摘要：文章针对废矿物油生产过程中真空尾气处理问题，探讨了3种矿物油减压蒸馏真空尾气净化处理技术。这些技术涵盖了负压液体吸收、冷冻液化、加压液化和低压液体吸收等工艺方法。经过实践应用，这些技术真实有效解决了真空尾气处理困难的工艺环保问题，并提升了生产收率与环保水平。
关键词：废矿物油,尾气净化,生产收率,减压蒸馏,轻质油,石油化工
0引言
在废矿物油再生生产过程中，气相损耗是难以避免的一部分。以废弃矿物油回收装置中气体能耗的大小为衡量其产品品质的重要指标。它不仅关系到产品的价格，而且关系到产品的安全性。研究表明，在废弃矿物油再利用过程中，气体损耗约为1%～2%，是造成整个产品成本的重要因素。另外，造成油品易流失的因素还有：油在水中不易分离、减压蒸馏时易挥发、排放到尾气中的挥发物、机械设备管路接头处密封不严等。在日常生产过程中，最常用的2种情形通常都会造成一定的消耗量，但是对于发生渗漏时，却没有统一而明确的标准。
对于废弃矿物油的回收，目前有多种工艺途径可供选择。一般来讲，可以分为以下4种：(1)“负吸”技术，也就是利用常热水等液体物质作吸收剂，对真空尾气进行液化处理。(2)采用冻结法。实现低温或再低温后液化，从而实现对轻量原油的提取。(3)增压液化工艺。通过罗茨风扇对排气进行增压，从而对轻质原油气进行增压，达到加压液化的目的。(4)还有一种工艺则是在增压条件下，以室温下的液体如水为吸附材料，对轻油进行液化并提取的工艺，因篇幅所限文中不再介绍。各种制造方式均有其独特的优势与应用范围，在整个工业过程中均扮演着不可替代的重要作用。目前，在国内外，液态吸附工艺已被大型、中小型油脂企业所采用，并被普遍采用。本文着重介绍了3种常用的减压精馏排气法，并对其在废矿物油精馏过程中的作用和再生效率进行了探讨。
1三种废矿物油减压蒸馏真空尾气回收工艺流程
利用普通水从废气中吸收轻质油是目前废弃矿物油制造企业最有效的方法之一。该方法可将轻质油吸附到水中，进行下一步的处理，既可达到对资源的有效再利用，又可降低对新能源的依赖程度。采用减压精馏法对废弃矿物油进行再生处理，其工艺流程包括3个步骤，具体过程如图1所示。
目前，废弃矿物油再利用装置普遍采用“工艺Ⅰ”的方法，即采用减压精馏加真空法进行废气处理。排出的轻柴油废气从吸收塔的下部进入，在分析塔中与富溶剂低压热水发生气-液物质交换。这种气体交换在废气中完全地吸收了轻质油[1]。油气被普通热水吸附后，由吸入柱顶部的鼓风机将其从气-液分离装置中抽出，最后通过抑制器排放至大气中。当运行这样的隔离装置时，会产生一种弱的正压力，从而避免气体回流到装置或管路中。先将含稀油的热水混合液(即富油)装入塔底的大锅内，再由一台富水泵将其送入换热器。在该换热器中，通过与分析塔柱顶端的水汽(以下简称“稀油”)进行热交换，将其冷却到60～70℃之间，再经过冷却到25℃。然后，在110～120℃之间的高温下，将富油式加热炉进行加工，然后将其中的一小份液态物导入分析塔中，重新参加这一化学反应[2]。利用外部的间接蒸汽对分析塔柱进行加热，将富油喷入分析塔柱顶部或经液体分布装置后，在填料段与来自底部的直接蒸汽产生反向接触，由此实现水蒸气萃取。当含油量很高时，大部分的水分都会快速挥发，并产生蒸汽与部分轻质混合物。这种气体混合物通常是由加热过程实现的。
从分离柱顶端出发，被冷却后的凝结水在一个冷凝器中被浓缩，然后被抽离成轻质的油。对所抽取的轻质油贮存于测定柱的特殊容器中，其工作环境应维持在110～120℃之间。它是由轻型油泵抽送到一个富油交换装置中，再经冷却器冷却到35～40℃,贮存在轻质油贮箱中。在这种情况下，可以回收凝结的固体水[3]。
