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废油再生基础油循环综合利用项目工艺《环境影响报告会》

发布时间:2018/10/9 14:12:55    浏览次数:1082

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60000t/a废油再生基础油循环综合利用项目工艺

《环境影响报告会》


1、概述;

润滑油作为工业血液,在国民经济发展中起到不可替代的作用,每年我国消耗大量润滑油。使用过后产生的废旧润滑油只有少量组分变质,或者仅仅是受到污染,若直接废弃不仅污染环境也是极大的浪费。2009-2016年润滑油生产及消耗量如图1所示。

车用润滑油是润滑油最主要的消费品种,全球车用润滑油需求量占达到 55%,工业润滑油约占润滑油总需求量的 45%,而每年润滑油用量在不断的增长。各国对行业环境用油都规定了换油期或换油标准。每年换下来的废润滑油量非常大。而废润滑油中存在氧、氮、烃、硫的有机化合物及化学添加剂,这些废油若被丢弃或燃烧,不仅造成能源的极大浪费而且会造成严重的环境污染废机油属于危险废物HW08。废机油中含有致癌、致突变、致畸形物质及废酸、重金属等物质,难以自然分解,对环境的污染相当大,一旦渗入泥土中,土壤几十年都无法修复,1斤废机油可污染1000吨清水。废油润滑油再生利用受到世界各国的高度重视。因此针对废润滑油的回收再利用也随之展开。

废旧润滑油中正在变质的只有3%左右,其主体仍是好的基础油。润滑油在使用过程中引入杂质可分为以下几大类:

1)使用过程中无意引入的机械杂质,如灰尘、泥沙、纤维、金属粉末等;2)润滑油中的残燃油,如汽油、煤油、柴油等轻质油;3)混入的水分;4)碳粒;5)碳青质、油焦质;6)润滑过程中氧化产生的胶质及沥青质;7)酸类:主要是油溶性有机酸,有时也含有水溶性酸(包括无机酸和低分子量有机酸);8)过氧化物;9)中性含氧化合物,包括脂类、醚类和某些羰基化合物;10)皂类;11)添加剂消耗后产生的化合物。

将废旧润滑油中杂质去除,得到基础油重复利用具有巨大的经济效益。本公司通过多年研究,研发出一套废旧润滑油回收工艺。本公司废旧润滑油回收工艺分为三部分:废旧润滑油蒸馏部分、精制部分、溶剂回收部分。现通过工艺流程图具体说明本工艺的实施过程(流程图见1-1图纸)。

2废旧润滑油蒸馏部分

经过预处理的废旧润滑油(约含水4%,固体杂志3%,油品93%)储存于大罐中,然后进入本工艺流程。废油由泵入燃气加热锅炉,加热到350℃后进入薄膜分子闪蒸发生器,大部分废油变成油蒸汽进入精馏塔,剩下的残渣角油从薄膜分子闪蒸发生器底部排出。油蒸汽进入精馏塔进行传热传质,根据基础油的沸点不同,在不同沸点冷凝下来,在较高温度冷凝下来的是重组分,在较低温度冷凝下来的是轻组分,这样混合的多种基础油的废旧润滑油被分成分多种基础油产品。精馏塔中冷凝下来的基础油进入冷凝器进行冷凝,然后进入基础油储罐。最后从精馏塔顶出来的是轻质油和水分蒸汽,进入冷凝器,一部分被冷凝下来,得到轻质油和水分的混合物,然后进行油水分离器得到轻质燃料油和水分,另一部份不能冷凝下来的尾气经过真空缓冲罐、真空系统、液封罐进入燃气加热炉炉膛烧掉。燃气加热炉燃烧的尾气进入尾气净化装置净化,净化达标后进行排放。以上工艺中得到的残渣角油和轻质燃料油当做燃料油销售,油水分离器分离出来的水含有少量的油,将其泵入燃气加热锅炉炉膛,油分被燃烧掉,水分随着尾气排出。此工艺产生废油得到基础油的产生过程中没有产生不能利用污染环境的废物,排出的尾气达到国家排放标准,对环境影响非常小。

3精制部分

从废旧润滑油蒸馏工艺得到的基础油中含有少量的多环侧链的芳香烃;含硫、含氮、含氧化合物及少量胶质。此类物资极易氧化变色,影响基础油的外观品质,因此必须将此类物资去除。本工艺采用甲基吡咯烷酮(NMP)为主溶剂的复合溶剂进行萃取的方式去除基础油中的芳烃油等杂质。

