报废导热油再生方法的研究
废油再生就是以使用过的超标报废油为原料, 通过合理的处理, 除去油品在使用过程中所产生的变质物及外来杂质, 获得可以重新使用的再生油。废油再生要根据废油报废程度不同而采用不同的再生方法。目前废油再生方法主要有硫酸一白土精制法、物理再生法及在上述方法中增加糠醛抽提法、丙烷沉降工艺、加氢工艺、精馏工艺、减压蒸馏工艺等。
我们所研制的废导热油再生方法, 是根据导热油在运行过程中严重氧化, 深度报废, 其中胶质、沥青质含量非常高, 以单一的硫酸一白土再生方法不能达到再生要求而设计的。
因而选择了一种易得、成本较低、易于回收循环使用、且溶剂沸点适宜的有机溶剂, 这种溶剂可有效地溶解废油中的有用油分并使废油中的胶质、沥青质以不溶物形式除去, 再以必要的化学精制法处理油而得到再生油, 再生油的性能较好,各主要性能指标均已以达到可重新使用的要求, 再生油的收率也合乎一般再生废油收率50%-70% 的要求。
实验方法及油品测试方法
1、 废油再生方法
首先将废油脱水, 然后将脱水废油与溶剂A 按一定比例充分混合、沉降, 除去不溶物, 将油溶液蒸馏, 回收溶剂A , 溶剂可循环使用。处理过的油与浓硫酸反应, 然后,于18℃ 下同活性白土在氮气保护下反应, 反应完毕后的油通过过滤得到成品再生油。
2、油品测试方法
油品的性能指标按相应的国家标准测毛细管色一质联用测试部分仪器G C 一SA 毛细管色谱仪( 日本岛津);检测器氢火焰检测器。
实验结果与讨论
1 浓硫酸, 的影晌
浓硫酸在废油再生过程中所起的作用是, 对废油中O 、N、S 化合物起磺化、氧化反应, 生成物与油分层, 从而将这些化合物除去,当硫酸量小于50% 时。,随硫酸量的增加, 废油残炭及运动粘度随之降低。这是由于随硫酸量的增加, 对废油的精制程度加深的原因。
但是当硫酸量超过50% 以后, 残碳及运动粘度作但没有继续减小, 反而有增加的趋势, 这是由于浓硫酸过量时, 与废油中的部分胶质、沥青质发生了副反应, 生成了硫酸醋又重新溶于油中, 使油中的胶质、沥青质量又有所增加, 因此使油的残炭和运动粘度有回升的现象。由以上的实验结果表明, 在废油再生过程中, 浓硫酸的量并不是愈多愈好, 而是有一最佳量。
2 活性白土量的影晌
废油再生中的白土吸附精制过程属于物理化学的综合反应过程。
实验结果就是在120 ℃ 下, 硫酸、白土用量不同对废油残炭及运动粘度的影响。
活性白土在废导热油精制再生过程中对残炭及运动粘度降低的幅度不大, 只可在再生工艺中起到降低废油的酸值、使油品颜色恢复的作用。
制法对废油的处理, 从再生油的主要性能指标上看还远远达不到再生的目的, 这是由于此种废油中胶质、沥青质含量太高(约20g/100ml), 只靠硫酸白土精制再生, 需要消耗大量硫酸, 硫酸量过多会发生许多副反应, 不但不能将废油中的胶质、沥青质除净, 反而会使部分已沉降结块的胶质、沥青质与过量硫酸反应生成硫酸醋而重新溶解于油中, 使再生油质量达不到要求。
因此若要使再生油的质量合格, 就必须首先将废油中绝大部分的胶质、沥青质等杂质除去, 然后再将油进行精制处理。我们前面已经做过采用一般的过滤法是行不通的。
目前, 关于除杂质的方法还有选择合适的有机溶剂萃取废油中的有效成分, 使胶质、沥青质以不溶物形式沉降除去, 从而达到再生油的目的。
3 溶荆处理后硫酸白土对再生油的影响经溶剂A 处理过的油中仍含少量的胶质、沥青质, 还影响油的性能, 运动粘度和残炭等指标还较高, 必须进一步用化学精制法处理才能获得理想的再生油。表2 就是经溶剂处理后, 硫酸、白土量对再生油的影响。
