بازیافت و تصفیه روغن سوخته | فرایند و تکنولوژی های بازیافت و تصفیه روغن سوخته

تکنولوژی‌های مختلفی را برای بازیافت و تصفیه روغن سوخته به کار می‌برند. این صنایع به منظور احیا، تصفیه و بازیافت روغن‌های کار کرده از طراحی، ساخت و نصب تجهیزات مختلفی بهره گرفته تا بتوانند محصولی تولید نمایند که شرایط سخت در دمای بالا و فشار زیاد داخل موتور را تحمل نماید و به حفظ محیط زیست نیز کمک نماید. نظر به ویژگی‌های مورد انتظار و محیط کارکرد روغن‌های موتور و آغشته شدن آن به انواع آلودگی‌های فیزیکی و شیمیایی همانند آب، ذرات جامد، گاز و مایع مسئله بازیافت این روغن‌ها از پیچیدگی خاصی برخوردار است.

برای دریافت مشاوره از متخصصان مرکز مشاوره کسب و کار و کاریابی کاردوک جهت نوشتن طرح توجیهی می توانید با شماره 02166418908 تماس بگیرید.

فرایند بازیافت و تصفیه روغن سوخته

برای این کار تکنولوژی‌ها و فرایندهای خاص بازیافت و تصفیه انواع روغن‌های صنعتی همانند روش‌های تقطیر، هیدروژنیزاسیون، اسیدی، قلیایی استفاده می شود. در ادامه مراحل یا ترکیبی از فرایندهای انجام کار شرح داده‌ایم. برای مشاهده طرح توجیهی تصفیه روغن سوخته کلیک کنید.

• حذف آب و ذرات جامد از طریق ته نشینی
• واکنش اسید سولفوریک برای حذف گریس، صمغ و مواد آغشته شده قابل حل در اسید
• واکنش قلیایی برای خنثی‌سازی محیط اسیدی مورد استفاده در فرایند
• استفاده از مایعات حلال برای حذف صابون
• تقطیر ساده برای حذف رطوبت و روغن‌های فرار
• تقطیر تحت خلاء و یا استخراج با استفاده از حلال‌های ویژه
• استفاده از خاک ویژه رنگبری و جذب ناخالصی‌ها
• فیلترینگ برای حذف افزودنی‌های معدنی فرایند و دیگر جامدات
• هیدروژناسیون برای بهبود رنگ
• بلندینگ برای دستیابی به ویژگی‌های مورد انتظار و استاندارد روغن‌های صنعتی

تکنیک های بازیافت و تصفیه روغن سوخته

تعدادی از تکینیک‌های تصفیه و بازیافت روغن سوخته را می‌توان به شرح ذیل دسته بندی نمود:

1. فرآیند بازیافت و تصفیه روغن با استفاده از اسید یا باز و خاک معدنی
2. فرآیند بازیافت و تصفیه روغن با استفاده از خاک اکتیو شده با اسید
3. فرآیند بازیافت و تصفیه روغن در برج تقطیر خلاء با استفاده از حلال و خاک معدنی و اسید
4. فرآیند بازیافت و تصفیه روغن با استفاده از برج تقطیر خلاء فیلم نازک
5. فرآیند بازیافت و تصفیه روغن با استفاده از حلال پروپان
6. تکنولوژی بازیافت و تصفیه روغن بر پایه هیدروژناسیون
7. بازیافت و تصفیه روغن بر پایه تکنولوژی اولترا فیلتراسیون

 1-روش بازیافت و تصفیه روغن با استفاده از اسید یا  باز و خاک معدنی

در روش تصفیه اسیدی، روغن کارکرده ورودی پس از آبگيری اولیه در پيش گرمکن، وارد تانک تقطير می‌شود و در حين عمليات تقطير، گازوئيل و مواد سبک از روغن جوشيده تا دمای ٣٧٠ درجه سانتیگراد جدا سازی و نهايتا” با اکسيداسيون ترکيبات مواد افزودنی باقی‌مانده در روغن، عمليات کراکينگ حرارتی پايان می‌يابد.