基础油和溶剂按一定比例进入到精制设备中充分接触,芳烃油从基础油中被萃取进入NMP中。然后将基础油和NMP分离,得到基础油和含有芳烃油的废溶剂NMP。精制后的基础油中含有少量溶剂,经过蒸汽气体后得到成品基础油。此工段产生的废溶剂将通过蒸馏去除芳烃油及其他杂质,进行回收,循环利用。

4、溶剂回收部分

废溶剂进入燃气加热炉加热到150℃后,进入薄膜闪蒸器NMP蒸发变成蒸汽,进入冷凝器,被冷凝成液体,得到纯净的NMP,重复进行使用。没有被冷凝下来的不凝可燃气体经过真空缓冲罐、真空系统、液封罐排出进入燃气加热炉炉膛烧掉。燃气加热炉的燃烧尾气经过尾气净化装置净化达标后排放。

5工艺技术优点

本工艺采用国内先进的减压薄膜分子闪蒸技术,高真空条件(绝对压力10Pa)下可在较低温度下将高粘度组分的润滑油蒸馏出来,同时也降低高温裂解、聚合、设备堵塞等问题发生无酸渣、废酸、废水等二次污染物的产生,是一种清洁、环保、投资适当的再生工艺。与国内传统工艺相比,具有三方面优点:

①再生基础油的效率高,工艺流程简单,再生周期短;

采用薄膜蒸发工艺,提高蒸发效率,降低能耗;

整个系统在高真空状态下运行,降低了高温裂解、聚合、设备堵塞等问题发生;

废矿物油不经酸洗、碱中和、水洗等工序,生产过程中不产生酸渣、废水,降低了二次污染,能达到很好的环保效果;

再生后产生的残渣角油和轻质燃料油可当做燃料进行销售,资源得到充分利用。

6生产工艺及物料平衡

6.1 工艺流程及产污环节

本工艺流程为:废润滑油预处理沉降脱水减压NMP精制成品基础油。

废润滑油收集后,先经离心过滤去除大颗粒固体杂质进入卸油池,再打入储罐中沉降脱水,上层含水量较低的废油进行减压蒸馏,通过减压蒸馏、高真空蒸馏将各馏分油分离出来,各馏分油就可以作为不同的润滑油原料,再分别加入甲基吡咯烷酮精制,溶剂蒸馏回收,从而获得合格的基础油。蒸馏塔底重组分可作为燃料油外卖,芳烃油外卖。

6.2.工艺流程简述

6.2.1.过滤

外购的废润滑油通过化验室化验进行品位分析,然后通过格栅进行过滤,除去大块固体杂质 S1 如废手套、废螺丝、废抹布等,废润滑油过滤后进入卸油池.

6.2.2.沉降脱水

通过油泵将卸油池内的废润滑油送入储油罐,在储油罐内进行沉降。然后将上层油层用泵抽出来用于下一工序,将含油废水抽出来进入油水分离器处理,罐底为油泥。根据类比同类型的润滑油生产厂家,该过程分离出的油、水及杂质约为 3.2%左右。该工序产生固废油泥 S2、含油废水 W1,经沉淀预处理后的润滑油进入原料油罐以备下一步处理。

6.2.3高真空精馏

废油加热到330-350℃后进入蒸馏塔蒸馏,得到不同馏分的基础油,此工序产生不凝气 G1和 残渣角油S2

6.2.4精制

本项目轻润滑油、中润滑油、重润滑油精制采用甲基吡咯烷酮作为萃取剂,脱除其中的芳烃类物质,从而增加油品的粘度指数,降低温度变化对粘度的影响。将蒸馏收集的轻润滑油、中润滑油、重润滑油分别储存在不同的中间罐中,分别进入精制塔中进行精制,溶剂从塔的顶部进入,油品从塔的底部进入,在错流接触过程中,油品中的芳烃类物质进入甲基吡咯烷酮。再根据密度不同,油品从精制塔上方出料,溶剂甲基吡咯烷酮从精制塔底部出料。溶剂甲基吡咯烷酮与油品的添加比例为 1:1,精制条件为常压、60℃。汽提:精制结束后,油品中含有部分溶剂,进入气体塔中进一步分离。向汽提塔中通入蒸汽,在温度 150 度,压力-0.9Mpa 的条件下,将溶剂蒸出,溶剂冷凝后与精制塔出料的溶剂进入溶剂回收塔。汽提塔内的油品打入储罐,作为产品外售。此过程产生不凝气 G2,主要成分为甲基吡咯烷酮、非甲烷总烃。废水 W2主要含芳烃油、甲基吡咯烷酮。

