專利名稱：一種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種廢內燃機油精制基礎油的裝置，屬于廢內燃機油再生工藝技術領域。
背景技術：
目前，潤滑油廣泛應用于汽車運輸、制造、機械加工、化工、食品等行業，隨著工業和國民經濟的迅猛發展和增長，其需求量和消耗量也在日益增加，目前國內潤滑油年銷售量已超過1000萬噸，而且每年呈10%以上速度遞增，這也意味著每年至少產生600萬噸的廢內燃機油，隨著汽車工業發展還有繼續增長的趨勢。廢棄的潤滑油主要是由于長期使用混進雜質和添加劑變質，還有就是廢內燃機油少部分氧化裂解并導致粘度變化和形成浙青膠質，絕大部分的基礎油組分并沒有改變，只要通過一定的技術手段進行分離加工仍然可以獲得符合標準的基礎油。隨著石油資源的日益枯竭和人類環保意識的增強，廢內燃機油的回收、提純和循環利用也受到了世界各國的高度重視，在我國廢舊油回收、提純、循環利用率不到5%，大部分采用酸土法和裂解柴油工藝，其工藝技術落后、回收率低、產品質量差、會導致二次污染。根據國家危險廢物名錄的規定，廢礦物油(HW08)是指廢機油、廢柴油、廢汽油、廢原油、廢真空泵油、廢液壓油、廢熱處理油、廢樟腦油等以礦物油為基礎的各類潤滑油失去原來功能而報廢的油類、發毒性物質，在國家危險廢物名錄中名列第八，其內含的硫化物、 添加劑、石油類多環芳香烴(苯并芘)是公認的致癌和致突變化合物、富營養物，對水和土壤的污染特別嚴重，人類如果長期引用被污染的水質，將出現慢性中毒癥狀。廢內燃機油再生工藝技術發展蒸餾一酸洗一白土精制路線和酸洗一帶土蒸餾精制為主的再生工藝，采用蒸餾-白土工藝，精制仍然采用硫酸白土，這種油品質量差，容易氧化，酸渣中含有大量苯并芘類物質，嚴重污染環境。
發明內容本實用新型的目的在于解決上述已有技術存在的不足之處，提供一種結構設計合理，工藝流程環保無污染，能將廢內燃機油精制成高純度基礎油的裝置。—種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置，其特殊之處在于包括依次相連通的用于過濾廢內燃機油中游離水與機械雜質的沉降過濾系統1、用于除去水、石油酸、膠質浙青及低碳氫組分的預處理系統2、用于除去沸點350° C以下輕質組分的薄膜蒸餾器3、用于分離出廢內燃機油中的沸點350° C以上餾分及除去廢內燃機油中重質組分的分子蒸餾器、加氫反應器、用于加氫過程中汽液混合進一步分離的汽提塔4、用于分餾加氫精制油中不同運動粘度潤滑油基礎油的精餾塔5。預處理系統2包括用于使廢油與破乳劑、液堿充分混合使乳化水破乳、石油酸中和的液體混合器，液體混合器內部呈螺旋網狀結構，液體混合器上設有用于過濾廢內燃機油中的游離水分和機械雜質的蝶形高速離心機39及用于脫除廢內燃機油中含有的少量水分的閃蒸塔40;所述分子蒸餾器包括串聯的第一級分子蒸餾器6、第二級分子蒸餾器7 ；所述分子蒸餾器是短程蒸餾器，包括筒體11及安裝于筒體11上方的馬達旋轉機構12，馬達旋轉機構12與設于筒體11內的第一布料器15及帶有第一刮板17的攪拌器14 相連接，攪拌器14的內部設有冷凝器，冷凝器連接有第一收集器16，筒體11外部套設有第一夾套13，第一夾套13內填充有導熱介質；工作時，通過馬達旋轉機構12旋轉離心運動， 第一布料器15把廢內燃機油甩到夾套的內加熱面上，第一刮板17刮膜，達到不斷翻新液面作用，便于物料組分均勻受熱蒸發，攪拌器14內的不銹鋼列管式冷凝器內通入流動的冷媒介質，用于把蒸發的油蒸汽急速冷凝，成液態并收集，重質組分沒有被蒸發，由分子蒸餾器下部第一收集器16收集；所述加氫反應器包括相串聯的第一加氫反應器8、第二加氫反應器9、第三加氫反應器10 ；本實用新型廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置還包括供熱系統31、循環水系統 