一种废油再生的预处理方法与流程

本发明涉及废矿物油再生利用技术领域，具体涉及一种废油再生的预处理方法。

背景技术：

废油是因受杂质污染、氧化和热的作用，改变了原有的理化性能而不能继续使用时被更换下来的油，主要来自于石油开采和炼制产生的油泥和油脚，矿物油类仓储过程中产生的沉淀物，由于机械、动力、运输等设备的氧化及机械摩擦导致润滑油性能恶化而生成的更换油，以及再生过程中的油渣及过滤介质等，废油中主要的杂质有炭黑，有机酸，盐，水，机械杂质等。废油的实质主要是含碳原子数比较少的烃类物质，其主要成分是链长不等的碳氢化合物，多数是不饱和烃，性能稳定。废油一般由基础油和添加剂两部分组成，其中基础油部分占比80％～90％，添加剂部分占比10％～20％。若将废油进行除杂处理后，对其进行加氢，则可得到高品质的基础油，对废油的再生利用提供了良好的基础保障。

在处理废油时，首先需要将其中的少量机械杂质、矿物质、沙粒、泥土以及重金属盐类石蜡等杂质去除，然后对其进行加氢精制，将杂质去除的过程被称为预处理。目前国内大部分处理废油的方法还是通过了裂解生产燃料油，这样的工艺路线能耗比较大，收率也比较低，还会有二次污染；而国内的废油再生生产基础油的路线则以蒸馏—酸洗—白土精制路线和酸洗—白土蒸馏精制路线为主，目前又进一步发展了蒸馏—萃取—白土工艺和薄膜蒸馏—糠醛精制—白土工艺。我国目前广泛应用的废油再生工艺技术相比发达国家的加氢工艺技术，产品收率低、质量差，而且二次污染严重。膜过滤是废油常见的预处理方式，目前现有的膜过滤技术多是依靠废油本身的重力，通过加压的方式进行过滤，但是这种死端过滤技术中过滤膜孔会随使用的次数增多而堵塞，其过滤效果会越来越差，并且过滤效率也会越来越低。

错流过滤是指在泵的推动下料液平行于膜面流动，与死端过滤不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的杂质颗粒带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平，过滤膜孔不易堵塞，可以延长过滤膜的使用寿命，提高过滤效率。

因此，采用错流过滤的方法对废油进行预处理，可有效回收、清洁再生利用废油，对我国石油资源短缺、减少环境污染、引导节约能源、促进我国经济社会可持续发展都具有积极意义。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种废油再生的预处理方法，可以防止过滤膜孔堵塞、提高过滤效率，延长过滤膜的使用寿命。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种废油再生的预处理方法，包括如下步骤：

s1、将废油输送至一段过滤装置中，进行一段过滤，所述一段过滤为错流过滤；

s2、将步骤s1中的膜后液送至清液罐中，膜前液在一段过滤装置中继续进行一段内循环过滤，所述一段内循环过滤为错流过滤；

s3、将一段过滤后的膜后液送至清液罐，膜前浓缩废油送至二段过滤装置中，进行二段过滤，所述二段过滤为错流过滤；

s4、将步骤s3中的膜后液送至清液罐中，膜前液在二段过滤装置中继续进行二段内循环过滤，所述二段内循环过滤为错流过滤；

s5、将步骤s4中的膜后液送入清液罐成为预处理油，膜前液送入浓缩液罐。

本发明的工作原理：废矿物油进入一段过滤装置后，被输送至一段过滤膜上，在加压泵的作用下，膜后清液从过滤膜侧面流出被送至清液罐，膜前液在一段过滤装置中进行一段内循环过滤，膜后液被送至清液罐，膜前液被送至二段过滤装置中，进行二段错流过滤，膜后液被送至清液罐，膜前液留在二段过滤装置中进行二段内循环过滤，膜后液被送至清液罐，膜前液被送至浓缩液罐。在上述的一段过滤和二段过滤的过程中，废油中的颗粒杂质被留在过滤膜上，废矿物油在过滤膜上流动产生的剪切力把膜面上滞留的杂质颗粒带走，使污染层始终保持在一个较薄的水平，过滤膜孔不易堵塞，可以延长过滤膜的使用寿命，提高过滤效率。

优选的，所述一段过滤装置的过滤膜孔径为10nm～100μm，二段过滤装置中的过滤膜孔径为10nm～100μm。

优选的，所述步骤s1中，一段过滤的过滤温度为20℃～200℃，废油进入一段过滤装置时的压力为0.1mpa～20mpa，一段过滤时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.1mpa～20mpa。

优选的，所述步骤s2中，一段内循环过滤的过滤温度为20℃～200℃，循环流速为1m/s～15m/s，一段内循环时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.1mpa～10mpa。

优选的，所述步骤s3中，二段过滤的过滤温度为20℃～200℃，废油进入二段过滤装置时的压力为0.1mpa～20mpa，二段过滤时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.1mpa～20mpa。

优选的，所述步骤s4中，二段内循环过滤的过滤温度为20℃～200℃，循环流速为1m/s～15m/s，二段内循环时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.1mpa～10mpa。

优选的，所述步骤s2中，一段内循环过滤至废油质量浓缩到废油总质量的10～90％。

优选的，所述步骤s4中，二段内循环过滤至废油质量浓缩到一段内循环过滤后废油总质量的60～90％。

优选的，所述步骤s1前还有热沉降步骤、脱水步骤以及粗过滤步骤，所述热沉降步骤为将废油加热至50℃～90℃，静置1～12小时，使废油中的水分蒸发；所述脱水步骤为将废油加热至50℃～160℃，搅拌使废油与水分离；所述粗过滤步骤为进入一段过滤装置前，废油需先经过筛网，进行粗过滤。

