本发明属于废矿物油处理技术领域，具体涉及一种废矿物油处理装置及工艺。
背景技术：
21世纪，人类进入知识经济、循环经济时代。世界各国正把“发展循环经济”和“建立循环型社会”作为实现可持续发展的重要途径，循环经济要求以废旧物资“减量化，无害化，资源化，再使用，再循环”发展模式的要求。
当前，废机油、工业废油、船泊油和渣油等废矿物油的收集、清理过程存在脏、乱、差、不规范等现状。同时，对于废矿物油的循环利用处理工艺的效率和彻底性有待提高。因此，亟需提供一种废矿物油处理工艺，可提高废矿物油处理的整体生产技术水平，使之达到正常、合理、高效运行之能力，实现废矿物油的“减量化，无害化，资源化，循环化利用”，符合循环经济发展趋势。在将垃圾转化为可利用的资源，减少垃圾对环境二次污染的同时，创造新的经济效益。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种废矿物油处理装置及工艺。通过将前处理装置、真空薄膜蒸发器和短程分子蒸馏器相结合，实现废矿物油的定向回收，使废矿物油的处理率达到99.9%，而且在处理过程中，无二次污染物的排放。
本发明的第一方面提供了一种废矿物油处理装置，包含依次设置的过滤沉淀装置、原料贮罐、真空薄膜蒸发器和至少一台分子蒸馏器；所述过滤沉淀装置设置有排油管和排污管，排油管连接于所述原料贮罐，所述原料贮罐通过放油管与所述真空薄膜蒸发器的进料口相连，所述真空薄膜蒸发器的顶部依次设置有第一冷凝器、第二冷凝器和真空系统，其下端设置有再沸器，所述真空薄膜蒸发器的底部通过第一流程泵与分子蒸馏器的顶部相连；所述分子蒸馏器的底部连接有产品缓存罐，其下端设置有物料缓存罐。
优选情况下，废矿物油处理装置包括三台分子蒸馏器，所述真空薄膜蒸发器的底部通过第一流程泵与第一分子蒸馏器的顶部相连；所述第一分子蒸馏器的底部连接有第一产品缓存罐，其下端设置有第一物料缓存罐，所述第一物料缓存罐通过第二流程泵连接于所述第二分子蒸馏器；所述第二分子蒸馏器的底部连接有第二产品缓存罐，其下端设置有第二物料缓存罐，所述第二物料缓存罐通过第三流程泵连接于所述第三分子蒸馏器；所述第三分子蒸馏器的底部连接有第三产品缓存罐，其下端设置有第三物料缓存罐。
优选情况下，所述第一冷凝器和第二冷凝器的物料出口连接于真空薄膜蒸发器的上端。
优选地，废矿物油处理装置还包括水处理装置、贮罐真空泵和油水分离器，所述水处理装置与过滤沉淀装置的排污管相连，所述原料贮罐通过贮罐真空泵与所述油水分离器相连，所述油水分离器分别与水处理装置和原料贮罐相连，第二冷凝器的出料口与所述油水分离器连接。
根据本发明，所述分子蒸馏器选用刮膜式分子蒸馏器，其包括布料器、蒸发冷凝装置、驱动装置、冷热源和冷阱，所述蒸发冷凝装置和驱动装置构成刮模式分子蒸馏器的主机，冷热源为所述蒸发冷凝装置提供能量。
本发明中，为了便于物料流向的控制，装置中还包括各种控制阀，再此不一一描述，根据具体需要进行设置即可。
本发明的第二方面提供了一种采用上述废矿物油处理装置进行的废矿物油处理工艺，包括以下步骤：
1）废矿物油经过滤沉淀装置处理后进入原料贮罐；
2）将真空薄膜蒸发器和分子蒸馏器进行抽真空，原料贮罐中的物料从真空薄膜蒸发器的上端进料口加入，与下端再生器输入的导热油进行热交换，得到顶部气相和底部液相，顶部气相依次经第一冷凝器和第二冷凝器冷凝得到冷凝物，部分冷凝物返回真空薄膜蒸发器上端；
3）将步骤2）得到的底部液相经第一流程泵通入分子蒸馏器的上端进行加料，经分离，在分子蒸馏器的底部产品缓存罐得到回收产品，物料缓存罐中得到蒸馏残渣。
优选情况下，所述分子蒸馏器包括三台，真空薄膜蒸发器的底部液相经第一分子蒸馏器分离后，得到一级馏出物，并将缓存物料通过第二流程泵通入第二分子蒸馏器进行分离，得到二级馏出物，并将缓存物料通过第三流程泵通入第三分子蒸馏器进行分离，得到三级馏出物和蒸馏残渣。
根据本发明，所述废矿物油处理装置的真空度可达0.1Pa。
优选情况下，废矿物油处理工艺还包括水处理步骤和油水分离步骤，将过滤沉淀装置中的污水进行水处理，原料贮罐采用贮罐真空泵和油水分离器进行二次水分离，第二冷凝器的冷凝物经油水分离器分离，油水分离器分离后的水进行水处理，油返回原料贮罐。
本发明中，真空薄膜蒸发器和各分子蒸馏器的运行参数可根据废矿物油的具体组分并依据现有技术中的各参数选择进行调节，在此不做赘述。