32、水環式真空及高真空機組33、制冷液系統34、制氫系統35、供電系統36、消防報警系統 37、DCS自動控制38 ；所述薄膜蒸餾器，包括筒體及安裝于筒體上方的電機馬達21及減速機18，減速機 18連接有貫穿于筒體內的主軸25，主軸25的軸壁上安裝有用于將物料均勻分配在圓周器壁上的第二布料器20及帶有向下傾角的第二刮板沈，筒體鄰近第二布料器20的筒壁上設有進料口 22及輕質組分出口 19，主軸25的底部末端連接有與減速機18聯動的主軸支撐機構四，筒體的底部設有重質組分收集器27及重質組分出口 30，筒體的外部套設有內部充滿熱媒介的第二夾套M，第二夾套M上設有熱媒進口觀及熱媒出口 23 ；待分離物料從進料口 22進入第二布料器20，經布料器均勻把物料分配在圓周器壁上，主軸25由底部主軸支撐機構四和減速機18聯接，隨電機馬達21系統提供動力經減速機18變速后同一個旋轉速度做圓周運動，第二布料器20上帶斜角的構造是把物料按照一定的角度和分配量隨旋轉產生的離心力甩到圓周器壁上，根據萬有引力作用，器壁的物料向下運動，而帶向下傾角的第二刮板26把物料均勻涂在圓周器壁上，形成薄膜狀態，物料在一定的高真空和溫度條件下，到達分離物質沸點，這些物質就會被蒸發出相變，由液相變成氣相，第二夾套M內充滿熱媒加熱介質，從熱媒進口觀進入，從熱媒出口 23流出，保持一定的恒溫，這樣把圓周內壁加熱到一定的恒定溫度，在一定的真空條件下，被分離的組分就會在很薄的薄膜液面中逸出，物料在圓周器壁上被旋轉的第二刮板沈不斷的攪拌和翻新，使物料分離更為徹底，由于加熱的物料是很薄的一層，所以熱效率很高，沒有被分離出的物料在第二刮板26離心力的作用下，向下做螺旋運動到底部重質組分收集器27，由重質組分出口 30排出系統。本實用新型一種利用廢內燃機油精制基礎油的裝置，結構設計合理，形成產業化工藝裝置，成本低廉，廢潤滑油經過預處理及分子蒸餾，分離出基礎油再加氫精制得到國標 II—III類基礎油，解決了廢潤滑油可以修復達到國標II 一 III類基礎油產品標準，利用率相對于原廢潤滑油比例占83%，其中潤滑油基礎油占75%，分離精制后組分類別為8%重柴油； (100SN+200SN+350SN)潤滑油基礎油合計75% ；水份機械雜質及無組織排放物3% ；重質燃料油14%。能夠從廢內燃機油中提出高純度的基礎油，整個制備過程中不產生任何污染。工藝裝置包括原料廢潤滑油沉降、過濾、破乳、脫水、脫鹽脫焦、薄膜蒸餾脫除輕質(汽柴油)組分、高真空分子蒸餾分離基礎油、加氫前預處理去除微量重金屬、加氫反應器三段串聯精制、精餾塔分離各餾分基礎油，共十個工藝步驟。
圖1 本實用新型一種利用廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置結構示意圖；圖2 分子蒸餾器的結構示意圖；圖3 薄膜蒸餾器的結構示意圖；圖4 液體混合器的結構示意圖。
具體實施方式
以下參考附圖給出本實用新型具體實施方式
，用來對本實用新型做進一步說明。本實施例的一種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置，包括依次相連通的用于過濾廢內燃機油中游離水與機械雜質的沉降過濾系統1、用于除去水、石油酸、膠質浙青及低碳氫組分的預處理系統2、用于除去沸點350° C以下輕質組分的薄膜蒸餾器3、用于分離出廢內燃機油中的沸點350° C以上餾分及除去廢內燃機油中重質組分的分子蒸餾器、加氫反應器、用于加氫過程中汽液混合進一步分離的汽提塔4、用于分餾加氫精制油中不同運動粘度潤滑油基礎油的精餾塔5。