对由废润滑油回收的再生基础油进行脱硫及芳香烃的方法
【技术领域】
[0001]本发明系关于一种再生基础油脱硫及脱除芳香烃的方法，特别是指其为一种针对由废润滑油回收的再生基础油进行脱硫及脱除芳香烃的方法，且本发明进一步也包含关于回收萃取剂以供循环再利用的方法。
【背景技术】
[0002]由于原油价格不断提高，相对的，用于调配润滑油的原料一基础油(Base Oil)的价格也是持续攀高；且由于量少珍贵，目前基础油的平均价格几乎已达到燃料油的两倍之多。而基础油的来源，目前百分之九十仍是由精炼原油的制程中所获得的矿物性基础油(Mineral Base Oil)。因此,在原油价格节节高升的情况下，以往将废润滑油当成再生燃料油的做法已不足取，相对的，将废润滑油中仍存在的基础油加以再精炼并回收再利用，以便再度做成润滑油的方式已逐渐受到重视。事实上联合国环保组织以及欧盟都对此议题相继发表白皮书(White paper)，鼓励业者由废润滑油中回收再生基础油以供再利用，而不要再将废润滑油当成燃料油烧掉，形成资本材的浪费并造成环保问题。
[0003]虽然，将废润滑油中的基础油加以回收是趋势所在，但在技术层面上，由于市面上所能提供的技术有限，截至目前，大多是以减压蒸馏或薄膜蒸发方式将废润滑油中的再生基础油蒸懼出来，之后再以酸白土(Acid white clay)为吸附及过滤媒介进行精制，以获得能在市场上销售的再生基础油(Sellable base oil)。但由于废润滑油的大宗来源为车辆所使用的润滑油或称为Engine Oil，在引擎运转过程中，由于喷入汽缸中无法充分燃烧的燃料油最后会渗入润滑油中造成润滑油中的基础油受到燃料油中的芳香烃以及硫化物的污染，而这些芳香烃以及硫化物溶合在基础油中，无法以简易的过滤或吸附的方法加以移除；因此，以传统的酸白土进行精制的方法通常只能获得色泽深、有刺鼻味、及闪火点及粘度指数偏低的再生基础油，而无法获得高品质的再生基础油，要使用这些再生基础油，一般的方式是再购买从炼油产出的原生基础油(Virgin base oils)去混合调配，因此，严格说来，这种制程只能说是由废润油中提取再生基础油的前处理制程而已，毕竟要将此制程的最终产品直接使用是有疑义的。
[0004]此外，由于使用酸白土进行再生基础油的精制，作业后会产生大量的废酸土，这些废酸土如不能进行完整处理，将产生严重的环保问题。因此，近年来，例如沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国、伊朗等废润滑油处理业发达的国家对于从事废润滑油再生的业者，通常都会设定黄昏条款，要求这些废润滑油再生工厂需对既有的酸白土精制制程进行改善，如期限届满后仍无法解决废酸土的问题，则工厂运转许可证可能会被注销(Suspended)，因此，这些废润滑油处理业者都在技术上另谋出路，这是这几年才有的特殊现象。
[0005]除了以酸白土对再生基础油进行精制的方法之外，大型的废润滑油处理业者，尤其是处理量达到每小时10立方米(1MVh)的大型处理业者则通常是先以减压蒸馏或薄膜蒸发的方法将废润滑油中的再生基础油蒸馏出来，而在后续的精制制程中则是以加氢精制(Hydro-treating)的方法，以高压的氢气作为裂解能量，将于高温蒸馏出来的再生基础油的较长的碳键切断，以获得色泽浅(通常〈1.0)卖相好看的再生基础油。但以加氢处理的方式进行精制因制程的危险性很高，如氢气不慎泄漏即有产生爆炸的危险；因此这些工厂大都会设在炼油厂旁边，一方面减少周边区域居民的抗争，一方面可以取得价格低廉的高压氢气以供制程的需要；但是一般的废润滑油收受处理业者，一般并无经济能力设立大型的废润滑油处理厂，且亦不可能获得炼油厂的奥援能在炼油厂旁边设立再生基础油的加氢处理精制厂。从目前全球的具有规模的废润滑油处理厂来看，后阶段采用加氢精制的工厂有90%都设立在美国，而其投资规模都在1500万美元以上，由此可见一斑。然而，全球大多数的中小型废润滑油处理工厂，其投资规模大多仅有数拾万或数佰万美元，年处理量则在数仟至参万立方米之间，这些业者并无经济能力去设立大规模且采用加氢处理精制制程的废润滑油再精炼处理厂。
[0006]综上可知，目前市面上对于处理由废润滑油再生的基础油进行精制的主流技术可区分为(I).以传统的酸白土过滤精制的方法，以及(2).加氢精制的方法。而前者由于效果不佳且会造成二次污染，因此，将会逐渐遭到淘汰已成为一种趋势。而另一种以高压氢气进行加氢精制的方法由于设备的投资成本高，且由于操作安全的顾虑要取得设立许可也不容易。因此，于此大环境下确实需要有一种设立成本可被接受，且操作简易可供业者采用的有别于传统方法的新方法及新技术。
[0007]爰是，本发明人乃本着多年从事石油工艺设计开发的实务经验，积极研发，经由实际试验，致有本发明的产生。
【发明内容】
[0008]本发明的目的，在于提供一种对由废润滑油回收的再生基础油进行脱硫及芳香烃的方法，能够取代传统于精制由废润滑油回收的再生基础油时所使用的酸白土(WhiteAcid Clay)，以便于再生基础油的精制过程中，将其中的芳香烃及硫化物脱除，以使再生基础油的色度降低，同时将闪火点以及粘度指数提升，以提高再生基础油的品质。
[0009]本发明另一目的，在于提供一种对由废润滑油回收的再生基础油进行脱硫及芳香烃的方法，能够在高真空(低压)、低温的相对安全的工作环境下进行再生基础油的精制，具有不造成二次污染，且操作更具安全性、且具有节能及可节省制造成本等特点。
