微波-酸改性粉煤灰吸附再生废润滑油研究

发布时间：2016-09-11 15:39

第 1 章  绪论

随着全球工业快速增长，机械润滑油的需求量日益增加。润滑油是石油的重要加工产物，而石油资源是不可再生资源，存储有限，日益枯竭。此外润滑油长期使用，会变成废润滑油成为污染源。废润滑油的再生研究是废油利用的一种有效途径，同时也是缓解石油资源紧缺的一种有效手段。润滑油使用一段时间后由于物理、化学或人为因素使润滑油产生裂化，生成醛、酮、沥青胶态物质、炭黑及有机酸、水、盐、金属屑等污染杂质，使油品性能下降，以至于无法使用[1]。如何去除这些杂质是润滑油再生要解决的关键问题。润滑油从组成成分来讲分为基础油和添加剂两部分组成，其主要化学成分是烃类及少量非烃类化合物。油品变质只是其中部分烃类占 1%-25%，因此去除变质物质和杂质，可将废润滑油再生成符合要求的基础油，再加入各种添加剂，制成成品油其减摩抗磨性能优良。目前对废油再生研究的主要工艺有：硫酸白土精制工艺、溶剂抽提-普通蒸馏工艺、白土高温接触无酸再生工艺、沉降-絮凝-白土精制工艺、蒸馏-加氢工艺、直接催化加氢工艺、蒸馏-溶剂精制-加氢工艺等，随着世界各国人们对环境问题越来越多的重视，废润滑油再生经历了由有酸工艺到无酸工艺再到加氢工艺的发展历程，由高污染逐渐向低污染、无污染转变[2]。

......

第 2 章  实验仪器与方法 

2.1 实验材料 

实验所用粉煤灰取自贵州遵义某发电厂。实验所用废润滑油取自重庆工商大学科技开发总公司试车间（经由试验测得废润滑油的初始酸值为 2.892mgKOH/g）。 

2.2 主要试剂与仪器

（1）废润滑油酸值测量： 废润滑油中酸值的测量采用 GB/T 7304-2014 石油产品酸值测定电位滴定法。 酸值测定电位滴定法原理： 将待测油样溶解在滴定溶剂中，采用参比电极以氢氧化钾异丙醇溶液作为滴定剂进行滴定，自动绘制电位 mV 值对应滴定体积的电位滴定曲线，将明显的突跃点作为终点。 酸值测定电位滴定法步骤： 1 配置 1mol/L~3mol/L 的无水乙醇氯化锂溶液，作为参比电极的电极保护液； 2 配置溶解废润滑油的溶剂，溶液比例为 500mL 甲苯+495mL 异丙醇+5mL 蒸馏水； 3 配置一定浓度的 KOH 异丙醇溶液（本实验依据未处理废润滑油的酸值2.8mgKOH/g，配置浓度为 0.1mol/L 的 KOH 异丙醇溶液，该浓度范围内滴定较为精确）； 4 对配置的 0.1mol/LKOH 异丙醇溶进行标定，称取 0.13g 左右的邻苯二甲酸氢钾于 125mL 的烧杯中，再向烧杯中加入 100mL 无 CO2水，用 KOH 异丙醇溶液进行滴定达到终点，此过程大约消耗 10mL 的上述碱性溶液，重复该步骤两次，取三次测量结果的平均值作为 KOH 异丙醇的精确浓度.

第 3 章  微波辅助无机酸改性粉煤灰 ...................... 20 

3.1  实验方法 ........................ 20
3.2  结果与讨论 .............. 22
3.2  结果与讨论 .................. 22
4.2 结果与讨论 ............... 34
4.3 本章小结 ............. 44 
第 5 章  结论与展望 .............. 45 
5.1  结论 ............... 45 
5.2  展望 ............... 45

第 4 章  改性粉煤灰吸附处理废润滑油

4.1  实验原料及方法

以酸值作为表征再生废润滑油的指标，具体方法见第二章 2.3.1 部分。以机械杂质含量在考察废润滑油的预处理条件。废润滑油经过预处理后，进行吸附再生实验。选择合适的搅拌速度（能够使吸附剂和油品充分混合），投加一定量的粉煤灰，在一定的温度下，处理一定时间，然后对吸附精制处理的废润滑油在常温下静置 12h，取上层油液抽滤得再生油品。通过测量再生油品中酸值的变化来考察废润滑油再生条件。 

4.2 结果与讨论

油品在常温状态下粘度较大，对油品中含有的杂质沉降阻力较大，一般需要对其进行加热。然而升高温度虽有利于水分、杂质等物质的沉降，但油品温度过高会加快其氧化速率，可能造成油品变黑、酸值增大，因此需要选择合适的沉降温度。依据所测得的废润滑油中酸值和机械杂质含量的多少，考虑后续的工艺试验，取一定量的油品，分别在 60℃、70℃、80℃、90℃、100℃下沉降一定的时间，取上层油液测量油中的机械杂质含量，由图 3-1 分析可知，随着沉降温度的升高，油品中的机械杂质含量在减少，，说明油品的沉降速度在增加，但过高的温度，可能会造成油品的氧化变质，酸值增加，不利于后续吸附精制工艺的进行，考虑到实际情况，选择 80℃为实验预处理温度。

........

第 5 章  结论与展望 

5.1  结论 

本论文主要探讨了微波辅助三种无机酸改性粉煤灰的制备条件及使用改性后粉煤灰对废润滑油进行吸附再生处理。本文采用微波辅助三种酸改性粉煤灰的单因素试验并结合 XRD、BET 比表面积测试，对改性前后的粉煤灰进行特征分析，以此来确定粉煤灰的最佳改性条件。对微波辅助改性后的粉煤灰进行废润滑油吸附试验研究，采用单因素试验对吸附剂投加量、吸附温度、吸附时间、搅拌速度进行考察研究，并使用正交实验优化试验条件，实验结果如下： （1）采用 XRD 和 BET 比表面积测试仪对改性粉煤灰进行表征分析，BET 测得的数据由 SPSS 回归分析得出方程知，粉煤灰的吸附能力大小与比表面积成正相关，与平均孔径呈负相关。综合各表征结果知，改性粉煤灰内部孔结构以介孔为主，改性粉煤灰主要晶相结构为石英石、莫来石、磁铁矿、赤铁矿等。且由 XRD分析知，粉煤灰经过改性后物相结构变化不大，存在物相成分转换。经过改性后粉煤灰的比表面积均有所增加。 

5.2  展望 

废润滑油的成分相对复杂、性质不稳定，吸附再生处理较为困难。采用粉煤灰对废润滑油进行再生处理，有一定的吸附效果。粉煤灰作为废弃物，来源广泛、价格低廉属于废物再利用，能够降低废润滑油的处理成本。 本文采用微波辅助三种无机强酸改性粉煤灰，对粉煤灰的比表面积和表面活性有一定的改善，但三种酸相互混合及两种酸相互混合对粉煤灰改性作用需要进一步的通过实验来探究。后续可以对粉煤灰进行混酸改性的研究。 粉煤灰自身成分相对复杂，其对废润滑油的吸附机理研究起来较为困难。且改性粉煤灰比表面积相对于传统的废润滑油吸附再生吸附剂仍有较大的差别，有待进一步的提高。

.......

参考文献（略）

本文编号：113791