روغن جوشيده با استفاده از مبدل‌های حرارتی تا ۴٠درجه سانتی‌گراد سرد شده و سپس در تانک‌های شوینده اسيدی به میزان ١٠درصد وزنی روغن جوشيده شده با اسيد سولفوريک غليظ مخلوط و شستشو مخلوط می‌شود. پس از گذشت زمان ١٠ الی ١٢ ساعت عمليات لجن‌گیری اسيد که تقريبا ١٥درصد وزن روغن را تشکيل می‌دهد آغاز می‌گردد.

روغن اسیدی با آب آهک خنثی و در واحد خاک زنی با خاک رنگبر مخلوط و تا دمای ١۶٠درجه حرارت داده می‌شود، سپس توسط  دستگاه فيلترپرس، روغن پايه از کيک فيلتر جداسازی و استحصال می‌گردد. بالا بودن حجم لجن اسيدی، بوی نامطبوع و آزاردهنده شديد و بخارات مضر اسيد سولفوريک، مشکل کنترل میزان اسيدیته و رنگ روغن پايه توليدی و گرمازائی واکنش سولفوناسيون اسيد با هيدروکربن‌های آرماتيک روغن، از جمله مشکلات و معايب عمده استفاده از این روش است.

روش قلیایی

در روش بازیافت قلیایی روغن کارکرده با افزايش دما تا حدود ١٢٠سانتیگراد  آبگيری می‌شود و پس از عبور از مبدل‌های حرارتی جهت کاهش دما به کمتراز  ۴۵ درجه با محلول آبی کربنات کلسيم و سود عمليات استخراج و شستشو بر روی روغن آبگيری شده، صورت می‌گيرد. پس از مدت زمان ١٠ الی ١٢ ساعت لجن ته‌نشين شده از فاز روغن جدا می‌گردد که تقريبا” تا ٢٠ درصد وزنی کل وزن روغن سوخته را تشکيل می‌دهد.

روغن جدا شده پس از لجن‌گيری به واحد تقطير منتقل شده و در آنجا همزمان با اختلاط با خاک رنگبر تا ٣۵٠ درجه سانتیگراد گرم شده و برش‌های سبک روغن پايه و گازوئيل در عمليات تقطير جداسازی می‌گردد و پس از طی مرحله فيلتراسيون، روغن پايه جداسازی شده و در مخازن ذخيره نگهداری می‌شود. اين روش نیز دارای هزينه پائين ماشين آلات و تجهيزات خط توليد و مواد مصرفی و در نهایت سطح تکتولوژی نازل دارای لجن پسماند زیادی بوده و روغن پايه توليد شده از نظر وضعيت ظاهر، رنگ و بوی مناسبی ندارد.

انتقاد ها

این روش تصفیه بسیار ساده بوده و سطح فناوری نازلی دارد و فرایند آن عاری از شرایط سخت عملیاتی و تجهیزات مدرن و پیچیده است.

اما این روش آلاینده‌های زیادی را به دلیل لجن اسیدی باقیمانده از فرایند به محیط زیست وارد می‌كند. با توجه به کیفیت پایین فنی و هزينه‌های بازيافت بالا و زمان طولانی انجام فرایند توليد؛ روش مناسبی نبوده و كيفيت محصول نهایی نیز مطلوب نیست. روش استفاده از اسید و قلیا به همراه خاک زنی برای تصفیه روغن روشی بسیار قدیمی است که در بیشتر نقاط دنیا منسوخ شده است، اما هنوز در ایران در بعضی واحدهای تصفیه روغن استفاده می‌شود.

