化裂化反应。
“连通地”，表示两个部件之间以某种方式直接或间接地使流体可通过地连接起来。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，废油可连续处理并得到满足国标规定数值的成品油；由于固-液旋流处理后收集到的杂质集中后可以放入加热炉内焚烧，焚烧后直接外排，不对环境造成污染，同时，整个工艺无废物排出，所以该实用新型为环保型产品；根据市场的需求，通过调节组分切割器温度控制管内的温度，可以在一定程度上进行有选择的生产。此外，吸附和催化虽然是一种比较传统的工艺，但用于废机油的再生工艺中，具有创新意义。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图1是本发明的装置的一个最佳实施方式的结构示意图；图2是图1所示实施例中的真空脱水器结构原理图；图3是图1所示实施例中的组份切割器结构原理图；图4是本发明的一个最佳实施方式的工艺路线图。
附图中标记表示为1-加热装置、2-固-液旋流器、3-脱水装置、4-脱水装置的出水口、5-破乳剂加料口、6-搅拌器、7-增压泵、8-中间储罐、9-加热器、10-组份切割器、11-组份切割器罐体、12-温度控制管、13-筛板、14-吸附介质层、15-复合催化剂层。
具体实施例方式
如附图1所示，本实施例的废油再生装置包括一个加热装置1，具有一个输入口和一个输出口，设在所述加热装置1中所述油液流过路径附近的加热元件，以及控制所述加热元件以调整废油温度的控制器；所述加热装置1的所述输出口与所述固-液旋流器的输入口连接。
一个作为固-液分离装置的固-液旋流器2，具有一个输入口和输出口，用于完成除杂步骤；一个真空脱水装置3，参见图2，具有一罐体，在所述罐体的下部设有输入口，在所述罐体的上部设有输出口，一个出水口4设置在罐体上低于所述输出口的部位，一个破乳剂加料口5设置在所述罐体的上部，在所述罐体内设有搅拌器6；所述真空脱水装置3的输入口通过一个增压泵7与所述固-液旋流器2的输出口相连，用于完成脱水步骤；一个中间储罐8，用于暂存来自所述真空脱水装置3的脱水后的油液，所述中间储罐8的输入口与所述真空脱水装置3的输出口连接，所述中间储罐8的输出口与一个加热器9的输入口连接。
一个加热器9，所述加热器9的输入口连接所述中间储罐8的输出口，所述加热器9的输出口与一个组份切割器10的输入口连接。
一个组份切割器10，参见图3，具有一个罐体11，在所述罐体11的下部设有输入口，在所述罐体11的上部设有输出口，在所述罐体11内壁上设有温度控制管12，以及一个控制温度控制管12工作温度的加热控制装置；在所述组份切割器10内自下而上地依次设有筛板13、吸附介质层14和复合催化剂层15。所述组份切割器10的输入口连接所述加热器9的的输出口，用于完成催化裂化步骤。
上述废油再生装置的工作过程将结合下面的本发明的废油再生工艺一起说明。
参见图4，废油再生工艺顺序包括为提高废油的流动性，先在所述加热装置1中将所述废油加热到50℃左右的温度。因为在这一温度下，废机油流动性比较好，利于固-液旋流器2工作。
然后用一个增压泵将加热后的废油输入到一个固-液旋流器2中进行除杂步骤，除去废油中大部分的游离水及固体颗粒和重金属杂质等。因为一般说来，原料油中平均含水在15％左右，有一部分水以油包水的形式存在，所以经经固-液旋流器2脱水和除杂处理后，油中含水按体积浓度说，可达到小于5％的指标，其中杂质含量小于15mg/L。
除杂处理后的油液输送到一个真空脱水装置3中进行脱水步骤，此时一并向所述真空脱水装置3中加入破乳剂并搅拌，以使油液组份里油包住的小水滴，成为游离水，除去游离水，在罐体11中上方沉降后的油液组份中水分的体积浓度降至0.3％以下；从所述真空脱水装置3出来的更为纯净的油液进入到中间贮罐中，之后进入至作为加热器9的管式加热炉中，对所述油液升温至450℃左右，以便为加快下一步反应速度提供反应用的基础热能。
加热后的油液被送到所述组份切割器10中进行催化裂化步骤，所述组份切割器10实质上是一个反应器，油液在此发生催化裂化反应；所述组份切割器10内设有温度控制管12，改变温度，可以尽可能多的产出期望的目标产品，因此根据所需的目标产品来控制组份切割器10中的催化裂化的温度。如温度控制在430℃时，柴油收率可达到75％以上；温度控制在450℃时，汽油收率可达到28％左右，温度控制在470℃时，C3+C4的收率可达到22％左右。目标产品收率越高，其它产品收率就会相应减小。在所述组份切割器10内有吸附介质层14和复合催化剂层15。本实施例中，吸附介质层14由凹凸棒土基质的吸附剂构成，因其具有优良的吸附、脱色、除臭和离子交换性能，在经过活化处理后，可取代昂贵的活性炭。因此，用它作为切割器的吸附剂，可以除去来料的杂质和杂色。复合催化剂层15由ZJN系列非临氢降凝催化剂构成。该系列催化剂有热稳定性好，正构烷烃裂化选择性好等特点。催化剂的性质见附表1。
