一种将报废汽车油品回收利用的方法及装置

摘要

本发明公开了一种将报废汽车油品回收利用的方法及装置，该方法包括收集报废汽车中的废机油、配制活性白土、废机油预处理、废机油酸洗沉降、废机油与活性白土的共混蒸馏，以及将蒸馏后的废机油过滤等步骤；所述的装置包括酸洗沉降槽、蒸馏釜和板框压滤机，三者依次连接。本发明的方法只需连续一次沉降-活性土蒸馏，再经过过滤就达到再生油的要求，极大地节省了操作工序；将蒸馏和白土共混合为一个工序，能使活性白土的消耗量显著减少，再生油收率提高10-15%。本发明装置沉淀槽的外周设有保温层，能保证在整个沉降期内油品处于理想状态，避免外部环境与油的温差所引起的沉降油的环流，能取得更好的沉降效果。

权利要求

1.一种将报废汽车油品回收利用的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）收集报废汽车中的废机油；

（2）配制活性白土：取蒸馏水和膨润土按1L:1.5kg的比例混合，再加入占膨润土质量

10-20%的盐酸，搅拌均匀，然后在90-120℃、2 MPa下反应2-3h；再加入蒸馏水和硝酸银，反应15min后生成白色沉淀；静置50min，将上层清液倒掉，将沉淀沥干、干燥、粉碎后得到活性白土；

（3）废机油预处理：废机油静置后分层，除去下层的水，然后过滤除去固体和悬浮物；

（4）废机油酸洗沉降：将废机油与酸液混合，不断搅拌，加热至50-80℃，沉降4-8h，然后去除底层的机械杂质和水分，余下的废机油进入下一步骤；

（5）废机油与活性白土的共混蒸馏：取酸洗沉降后的废机油，加碱中和至中性，开始加热；当废机油温度达到100℃时，加入活性白土，搅拌20-30min后停止搅拌，加热升温；当废机油温度达到280-310℃时开始吹入水蒸气，维持废机油的温度不超过320℃，加大水蒸气量的吹入量，至废机油达到预期的黏度及闪点为止；

（6）蒸馏后的废机油过滤后得到再生机油；

步骤（2）所述硝酸银的使用量是前后两次蒸馏水加入量的0.5-1%；

步骤（4）所述酸液的使用量是废机油体积的5-6%； 步骤（5）所述的活性白土与废机油的用量比是50-100g:1L； 步骤（5）所述水蒸气的总吹入量是反应物体积的10%。

2.根据权利要求1所述的将报废汽车油品回收利用的方法，其特征在于：步骤（3）所述的过滤是用200目的滤布过滤。

3.根据权利要求1所述的将报废汽车油品回收利用的方法，其特征在于：步骤（4）所述的酸液为浓硫酸或盐酸。

4.根据权利要求1所述的将报废汽车油品回收利用的方法，其特征在于：步骤（6）所述的过滤是用板框压滤机过滤。

说明书

一种将报废汽车油品回收利用的方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种将报废汽车油品回收利用的方法及装置。

背景技术

[0002] 汽车废机油的回收利用有着十分重要的意义。首先是节约资源，变废为宝，有利于石油资源的充分利用。据统计，美国Alabama州每年产生废汽车机油1700万加仑，如果把这些废机油回收将可为5000辆汽车提供动力。我国的汽车机油如果回收50%的话，实际相当于建了12个炼油厂。由此看来，汽车机油的再生加工利用可以产生巨大的经济效益。其次是有利于防止环境污染，避免土壤、水域受污染以及维护生态平衡。

[0003] 油品的质量决定于烃的含量，约占10-25%，大部分烃是润滑油的主要黏度载体，只要除去衰变物质（是指油品被氧化、蒸发，添加剂失效和析出的物质），就能把废油再生成质量符合要求的基础油。废机油的再生率一般可达50%以上，1000kg原油只能提炼基础油300kg，而1000kg废机油可再生700kg～900kg基础油。