預處理系統2包括用于使廢油與破乳劑、液堿充分混合使乳化水破乳、石油酸中和的液體混合器，液體混合器內部呈螺旋網狀結構，液體混合器上設有用于過濾廢內燃機油中的游離水分和機械雜質的蝶形高速離心機39及用于脫除廢內燃機油中含有的少量水分的閃蒸塔40;分子蒸餾器包括串聯的第一級分子蒸餾器6、第二級分子蒸餾器7 ；分子蒸餾器是短程蒸餾器，包括筒體11及安裝于筒體11上方的馬達旋轉機構12， 馬達旋轉機構12與設于筒體11內的第一布料器15及帶有第一刮板17的攪拌器14相連接，攪拌器14的內部設有冷凝器，冷凝器連接有第一收集器16，筒體11外部套設有第一夾套13，第一夾套13內填充有導熱介質；工作時，通過馬達旋轉機構12旋轉離心運動，第一布料器15把廢內燃機油甩到內夾套的加熱面上，第一刮板17刮膜，達到不斷翻新液面作用，便于物料組分均勻受熱蒸發，攪拌器14的內的不銹鋼列管式冷凝器內通入流動的冷媒介質，用于把蒸發的油蒸汽急速冷凝，成液態并收集，重質組分沒有被蒸發，由分子蒸餾器下部第一收集器16收集；加氫反應器包括相串聯的第一加氫反應器8、第二加氫反應器9、第三加氫反應器 10 ；廢內燃機油精制基礎油的裝置還包括供熱系統31、循環水系統32、水環式真空及高真空機組33、制冷液系統34、制氫系統35、供電系統36、消防報警系統37、DCS自動控制 38 ；薄膜蒸餾器，包括筒體及安裝于筒體上方的電機馬達21及減速機18，減速機18連接有貫穿于筒體內的主軸25，主軸25的軸壁上安裝有用于將物料均勻分配在圓周器壁上的第二布料器20及帶有向下傾角的第二刮板沈，筒體鄰近第二布料器20的筒壁上設有進料口 22及輕質組分出口 19，主軸25的底部末端連接有與減速機18聯動的主軸支撐機構15，筒體的底部設有重質組分收集器27及重質組分出口 30，筒體的外部套設有內部充滿熱媒介的第二夾套24，第二夾套M上設有熱媒進口觀及熱媒出口 23 ；待分離物料從進料口 7進入第二布料器20，經布料器均勻把物料分配在圓周器壁上，主軸25由底部主軸支撐機構四和減速機18聯接，隨電機馬達21系統提供動力經減速機1變速后同一個旋轉速度做圓周運動，第二布料器20上帶斜角的構造是把物料按照一定的角度和分配量隨旋轉產生的離心力甩到圓周器壁上，根據萬有引力作用，器壁的物料向下運動，而帶向下傾角的第二刮板26把物料均勻涂在圓周器壁上，形成薄膜狀態，物料在一定的高真空和溫度條件下， 到達分離物質沸點，這些物質就會被蒸發出相變，由液相變成氣相，第二夾套M內充滿熱媒加熱介質，從熱媒進口觀進入，從熱媒出口 23流出，保持一定的恒溫，這樣把圓周內壁加熱到一定的恒定溫度，在一定的真空條件下，被分離的組分就會在很薄的薄膜液面中逸出， 物料在圓周器壁上被旋轉的第二刮板沈不斷的攪拌和翻新，使物料分離更為徹底，由于加熱的物料是很薄的一層，所以熱效率很高，沒有被分離出的物料在第二刮板26離心力的作用下，向下做螺旋運動到底部重質組分收集器27，由重質組分出口 30排出系統。采用上述廢內燃機油精制基礎油裝置的制備方法，適用于回收的廢內燃機潤滑油、齒輪油等廢礦物油。工藝技術路線原料廢潤滑油經過預處理；自然沉降，除去廢油中的石油酸，過濾其中的機械雜質，加入破乳劑促使除去油水分離，經過閃蒸塔脫除廢油中的水分；加入溶劑使廢潤滑油中的膠質、鹽分沉淀分離，溶劑蒸餾回收循環使用。利用薄膜蒸發器分離出350° C以下汽柴油組分，再把重質組分在分子蒸餾器內分離出基礎油和重質組分，所得潤滑油基礎油符合加氫進口條件，加氫反應后再經過精餾分餾出得到各個級別的基礎油產品，加氫之前經過前端的預處理，即基礎油首先通過加氫保護劑，吸附其中的微量金屬，以保護加氫催化劑的使用壽命。經過三段串聯的加氫反應器、前提后，基礎油中的非理性組分被脫除，再經過精餾分離出各個級別的潤滑油基礎油。具體包括以下工藝流程1、將廢內燃機油輸送至沉降過濾系統1內進行物理沉降，離心過濾除去其中的機械雜質，使過濾后廢內燃機油的機械雜質含量小于0. 2% ；2、將離心過濾后的廢內燃機油通入至預處理系統2內，進行破乳除酸處理。