[0010]为达上述的目的，本发明采用的主要技术方案是:
一种对由废润滑油回收的再生基础油进行脱硫及芳香烃的方法，以N-甲基吡咯烷酮(N-Methyl Pyrrolidinone -以下简称NMP)作为萃取剂,包含有再生基础油萃取制程、再生基础油离心分离制程、再生基础油精炼回收制程、公用设备制程；其中该再生基础油萃取制程用以将该再生基础油与NMP混合以进行脱硫及脱芳香烃的萃取程式；
而该再生基础油离心分离制程，藉高速离心分离机将该再生基础油萃取制程经萃取后产生的再生基础油及萃取物以离心力进行高速分离，以尽量脱除比重较重的硫化物及芳香烃，形成再生基础油及少量萃取物的混合液；
而该再生基础油精炼回收制程，以短程蒸馏为作业核心，包含有:
a.准备设备，包括数台再生基础油精炼回收制程物料输送泵、一个再生基础油精炼回收制程预热器、一个再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器、一个再生基础油精炼回收制程热媒油膨胀槽、一个再生基础油精炼回收制程热媒油加热炉、一台再生基础油精炼回收制程热媒油输送泵、一个再生基础油成品收受暂存槽、一个再生基础油精炼回收制程副产品收受暂存槽、一个再生基础油精炼回收制程真空缓冲槽、一个再生基础油精炼回收制程气液分离器、一台再生基础油精炼回收制程真空泵系统、一个再生基础油成品储存槽、一台再生基础油精炼回收制程成品拨出泵、一个再生基础油精炼回收制程副产品收受储存槽、及一个再生基础油精炼回收制程副产品拨出泵；
b.以该再生基础油精炼回收制程热媒油加热炉及该再生基础油精炼回收制程热媒油输送泵将热媒油送经该再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器的汽缸壁夹层以及该再生基础油精炼回收制程预热器的加热夹套层，再循环回到该再生基础油精炼回收制程热媒油加热炉，而另一股热媒油则送入该再生基础油精炼回收制程热媒油膨胀槽，再循环回到该再生基础油精炼回收制程热媒油加热炉，直到该再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器的汽缸壁夹层以及该再生基础油精炼回收制程预热器的加热夹套层达到预定的工作温度后，该再生基础油精炼回收制程热媒油加热炉再进行间歇性的起动，以维持所需工作温度；
C.藉启动该再生基础油精炼回收制程真空泵系统，通过该再生基础油精炼回收制程真空缓冲槽、该再生基础油精炼回收制程气液分离器对该再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器、该再生基础油成品收受暂存槽、该再生基础油精炼回收制程副产品收受暂存槽进行抽真空，直至达到预定的工作压力，该再生基础油精炼回收制程真空泵系统再行间歇性起动以维持所需的工作压力；
d.藉其中的一台再生基础油精炼回收制程物料输送泵，将该再生基础油离心分离制程所形成的该再生基础油及少量萃取物的混合液送经该再生基础油精炼回收制程预热器加热，再送入该再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器，藉该再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器内部所设的刮板将该再生基础油及少量萃取物的混合液涂抹在该再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器的汽缸壁表面形成预定厚度的薄膜，使该薄膜被该再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器的汽缸壁夹层所产生的温度所加热并蒸发出再生基础油分子，且该再生基础油分子则借着分子自由行程，及该再生基础油精炼回收制程真空泵系统抽气作用飞抵该再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器内部所设的冷凝器，而藉该冷凝器将附着于该冷凝器表面的再生基础油分子降温而回复成液状冷凝下来，再进入该再生基础油成品收受暂存槽及送入该再生基础油成品储存槽；
e.该再生基础油及少量萃取物的混合液中的少量萃取物无法被精炼回收制程短程蒸馏器蒸发出来，而以液态呈现并下滑而落入该再生基础油精炼回收制程短程蒸馏器内部下方，再进入该再生基础油精炼回收制程副产品收受暂存槽及送入该再生基础油精炼回收制程副产品收受储存槽；
而该公用设备制程，藉一个冷却水塔及一个冰水机，以产生冷却水及冰水，用以提供冷却水及冰水给该再生基础油回收精炼制程短程蒸馏器的内置冷凝器以及外部附设的冷井作为冷凝水使用。
[0011]本发明再一目的，在于提供一种对由废润滑油回收的再生基础油进行脱硫及芳香烃的方法，可回收NMP以供循环再利用。
[0012]为达上述的再一目的，本发明的对由废润滑油回收的再生基础油进行脱硫及芳香烃的方法，还包含有NMP回收制程，该NMP回收制程以短程蒸馏为作业核心，包含有:
a.为该NMP回收制程准备设备，包含数台NMP回收制程物料输送泵、一个NMP回收制程预热器、一个NMP回收制程短程蒸馏器、一个NMP回收制程热媒油膨胀槽、一个NMP回收制程热媒油加热炉、一台NMP回收制程热媒油输送泵、一个NMP收受暂存槽、一个N