一种废润滑油加氢再生工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种废润滑油基础油加氢再生工艺，所述工艺包括预处理单元、加氢再生单元和分离单元，所述加氢再生单元采用固定床反应器，固定床反应器中装填有加氢催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分，所述载体为合成骨架结构中掺入杂原子Co2+的KIT‑1，所述活性组分为氮化二钼MO2N、氮化钨W2N、碳化钼Mo2C和碳化钨WC的混合物，所述的催化剂还含有催化助剂，所述催化助剂为TiO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物。所述固定床反应器的反应条件为：反应温度为280‑370℃，反应压力3‑8MPa，氢油体积比40‑50，体积空速0.5‑2.5h‑1。该工艺可以将再生润滑油总硫含量控制在低于5ppm，同时对其中的总氮含量控制在10ppm之内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种废润滑油再生工艺，具体涉及一种采用特定催化剂进行的废润滑油加氢再生工艺。
技术介绍
在这个高度工业化的时代，各种交通工具和机械的广泛应用，催生润滑油的广泛应用。润滑油能够有效降低或者去除交通工具机械机械配件之间的相互摩擦，其被广泛应用于引擎、工业设备和工厂的机械配件、机械工具及其他备件的减少滑动摩擦领域。润滑油在使用一段时间之后，由于工作产生的高温及机械剪切、氧化和使用环境产生的异物等，润滑油逐渐失去润滑功能，必须用新的润滑油替换。这一循环过程产生的使用过的润滑性能降低的润滑油，技术上称之为废润滑油。我国是仅次于美国的世界第二大润滑油消费国，我国2010年润滑油总需求为490-510万吨，预计到2020年，润滑油总需求为600-800万吨。每年产生的废润滑油如此之大，如果丢弃到环境中，会造成严重的环境污染，因此必须对废润滑油进行回收再生。在世界范围内，废润滑油再生工艺技术的发展大体经历了酸土法→无酸法→加氢法的过程。目前主流的工艺是蒸馏-加氢法。蒸馏-加氢法以Puralube(德国)股份有限公司的工艺最具代表性。该工艺的流程如下：1)预处理，在高温高压环境中，将热氢与原料油充分混合，然后依次进入闪蒸-蒸馏分离塔，使富含沥青质和金属的重质油与润滑油及轻组分分离。分理出的沥青经处理后可用作沥青调和组分。该单元操作其是就是一个临氢-脱沥青过程，目的是加热破坏废润滑油中的添加剂组分，并将添加剂、沥青质、金属及其他固体杂质从废润滑油中分离出来，以将剩余组分进行进一步加工处理。2)催化加氢。经特殊设计的催化剂系统包含两个高压反应室，第一反应室(又称“保护反应室”)除去预处理中未能完全除去的金属，同时也起到初步脱硫的作用。第二反应室中，催化剂与润滑油的烯烃键分子和芳烃键分子充分接触，使加氢反应快速进行，同时起到完全脱硫脱氮作用。3)成品分离和产物处理及回用。反应产物被送入高-低压分离器，经过高温减压和低温减压，在催化加氢阶段产生的副产物，如氯化物和硫化物，和未反应的氢一起被送入碱-水洗系统，进行中和反应，氯化物和硫化物被脱除，剩余的氢气得到净化并循环利用。在反应中产生的润滑油进入汽提-蒸馏塔进行分馏，得到石脑油、柴油以及润滑油馏分，塔底残渣返回预处理阶段的蒸馏塔回炼。但上述工艺中，在催化加氢单元中，采用的催化剂脱硫脱氮深度有限，只能将总硫含量脱除到100ppm左右，不能将总硫含量降低到10ppm甚至5ppm以下。因此如何提供一种废润滑油基础油加氢再生工艺，在脱硫脱氮单元中能有效将润滑油中的硫含量控制在10ppm以下，以满足标准，同时能有效脱除其中的氮化物，并实现废润滑油的再生，是本领域面临的一个难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种废润滑油加氢再生工艺，该工艺可以将废润滑油加氢再生，并将再生润滑油的总硫含量降低到10ppm以下，同时，该工艺采用的催化剂的还使得再生润滑油中氮化物的脱除比较显著。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种非润滑油加氢再生工艺，所述工艺包括预处理单元、加氢再生单元和分离单元。所述加氢再生单元采用固定床反应器，固定床反应器中装填有加氢催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分。所述载体为合成骨架结构中掺入杂原子Co2+的KIT-1。所述活性组分为氮化二钼MO2N、氮化钨W2N、碳化钼Mo2C和碳化钨WC的混合物。所述的催化剂还含有催化助剂，所述催化助剂为TiO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物。所述固定床反应器的反应条件为：反应温度为280-370℃，反应压力3-8MPa，氢油体积比40-50，体积空速0.5-2.5h-1。在本专利技术中，对于预处理单元没有特殊要求，其可以采用现有的设备及工艺，例如闪蒸-蒸馏分离设备，以实现重质油、润滑油和轻烃的分离。优选的，本专利技术的预处理优选在加氢条件下进行，以实现临清热处理-脱沥青的目的，从而将废润滑油中的添加剂加热分解。经预处理的润滑油进入加氢精制单元。