Reciclaje de aceite lubricante usado
Investigación sobre la tecnología de regeneración de aceites lubricantes usados
Gao Xiujun, 2Guo 1# Jiang 1
(1. Escuela de Ciencia de Materiales e Ingeniería Química, Universidad de Tianjin de Ciencia y Tecnología, Tianjin 300222;
2. Planta de química fina de Daqing Oilfield Chemical Co., Ltd., Daqing, Heilongjiang 163411)
Uso de refinación de ácido sulfúrico-neutralización alcalina- Proceso de adsorción-filtración con arcilla activada para el tratamiento de aceite lubricante residual de engranajes. La temperatura de decapado es de 40°C y la dosis de ácido sulfúrico concentrado al 98% es del 6% (fracción en masa) del aceite usado; la temperatura de neutralización del álcali es de 80°C y el agente neutralizante es hidróxido de sodio al 10%; condiciones de adsorción: la dosis de arcilla activada es del 15 % (fracción de masa), la temperatura es de 150 °C, el tiempo es de 1 h; la viscosidad del aceite lubricante regenerado a 40 °C es de 128 Mpa? s, 80 ℃ son 19,2 MPa? s, el punto de congelación es -33 ℃. Al mismo tiempo, el álcali residual se utiliza para tratar los residuos ácidos y el floculante catiónico para tratar las aguas residuales.
Regeneración de aceites lubricantes usados; refino ácido-base; adsorción de arcillas
Investigación sobre el proceso de regeneración de aceites lubricantes usados. (1. Escuela de Ciencia de Materiales e Ingeniería Química, Universidad de Ciencia y Tecnología de Tianjin, Tianjin 300222; 2. Planta de productos químicos finos del yacimiento petrolífero de Daqing, Daqing, Heilongjiang 163411)
Resumen: Refinación con neutralización de ácido sulfúrico y álcali -adsorción-filtración de arcilla activada Flujo de proceso para el tratamiento de lubricantes de engranajes de desecho. La temperatura de decapado es de 40°C, la cantidad de ácido sulfúrico con un contenido del 98% es del 6%, la temperatura de neutralización del álcali es de 80°C y el agente neutralizante es un álcali con un contenido del 10%. Condiciones de adsorción: ¿La dosis de arcilla activada es del 15%, la temperatura es de 150°C, el tiempo es de 1 h y la viscosidad del aceite lubricante regenerado es de 128 MPa? ¿S es 40 ℃ y 19,2 MPa? s es 80 ℃ y el punto de congelación es -33 ℃. El residuo ácido se neutraliza con álcali residual. Utilice floculantes catiónicos para tratar las aguas residuales.
Palabras clave: regeneración de aceite lubricante residual, refinación ácido-base, adsorción de arcilla blanca
En los últimos años, con la disminución de los recursos petroleros, la gente ha prestado más atención a la contaminación por petróleo y a la voz. El nivel de protección del medio ambiente es cada vez mayor. Los países de todo el mundo apoyan firmemente la recuperación, purificación y reciclaje de lubricantes usados. China también ha trabajado mucho en la purificación y regeneración del petróleo [1-3]. Departamentos como el de comercio, ferrocarriles, industria militar y de maquinaria han estado estudiando continuamente el proceso de purificación y regeneración del aceite lubricante y han explorado algunos métodos de purificación y regeneración del aceite usado adecuados para las condiciones nacionales de mi país. Pero en general, China todavía está relativamente atrasada en este sentido y está lejos de cumplir con los requisitos de una economía en rápido desarrollo. Por lo tanto, estudiar las razones del deterioro del aceite lubricante y explorar activamente nuevos procesos de purificación y regeneración de aceite usado de alta eficiencia y baja contaminación son de gran importancia para aliviar la escasez de recursos petroleros en mi país y reducir la contaminación del aceite usado a el medio ambiente [4-6].
El proceso de purificación y regeneración del aceite lubricante usado es mucho más sencillo que refinar el aceite lubricante procedente del petróleo. El aceite lubricante ligeramente deteriorado puede recuperar su calidad original siempre que se someta a procesos de purificación física como precipitación, filtración y deshidratación. El aceite lubricante severamente deteriorado necesita ser refinado químicamente para eliminar los ácidos, fenoles, gomas y asfaltenos generados después del deterioro, y luego agregar una cierta cantidad de aditivos, y también puede usarse nuevamente como aceite lubricante. Si las condiciones del proceso de purificación y regeneración son adecuadas, el aceite lubricante usado se puede regenerar en aceite lubricante cuyo rendimiento y calidad se acerquen o cumplan con los nuevos estándares de aceite [7].