[0004] 报废汽车预处理阶段的汽车上的机油占汽车液体总量的7-10%，其中冷却液平均为13-18L；汽车发动机机油6-10L，可回收75-85%；变速器油10-12L，可回收90-92%；车轮、机械油4-6L，制冷液油0.5-1L，转向油1.0-1.5L，这三种油可回收68-80%。

[0005] 目前国内外针对机油的回收利用工艺主要有：蒸馏-酸洗—白土精制工艺，这个工艺是一条传统而古老的工艺路线，目前国内有2/3的厂家采用这种工艺，工艺流程较为简单，设备费用较低，可以适用于任何类型的废机油。H2SO4加入量因油而异，一般在10%以下。白土用量也因油质量和对再生油所需求的质量而异。再生油的回收率一般在70%左右，质量不高，仅能作低档油，这种工艺所产生的酸渣问题至今未完全解决，形成了废渣和废白土、废水的二次污染。

[0006] 白土高温接触无酸再生工艺是最近几年来开发的无酸精致工艺，国内有3个厂应用，其特点是取消了H2SO4精制步骤。油品经白土预蒸馏后，即送入管式-蒸馏联合精制装置循环加热精制，灯管中注入水蒸汽，精制中温度为360-380℃,添加剂在高温下和白土催化接触中被分解，为了防止油品氧化，降温过滤后加入约0.2%T501。该工艺再生油品质量好，但由于该工艺实质上是蒸馏-白土精制工艺的改进工艺，存在着白土用量大（大于10%）、而机油回收率较低（一般小于80%）、设备、炉管可能堵塞、操作条件较为苛刻等因素，故不宜在我国推广。

[0007] 目前较为理想的处理方法是沉降-絮凝-白土精制工艺，其特点是沉降后用絮凝剂将废油中的炭粒、胶粒、沥青质、油泥等凝结，通过离心过滤除去，过滤过的滤渣可作油墨原料。该工艺也去掉了H2SO4精制步骤，但由于絮凝只会去除了部分油泥和炭粒，废油中大部分非理想组分并未得到精制，也产生了矛盾后移问题，故油品质量欠佳，需要和好油混兑使用。该工艺需解决的另一个难题是尚未找到一种可以通用的混凝剂，以及絮凝溶剂回收问题，故迄今还在完善之中。

[0008] 世界范围内，废油再生工艺技术的发展大体经历了酸上洗、无酸洗、加氢法的过程。而我国仍然处于比较落后的技术状态，已属淘汰之类的蒸馏-酸洗-白土精制工艺占主导位置。这些工艺的致命缺点是：废油再生后会产生二次污染，形成了严重污染环境的酸渣、废白土和废水，很难处理。因而也导致该工艺竞争能力下降。

发明内容

[0009] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种将报废汽车油品回收利用的方法。

[0010] 本发明的再一目的在于提供一种实现上述方法的将报废汽车油品回收利用的装置。

[0011] 本发明的目的通过下述技术方案实现：

[0012] 一种将报废汽车油品回收利用的方法，包括以下步骤：

[0013] （1）收集报废汽车中的废机油，包括各种油料和废液，如油箱中的残余燃油、发动机机壳中的机油、变速器油、冷却液、制动液和润滑油等，这些废液通过不同的管道分别回收待处理；

[0014] （2）配制活性白土：取蒸馏水和膨润土按1L:1.5kg的比例混合，再加入占膨润土质量10-20%的盐酸，搅拌均匀，然后在90-120℃、2MPa下反应2-3h；再加入蒸馏水（加至反应物的体积占反应容器容积的一半）和硝酸银，反应15min后生成白色沉淀；静置50min，将上层清液倒掉，将沉淀沥干、干燥、粉碎后得到活性白土；

[0015] 这种活性白土以膨润土和盐酸为原料，制备方法简单无污染，效果比现有活性白土有效，除了具有物理化学吸附能力和脱色能力外还能进一步改善油品的性能、使油品的颜色、黏度和电气性能都有明显的提高，该活性白土还可以作为提高硬度的添加剂；