廢內燃機油中或許會含有一定的水分，一部分是自由水，另一部分是乳化水，乳化水必須加入破乳劑才能夠變成自由水，廢內燃機油由于在使用過程中氧化變成酸性，需要加有機堿或無機堿中和，破乳劑成分為醇類、胺類、酚類、樹脂類與環氧乙烷、環氧丙烷的嵌段聚合物，添加量為廢內燃機油量的0.1%，通過液體混合器達到混合破乳，工藝溫度為45 80° C。然后真空脫水，使脫水完成后的廢內燃機油含水量小于0. 1%。預處理是將廢內燃機油的的水分、雜質、浙青膠質脫除，從而達到去薄膜蒸餾進口條件，輕質組分分離不徹底會對下一工序不利，廢內燃機油含有一定量的浙青、膠質和重金屬，這些成分在加氫過程中會堵住催化劑微孔，重金屬會導致催化劑中毒，使催化劑逐步失去活性，因此必須脫除，進薄膜蒸餾器之前就必須脫除膠質、浙青，具體是采用溶劑溶解方法；浙青、膠質在溶劑中不溶解，經過沉降去除，溶劑與廢內燃機油沸點不同，通過沸點差， 把溶劑分離出油品中收集循環使用。[0035]3、將預處理后的廢內燃機油輸送至薄膜蒸餾器中，脫除廢內燃機油中的輕質組分；薄膜蒸餾器是由帶夾套的筒體和馬達旋轉機構組成，夾套內是導熱油為加熱介質，內部筒體成鏡面為加熱面；有高度密封的帶刮板攪拌器和布料器，通過馬達的旋轉離心運動，布料器把廢內燃機油甩到內夾套的加熱面上，被旋轉的帶角度刮板刮成很薄的膜，刮板還起著對膜層不斷攪拌和翻新的目的，使物料中的輕質組分立即從混合液中蒸發成氣態，由真空抽到外置冷凝器被冷凝，重質組分沒有被氣化，延著內夾套加熱面向下方向做螺旋運動， 由收集器收集。薄膜蒸餾器夾套加熱溫度是190 210° C，操作真空壓力為200 500Pii， 分離后重質組分中350° C餾分低于1%，分離比例輕質組分占廢內燃機油總量的7 9%。4、將分離出輕質組分余下的重質組分原料油輸送至第一級分子蒸餾器6內，蒸餾出其中相對較輕的基礎油組分，第一級蒸餾器內剩余的重質組分作為第二級蒸餾器7的原料，蒸餾出其中稍重的重質燃料油，該重質燃料油可作為本工藝裝置供熱系統鍋爐燃料；第一級分子蒸餾器操作溫度為C，真空壓力20 ，基礎油(輕質組分)比例占進料量的 60% ；第二級分子蒸餾器操作溫度觀0° C，真空壓力為10Pa，基礎油比例占進料量60%。5、將分子蒸餾完成的基礎油物料輸送至固定床加氫反應器內，加氫反應器內有三層固定床，分別填放加氫專用催化劑，反應器頂端放置加氫保護劑，加氫催化劑失去活性主要有三個原因一是微孔堵塞，二是金屬中毒，三是焦炭沉積；加氫保護劑主要去除蒸餾殘留的重金屬和有害元素，裝填量是占總量1/5，物料與加氫催化劑接觸之前必須先通過加氫保護劑，去除有害物質后到加氫催化劑來去除氮、硫、氧等化合物。將物料送至第一加氫反應器8內，反應后再依次輸送至第二加氫反應器9、第三加氫反應器10內；目前我國的潤滑油基礎油從國外進口量最大是II類和III類油，考慮加氫精制的基礎油能達到國家II類、 III類油標準，選用三級加氫反應器，加氫催化劑為Ni-W/AI203型、Ν -Μ0/ΑΙ203型、CO-MO/ AI203型催化劑，溫度350 400° C，壓力為8. OMPa 13MPa。6、加氫反應后的物料通過汽提塔4輸送至精餾塔5內，通過精餾塔5分離出各個級別的潤滑油基礎油，即汽柴油組分、輕中性基礎油、重中性基礎油。精餾塔操作按批次量循環，分離汽柴油組分溫度控制190° C，真空壓力9700 ；分離輕中性基礎油控制溫度 260° C，余下組分為重中性基礎油組分。廢內燃機油原料指標如下表1.廢內燃機潤滑油性質
權利要求1.一種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置，其特征在于包括依次相連通的用于過濾廢內燃機油中游離水與機械雜質的沉降過濾系統(1)、用于除去水、石油酸、膠質浙青及低碳氫組分的預處理系統(2)、用于除去沸點350° C以下輕質組分的薄膜蒸餾器(3)、用于分離出廢內燃機油中的沸點350° C以上餾分及除去廢內燃機油中重質組分的分子蒸餾器、力口氫反應器、用于加氫過程中汽液混合進一步分離的汽提塔(4)、用于分餾加氫精制油中不同運動粘度潤滑油基礎油的精餾塔(5 )。