Muchos países del mundo han investigado y desarrollado muchos procesos de tratamiento para el tratamiento y regeneración de aceites lubricantes usados. Los principales procesos de regeneración utilizados actualmente son destilación-decapado-refinación de arcilla blanca, sedimentación-decapado-destilación de arcilla blanca, sedimentación-destilación-decapado-refinación de arcilla blanca, regeneración libre de ácido de contacto a alta temperatura de arcilla, destilación-extracción de etanol-arcilla blanca refinación, destilación- refinación de furfural - refinación de arcilla, sedimentación - floculación - refinación de arcilla, etc. [8-12].
No importa cuál de los procesos anteriores producirá una gran cantidad de residuos ácidos y aguas residuales, para lograr el propósito de una regeneración limpia, la generación de residuos ácidos debe ser reducido o el residuo ácido debe utilizarse de forma integral. Este artículo adopta el proceso de regeneración de refinación de ácido sulfúrico-neutralización alcalina-adsorción-filtración de arcilla activada, utiliza una gran cantidad de catalizadores y álcalis residuales que quedan al preparar intermedios orgánicos para tratar residuos ácidos residuales y utiliza agentes de flotación para tratar aguas residuales para lograr una limpieza Regeneración de aceite lubricante usado. La materia prima proviene del aceite usado de las unidades de bombeo de campos petroleros, que está ampliamente disponible y es fácil de obtener; opera en condiciones normales de presión y temperatura media, con un proceso simple, bajo costo operativo, seguro y confiable; la calidad del producto es buena; , alcanzando el nivel de petróleo neutral, y tiene una gran viabilidad de inversión Menos, los beneficios económicos son significativos.
1 Prueba empírica
1.1 Principales instrumentos y medicamentos
Vaso de precipitados, termómetro, manta calefactora eléctrica, bureta, horno eléctrico sellado, aceite para engranajes No. 280, activado arcilla, agua destilada, ácido sulfúrico concentrado al 98% (químicamente puro), hidróxido de sodio (químicamente puro), óxido de calcio en polvo (químicamente puro).
1.2 Método experimental
1.2.1 Diagrama de flujo
El flujo del proceso se muestra en la Figura 1.
Diagrama de flujo de la Figura 1
1.2.2 Proceso
1 Decapado: Calentar el aceite lubricante usado a aproximadamente 30 °C, agregar una cantidad adecuada de sulfúrico. ácido y revuelva durante 30 minutos. Después de reposar a temperatura constante, se separa la capa inferior de coloide y asfalteno. Repita la operación tres veces y registre la descarga total de residuos ácidos.
2. Neutralización alcalina: Calentar el aceite lubricante encurtido y añadir una solución acuosa alcalina para neutralizarlo. Dejar reposar y separar la capa de agua.
3. Adsorción de arcilla: caliente el aceite lubricante lavado con álcali, agregue lentamente la arcilla una o más veces y revuelva durante unos minutos.
4. Filtración: el aceite lubricante de alta temperatura adsorbido por la arcilla permanece estacionario y el aceite superior se filtra mientras está caliente. El aceite lubricante filtrado es aceite lubricante regenerado calificado. Las operaciones de adsorción y filtración de arcilla se pueden repetir hasta que el aceite obtenido sea satisfactorio.
2 Resultados y Discusión
2.1 Efecto de la concentración de ácido sulfúrico en la emisión de residuos ácidos
El objetivo principal del tratamiento con ácido sulfúrico es eliminar óxidos y condensación en los residuos. Materiales y polímeros de aceite lubricante. Compuestos insaturados, aditivos residuales y productos de descomposición o degradación térmica generados durante el uso de aditivos, etc. El tratamiento con ácido sulfúrico puede convertir estas sustancias en sustancias pesadas y viscosas que precipitan. Por lo tanto, cuanto mayor sea la descarga de residuos ácidos, mejor será el efecto de eliminar las impurezas y el asfalto en el aceite lubricante usado, pero la descarga excesiva de residuos ácidos reducirá la tasa de regeneración. Se estudió experimentalmente el efecto de la concentración de ácido sulfúrico sobre el efecto de decapado. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1 Efecto de la concentración de ácido sulfúrico en la descarga de residuos ácidos
Número de serie concentración de ácido sulfúrico/% de temperatura de refinación/℃
1 98 35 22,6
2 70 35 15,8
3 98 40 30,2
4 70 40 21,8
Como se puede observar en la Tabla 1, a la misma temperatura de refinado , la concentración de ácido sulfúrico cuanto mayor sea, mayores serán las emisiones de residuos ácidos y mejor será el efecto de refinación.