溶剂精制:将汽提塔回收的溶剂与精制塔的溶剂回收进入溶剂回收塔进行精制,

溶剂回收塔采用低压蒸馏,甲基吡咯烷酮蒸汽冷凝回收后回用,塔底物料主要为芳烃油,作为产品外售。此过程产生不凝气 G3,主要成分为甲基吡咯烷酮、非甲烷总烃。

6.3产污环节

本项目主要生产装置产污环节如,主要有:

1)废气

生产装置废气产生节点为高真空蒸馏产生的不凝气(G1):主要污染物为烃类,进入瓦斯管网送至导热油炉燃烧;气提产生的不凝气(G2):主要污染物为烃类、甲基吡咯烷酮,进入瓦斯管网送至导热油炉燃烧;溶剂回收产生的不凝气(G3):主要污染物为烃类、甲基吡咯烷酮,进入瓦斯管网送至导热油炉燃烧;导热油炉烟气:导热油炉主要用于各蒸馏塔进料加热,其产生的污染物主要为天然气燃烧产生的少量的 SO2、NOx 和烟尘,以及废气燃烧产生的 CO2、NOx,废气通过 1 根 20m 高排气筒(1#)排放;食堂油烟废气:经油烟净化器处理后高空排放。

2)废水

生产装置废水产生节点为:预处理单元原料沉降罐产生的含油污水(W1),蒸馏产生含油污水(W2)。以及精制过程中,精制沉降过程产生的含油废水(W3)。

3)固废

生产装置固废产生节点为:过滤产生的滤渣(S1)、预处理产生的油泥(S2)。

6.4物料平衡

6.4.1整体物料平衡

日产200吨废油再生项目整体物料平衡入表1所示,


6.4.3建设项目水平衡

1)项目用水情况

项目用水环节包含:生活用水、循环冷却补水、设备及地面冲洗用水、绿化用水等。用水为自来水,取自齐鲁化工区金山片区供水管网。产品精制汽提工序需要加入蒸汽,蒸汽消耗量为395t/a,蒸汽来自园区蒸汽管网。

1)生活用水

项目建成后劳动定员58人,厂内设置食堂,职工均为附近居民。根据《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2009)相关规定,生活用水量以人均150L/d计,则项目建成后生活用水量为2784m3/a

2)冷却系统补水

项目建成后循环水量为100m3/h,补水量按循环量的2.0%计,则年补充水量为15360t

3)场地及设备冲洗用水

项目装置占地面积650m2(假定),按照2L/m2?d)系数计算,则年用水量为416 m3由循环冷却排水供给;由建设方提供资料,本项目生产线连续生产,设备无需清洗,只有在检修期会有部分设备清洗,耗水量约为1套生产装置60m3/a项目建成后,全厂设备、地面冲洗用水量为536 m3/a,其中地面冲洗水采用循环统溢流水,设备冲洗采用新鲜水补充。

4)绿化用水

建设项目绿化面积为1450m2,用水按2L/m2·d,一年以160天计,则年用水量为475t,由循环冷却排水供给。根据上述分析可知,项目建成后年新鲜用水量总计18264m3,水源来自来水管网。

2)项目排水情况

拟建项目排水实行清污分流。清洁雨水经雨水管线排放。生活污水经化粪池处理后同生产废水一排入厂内污水处理站处理。经污水站处理后排入齐翔腾达污水处理厂。

1)工艺废水

项目建成后全厂工艺废水量约为1864t/a,其中COD 167381mg/L,石油类45594mg/L

2)设备及地面冲洗水包括各生产装置、罐区及场地冲洗水等,由于项目为连续生产,设备一般不冲洗,项目建成后每年共约需冲洗水536t/a,排放量约为428.8t/a,进厂区污水站处理。

3)冷却循环溢流水项目循环水量为10m3/h,为了保证工艺循环水的水质,项需定期排放循环水池中的水,弃水量约为补水量的30%,则循环弃水量为4608m3/a。属于清净下水,根据类比该废水中主要污染因子COD产生浓度约为30mg/LSS 浓度约为 40mg/L,部分用于地面冲洗(416m3/a)、绿化用(475m3/a),其余直接排入雨水管网(3717m3/a)。4)生活污水项目职工58人,生活用水量以人均150L/d计,年生产320d,则公司生活用水量为2784t/a,排水系数取0.8,则年生活废水排放量为2227t