[0016] （3）废机油预处理：废机油静置后分层，除去下层的水，然后过滤除去固体和悬浮物；

[0017] （4）废机油酸洗沉降：将废机油与酸液混合，不断搅拌，加热至50-80℃，沉降4-8h，然后去除底层的机械杂质和水分，余下的废机油进入下一步骤；

[0018] （5）废机油与活性白土的共混蒸馏：蒸馏的目的是将废油中的水分和杂质油蒸出来，以保证再生油具有合格的闪点和黏度。其操作如下：取酸洗沉降后的废机油，加碱中和至中性，开始加热；当废机油温度达到100℃时，加入活性白土，充分搅拌，此时应保持缓慢的升温速度，防止突沸；搅拌20-30min后停止搅拌，加快升温速度；当废机油温度达到280-310℃时开始吹入水蒸气，维持废机油的温度不超过320℃，加大水蒸气量的吹入量，至废机油达到预期的黏度及闪点为止；

[0019] （6）蒸馏后的废机油过滤后得到再生机油；

[0020] 步骤（2）所述的膨润土是80-200目；

[0021] 步骤（2）所述硝酸银的使用量是前后两次蒸馏水加入量的0.5-1%（以质量计）；

[0022] 步骤（2）所述的干燥是干燥至含水3-6%；

[0023] 步骤（2）所述的粉碎是粉碎至能过150-200目筛；

[0024] 步骤（3）所述的过滤可以用200目的滤布过滤；

[0025] 步骤（4）所述酸液的使用量是废机油体积的5-6%；

[0026] 步骤（4）所述的酸液为浓硫酸或盐酸；

[0027] 步骤（5）所述的活性白土与废机油的用量比是50-100g:1L；活性白土加入后需要充分搅拌，便于白土和油中的杂质充分接触，如果反应接触时间短白土颗粒分布不匀，其有效吸附面积不能充分展开会导致反应不充分，时间太长容易导致油品在高温条件加速氧化；

[0028] 步骤（5）所述水蒸气的总吹入量是反应物（即废机油和活性白土）体积的10%，蒸馏是将低沸点的机油分离出来，将废油里的水份彻底除掉，吹入水蒸汽为了驱除空气（氧气），防止爆炸；

[0029] 步骤（6）所述的过滤可以用板框压滤机过滤。

[0030] 所得到的再生机油可替代基础油、再生液压油或白矿油使用。

[0031] 一种用于实现上述方法的将报废汽车油品回收利用的装置，包括酸洗沉降槽、蒸馏釜和板框压滤机，三者依次连接；

[0032] 所述的酸洗沉降槽为圆锥底的圆柱形罐，其圆锥底的表面与圆锥中轴的夹角为30-60°；圆柱形罐体的外周是保温层，保温层是实心结构，由PVC（聚氯乙烯）或RPP（增强聚丙烯）制成，该保温层可以避免外部环境与油的温差所引起的沉降油的环流，能取得更好的沉降效果；酸洗沉降槽的圆锥形底部设有排污阀，该排污阀既是废机油的入口，也是酸洗沉降后排出机械杂质用的；酸洗沉降槽的中下部设置加热管，一个管加热温度可达到
110-150℃；

[0033] 所述圆柱形罐体的直径与高度的比优选1.5:1；

[0034] 在酸洗沉降过程中，酸洗沉降槽只在开始时加热至预设的温度，之后不再加热。

[0035] 所述的蒸馏釜同样是圆锥底的圆柱形罐，釜中设有搅拌机；其顶部有加料口，便于加入活性白土；蒸馏釜罐体的下部设有排污阀，在釜内对应于排污阀的位置设有滤网，以截留废渣；蒸馏釜的圆锥形釜底设有出口，以让蒸馏完的机油流向板框压滤机；蒸馏釜中亦设有加热管。