2.2 Efecto de la temperatura de refinado del ácido sulfúrico sobre el vertido de residuos ácidos
En general, es más adecuado el decapado a baja temperatura. En el experimento se utilizó ácido sulfúrico concentrado al 98% y la cantidad añadida fue del 6% (fracción de masa) de aceite usado. Se estudió el efecto de la temperatura sobre el efecto de decapado. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2 Efecto de la temperatura de refinación del ácido sulfúrico sobre las emisiones de residuos ácidos
No temperatura de refinación/℃
1 20 16,4
2 25 15,8
3 30 21,8
4 35 22,6
5 40 30,2
6 50 11,1
Desde En la tabla 2 se puede ver que a medida que aumenta la temperatura, la emisión de residuos ácidos aumenta gradualmente, pero cuanto mayor es la temperatura, mejor. Cuando la temperatura es baja, el residuo ácido del aceite usado no precipita completamente en un corto período de tiempo y el residuo ácido se descarga menos. Cuando la temperatura es demasiado alta, algunos componentes del aceite de canaleta reaccionan con el ácido sulfúrico para formar sulfonatos, lo que hace que el aceite esté más emulsionado y el residuo ácido no pueda descargarse normalmente.
2.3 Efectos de diferentes neutralizaciones alcalinas sobre el índice de acidez del aceite
En el experimento se utilizaron polvo de óxido de calcio, hidróxido de sodio y lechada de cal, con el índice de acidez como índice de prueba. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3 Efectos de diferentes neutralizaciones alcalinas sobre el índice de acidez del aceite
Valor base del número de serie
1 Óxido de calcio en polvo 1.214
3 Hidróxido de sodio sólido 1.388
4 Solución de hidróxido de sodio al 10% 1.066
5 Lechada de cal 1.205
Aceite nuevo-1.189
El ácido El valor después de la neutralización con álcali cumple básicamente con los nuevos estándares de aceite. Cuando se utiliza polvo de óxido de calcio, debido al largo tiempo de reacción de neutralización sólida, el aceite después de la neutralización en un corto período de tiempo es ligeramente menos transparente y puede estar parcialmente emulsionado y difícil de filtrar. Se ha mejorado el efecto de la lechada de cal que reemplaza el polvo de óxido de calcio, el índice de acidez es cercano al del aceite nuevo y puede cumplir con los estándares del aceite regenerado, pero la situación de filtración no ha mejorado significativamente y el efecto no es muy satisfactorio.
El hidróxido de sodio sólido se usa para la neutralización. Teniendo en cuenta que el alto contenido de agua en el aceite afectará su calidad, se encontró en el experimento que debido al uso de hidróxido de sodio sólido, el tiempo de reacción de dos fases es largo y el efecto de. acortar el tiempo es pobre. Según los factores anteriores, lo más apropiado es utilizar una solución acuosa de hidróxido de sodio al 10% para la neutralización alcalina. Puede verse en la Tabla 3 que el índice de acidez de la oleína neutralizada con una solución de hidróxido de sodio al 10% es mejor que el del aceite nuevo.
2.4 Efecto de la temperatura de adsorción de la arcilla sobre la viscosidad del aceite
Cuando la temperatura de adición de la arcilla es de 80 °C, el efecto de la temperatura de adsorción de la arcilla sobre la viscosidad del aceite se muestra en la Tabla 4.
Tabla 4 Efecto de la temperatura de adsorción de la arcilla sobre la viscosidad del petróleo crudo
Número de serie ¿temperatura de adsorción/viscosidad a 40°C//MPa? s Viscosidad a 80 ℃//MPa? s
1 100~120 158 19,5
2 120~130 146 19,2
3 130~140 124 19,6
4 140~ 160 121 19.0
Aceite nuevo-13119.3
Como se puede observar en la Tabla 4, la temperatura de adsorción tiene un cierto impacto en la viscosidad del aceite. Afecta principalmente a la viscosidad a baja temperatura del aceite de motor. Si la viscosidad a baja temperatura es demasiado alta, afectará el punto de congelación del aceite y se convertirá en aceite no calificado. Según la comparación con la viscosidad del petróleo nuevo, cuando la temperatura de adsorción de la arcilla es de 130 ~ 140 °C, la viscosidad es más cercana a la del petróleo nuevo.
2.5 La influencia de la cantidad de arcilla blanca en el color del aceite
La cantidad de arcilla blanca tiene un cierto impacto en la calidad del aceite. En el experimento, se utilizaron como indicadores de prueba el color y el punto de congelación del aceite regenerado. Los resultados se muestran en la Tabla 5.