优选的，所述废油包括废矿物油、废机油、废润滑油、废变压器油和废导热油。

在进行错流过滤时，需要加压泵将废矿物油的流速加快，以增加过滤速度，提高过滤效率。过滤膜的膜管渗透侧压力应与加压泵出口压力向匹配，防止过滤膜所受压力过大出现破裂等损伤。

膜前液在过滤膜上循环过滤，一方面可以提高预处理油的得率，另一方面可以使膜前液浓缩，当膜前液浓缩到一定程度后，可作为调和沥青使用。

密度较大的杂质颗粒可通过沉降降至废矿物油底部；加温可使废矿物油粘稠度降低，加快杂质颗粒的热运动速度，使杂质颗粒更快的沉降，沉降的时间越长，杂质颗粒有充分的时间落至沉降罐底部，沉降的效果越好。50℃～160℃可保证废矿物油具有良好的流动性，若废矿物油中水分含量较大，可适当调高温度至120℃～160℃，废矿物油中的水分会变成水蒸气逸出，脱除废矿物油中的水分；粗过滤可以使废矿物油中较大的杂质颗粒被滤除，防止后续过滤膜被堵塞，提高后续过滤效率。

综上所述，本发明至少具有以下优点：

一、废油在过滤膜上流动产生的剪切力把膜面上滞留的杂质颗粒带走，使污染层始终保持在一个较薄的水平，过滤膜孔不易堵塞，可以延长过滤膜的使用寿命，提高过滤效率。

二、在进行错流过滤时，过滤膜所受的膜管渗透侧压力远小于传统膜过滤法中过滤膜所受压力，可防止过滤膜所受压力过大出现破裂等损伤，延长过滤膜的使用寿命。

三、膜前液在过滤膜上循环过滤，一方面可以提高预处理油的得率，另一方面可以使膜前液浓缩，当膜前液浓缩到一定程度后，可作为调和沥青使用。

四、采用本方法处理废油，能耗低，操作条件要求低，设备投入小，没有二次污染。

附图说明

图1是错流膜过滤预处理废矿物油的流程示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例：

实施例1

取废油样品a，使用本发明的预处理方法进行实验，具体步骤如下：

p1、将废油加入到热沉降罐中，温度加热到50℃，沉降8h；将沉降后的废油经筛网粗过滤输送至脱水罐中；

p2、将步骤p1中的废油加热至160℃，搅拌，进行脱水；

p3、将步骤p2中的废油经泵输送至一段过滤装置中，进行一段错流过滤，一段过滤装置中过滤膜孔径为60μm，过滤温度为60℃，废油进入一段过滤装置时的压力为0.7mpa，一段过滤时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.5mpa；

p4、将步骤p3中的膜后液送至清液罐中，膜前液在一段过滤装置中继续进行一段内循环过滤，一段内循环过滤为错流过滤；过滤温度为60℃，循环流速为15m/s，一段内循环时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.5mpa，一段内循环过滤至废油质量浓缩到废油总质量的20％；

p5、将一段过滤后的膜后液送至清液罐，膜前浓缩废油送至二段过滤装置中，进行二段过滤，二段过滤也为错流过滤；二段过滤装置中过滤膜孔径为200nm，过滤温度为160℃，废油进入二段过滤装置时的压力为1.0mpa，二段过滤时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.8mpa；

p6、将步骤p5中的膜后液送至清液罐中，膜前液在二段过滤装置中继续进行二段内循环过滤，二段内循环过滤为错流过滤；过滤温度为160℃，循环流速为10m/s，二段内循环时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.8mpa，二段内循环过滤至废油质量浓缩到一段内循环过滤后废油总质量的70％；

p7、将步骤p6中的膜后液送入清液罐成为预处理油，膜前液送入浓缩液罐。

制得的膜后液(预处理油)的分析如表1所示。

表1废油样品a金属元素分析表

实施例2

取废油样品b，使用本发明的预处理方法进行实验，具体步骤如下：

p1、将废油加入到热沉降罐中，温度加热到90℃，沉降5h；将沉降后的废油经筛网粗过滤输送至脱水罐中；

p2、将步骤p1中的废油加热至120℃，搅拌，进行脱水；

p3、将步骤p2中的废油经泵输送至一段过滤装置中，进行一段错流过滤，一段过滤装置中过滤膜孔径为20μm，过滤温度为90℃，废油进入一段过滤装置时的压力为0.8mpa，一段过滤时过滤膜的膜管渗透侧压力为1.0mpa；

p4、将步骤p3中的膜后液送至清液罐中，膜前液在一段过滤装置中继续进行一段内循环过滤，一段内循环过滤为错流过滤；过滤温度为90℃，循环流速为8m/s，一段内循环时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.8mpa，一段内循环过滤至废油质量浓缩到废油总质量的50％；

p5、将一段过滤后的膜后液送至清液罐，膜前浓缩废油送至二段过滤装置中，进行二段过滤，二段过滤也为错流过滤；二段过滤装置中过滤膜孔径为40nm，过滤温度为170℃，废油进入二段过滤装置时的压力为6.5mpa，二段过滤时过滤膜的膜管渗透侧压力为6.0mpa；

p6、将步骤p5中的膜后液送至清液罐中，膜前液在二段过滤装置中继续进行二段内循环过滤，二段内循环过滤为错流过滤；过滤温度为160℃，循环流速为6m/s，二段内循环时过滤膜的膜管渗透侧压力为0.8mpa，二段内循环过滤至废油质量浓缩到一段内循环过滤后废油总质量的90％；

p7、将步骤p6中的膜后液送入清液罐成为预处理油，膜前液送入浓缩液罐。

制得的膜后液(预处理油)的分析如表1所示。

表2废油样品b金属元素分析表