5)初期雨水

由于罐装、泄漏等原因,储罐区、装置区初期雨水中COD浓度一般在200~1000mg/L,平均为 600mg/LSS200mg/L、石油类 50mg/L。这部分雨水计入排污总量,后期雨水及厂区其它雨水通过雨水管网直接排放。

地面径流雨水产生量按下式计算:

q=15.873(1+0.78lgP)/(t+10)0.91l/s.104m2

式中:Q—径流雨水量(m3);

g—重力加速度,取 0.98

P—暴雨强度重现期,取 2 年;

t—降雨历时,取 10min

经计算初期雨水量约为184.75t/aCOD产生量为0.087t/aSS产生量为0.029t/a

6.4.4大气污染源强分析

有组织废气主要是生产装置产生的不凝气、导热油炉燃烧天然气产生的废气及

食堂油烟,主要成分为SO2NOx、非甲烷总烃、烟尘及食堂油烟。(1工艺废气

项目产生的工艺废气主要为脱水、初馏、减压蒸馏、高真空蒸馏产生的不凝气,主要成分为非甲烷总烃.项目废气产生情况为①脱水产生的不凝气(G1),主要成分为非甲烷总烃,产生量为13.727t/a②初馏产生的不凝气(G2),主要成分为非甲烷总烃,产生量为0.631t/a③减压蒸馏产生的不凝气(G3),主要成分为非甲烷总烃,产生量为 46.378t/a④高真空蒸馏产生的不凝气(G4),主要成分为非甲烷总烃,产生量为52.175t/a汽提不凝气,主要为非甲烷总烃、甲基吡咯烷酮,产生量为18.472t/a⑥溶剂回收产生的不凝气,主要为非甲烷总烃、甲基吡咯烷酮,产生量为 131.194t/a.

2导热油炉烟气

本项目设置1260万大卡/小时导热油炉,天然气热值按8000大卡计,热85%,则导热油炉天然气耗量约为 295 Nm3/a

本项目天然气燃料燃烧产污系数主要参照《环境影响评价工程师职业资

格登记培训教材社会区域类》(中国环境科学出版社出版)中油、气燃料的污染物排放因子,每燃1000立方米天然气排放烟尘0.14kgSO20.18kgNOx1.76kg,具体数值见表4


4

导热油锅炉天然气燃料燃烧产污系数表










3食堂油烟

本项目设职工食堂一座,仅供内部职工就餐用,食堂厨房基准灶头1个,属于中型规模。食物在炸、煎、煮、炒等烹饪、加工过程中将挥发出油脂、有机质及热分解或裂解产物,从而产生油烟废气。厨房油烟中的主要危害成分为醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酮、内酯、杂环化合物等。

根据调查,居民人均食用油用量约10kg/a,油烟产生量按耗油量的4%计,则人均产生量为0.4kg/a。本项目建成后职工定员58人,则油烟产生量约23.2kg/a,产生浓度约6.0mg/m3。建议对油烟采用静电式油烟净化器净化后,通过排烟管集中达标排放。油烟净化器设计净化效率≥70%,则油烟年排放量约6.96kg,排放浓度约1.8 mg/m3

食堂采用电、天然气作为能源,项目建成后天然气用量约2160Nm3/a,使用量较小,因此,对此部分液化气燃烧产生的废气污染物亦不进行定量统计分析。

2、无组织排放

1)罐区大、小呼吸排放的废气

① 小呼吸排放量

小呼吸排放是由于温度和大气压力的变化引起蒸气的膨胀和收缩而产生的蒸气

排出,它出现在罐内液面无任何变化的情况,是非人为干扰的自然排放方式。

固定顶罐的呼吸排放可用下式估算其污染物的排放量:

LB = 0.191×M(P/(100910-P))0.68×D1.73×H0.51×?T0.45×FP×C×KC

式中:LB固定顶罐的呼吸排放量(kg/a);

M — 储罐内蒸气的分子量,各类油按轻质油中较小值计,分子量为 220

P — 在大量液体状态下,真实的蒸气压力(Pa),轻质油蒸汽压为 600 帕;

D — 罐的直径(m),本项目废润滑油、重馏分、中馏分、轻馏分、燃料油储罐

直径分别为9.1m8m8m8m8m

H — 平均蒸气空间高度(m),本次环评取 0.3m

?T —一天之内的平均温度差(℃);