2.按照權利要求1所述的一種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置，其特征在于所述預處理系統(2)包括用于使廢油與破乳劑、液堿充分混合使乳化水破乳、石油酸中和的液體混合器，液體混合器內部呈螺旋網狀結構，液體混合器上設有用于過濾廢內燃機油中的游離水分和機械雜質的蝶形高速離心機(39)及用于脫除廢內燃機油中含有的少量水分的閃蒸塔(40)。
3.按照權利要求1所述的一種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置，其特征在于所述分子蒸餾器包括串聯的第一級分子蒸餾器(6)、第二級分子蒸餾器(7)。
4.按照權利要求1所述的一種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置，其特征在于所述分子蒸餾器是短程蒸餾器，包括筒體(11)及安裝于筒體(11)上方的馬達旋轉機構(12)，馬達旋轉機構(12)與設于筒體(11)內的第一布料器(15)及帶有第一刮板(17)的攪拌器(14) 相連接，攪拌器(14)的內部設有冷凝器，冷凝器連接有第一收集器(16)，筒體(11)外部套設有第一夾套(13)，第一夾套(13)內填充有導熱介質。
5.按照權利要求1所述的一種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置，其特征在于所述加氫反應器包括相串聯的第一加氫反應器(8)、第二加氫反應器(9)、第三加氫反應器(10)。
6.按照權利要求1所述的一種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置，其特征在于所述廢內燃機油精制基礎油的裝置還包括供熱系統(31)、循環水系統(32)、水環式真空及高真空機組(33)、制冷液系統(34)、制氫系統(35)、供電系統(36)、消防報警系統(37)、DCS自動控制(38)。
7.按照權利要求1所述的一種廢內燃機油加氫精制基礎油的裝置，其特征在于所述薄膜蒸餾器，包括筒體及安裝于筒體上方的電機馬達(21)及減速機(18)，減速機(18)連接有貫穿于筒體內的主軸(25)，主軸(25)的軸壁上安裝有用于將物料均勻分配在圓周器壁上的第二布料器(20)及帶有向下傾角的第二刮板(26)，筒體鄰近第二布料器(20)的筒壁上設有進料口(22)及輕質組分出口(19)，主軸(25)的底部末端連接有與減速機(18)聯動的主軸支撐機構(29)，筒體的底部設有重質組分收集器(27)及重質組分出口(30)，筒體的外部套設有內部充滿熱媒介的第二夾套(24)，第二夾套(24)上設有熱媒進口(28)及熱媒出口(23)。
專利摘要本實用新型涉及一種廢內燃機油精制基礎油的裝置，屬于廢內燃機油再生工藝技術領域。包括依次相連通的用于過濾廢內燃機油中游離水與機械雜質的沉降過濾系統、用于除去水、石油酸、膠質瀝青及低碳氫組分的預處理系統、用于除去沸點350°C以下輕質組分的薄膜蒸餾器、用于分離出廢內燃機油中的沸點350°C以上餾分及除去廢內燃機油中重質組分的分子蒸餾器、加氫反應器、用于加氫過程中汽液混合進一步分離的汽提塔、用于分餾加氫精制油中不同運動粘度潤滑油基礎油的精餾塔。本實用新型結構設計合理，工藝流程環保無污染，能將廢內燃機油精制成高純度基礎油。
文檔編號C10M175/02GK202297548SQ201120401000
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月20日 優先權日2011年10月20日
發明者吳斌, 王樹波, 董海生 申請人:吳斌, 煙臺易斯特機械制造有限公司, 王樹波, 董海生