在目前情况下，石油尾气的再生利用(以下简称“工艺Ⅱ”)是一种较为新颖的工艺方法。在凝结过程中，用喷水装置将含稀油量的废气送至集成式吸水器中，对其进行水分的吸附。在此基础上，将轻油与水的混合物排入分罐，而未被吸附的稀油量将重新送入轻油系统，最后排入大气。
在处理废弃矿物油废气的过程中，“工艺Ⅲ”是一项创新性的技术突破。根据前面所介绍的2种工艺，无论从经济上还是实用上来说，这都是一种很好的废气回收工艺。该工艺的关键在于将浓缩装置内含较多轻质油品的尾气，直接引入到轻烃吸附塔中。最后再进行低温液化、增压液化和液下洗涤等工艺。与前2种工艺相比，该工艺中所需的压力液化装置以及液体清洗装置都要多，如图2所示。
2三种矿物油尾气回收工艺的特点及回收效果
对3种不同类型的矿物油废气进行了比较，各有特点。就技术过程而言，各种工艺的加工方式各不相同。在工艺流程I中，只有一种形式的矿物油被吸附，而大量的轻油是由一个真空装置提供的动力送往吸收柱底部。工艺流程II包括2个流程：(1)将含有轻油量的废气导入合成塔中，然后通过稀油吸入塔吸入矿物油；(2)含有轻油的废气由喷水泵抽吸至吸水器底部。工艺流程III与工艺流程I在技术层面上存在一定的相似之处。这2种工艺具有相似的工程设计与实现特征，区别只是轻油经喷水泵送入吸收柱下部。
在废气治理中，由于采用不同的废气处理工艺，轻油的回收效果存在一定的差别。这就说明，要根据废气中有害物质的种类，选用适当的处理方法是非常关键。在工艺流程I中，抽气单元是形成微量负压力的重要装置，其布置在整个流程的中心位置。这样的结构可以保证废气净化装置处于适当的运行状态，从而使整个装置的运行性能得到进一步的提升。本文通过对轻油吸附工艺废气的研究，发现气液逆向交换过程中，必须有一种动态的、稳定的反应条件，才能保证最优的吸附效率。若抽气装置的抽气能力不够，则废气在塔中的流速将加速，使烟气与水的交换时间大幅减少，气液两相的交流途径也随之减少。在此条件下，有一部分轻质原油被风机抽入下一道工序，造成轻油回收效率低下、回收率下降。若抽风装置中的空气量不够，则废气净化装置中的微弱负压就会维持不了，同时也使装置的运行更加困难。在工艺流程II中，产生废气系统中的微小负压力的是一台安装在吸附装置前部的泵。该装置采用闭环回路，在其他参数相同的情况下，对吸附体系内的气压影响很小。这样的结构使运行更加简单，保证了排出气体与室温下的空气进行充分的交换，使废气更容易被吸附。在此基础上，采用一次吸附法与一次冷却法耦合，可提高处理废气中轻质原油的效能。结果表明，与工艺流程III相比，在较低温度下，以冷水为再生工作介质，其特点是开放循环。其吸附机理类似于工艺流程I，且不引起气-液间的局部交换和短路，因而具有较好的再生效率。这样做可以保证整个系统的稳定性和生产力的明显提高。
从经济性角度出发，3种不同的矿物油废气处理方式中，工艺流程I与工艺流程III均选用特殊的轻油处理，装置投资较低。工艺流程II利用低温热水进行二次吸附，使得稀油分离后产生的废水无法回收利用，增加了流程中的用水及污水排放量。这种情况会造成更多的稀油流失，从而使装置的投入费用增大。
综上分析可知，虽然工艺流程I的设备投入很少，但是在经营上仍有难度，并且其回收效果并不理想；工艺流程II与工艺流程III在效能恢复方面具有显著优点，而且容易追踪。但是，它们在设备投入以及制造流程中的使用情况却各不相同。其中，工艺流程II与工艺流程III表现出良好的再生效果，而且运行过程也比较易于管理与控制。不过，这2种方式在装备的投入和对产品的产出方面还是有所区别。因此，在具体实施过程中，必须综合考虑经济效益和资源利用率等方面的因素。