Tabla 5 Efecto de la dosis de arcilla sobre el color del óleo
No. Dosis de arcilla/% Tiempo de agitación/min Punto de solidificación del color del óleo/℃
1 4 30 Marrón rojo -15
2 yuanes 6 yuanes 30 marrón rojo-18
3 8 30 marrón rojo 28
4 10 30 marrón 29
5 15 30 amarillo claro +-38
Un aceite nuevo - amarillo claro-25
El color del aceite es un indicador indirecto del nivel de impurezas. El color claro es de buena calidad. . El autor decidió que el color del nuevo aceite sería amarillo claro. "+" significa que el color es ligeramente más oscuro, "-" significa que el color es ligeramente más claro. Cuando el tiempo de adición de arcilla y el tiempo de agitación permanecen sin cambios, cuanto mayor sea la cantidad de arcilla, más claro será el color del aceite. Si la cantidad de lodo blanco es demasiada, el color del aceite será bueno, pero para el aceite reciclado, los indicadores pueden cumplir con los requisitos y la apariencia no es necesaria. Por lo tanto, bajo la premisa de satisfacer la calidad, la cantidad de. El barro blanco es del 8% al 10% (fracción de masa).
2.6 La influencia del método de adición de arcilla en el color del óleo
El método de adición de arcilla decolorante tiene cierta influencia en el color del óleo. En el experimento, el tiempo de adición de tierra de batán fue de 30 min, el tiempo de agitación fue de 30 min, la temperatura de adición fue de 75 ~ 80 °C y la temperatura de adsorción fue de 130 ~ 140 °C. Los resultados se muestran en la Tabla 7.
Tabla 6 Efecto del método de adición de arcilla sobre el color del óleo
Dosis de arcilla/% método de adición del color del producto
15 Agregue rojo parduzco una vez.
15 Primero agregue 50% (fracción de masa, lo mismo a continuación) y luego agregue 50% marrón-
Mientras la temperatura de adición y la temperatura de adsorción permanecen sin cambios, la adsorción de arcilla blanca es agregado dos veces El efecto es mejor que agregar arcilla a la vez y el color del aceite es más claro.
2.7 Tratamiento de neutralización de residuos ácidos
Durante el decapado durante el proceso de regeneración se produce una gran cantidad de residuos ácidos residuales, cuyos componentes principales son coloides y asfaltenos. Después de la neutralización, se elimina la sal y se puede utilizar como betún.
Mientras se estudia la regeneración de aceites lubricantes usados, también se están llevando a cabo otras investigaciones sobre la preparación de intermedios epoxi. Debido al uso de hidróxido de sodio sólido como catalizador, en el experimento se produjo una gran cantidad de álcali residual. El experimento intentó utilizar álcali residual para neutralizar el residuo ácido, y los diversos indicadores del asfalto lavado básicamente alcanzaron los estándares generales. Si la industria que produce álcali residual a partir de productos intermedios orgánicos también regenera el aceite usado, se puede lograr el propósito de tratar los residuos con residuos. Este estudio es sólo un pequeño intento.
2.8 Tratamiento de Aguas Residuales
Las aguas residuales generadas durante cada proceso de regeneración contienen principalmente aceite y sales inorgánicas. El experimento utilizó floculantes catiónicos para la flotación y se utilizó espectrofotometría para analizar el aceite en el agua tratada. El contenido de aceite es inferior a 5 mg/L, cumpliendo con las normas de emisiones. Pero la forma de abordar las sales inorgánicas requiere más investigación.
3 Teoría de conclusión
(1) El experimento adopta un proceso de regeneración optimizado. El aceite lubricante regenerado obtenido puede cumplir con el entorno de uso general, el índice de acidez alcanza el estándar del aceite de control. , y el punto de congelación es mejor que el control. Los indicadores físicos y químicos del aceite reciclado cumplen con los estándares nacionales.
(2) Las condiciones óptimas son: la concentración de ácido sulfúrico concentrado es del 98%, la fracción masiva de aceite usado es del 6%; la solución acuosa de hidróxido de sodio al 10% es el mejor agente neutralizante; de arcilla es de 130 ~ 140 ℃, el tiempo de adsorción es de 30 ~ 40 min. El lodo blanco se agrega dos veces y la dosis es del 8% al 10% (fracción de masa) del aceite.
(3) El proceso es sencillo, seguro, fiable y práctico.
(4) Las materias primas están fácilmente disponibles y los costos operativos son bajos. La calidad del producto es buena y alcanza el nivel de aceite neutro.
(5) Se hizo un intento preliminar de tratar los residuos con residuos, y los resultados fueron satisfactorios.
(6) Utilice floculante catiónico para tratar las aguas residuales. El contenido de aceite residual en el agua es inferior a 5 mg/L, lo que cumple con los estándares de descarga.
(7) Baja inversión y importantes beneficios económicos.
Referencia
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Editor responsable: Huang Wei (fecha de recepción del manuscrito revisado: 5 de febrero de 2007)
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