一种废润滑油再生的装置及方法与流程

本发明涉及一种废润滑油再生的装置及方法，属于废润滑油加氢再生
技术领域：
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背景技术：
：润滑油组成是由80-90％的基础油和10-20％的添加剂组成，主要化学成分是多种烃类及少量非烃类的混合物，通常情况下，润滑油运行一段时间后由于受温度、水分、氧气、金属磨耗和本身的运行情况，会产生物理、化学或人为因素导致的润滑油性能的劣化，产生了如醛、酮、树脂、沥青胶态物质、碳黑及有机酸、盐、水、金属屑等污染杂质，不能继续使用而成为废润滑油。实际上废润滑油并不是废油，用过的真正变质的润滑油只是其中的百分之几，因此如何有效地除去废润滑油中的杂质是废润滑油再生的关键。目前，废润滑油再生工艺主要有蒸馏-酸洗-白土精制，沉降-酸洗-白土蒸馏，沉降-蒸馏-酸洗-钙土精制，蒸馏-乙醇抽提-白土精制，蒸馏-糠醛精制-白土精制，沉降-絮凝-白土精制等，上述工艺都存在基础油收率低、同时产生大量固体废弃物不利于环保等缺点。为克服上述工艺的不足，目前所采取的加氢精制技术可以显著产品的质量和品质，废润滑油中存在各种氧化物(主要有羧酸类、羧酸酯类、醛类、酮类、醇类、过氧化物等)，还有残存的酚型添加剂、含硫化合物、氮化物及添加剂等带来的重金属化合物，其在加氢过程中主要发生如下反应；(1)烯烃饱和，将不饱和烯烃加氢生成饱和烷烃可改变废润滑油性能，使产品质量更好、更安定；(2)脱硫，将废润滑油中的硫化物氢解转化成烃和硫化氢；(3)脱氮，将废润滑油中的氮化物氢解转化成烃和氨；(4)脱氧，将废润滑油中的氧化物氢解转化成烃和水；(5)芳烃饱和，加氢可以将废润滑油部分的多环芳烃转化单环芳烃或相应的环烷烃；增加润滑油的饱和烃含量，提高产品品质和档次；(6)脱除金属，润滑油中加入各种添加剂，引入了大量金属化合物，通过加氢脱除金属。中国专利cn101041789a公开了废润滑油加氢再生方法，该方法是先将废润滑油实施脱水、过滤和吸附处理，脱除其中的水分、机械杂质、胶质、沥青质和大部分重金属杂质后进入装有保护剂的反应器中进入预加氢精制，再进入加氢主反应器实现废润滑油加氢精制，其润滑油回收率在90％以上。中国专利cn106190249a公开了一种废润滑油加氢再生工艺，该工艺包括预处理单元、加氢再生单元和分离单元，预处理单元采用现有的设备及工艺，例如闪蒸-蒸馏分离设备实现重质油、润滑油和轻烃的分离；加氢再生单元采用固定床反应器，反应器中装填加氢催化剂载体为合成骨架结构中掺入杂原子co2+的mcm-41，活性组分为氮化二钼mo2n、氮化钨w2n、碳化钼mo2c和碳化钨wc的混合物。固定床反应器的反应条件为：反应温度为280-370℃，反应压力3-8mpa，氢油体积比40-50，体积空速0.5-2.5h-1。该工艺可以将再生润滑油总硫含量控制在低于5ppm，总氮含量控制在10ppm之内。中国专利cn106398765a分开了一种废润滑油宽馏分加氢再生利用的方法，该方法包括废润滑油在含油溶性催化剂存在下的悬浮床加氢裂化和电脱盐除杂的预处理过程，经过预处理的全馏分油的加氢改质、加氢补充精制和馏分切割，通过预处理，再经过后续的加氢改质，深度脱硫、脱氮，可以脱除废润滑油中的各种非理想组分，改善油品质量。中国专利cn107254330a分开了一种废润滑油全氢法生产优质低凝润滑油基础油的再生工艺技术，该工艺技术包括以下步骤：首先将废润滑油通过预蒸馏常压闪蒸脱水及拔出轻油，再经过丙烷精制除去油中的绝大部分杂质及添加剂；将脱除水分和杂质的润滑油馏分与氢气混合后在催化剂的作用下进行加氢反应，通过气液分离，得到液体进入汽提塔进行分流，在汽提塔顶部得到石脑油和轻柴油；汽提塔底部的产物经过预热之后进入异构降凝反应器和补充精制反应器，反应产物通过分馏装置将轻油与润滑油基础油分离。