[0036] 酸洗沉降槽和蒸馏釜中的加热管与可编程逻辑控制器（PLC）连接，由PLC控制，以实现对酸洗沉降槽和蒸馏釜中的物料的加热。

[0037] 蒸馏釜的加油量以废机油在开始馏出时达到釜容积的2/3为宜；蒸馏操作时釜内为常压，蒸馏结束时先停火并打开釜底下的阀门，将残油排除。

[0038] 所述的板框压滤机属于现有技术，是由每一块滤框单独地滤油，含固体颗粒杂质的油从滤板的孔结构的通道进入滤机内个框中，又透过滤纸和滤布进入滤板上的小沟槽，流到滤板下端，经油阀放出；所述的板框压滤机可实现对油品的深度过滤。

[0039] 优选地，在酸洗沉降槽和蒸馏釜之间可以安装齿轮泵。所述的齿轮泵是属于现有技术的东西。酸洗沉降后的废机油通过齿轮泵流向蒸馏釜；齿轮泵的主动齿轮带动从动齿轮反向旋转，两齿轮旋转时，充满在齿轮齿槽间的机油沿油泵壳壁由进油腔带到出油腔，在进油腔一侧由于齿轮脱开啮合以及机油被不断带出而产生真空，使油底壳内的机油在大气压力作用下经集滤器进入进油腔，而在出油腔一侧由于齿轮进入啮合和机油被不断带入而产生挤压作用，机油以一定压力被送入压油管进入蒸馏釜。齿轮泵只需一次转动就同时完成了吸、排油的过程，效率高。

[0040] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

[0041] （1）现有的废油回收利用方法需要反复蒸馏-冲洗3-4次，而本发明的方法只需连续一次沉降-活性土蒸馏，再经过过滤后就达到再生油的要求，极大地节省了操作工序。

[0042] （2）本发明的方法采用了独制的活性白土，该活性白土的制备方法比现有白土的简单，吸附效果高，能更好实现对废机油中杂质的吸附去除。

[0043] （3）本发明的方法将蒸馏和白土共混合为一个工序，能使活性白土的消耗量显著减少，再生油收率提高10-15%。

[0044] （4）本发明装置沉淀槽的外周设有保温层，能保证在整个沉降期内油品处于理想状态，避免外部环境与油的温差所引起的沉降油的环流，能取得更好的沉降效果。

[0045] （5）废机油是含有很多杂质的轻、重值混合油，在蒸馏前和在蒸馏过程中加入盐酸、碱、若是不均匀搅拌容易缩合而结成焦碳，酸渣。本发明的装置在蒸馏釜中安装了搅拌机，能显著减少盐酸耗量和酸渣量。

附图说明

[0046] 图1是本发明实施例2一种将报废汽车油品回收利用的装置的结构示意图；其中，1-预处理后废机油的流入方向，2-酸洗沉降槽的保温层，3-酸洗沉降槽，4-齿轮泵，5-加热管，6-搅拌机，7-进料口，8-蒸馏釜，9-排渣阀，10-滤网，11-阀门，12-泵，13-板框过滤机。

具体实施方式

[0047] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0048] 实施例1

[0049] 一种将报废汽车油品回收利用的方法，包括以下步骤：

[0050] （1）收集报废汽车中的废机油，包括各种油料和废液，如油箱中的残余燃油、发动机机壳中的机油、变速器油、冷却液、制动液和润滑油等，这些废液通过不同的管道分别回收待处理；

[0051] （2）配制活性白土：取蒸馏水和膨润土（150目）按1L:1.5kg的比例混合，再加入占膨润土质量15%的盐酸，搅拌均匀，然后在100℃、2MPa下反应2.5h；再加入蒸馏水（加至反应物的体积占反应容器容积的一半）和硝酸银，反应15min后生成白色沉淀；静置50min，将上层清液倒掉，将沉淀沥干、干燥、粉碎后得到活性白土；