3三种不同尾气回收工艺技术对浸出系统压力所产生的影响
为了防止溶剂或有关蒸汽从系统中泄漏出来，必须使整个萃取过程体系处于一种微负压力状态。该技术可有效地降低由于挥发、泄漏等造成的有机溶剂损失，从而大幅度地降低成本，减轻环境污染。目前，我国蒸馏真空尾气净化装置大多通过凝结降温降压及排气吸附装置(利用引风机或水泵)来降低排放，但由于诸多原因，许多厂家的排气装置还没有达到微正压工作状态[5]。尽管废气处理工艺体系中存在多种不同的设备，但废气回收系统尤其是鼓风机、水泵等高效净化废气的工艺条件依然受到很大的影响。因此，对该工艺进行科学、有效利用，可以大大促进该设备的正常运转，在低压热水的帮助下，保证其正常运转，有效减少跑、冒、滴、漏等问题，从而大幅减少轻油用量，保证流程的安全性和稳定性。
针对以上3种废气处理方法，工艺流程I采用了调节中间真空室的空气流量，使废气系统处于微正压状态。而在其他工况稳定的情况下，该调控方式难以保证排气系统能够在保证排气侧产生稳定的微负压力的前提下，高效吸附轻油。要实现这一目标，就得改变运行参数，提高系统的效能。换句话说，就是在一定的装置构造和吸附条件下，要保证排气中的轻质油被充分地吸附，就必须有充分的气-液两相反交换过程，以达到气-液吸附的平衡[4]。然而，若抽放装置内的负压太大，使排出物的流速增大，则会造成气液两相的局部短路，从而对吸附过程产生不利的作用。在工艺流程II、工艺流程III中，对微量负压力废气的去除机理依赖于设置在吸附装置前部的射流水泵。这种结构保证了排气吸收装置经常工作在一个恒定的或微正压的条件下。此外，还可以通过调整排气吸入装置的抽气导管末端的高度来调整排气中的气压，从而确保排气吸入装置不会出现较大的负压。总体而言，这种调节可以使废气的净化效果得到明显改善。
通过对凝结冷却及废气循环利用的研究，这样就能更好地保证尾气净化系统维持在最适当的操作条件。通过对其核心部件进行优化，不但能够提高系统整体效率，降低能耗，而且能够保证对周围环境的友好。为此，在制定工艺方案时，必须充分考虑各装置在各种工况、各种工况下的高效协同，以保证工艺路线的连续性与可靠性，达到最大的产出与效益。
由上述研究分析可以看出，废弃矿物油再循环装置中废气的回收效果，将会影响到整套废气处理装置的操作状况，特别是轻油的高效使用及安全生产的程度。与此同时，该过程还对保护生态环境、提高能源效率具有重要意义。笔者期望通过对以上问题的深刻剖析，能够给企业在实践中提供一些有用的参考。
4结语
本文介绍了3种废矿物油减压蒸馏真空尾气净化处理工艺，并对它们的特点和回收效果进行了分析。在选取适宜工艺时，须全面考虑经济效益、回收功效以及操作操控等要素。这些技术可有效减少挥发性轻质油消耗，提升回收效率。对于油脂萃取加工企业而言，此类技术对安全生产和成本掌控均至关重要。
参考文献：
[1]倪培德，等.油脂制取与加工[M].北京：农业出版社，1985，12(2)：62-69.
[2]付立平.对尾气回收的工艺与影响因素探讨[J].中国油脂，2000，25(1)：40-42.
[3]李文忠.油脂制取工艺与设备[M].北京：中国财政经济出版社，1998，27(7)：82-90.
[4]李丙山，范荣颢.石蜡油尾气回收工艺的技术探索[J].中国油脂，2001，26(2)：55.
[5]张元典.蒸脱机汽箱正压工况的分析与对策[J].中国油脂，2000，25(5)：28-29.
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