本发明环保无污染，废油再生回收率高达99％以上。中国专利cn104611058a分开了一种废润滑油加氢精制工艺，该工艺先对废润滑油预处理脱水脱杂质后同，再进入丙烷抽提或刮膜蒸发装置脱除沥青及胶质，最后通过两级加氢精制反应器进行加氢，预加氢反应装填加氢保护剂和脱金属剂，反应温度310-360℃，压力6-12mpa，氢油体积比为100-300，体积空速0.5-1.2h-1，主加氢反应器的反应温度320-400℃，压力6-12mpa，氢油体积比为500-1000，体积空速0.2-0.6h-1，所用催化剂为w-mo-ni-ce/al2o3或ni-mo-p-la/al2o3，废润滑油再生回收率95％以上。上述废润滑油再生中虽均采用加氢精制工艺，但加氢精制前均需要对废润滑油进行预处理来脱除其中的水及杂质等，如脱水、闪蒸-蒸馏分离、预蒸馏常压闪蒸、丙烷抽提工艺，延长了废润滑油再生的流程，也使得其工艺过程变得复杂。技术实现要素：为了克服现有技术中的缺点，本发明提供了一种废润滑油再生的装置及方法，该废润滑油加氢精制再生原料无需预处理脱水及杂质，一次性加氢将废润滑油中的杂质除去，从而得到清洁的汽柴油调和组分和润滑油基础油，该方法简单，润滑油收率高。本发明提供了一种废润滑油再生的装置，所述废润滑油再生的装置包括加氢脱杂质反应器；过滤器通过换热器ⅱ与加氢脱杂质反应器连接；新氢压缩机通过换热器ⅲ连接在换热器ⅱ与加氢脱杂质反应器之间；加氢脱杂质反应器的油品出口依次通过加热炉ⅰ、深度加氢脱杂质反应器、深度加氢精制反应器、换热器ⅰ、换热器ⅱ、换热器ⅲ、换热器ⅳ与高压分离器连接；高压分离器的液体出口与低压分离器连接；低压分离器的液体出口依次通过换热器ⅳ、加热炉ⅱ与分馏塔连接；加氢脱杂质反应器的气体及轻组分出口依次通过冷凝分离塔、气体干燥塔、循环氢压缩机、换热器ⅰ连接在加热炉ⅰ与深度加氢脱杂质反应器之间；高压分离器的气体出口连接在气体干燥塔与循环氢压缩机之间。本发明优选为所述加氢脱杂质反应器内设有夹层，加氢脱杂质反应器的入口与夹层连接，夹层与加氢脱杂质反应器的内壁存在距离，且夹层的顶部为开口。本发明另一目的为提供一种利用上述装置的废润滑油再生方法，所述废润滑油再生方法包括如下步骤：废润滑油经过滤器、换热器ⅱ与经新氢压缩机增压并换热器ⅲ换热后的氢气混合进入加氢脱杂质反应器进行低温加氢反应；所述加氢脱杂质反应器内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，负载活性组分mo、ni及助剂，助剂为b和/或p；低温加氢反应后油品由加氢脱杂质反应器的油品出口排出，经加热炉ⅰ、深度加氢脱杂质反应器、深度加氢精制反应器、换热器ⅰ、换热器ⅱ、换热器ⅲ、换热器ⅳ进入高压分离器进行油氢分离；所述深度加氢脱杂质反应器内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，负载活性组分mo、ni及助剂，助剂为b和/或p；所述深度加氢精制反应器内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，负载活性组分mo、ni及助剂，助剂为b和/或p；高压分离器分离的液体由其出口排出，经低压分离器、换热器ⅳ、加热炉ⅱ进入分馏塔分离；低温加氢反应后气体及轻组分由加氢脱杂质反应器的气体及轻组分出口排出，经冷凝分离塔、气体干燥塔、循环氢压缩机、换热器ⅰ与加热炉ⅰ排出的油品混合进入深度加氢脱杂质反应器；高压分离器分离的气体由其出口排出，经循环氢压缩机、换热器ⅰ与加热炉ⅰ排出的油品混合进入深度加氢脱杂质反应器。