2- روش بازیافت و تصفیه روغن با استفاده  خاک رس فعال شده اسیدی

این روش تصفیه روغن نیاز به اسید ندارد. باقی مراحل شبیه روش قبل است و ضمن داشتن فرآیند ساده برای پلان هایی با ظرفیت کم مناسب است. مصرف خاک در این روش زیاد و بازدهی آن بسیار کم است. دفع مقدار زیادی خاک رس آلوده مشکلات زیست محیطی را به دنبال دارد، فرآیند وابسته به نوع خاصی از خاک رس است که ممکن است در همه جا به آسانی در دسترس نباشد.

3- روش تقطیر تحت خلاء با استفاده از خاک رنگ بر اسید و حلال هاي معدني

در اين روش که تاکنون در تعداد محدودی از واحدهای تصفيه فعال در کشور بکار رفته؛ پس از آبگيری و لجن‌گيری مقدماتی روغن کارکرده در مخازن استوانه‌ای ايستاده با کف مخروطی، مجددا” با عبور از دستگاه‌های سپراتور به ٣ فاز آب، لجن و روغن جداسازی می‌شود که روغن خروجی از سپراتور در اين محل به ميزان زيادی لجن گيری می‌شود.

سپس روغن لجن‌گيری شده با عبور از مبدل حرارتی پيش گرمکن، تا حدود ١۵٠c گرم و سپس به برج تقطير که با طراحی مناسب و رفلاکس بخارات کندانس شده؛ در چند مرحله امکان جداسازی روغن‌ها را فراهم می‌سازد. پس از انجام عمليات تقطير تحت خلاء نسبی در حدود ٢۵٠میلی‌متر جیوه و دماي ۴٠٠ درجه سانتی‌گراد روغن تقطير شده با نقطه اشتعال بالا وارد مبدل‌های حرارتی پوسته- لوله‌ای آب خنک کن شده و دمای آن تا ٣۵ درجه سانتیگراد کاهش می‌يابد. سپس روغن سرد شده به تانک‌های شتشوی اسيدی و استخراج با حلال انتقال داده می‌شود.

در اين مرحله ابتدا روغن تقطير شده با مخلوطی از اسيد سولفوريک و اسيد استيک به نسبت ٢درصد وزنی روغن شستشو داده شده تا ترکيبات گوگردی و بودار موجود در روغن حذف شده و نهايتا” روغن با حلال معدنی استخراج شده و باقیمانده پسماندها و ترکيبات رنگی در اين مرحله از روغن جدا می‌گردد.

پس از استخراج

پس از استخراج، حلال معدنی با عمليات تقطير ساده از فاز استخراج قابل بازيافت و استفاده مجدد است. پس از بازيافت حلال و جداسازی روغن در مراحل بعدی روغن جهت رنگبری و بوزدائی نهائی به واحد رنگبری منتقل می‌گردد و در تانک ميکسرها پس از اختلاط با خاک رنگبر و تزريق بخار تا ١٨٠درجه سانتیگراد گرم می‌شود تا با عمليات تصفیه در بخش فيلتراسيون، روغن پايه جداساز و ذخيره شود.

در اين روش با توجه به انجام عمليات در برج تقطير امکان جداسازی برش‌های روغن همچون SN150، SN300 و SN500 از پایین برج نيز فراهم است. قابل ذکر است که روغن پايه توليدی در اين روش دارای نقطه اشتعال و گرانروی بالا و قابل قبولی جهت توليد محصولات مورد نظر در طرح بوده و از نظر رنگ، بو و وضعيت ظاهری و ساير فاکتورهای استاندارد با روغن‌های تصفيه شده اول قابل رقابت می‌باشد.

4- فرآیند بازیافت و تصفیه روغن سوخته با استفاده از برج تقطیر مولکولی درخلاء  فیلم نازک

در این فرآیند روغن سوخته ابتدا پیش تصفیه شده و سپس تقطیر می‌شوند تا آب و هیدروکربن‌های سبک آن جدا شوند. در روش تصفیه تقطیری روغن را حرارت داده و پس از تبخیر و عمل میعان در سطوح مختلف محصولات پایه نفتی تفکیک می‌گردد. فرآیند جداسازی تقطیری مولکولی در فاصله کوتاه با شرایط خلاء با فیلم نازک با دمای کنترل شده پایین و بدون هیچ گونه افزودنی شیمیایی (اسید و خاک) انجام می‌شود.