FP涂层因子(无量纲),根据油漆状况取值在 1~1.5 之间,本次环评取 1.0

C —用于小直径罐的调节因子(无量纲);直径在 0~9m 之间的罐体,C = 1 -0.0123(D-9)2;罐径大于 9m C = 1

KC产品因子(石油原油 KC 0.65,其他的有机液体取 1.0

② 大呼吸排放量

大呼吸排放是由于人为的装料与卸料而产生的损失。因装料的结果,罐内压力

超过释放压力时,蒸气从罐内压出;而卸料损失发生于液面排出,空气被抽入罐体

内,因空气变成有机蒸气饱和的气体而膨胀,因而超过蒸气空间容纳的能力。

可由下式估算固定顶罐的工作排放:

LW = 4.188 × 10-7 × M × P × KN × KC

式中:LW固定顶罐的工作损失(kg/m3投入量)

KN周转因子(无量纲),取值按年周转次数(K)确定。

K ≤ 36KN = 1

36 < K ≤ 220KN = 11.467×K-0.7026 K > 220KN = 0.26

KC产品因子,有机液体取 1.0

M — 储罐内蒸气的分子量,各类油按轻质油中较小值计,分子量为 220



3)装卸及管线输送和装置的无组织排放废气

主要指本项目油品装卸及加工过程中管线和装置各类阀门跑、冒、滴、漏现象引起的无组织排放废气,以非甲烷总烃计,根据建设单位多年从事化工行业的经验,在生产过程中一旦发生管线或装置阀门跑、冒、滴、漏现象,均应立即进行修复以保证项目的经济效益,一般来说因跑、冒、滴、漏损失的量极小,约占项目年加工量的0.001%,根据本项目年加工量,建成后全厂产生量约为0.6 t/a

项目工艺废气进入导热油炉燃烧,其处理效率为99%,废气中主要含有非甲烷总烃和甲基吡咯烷酮,非甲烷总烃的燃烧产物为CO2H2O,甲基吡咯烷酮含有氮元素,其燃烧产物为CO2H2ONOx,根据工程分析可知,项目工艺废气中含有甲基吡咯烷酮的量为105.635t/a,其中含氮量为105.635/99.13*14=14.919t/a,按照燃烧效率99%计算,则转化为氮氧化物的量14.919*0.99=14.77t/a,按照30%氮转化为NO70% 氮转化为NO2计算则进入导热油炉燃烧后烟气NOx  总量为14.77/14*0.3*30+14.77/14*0.7*46=

43.466t/a。工艺废气进入导热油炉燃烧情况见表5

项目有组织排放及处理方式情况如表6所示。


6.4.5废水污染源强分析

项目废水主要来源于工艺废水、设备及地面冲洗废水、生活污水、初期雨水等。

项目建成后全厂污水产生总量5099t/a,入污水站处理达标后排入齐翔腾达污水处

理厂;循环水弃水作为清下水排入雨水管网。根据水平衡分析结果及相类似企业实际

情况,全厂废水产生、排放情况表7


6.4.6噪声污染源强分

项目建成运营后噪声设备较多,主要为:导热油炉、冷却器、冷却塔、空压

机、风机以及大功率机泵等,噪声强度在70100dBA)之间。企业拟对高噪

声设备安装隔声罩,采取防振降噪措施,降低生产噪声对周围环境的影响。

从上表可知,项目产生的噪声源均为间断性声源,噪声的产生具有一定的突

发性。

本项目噪声源主要为各机械设备。评价中建议项目单位对噪声设备采取如下

治理措施:

1设备选型:建议在满足生产要求的前提下,尽量选用低噪声设备;

2合理布局:将高噪声设备尽量布置在厂区中间,远离厂界,通过距离

衰减减轻噪声对周围环境的影响;

3)项目在厂区内部、项目边界等处尽可能加强绿化,合理配置绿化植物,

四周种植树木花草可有效降低噪声强度。

4)加强管理:平时加强对各噪声设备的保养、检修与润滑,保证设备良

好运转,减轻运行噪声强度。

采取以上降噪措施后,项目厂界噪声可满足《工业企业厂界环境噪声排放标

准》(GB12348-2008)表1中的3类区标准,达标排放。

6.4.7固废污染源强分析

项目产生的废物有滤渣、油泥、废水处理废油、生活垃圾等。生活垃圾产生

量以每人0.5kg/d估算,全年320天,全厂定员58人,共产生生活垃圾9.28t/a

项目固废产生情况汇总见9

6.5污染物排放汇总

项目建成后各种污染物产生量、削减量、排放量统计汇总见表10


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