本发明优选为所述加氢脱杂质反应器夹层内催化剂中镍铝尖晶石为al2o3重量的15-20％，所述加氢脱杂质反应器夹层内催化剂中moo3含量为8-12％、nio含量为1.2-2％、助剂b含量为0-1.2％、助剂p含量为0-1.2％，所述加氢脱杂质反应器夹层内催化剂的孔容为≥0.730ml/g、孔径为25-30nm。本发明优选为所述加氢脱杂质反应器夹层内由下往上装填粒度由大到小的拉西环形或异形催化剂。本发明优选为所述深度加氢脱杂质反应器内催化剂中镍铝尖晶石为al2o3重量的8-12％，所述深度加氢脱杂质反应器内催化剂中moo3含量为16-20％、nio含量为2.5-3.5％、助剂b含量为0-2.0％、助剂p含量为0-2.0％，所述深度加氢脱杂质反应器内催化剂的孔容为≥0.68ml/g、孔径为18-25nm。本发明优选为所述深度加氢精制反应器内催化剂中镍铝尖晶石为al2o3重量的2-6％，所述深度加氢精制反应器内催化剂中moo3含量为24-26％、nio含量为4-5％、助剂b含量为0-2.6％、助剂p含量为0-2.6％，所述深度加氢精制反应器内催化剂的孔容为≥0.550ml/g、孔径为8-12nm。本发明优选为所述加氢脱杂质反应器内的操作条件为：反应温度为150-250℃，反应压力为1-3mpa，体积空速为0.5-1.0h-1，氢/油体积比为300-600。本发明优选为所述深度加氢脱杂质反应器内的操作条件为：反应温度为300-380℃，反应压力为6-12mpa，体积空速为0.8-1.2h-1，氢/油体积比为500-1000。本发明优选为所述深度加氢精制反应器内的操作条件为：反应温度为340-420℃，反应压力为6-12mpa，体积空速为0.2-0.8h-1，氢/油体积比为500-1000。本发明有益效果为：本发明所述的废润滑油再生方法针对废润滑油的特性，配以对废润滑油加氢具有很强的脱除s、n、o和非理想组分加氢饱和能力及具有极强的脱金属和容金属能力的催化剂，使该废润滑油加氢再生方法无需对原料脱水、闪蒸-蒸馏分离、预蒸馏常压闪蒸、丙烷抽提工艺等预处理，直接即可加氢，简化了工艺流程，生产成本大大降低。与现有技术比，本发明所述的废润滑油再生方法可以有效将废润滑油再生为润滑油基础油或调和组分，缓解废润滑油对环境的污染以及石油产品的短缺。本发明所述的废润滑油再生方法在工艺过程中不会产生废酸渣、废碱渣、废白土及废水、不会对环境造成任何污染。本发明采用的催化剂具有一定的抗水性，保证了催化剂活性高、寿命长，利于再生工艺过程连续化运行。本发明所述的废润滑油再生方法操作温度起始低，之后逐渐升高，在有效脱除废油中金属、沥青质和残炭的情况下，避免了废润滑油的热分解与结焦，从而大大延长了废润滑油再生装置的运转时间。附图说明本发明附图1幅，图1为实施例1所述废润滑油再生装置的结构示意图；其中，1、加氢脱杂质反应器，101、夹层，2、加热炉ⅰ，3、深度加氢脱杂质反应器，4、深度加氢精制反应器，5、换热器ⅰ，6、换热器ⅱ，7、换热器ⅲ，8、换热器ⅳ，9、高压分离器，10、低压分离器，11、加热炉ⅱ，12、分馏塔，13、冷凝分离塔，14、气体干燥塔，15、循环氢压缩机，16、过滤器，17、新氢压缩机。