附表1
催化剂性质
从组份切割器10内生产出的预产品再进入常规的分馏塔中进行精分馏，分馏出的组分经冷凝后，得到达到国标规定要求的成品油。产生的烃气如果不想进行集中处理，可以收集后作为加热炉的燃料。在上述除杂步骤中脱掉的杂质可以放到加热罐中焚烧，完全焚烧后可直接外排。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
权利要求
1.一种废油再生工艺，顺序包括除杂步骤除去废油中大部分的游离水及固体颗粒和重金属杂质等；脱水步骤将除杂后的油液输入脱水装置(3)中，并向所述脱水装置(3)中加入破乳剂搅拌后，以使油液组份里油包住的小水滴，成为游离水，除去游离水，在罐体中上方沉降后的油液组份中水分的体积浓度降至0.3％以下；以及催化裂化步骤将脱水后的油液输入到组份切割器(10)中，并根据所需的目标产品来控制组份切割器(10)中的催化裂化的温度；精分馏步骤将催化裂化后的油液经过精分馏得到目标产品。
2.根据权利要求1所述的废油再生工艺，其特征在于在所述除杂步骤中，除水和除杂处理后，油液中含水的体积浓度小于5％。
3.根据权利要求1所述的废油再生工艺，其特征在于在所述脱水步骤与所述催化裂化步骤之间对所述油液升温至450℃左右，以便为加快下一步反应速度提供反应用的基础热能。
4.根据权利要求1所述的废油再生工艺，其特征在于在所述催化裂化步骤中，还进行吸附和复合催化过程。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的废油再生工艺，其特征在于在所述除杂步骤前设有对所述废有的加热过程，将所述油液加热到50℃左右的温度。
6.一种废油再生装置，其特征在于包括一个固-液分离装置(2)，具有一个输入口和输出口，用于完成除杂步骤；一个脱水装置(3)，具有一罐体，在所述罐体的下部设有输入口，在所述罐体的上部设有输出口，一个出水口(4)设置在罐体上低于所述输出口的部位，一个破乳剂加料口(5)设置在所述罐体的上部，在所述罐体内设有搅拌器(6)；所述脱水装置(3)的输入口与所述固-液分离装置(2)的输出口相连，用于完成脱水步骤；一个组份切割器(10)，具有一个罐体，在所述罐体的下部设有输入口，在所述罐体的上部设有输出口，在所述罐体内设有温度控制管(12)，以及一个控制温度控制管(12)工作温度的加热控制装置；所述组份切割器(10)的输入口连通地设置在所述脱水装置(3)的输出口的下游，用于完成催化裂化步骤。
7.根据权利要求6所述的废油再生装置，其特征在于在所述脱水装置(3)与所述组份切割器(10)之间设有一个加热器(9)，所述加热器(9)的入口连通地设置在所述脱水装置(3)的输出口的下游，所述加热器(9)的输出口与所述组份切割器(10)的输入口连接。
8.根据权利要求7所述的废油再生装置，其特征在于在所述脱水装置(3)与所述加热器(9)之间设有一个中间储罐(8)，用于暂存来自所述脱水装置(3)的脱水后的油液，所述中间储罐(8)的输入口与所述脱水装置(3)的输出口连接，所述中间储罐(8)的输出口与所述加热器(9)的输入口连接。
9.根据权利要求6所述的废油再生装置，其特征在于所述组份切割器(10)内有吸附介质层(14)和复合催化剂层(15)。
10.根据权利要求6至9中任意一项所述的废油再生装置，其特征在于一个加热装置(1)，具有一个输入口和一个输出口，设在所述加热装置(1)中所述废油流过路径附近的加热元件，以及控制所述加热元件以调整废油温度的控制器；所述加热装置(1)的所述输出口与所述固-液分离装置(2)的输入口连接。
全文摘要
本发明涉及一种废油再生工艺及所使用的装置。本发明的目的在于以有效地解决废油再生加工过程中对环境造成的直接污染和二次污染问题。本发明的工艺包括除杂步骤、脱水步骤及催化裂化步骤，而本发明的装置则由实施前述步骤的相应设备组成。特别适用于对机动车废机油、废变压器油、零件清洗用后油、废润滑油及同等类型的废油等经过物理和化学方式的进一步加工获得可再次利用的成品油。
文档编号C10G11/00GK1624093SQ20041008879
公开日2005年6月8日 申请日期2004年11月4日 优先权日2004年11月4日
发明者田松庆, 边树仁 申请人:田松庆, 边树仁