[0052] 硝酸银的使用量是前后两次蒸馏水加入量的1%（以质量计）；

[0053] （3）废机油预处理：废机油静置后分层，除去下层的水，然后用200目的滤布过滤除去固体和悬浮物；

[0054] （4）废机油酸洗沉降：将废机油与酸液混合，不断搅拌，加热至65℃，沉降6h，然后去除底层的机械杂质和水分，余下的废机油进入下一步骤；

[0055] 酸液的使用量是废机油体积的5-6%；所采用的酸液为浓硫酸或盐酸；

[0056] （5）废机油与活性白土的共混蒸馏：取酸洗沉降后的废机油，加碱中和至中性，开始加热；当废机油温度达到100℃时，加入活性白土，充分搅拌，此时应保持缓慢的升温速度，防止突沸；搅拌20-30min后停止搅拌，加快升温速度；当废机油温度达到300℃时开始吹入水蒸气，维持废机油的温度不超过320℃，加大水蒸气量的吹入量，至废机油达到预期的黏度及闪点为止；

[0057] 活性白土与废机油的用量比是75g:1L；水蒸气的总吹入量是反应物（即废机油和活性白土）体积的10%；

[0058] （6）蒸馏后的废机油过滤后得到再生的机油。

[0059] 所得到的再生的机油的有关性能指标如下表所示，该再生机油可替代基础油、再生液压油或白矿油使用。

[0060]

[0061] 实施例2

[0062] 一种用于实现实施例1所述方法的将报废汽车油品回收利用的装置，其结构如图1所示，主要包括酸洗沉降槽3、蒸馏釜8和板框压滤机13，三者依次连接；

[0063] 所采用的酸洗沉降槽3为圆锥底的圆柱形罐。圆柱形罐体的外周是保温层2，保温层2是实心结构，由PVC（聚氯乙烯）或RPP（增强聚丙烯）制成，该保温层2可以避免外部环境与油的温差所引起的沉降油的环流，能取得更好的沉降效果；酸洗沉降槽3的圆锥形底部设有排污阀，该排污阀既是废机油的入口，也是酸洗沉降后排出机械杂质用的；酸洗沉降槽3的中下部设置加热管5，一个管加热温度可达到110-150℃；

[0064] 圆柱形罐体的直径与高度的比为1.5:1；

[0065] 在酸洗沉降过程中，酸洗沉降槽3只在开始时加热至预设的温度，之后不再加热。

[0066] 所采用的蒸馏釜8同样是圆锥底的圆柱形罐，釜中设有搅拌机6；其顶部有加料口7，便于加入活性白土；蒸馏釜8罐体的下部设有排污阀9，在釜8内对应于排污阀9的位置设有滤网10，以截留废渣；蒸馏釜8的圆锥形釜底设有出口，以让蒸馏完的机油流向板框压滤机13；蒸馏釜8中亦设有加热管5。

[0067] 酸洗沉降槽3和蒸馏釜8中的加热管5与可编程逻辑控制器（PLC）连接，由PLC控制，以实现对酸洗沉降槽3和蒸馏釜8中的物料的加热。

[0068] 蒸馏釜8的加油量以废机油在开始馏出时达到釜容积的2/3为宜；蒸馏操作时釜内为常压，蒸馏结束时先停火并打开釜底下的出口，将残油排除。

[0069] 所采用的板框压滤机13属于现有技术，是由每一块滤框单独地滤油，含固体颗粒杂质的油从滤板的孔结构的通道进入滤机内个框中，又透过滤纸和滤布进入滤板上的小沟槽，流到滤板下端，经油阀放出；所述的板框压滤机13可实现对油品的深度过滤。

[0070] 在酸洗沉降槽3和蒸馏釜8之间可以安装齿轮泵4。所述的齿轮泵4是属于现有技术的东西。酸洗沉降后的废机油通过齿轮泵4流向蒸馏釜8；齿轮泵4的主动齿轮带动从动齿轮反向旋转，两齿轮旋转时，充满在齿轮齿槽间的机油沿油泵壳壁由进油腔带到出油腔，在进油腔一侧由于齿轮脱开啮合以及机油被不断带出而产生真空，使油底壳内的机油在大气压力作用下经集滤器进入进油腔，而在出油腔一侧由于齿轮进入啮合和机油被不断带入而产生挤压作用，机油以一定压力被送入压油管进入蒸馏釜8。齿轮泵4只需一次转动就同时完成了吸、排油的过程，效率高。

[0071] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。