具体实施方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例1一种废润滑油再生的装置，所述装置包括过滤器16、换热器ⅱ6、加氢脱杂质反应器1、新氢压缩机17、换热器ⅲ7、加热炉ⅰ2、深度加氢脱杂质反应器3、深度加氢精制反应器4、换热器ⅰ5、换热器ⅳ8、高压分离器9、低压分离器10、加热炉ⅱ11、分馏塔12、冷凝分离塔13、气体干燥塔14、循环氢压缩机15；加氢脱杂质反应器1内设有夹层101，加氢脱杂质反应器1的入口与夹层101连接，夹层101与加氢脱杂质反应器1的内壁存在距离，且夹层101的顶部为开口；过滤器16通过换热器ⅱ6与加氢脱杂质反应器1的入口连接；新氢压缩机17通过换热器ⅲ7连接在换热器ⅱ6与加氢脱杂质反应器1的入口之间；加氢脱杂质反应器1的油品出口依次通过加热炉ⅰ2、深度加氢脱杂质反应器3、深度加氢精制反应器4、换热器ⅰ5、换热器ⅱ6、换热器ⅲ7、换热器ⅳ8与高压分离器9的入口连接；高压分离器9的液体出口与低压分离器10的入口连接；低压分离器10的液体出口依次通过换热器ⅳ8、加热炉ⅱ11与分馏塔12连接；加氢脱杂质反应器1的气体及轻组分出口依次通过冷凝分离塔13、气体干燥塔14、循环氢压缩机15、换热器ⅰ5连接在加热炉ⅰ2与深度加氢脱杂质反应器3之间；高压分离器9的气体出口连接在气体干燥塔14与循环氢压缩机15之间。实施例2一种利用实施例1所述装置的废润滑油再生方法，所述废润滑油再生方法包括如下步骤：废润滑油经过滤器16滤去大于25μm的颗粒杂质、换热器ⅱ6换热后与经新氢压缩机17增压并换热器ⅲ7换热后的氢气混合进入加氢脱杂质反应器1进行低温加氢反应，脱出废润滑油中的水及部分胶质、沥青质、添加剂等，同时催化剂可脱除、沉积部分金属杂质；所述夹层101内由下往上装填粒度由大到小的拉西环形或异形催化剂；所述夹层101内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的15-20％，负载活性组分mo、ni及助剂，助剂为b和/或p，催化剂中moo3含量为8-12％、nio含量为1.2-2％、助剂b含量为0-1.2％、助剂p含量为0-1.2％，催化剂的孔容为≥0.730ml/g、孔径为25-30nm；所述加氢脱杂质反应器1内的操作条件为：反应温度为150-250℃，反应压力为1-3mpa，体积空速为0.5-1.0h-1，氢/油体积比为300-600；低温加氢反应后油品由加氢脱杂质反应器1底部的油品出口排出，经加热炉ⅰ2、深度加氢脱杂质反应器3、深度加氢精制反应器4、换热器ⅰ5、换热器ⅱ6、换热器ⅲ7、换热器ⅳ8进入高压分离器9进行油氢分离，在深度加氢脱杂质反应器3中脱出废润滑油中剩余的胶质、沥青质、金属杂质和添加剂等，在深度加氢精制反应器4中进行加氢反应，在饱和部分芳烃的同时将含有s、n、o等有机化合物转化为h2s、nh3、h2o等；所述深度加氢脱杂质反应器3内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的8-12％，负载活性组分mo、ni及助剂，助剂为b和/或p，催化剂中moo3含量为16-20％、nio含量为2.5-3.5％、助剂b含量为0-2.0％、助剂p含量为0-2.0％，催化剂的孔容为≥0.680ml/g、孔径为18-25nm；所述深度加氢脱杂质反应器3内的操作条件为：反应温度为300-380℃，反应压力为6-12mpa，体积空速为0.8-1.2h-1，氢/油体积比为500-1000；所述深度加氢精制反应器4内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的2-6％，负载活性组分mo、ni及助剂，助剂为b和/或p，催化剂中moo3含量为24-26％、nio含量为4-5％、助剂b含量为0-2.6％、助剂p含量为0-2.6％，催化剂的孔容为≥0.550ml/g、孔径为8-12nm；所述深度加氢精制反