روغن پایه که توسط این فرآیند تولید می‌شود مطابق با استانداردهای موسسه نفت آمریکا (API) گروه 1 و 2 یا ACEA اروپا بوده که خوراک مناسبی برای تدوین و فرموله کردن طیف گسترده‌ای از روغن‌های صنعتی موتور، توربین، هیدرولیک، دنده، گریس می‌باشد.

مراحل تصفیه

در این روش ابتدا روغن از فیلترهای اولیه جهت جدا شدن آلودگی‌های غیر اشباع آن عبور کرده، سپس جهت جداسازی مواد سبک شامل آب، گازوئیل و بنزین وارد برج تقطیری تحت وکیوم با دمای پایین شده و بعد جهت جداسازی مواد سنگین روغن وارد راکتورهای تقطیری فیلم نازک با فشار وکیوم تحت خلا بالا می‌شود. روغن توسط جاروبک‌های متصل به روتور تبدیل به لایه نازک بر روی سطح داغ می‌شود.

این تکنیک مسیر آزاد مولکولی را به شدت افزایش داده و موجب تبخیر روغن در دمای پایین می‌شود. در این مرحله برش‌های روغن از SN 100 تا SN 500 به صورت جز به جز تبخیر و کندانس می‌شود. بعد از این مرحله ضایعات با ترکیبات رنگی از روغن جدا شده و به صورت  لجن قیری مورد استفاده صنایع مختلف قرار می‌گیرد. محصولات خروجی این فرآیند شامل روغن پایه گروه 1 و 2، سوخت تقطیری صنعتی با کیفیت بالا و پسماند قیری قابل مصرف در تولید قیر پلیمری، آسفالت، ایزوگام است.

قابل ذکر است در این روش هیچ گونه افزودنی اسید و خاک جهت رنگبری و خالص سازی نیاز نیست به همین جهت علاوه بر رعایت مسائل زیست محیطی دارای راندمان بالا است.

5- فرآیند بازیافت و تصفیه روغن سوخته با استفاده  ازحلال  پروپان

تکنولوژی‌های بر پایه استخراج مبتنی بر تقطیر خلاء و تصفیه شیمیایی هستند که در آن استخراج با حلال  پروپان در دمای اتاق جای تصفیه شیمیایی در مرحله اولیه را گرفته است. در این روش حلال ابتدا روغن سوخته با یک محلول بازی حاوی هیدروکسید آمونیم و یا هیدروکسید پتاسیم برای خنثی‌سازی ترکیبات نامطلوب پیش تصفیه می‌شود.

این روغن سپس با حلال پروپان که انتخاب پذیری بالایی برای هیدروکربن‌ها داشته قادر است فلزات و دیگر آلودگی‌ها را رد کند. ذرات جامد، آب و آلودگی‌های مخلوط در مخزن جداسازی پاکسازی می‌شود. مخلوط روغن و پروپان از طریق یک سری مبدل‌های حرارتی برای جداسازی پروپان به فلاش جداساز می‌روند و پروپان مجددا با آب سرد کندانس شده و به مخزن حلال  جهت استفاده مجدد برمی‌گردد.

در فرآيند تصفیه با حلال پروپان در فشار اتمسفر و در راكتور استخراجی حلال با درصد مشخصی از روغن به راكتور وارد شده و به دليل سبكی پروپان در بخش بالا تبخیر و سرد شده و روغن نامحلول در پايين قرار گرفته و به صورت جداگانه تقطیر می‌شود، تا هیدروکربن‌های سبک و باقیمانده پروپان نیز خارج گردند.