所述加氢精制单元采用固定床反应器，固定床反应器中装填有加氢催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分。。KIT-1分子筛具有一维孔道彼此交叉形成三维无序结构，该结构有利于催化、吸附过程中的物质传递。纯硅介孔分子筛KIT-1具有比MCM-241、HMS更好的热稳定性和水热稳定性。本专利技术经过在众多介孔材料中，比如KIT-1、KIT-6、MCM-22、MCM-36、MCM-48、MCM-49、MCM56等，进行对比试验选择，发现只有KIT-1能够达到本专利技术的专利技术目的，其他介孔材料都有这样那样的缺陷，在应用到本专利技术中时存在难以克服的技术困难，因此本专利技术选择用KIT-1作为载体基础。纯硅KIT-1介孔分子筛水热性能尽管已经很出色，但专利技术人研究以后发现，其加入杂原子或表面经化学修饰后，其水热稳定性得到更大提高。因此，本专利技术对其进行改性，以增加其催化活性。本专利技术对KIT-1介孔分子筛改性的途径是：在KIT-1合成过程中，加入Co2+盐溶液，在KIT-1分子筛骨架结构形成之前，通过同晶取代将Co2+替换部分骨架元素从而嵌入分子筛的骨架中，在整体上改善了KIT-1介孔分子筛的催化活性、吸附以及热力学稳定性能等。尽管对KIT-1介孔分子筛进行改性的方法或途径很多，专利技术人发现，本专利技术的催化剂只能采用掺杂Co2+的KIT-1作为载体才能实现硫含量控制与辛烷值损失的平衡，专利技术人尝试了在KIT-1中掺杂:Al3+、Fe3+、Zn2+、Ga3+等产生阴离子表面中心的离子，发现都不能实现所述效果。与专利技术人另一改性途径通过离子交换将Cu2+负载在KIT-1孔道内表面相比，本专利技术的同晶取代途径更为稳定。尽管所述机理目前并不清楚，但这并不影响本专利技术的实施，专利技术人根据已知理论与实验证实，其与本专利技术的活性成分之间存在协同效应。所述Co2+在KIT-1中的掺杂量必须控制在特定的含量范围之内，其掺杂量以重量计，为KIT-1重量的0.56％-0.75％，例如0.57％、0.58％、0.59％、0.6％、0.61％、0.62％、0.63％、0.64％、0.65％、0.66％、0.67％、0.68％、0.69％、0.7％、0.71％、0.72％、0.73％、0.74等。专利技术人发现，在该范围之外，会导致废润滑油脱氮和脱硫效果的急剧降低。更令人欣喜的是，当Co2+在KIT-1中的掺杂量控制在0.63％-0.72％范围内时，其脱硫能力最强，当绘制以Co2+掺杂量为横轴，以目标脱硫效果为纵轴的曲线图时，该含量范围内硫含量能控制在极低的范围之内，其产生的脱硫效果远远超出预期，属于预料不到的技术效果。所述活性组分的总含量为载体KIT-1重量的1％-15％，优选3-12％，进一步优选5-10％。例如，所述含量可以为2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％等。本专利技术中，特别限定活性组分为氮化二钼MO2N、氮化钨W2N、碳化钼Mo2C和碳化钨WC的混合比例，专利技术人发现，不同的混合比例达到的效果完全不同。专利技术人发现，氮化二钼MO2N、氮化钨W2N、碳化钼Mo2C和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废润滑油基础油加氢再生工艺，所述工艺包括预处理单元、加氢再生单元和分离单元，其特征在于，所述加氢再生单元采用固定床反应器，固定床反应器中装填有加氢催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分，所述载体为合成骨架结构中掺入杂原子Co2+的KIT‑1，所述活性组分为氮化二钼MO2N、氮化钨W2N、碳化钼Mo2C和碳化钨WC的混合物，所述的催化剂还含有催化助剂，所述催化助剂为TiO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物，所述固定床反应器的反应条件为：反应温度为280‑370℃，反应压力3‑8MPa，氢油体积比40‑50，体积空速0.5‑2.5h‑1。

【技术特征摘要】
1.一种废润滑油基础油加氢再生工艺，所述工艺包括预处理单元、加氢再生单元和分离单元，其特征在于，所述加氢再生单元采用固定床反应器，固定床反应器中装填有加氢催化剂，所述催化剂包括载体和活性组分，所述载体为合成骨架结构中掺入杂原子Co2+的KIT-1，所述活性组分为氮化二钼MO2N、氮化钨W2N、碳化钼Mo2C和碳化钨WC的混合物，所述的催化剂还含有催化助剂，所述催化助剂为TiO2、CeO2、V2O5和NbOPO4的混合物，所述固定床反应器的反应条件为：反应温度为280-370℃，反应压力3-8MPa，氢油体积比40-50，体积空速0.5-2.5h-1。2.如权利要求1所述的加氢再生工艺，其特征在于，杂原子Co2+的掺杂量为KIT-1重量的0.63％-0.72％。3.如权利要求1所述的加氢再生工艺，其特征在于，所述活性组分的总含量为载体KIT-1重量的3-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱忠良，
申请(专利权)人：锡山区绿春塑料制品厂，
类型：发明
国别省市：江苏;32