应器4内的操作条件为：反应温度为340-420℃，反应压力为6-12mpa，体积空速为0.2-0.8h-1，氢/油体积比为500-1000；高压分离器9分离的液体由其出口排出，经低压分离器10、换热器ⅳ8、加热炉ⅱ11进入分馏塔12进行分离，在分馏塔12的顶部得到石脑油和柴油调和组分，在分馏塔12的底部得到润滑油基础油馏分，低压分离器10顶部的不凝气进入管网；低温加氢反应后气体及轻组分由加氢脱杂质反应器1顶部的气体及轻组分出口排出，经冷凝分离塔13、气体干燥塔14、循环氢压缩机15、换热器ⅰ5与加热炉ⅰ2排出的油品混合进入深度加氢脱杂质反应器3，水、低温加氢反应生成的h2s及轻组分中相对较重的组分沉积在冷凝分离塔13中；高压分离器9分离的气体由其出口排出，经循环氢压缩机15、换热器ⅰ5与加热炉ⅰ2排出的油品混合进入深度加氢脱杂质反应器3。实施例3按照实施例2所述废润滑油再生方法进行加氢反应，1#废润滑油的原料性质见表1，加氢反应后产品润滑油基础油性质见表2，具体条件如下：夹层101内由下往上分别装有粒度为φ外(6.5-6.8)×φ内(3.4-3.6)×(3-10)、φ外(4.9-5.2)×φ内(2.2-2.4)×(3-10)、φ外(3.3-3.6)×φ内(1.0-1.2)×3拉西环形催化剂；夹层101内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的16.5％，负载活性组分mo、ni及助剂p，催化剂中moo3含量为10.2％、nio含量为1.6％、助剂p含量为1.0％，催化剂的孔容为0.741ml/g、孔径为26.5nm；加氢脱杂质反应器1内的操作条件为：反应温度为150℃，反应压力为1.5mpa，体积空速为1.0h-1，氢/油体积比为300；深度加氢脱杂质反应器3内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的10.4％，负载活性组分mo、ni及助剂p，催化剂中moo3含量为18.5％、nio含量为3.2％、助剂p含量为1.8％，催化剂的孔容为0.701ml/g、孔径为18nm；深度加氢脱杂质反应器3内的操作条件为：反应温度为340℃，反应压力为8mpa，体积空速为1.0h-1，氢/油体积比为600；深度加氢精制反应器4内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的4.2％，负载活性组分mo、ni及助剂b，催化剂中moo3含量为25.6％、nio含量为4.5％、助剂b含量为2.4％，催化剂的孔容为0.564ml/g、孔径为9.2nm；深度加氢精制反应器4内的操作条件为：反应温度为360℃，反应压力为8mpa，体积空速为0.8h-1，氢/油体积比为600。实施例4按照实施例2所述废润滑油再生方法进行加氢反应，2#废润滑油的原料性质见表1，加氢反应后产品润滑油基础油性质见表2，具体条件如下：夹层101内由下往上分别装有粒度为φ外(6.5-6.8)×φ内(3.4-3.6)×(3-10)、φ外(4.9-5.2)×φ内(2.2-2.4)×(3-10)、φ外(3.3-3.6)×φ内(1.0-1.2)×3拉西环形催化剂；夹层101内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的18.2％，负载活性组分mo、ni及助剂p，催化剂中moo3含量为10.9％、nio含量为1.8％、助剂p含量为1.1％，催化剂的孔容为0.732ml/g、孔径为26.1nm；加氢脱杂质反应器1内的操作条件为：反应温度为200℃，反应压力为2.5mpa