馬琳(大慶油田工程有限公司)
隨著工業(yè)的發(fā)展和消費水平的提高,人們對石油的需求量越來越大,廢油產生的數(shù)量也隨之增多。自上世紀60 年代,歐美一些發(fā)達國家就已經著手研究廢油再生利用工作,至今西方國家在這一領域仍處于領先地位。我國在這一領域起步較晚,但發(fā)展步伐還是比較快的。為了節(jié)約能源和資源,以及保護生態(tài)環(huán)境,必須大力開展廢油的回收和再生利用工作。
廢油是指已經使用過的、全部或部分由礦物油或合成油、油罐內殘余物、油和水的混合物,以及乳濁液組成的半固體或液狀物體。按來源不同,廢油分為廢內燃機油、廢齒輪油、廢液壓油、廢變壓器油、廢壓縮機油等。
廢油具有污染性和資源性的雙重特征:如果處理不得當,廢油會導致嚴重的環(huán)境問題;同時它也是寶貴的資源,通過再生產、再利用、再處理,廢油也可以轉化成其他燃料或者基礎油,從而節(jié)省能源并緩解資源短缺帶來的壓力。
廢油再生利用在中國市場機會較大。僅潤滑油中國每年就消耗600 多萬噸,其中90%以上都可以回收。目前我國的廢油回收率只有6%左右,至今國內只有523 家擁有廢油回收處理資質企業(yè),即使這些合規(guī)企業(yè)處理的廢油也只占廢油總量的1/3,還有相當部分的廢油沒有能夠得到妥善處置,往往通過亂排亂放,燒毀填埋等消極手段處理。如果我國企業(yè)能夠采用先進的廢油再生技術,廢油回收率可以達到70%,經濟效益相當可觀,同時對節(jié)能環(huán)保也具有重要意義[1]。
經過多年的發(fā)展和應用,廢油再生利用技術和工藝正在走向成熟并且達到了工業(yè)化生產階段。從硫酸-白土精制技術、蒸餾-加氫技術到超臨界萃取技術、膜分離技術,都可以將使用過的廢油重新回收利用[2]。
廢油通過再煉化可以加工成潤滑基礎油,潤滑基礎油可以有很多用途,通過混合不同的添加物來滿足機械或工業(yè)對潤滑油的不同使用需求,如可以調和成輕質油柴油、汽油、機油、液壓油等。
本次實驗采用典型的蒸餾-加氫工藝[3]。其工藝流程首先通過閃蒸脫除廢油中的輕油和水,再經過常減壓蒸餾分離出汽油和瀝青油,剩余的餾分油進入加氫精制反應器,進而脫除廢油中的S、N、O 等非理想組分[4]。
實驗投入1 000 kg 廢油(干油),耗費氫氣5.49 kg、蘇打8.95 kg、電能931 MJ、熱能1 447 MJ,產出潤滑基礎油820 kg、石腦油40 kg、輕質燃料油80 kg、重油60 kg,廢油回收率超過82%。
目前盛行的廢油處理是將其加工成真空瓦斯油。廢油在真空中蒸餾可以產生過程產品——真空瓦斯油,通過加入催化劑可使其變?yōu)椴裼腿剂?、發(fā)動機燃料或者其他產品(瀝青或者重油)。
將廢油通過脂族溶劑萃取,然后除去溶劑,在少量堿性化合物(或還原性化合物或二者的混合物)下分離輕組分,在大氣壓或接近大氣壓下的蒸發(fā)器中連續(xù)閃蒸;接著在堿性化合物(或還原劑或二者的混合物)作用下,通過分餾塔將閃蒸后得到的塔底液體連續(xù)真空和中溫蒸餾,分離出真空瓦斯油,同時在底部分離瀝青組分或燃料油。
實驗投入1 kg 廢油(干油),耗費天然氣0.032 9 m3,產出真空瓦斯油0.8 kg、瀝青0.16 kg、輕質燃料油0.04 kg,廢油回收率超過96%。
向廢油加入催化劑再進行蒸餾,沸騰產生的輕組分蒸氣進入冷凝器中冷凝,液相達到360~380 ℃后,對獲得的液體加入凈化劑,清透過濾后加入穩(wěn)定劑,過濾后得成品。本方法煉制的柴油,能將廢油中的瀝青質、膠質、添加劑、金屬鹽等留在蒸餾殘渣中去除,煉制出的柴油淡黃透明亮或淡紅透亮,外觀與零號柴油基本相同,得到的產品完全可以用于船舶。
本次實驗投入1 kg 廢油(干油),耗費電能0.32 MJ、天然氣6.7 MJ,氧化鈉3.1 g,產出船用柴油0.4 kg、瀝青0.52 kg、輕質燃料油0.04 kg,廢油回收率超過92%。
回收燃料油通常被用來制作混合瀝青的燃料,或是熱力站用來燃燒植物的混合燃料。有的回收燃料油還被添加在傳統(tǒng)燃料里一起流入市場。
本次實驗投入1 kg 廢油(干油),耗費電能0.013 5 MJ、天然氣0.001 39 kg,產出回收燃料油1 kg,廢油回收率達到100%。
由此可見,通過上述實驗分析,大部分廢油都可以得到有效的回收利用,其回收率超過80%。但需注意的是,不同的廢油要根據(jù)其特點選用不同的回收利用方式,通過有效利用才能降低處理過程中產生的副影響。
據(jù)估算,從上世紀80 年代至今,我國已排放的廢油高達19 000 多萬噸,造成的經濟損失1000多億元,排放造成的受污染土地達數(shù)萬公頃,主要江河都受到不同程度的污染[5]。開展廢油再生工作,可以減少對環(huán)境的污染,每年能夠減少450 萬噸二氧化碳的排放[6]。與此同時,我國對基礎油的需求以每年5%的速度增長,預計到2020 年年需求量將達到780 萬噸,而中石油、中石化、中海油的產量遠遠不能滿足。可見,廢油的再生利用無論從環(huán)境保護還是節(jié)能降耗都迫在眉睫。