این روغن سپس برای جداسازی فراکنش‌ها، در خلاء تقطیر می‌شود و در مراحل پایانی روی آن هیدرو فینیشینگ صورت می‎گیرد تا یک روغن بازیافتی با کیفیت مناسب به دست آید. از پسماند این فرایند می‌شود به عنوان مواد اولیه  آسفالت استفاده نمود. از مزایای این روش قابلیت بازیابی حلال و تولید روغن با کیفیت مناسب است اما با این روش تمام آلاينده‌ها را نمی‌توان حذف کرد. این سیستم در فشار بالا کار می‌کند و آب بندی و کنترل فرایندهای آن گاهاً مخاطره آمیز و پر هزینه است. لذا در اشل اقتصادی کوچک مقیاس بدلیل هزینه بالای تجهیزات بکار گرفته نمی‌شود.

6- تکنولوژی بازیافت وتصفیه روغن برپایه هیدروژناسیون

در این فرآیند، ابتدا مواد ورودی خام فیلتر می‌شود تا مواد جامد از آن جداسازی شده و سپس محلول با هیدروژن داغ در یک ستون اختلاط تحت فشار مخلوط و حرارت داده می‌شود. مخلوط گرم شده به یک جداساز فلش شده و با مایع جداکننده فلاش به استرینر می‌رود. مخلوط بخار جداکننده فلاش و مواد باقیمانده دربخش بالای فیلتر و استرینر برای حذف فلزات محلول، از طریق رآکتور کاتالیستی تصفیه می‌گردد و سپس با فرایند هیدروفینیشینگ سولفور زدایی و کلرزدایی شده و با اشباع شدن مواد آروماتیک و واکنش‌های هیدروکراکینگ ملائم روغن حاصل نسبت به خوراک ورودی، خواص شیمیایی و فیزیکی بهبود یافته‌ای را می‌یابد.

شرایط فرآیند مانند فشار، سرعت و میزان گردش هیدروژن از هر واحدی به واحد دیگر بر اساس کیفیت خوراک ورودی متغیر است. در این فرایند روغن ورودی جهت تصفیه شدن به یک محصول هیدروکربنی با گستره جوش وسیع تبدیل می‌شود، که در طی فرایند به محصولات روغن خنثی با ویسکوزیته‌های متفاوت جداسازی می‌شوند که بتوان از آن‌ها برای بلندینگ روغن روانکار استفاده کرد. در این روش می‌تواند بیشتر از ۸۵درصد روغن خوراک ورودی سیستم را بازیافت کند و خروجی‌های متعددی از آن دریافت نمود.

7-بازیافت وتصفیه روغن برپایه تکنولوژی اولترا فیلتراسیون

این تکنولوژی تصفیه بسیار پاک‌تر و از نظر انرژی کارآتر است و فرآیند آن بر پایه اولترا فیلترا سیون روغن سوخته با استفاده از غشاها و موانع کارآمد دارای کربن اکتیو می‌باشد. در این روش ابتدا آب و رسوبات بزرگ به وسیله سانتریفیوژ در دمای پایین جدا می‌شوند و سپس با پیش تقطیر، آب و حلال جدا شده و پیش تصفیه روغن با مواد شیمیایی برای بهبود کیفیت انجام می‌شود.

روغن پیش تصفیه شده به ستون جداسازی منتقل شده و در نتیجه گازوییل آن جداسازی می‌گردد. مرحله کلیدی فرآیند اولترا فیلتراسیون در دمای بالاست که در آن روغن و پلیمر و ذرات کوچک به وسیله فیلترهای تیوبی با قطرهای کوچک جدا می‌شوند. در ادامه هیدروتریتینگ کاتالیستی برای بهبود رنگ محصول نهایی انجام می‌گردد که با تقطیر خلاء نهایی امکان تولید انواع مختلف روغن‌های فراهم می‌گردد.

برای دریافت مشاوره از متخصصان مرکز مشاوره کسب و کار و کاریابی کاردوک جهت نوشتن طرح توجیهی می توانید با شماره 02166418908 تماس بگیرید.