，体积空速为0.8h-1，氢/油体积比为500；深度加氢脱杂质反应器3内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的11.3％，负载活性组分mo、ni及助剂p，催化剂中moo3含量为17.9％、nio含量为3.3％、助剂p含量为1.7％，催化剂的孔容为0.701ml/g、孔径为18nm；深度加氢脱杂质反应器3内的操作条件为：反应温度为360℃，反应压力为10mpa，体积空速为0.8h-1，氢/油体积比为1000；深度加氢精制反应器4内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的4.5％，负载活性组分mo、ni及助剂b，催化剂中moo3含量为25.4％、nio含量为4.3％、助剂b含量为2.4％，催化剂的孔容为0.571ml/g、孔径为8.5nm；深度加氢精制反应器4内的操作条件为：反应温度为380℃，反应压力为10mpa，体积空速为0.6h-1，氢/油体积比为600。实施例5按照实施例2所述废润滑油再生方法进行加氢反应，3#废润滑油的原料性质见表1，加氢反应后产品润滑油基础油性质见表2，具体条件如下：夹层101内由下往上分别装有粒度为φ外(6.5-6.8)×φ内(3.4-3.6)×(3-10)、φ外(4.9-5.2)×φ内(2.2-2.4)×(3-10)、φ外(3.3-3.6)×φ内(1.0-1.2)×3拉西环形催化剂；夹层101内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的15.4％，负载活性组分mo、ni及助剂p，催化剂中moo3含量为9.4％、nio含量为1.3％、助剂p含量为0.87％，催化剂的孔容为0.736ml/g、孔径为25.8nm；加氢脱杂质反应器1内的操作条件为：反应温度为200℃，反应压力为2.5mpa，体积空速为0.8h-1，氢/油体积比为500；深度加氢脱杂质反应器3内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的8.5％，负载活性组分mo、ni及助剂p，催化剂中moo3含量为19.1％、nio含量为3.2％、助剂p含量为1.87％，催化剂的孔容为0.695ml/g、孔径为23nm；深度加氢脱杂质反应器3内的操作条件为：反应温度为360℃，反应压力为10mpa，体积空速为0.8h-1，氢/油体积比为1000；深度加氢精制反应器4内的催化剂为：以含有镍铝尖晶石的al2o3为载体，镍铝尖晶石为al2o3重量的2.8％，负载活性组分mo、ni及助剂b，催化剂中moo3含量为24.8％、nio含量为4.7％、助剂b含量为2.57％，催化剂的孔容为0.563ml/g、孔径为9.2nm；深度加氢精制反应器4内的操作条件为：反应温度为380℃，反应压力为10mpa，体积空速为0.6h-1，氢/油体积比为600。表1废润滑油的原料性质表2加氢反应后产品润滑油基础油性质测试项目实施例3实施例4实施例5运动粘度(100℃)，mm2/s9.511.819.5外观透明透明透明粘度指数121118110色度，赛氏号>+30>+30+30闪点(开口)，℃233236270倾点，℃-28-24-20酸值，mgkoh/g0.090.0080.007饱和烃，m％979694残炭，m％0.020.010.01硫含量，ppm0.630.690.78氮含量，ppm0.460.520.57氧化安定性(旋转氧弹法，150℃)，min325324325蒸发损失(noack法，250℃,1h)，％5.63.20.9当前第1页12