表2 的结果表明, 在其它再生条件相同时, 随着浓硫酸量增加, 再生油质量较好。这是由于经溶剂A 或石油醚处理过的废油,其中绝大部分的胶质、沥青质已以不溶物形式凝聚程块, 只剩余少量的胶质、沥青质,这样以少量浓硫酸精制就可以达到再生废油的目的。
在实验过程中发现, 经浓硫酸精制过的酸油再与活性白土作用对再生油的酸值及颜色有很好的改善。
硫酸精制温度及时间的影响
在硫酸精制过程中, 硫酸精制时间对再生油质量有非常重要的作用。
表3、的结果表明, 硫酸精制温度高及时间长对再生油主要性能指标有不利的影响。会使浓硫酸氧化性增强, 加速油品氧化, 使再生油酸值升高。
我们通过对Y D 一30 废油再生的研究,最后确定了以溶剂A 沉降加化学精制的再生方法:
溶剂A:废油( V ) = 4 :l;
浓硫酸:废油(wt% ) = 5 一15 ;精1o制温度为常温;精制时间:20 一40min;
白土:废油( wt%) = 8 一15 , 温度为180 ℃ , 时间为的0.5 一2.5 h 。
此再生方法不仅适用Y D 一30 废油的再生, 而且还适用于Y D 系列其他品种的油再生, 甚至可推广到其他种类油的再生。
5 再生油组分及其性能的变化
①再生油组分的变化
我们以毛细管色谱一质谱联用仪对再生油组分进行了分析, 得到表4 的实验结果。
表理的结果表明, 废油经再生后, 各主要组分并不改变, 只是其相对含量略有改变, 这是由于各组分对热及氧的稳定性不同而致。从再生油的组成来看, 我们所确定的再生方法是可行的, 没有改变再生油原有的组成, 因此经再生的导热油仍然可重新使用。
②新油、废油、再生油性能指标
前面我们讨论了新油、废油、再生油的组分变化情况, 但决定再生油可否重新使用还要看其主要性能指标的变化情况。
表5 的结果表明, 采用本文再生油YD废油所得再生油质量较好, 远远低于其报废标准, 完全可以重新使用。
表5 中采用精馏法加化学精制所得再生油质量更佳, 但是采用精馏法再生废油, 需要专用设备, 投资大, 并且要求非常高的温度以及动力能源消耗大, 不适于小型再生厂的投资。我们所开发的废油再生方法解决了这一问题。
结论
①PET 从理论上来说也是一种醇酸树脂, 用它来改性油性醇酸树脂不仪理论上可行, 实际上国内外也早有报导。
但这些工作一般均限于制造清漆。我们的工作表明, 利用P E T 不仅可制造清漆, 制造色漆乃至具有特殊用途的防锈漆也是可能的。
②改性后的醇酸树脂, 由于在组成和结构中保留有聚醋的结构链段, 不仅耐化学品性能有所提高, 而且在漆膜硬度、防水性、附着力等方面都得到了改善。
③从聚醋改性醇酸铁红防锈漆的配方中我们看到,P E T 占固体树脂量的l/4 左右。
如此大量P E T 的引人到醇酸树脂中,不仅可以变废为宝, 充分地利用石油资源, 节省大量的植物油、苯醉和多元醇, 而且可以大幅度降低醇酸漆成本, 给目前不甚景气的油漆行业增加一定的竞争活力。由此可见,聚醋改性醇酸漆的制造, 其经济效益和社会效益都是显而易见的。
报废导热油由于其长期在有氧存在下高温运行, 产生大量胶质、沥青质, 深度超标。通过溶剂A 沉降加必要的化学精制工艺, 可使废导热油再生, 再生油性能指标较好, 完全达到可重新使用的要求, 且再生油收率也达到50 弧以上。通过研究, 制定了再生方法。本方法可推广到其他品种的导热油再生。