分子蒸馏器的工作原理是在高真空条件下利用不同物质的分子运动平均自由程的差别进行分离的。其蒸发冷凝装置中的蒸发面和冷凝面间距小于或等于分离物料蒸汽分子的平均自由程，液体混合物沿加热板向下流动，加热后能量足够的分子逸出液面，轻分子自由程大，能够到达冷凝板，不断被冷凝，从而破坏了体系中轻分子的动态平衡，使混合液中轻分子不断逸出，反之，重分子自由程小，不能到达冷凝板，并与液相中重分子趋于动态平衡，表现上重分子不再从液相中逸出，这样就实现了分离。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和积极效果：
采用本发明的废矿物油处理装置和方法具有减量化、无害化、资源化的特点，转化资源全部定向回收，废矿物油的处理率可达99.9%。具体特点如下：
（1）本发明中将废矿物油的前处理装置与油分离装置相结合，实现废矿物油的合理高效回收。
（2）操作温度低：常规蒸馏是靠不同物质的沸点差进行分离的，而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别进行分离，在分子蒸馏分离过程中，蒸汽分子一旦由液相中逸出（挥发）就可实现分离，在远离沸点下进行操作。
（3）蒸馏压强低：本发明的分子蒸馏器用静态密封取代了动态密封，此外，所有与物料接触的管路、阀门和容器均采用夹套结构，使设备处于完全密封的高真空状态，避免泄露，彻底解决了润滑油污染产品的问题；最小真空度可达0.1Pa（使用液氮），可大大节省能耗。
（4）受热时间短：分子蒸馏器结构使物料液面形成薄膜状，这时液面与加热面的面积几乎相等，于是物料在设备中的停留时间很短。一般蒸馏需要几十分钟的产品，用分子蒸馏受热可能仅需几分钟或几十秒，特适用于高沸点、热敏性及易氧化物质的分离。
（5）分离效率高：分子蒸馏结构特异，再加上在非平衡状态下操作，传热、传质阻力的影响较常规蒸馏小的多，因此，分离效率要远远高于常规蒸馏。
附图说明
图1为本发明实施例1的废矿物油处理工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
本实施例用于说明本发明的废矿物油处理装置及工艺。
如图1所示，废矿物油处理装置包括过滤沉淀装置1、原料贮罐2、水处理装置3、贮罐真空泵4、油水分离器5、真空薄膜蒸发器6、第一分子蒸馏器11、第二分子蒸馏器16和第三分子蒸馏器21。
过滤沉淀装置1的排油管连接于原料贮罐2，其排污管与水处理装置3相连，原料贮罐2通过放油管与真空薄膜蒸发器6的进料口相连，所述原料贮罐2通过贮罐真空泵4与所述油水分离器5相连，所述油水分离器5分别与水处理装置3和原料贮罐2相连。
真空薄膜蒸发器6的顶部依次设置有第一冷凝器8、第二冷凝器9和真空系统25，其下端设置有再沸器7，第二冷凝器9的出料口与所述油水分离器5连接。所述真空薄膜蒸发器6的底部通过第一流程泵10与第一分子蒸馏器11的顶部相连，第一分子蒸馏器11的底部连接有第一产品缓存罐13，其下端设置有第一物料缓存罐12，所述第一物料缓存罐12通过第二流程泵15连接于所述第二分子蒸馏器16；所述第二分子蒸馏器16的底部连接有第二产品缓存罐18，其下端设置有第二物料缓存罐17，所述第二物料缓存罐17通过第三流程泵20连接于所述第三分子蒸馏器21；所述第三分子蒸馏器21的底部连接有第三产品缓存罐23，其下端设置有第三物料缓存罐22。另外，第一分子蒸馏器11上设置有第一冷阱14，第二分子蒸馏器16上设置有第二冷阱19，第三分子蒸馏器21上设置有第三冷阱24。
采用上述装置进行的废矿物油处理工艺包括以下步骤：
1）废矿物油经过滤沉淀装置1处理后油料进入原料贮罐2，污水在水处理装置3中进行处理，原料贮罐2采用贮罐真空泵4和油水分离器5进行二次水分离，分离后的水进行水处理，油返回原料贮罐2；
2）将真空薄膜蒸发器6和三台分子蒸馏器进行抽真空，原料贮罐2中的物料从真空薄膜蒸发器6的上端进料口加入，与下端再生器7输入的导热油进行热交换，得到顶部气相和底部液相，顶部气相依次经第一冷凝器8和第二冷凝器9冷凝得到冷凝物，部分冷凝物返回真空薄膜蒸发器6上端，采出轻柴油a，第二冷凝器9的部分冷凝物经油水分离器5进行分离；
3）真空薄膜蒸发器6的底部液相经第一分子蒸馏器11分离后，得到一级馏出物b，并将缓存物料通过第二流程泵15通入第二分子蒸馏器16进行分离，得到二级馏出物c，并将缓存物料通过第三流程泵20通入第三分子蒸馏器21进行分离，得到三级馏出物d和蒸馏残渣。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。