润滑油副产酸渣脱硫及后续利用工艺研究

摘要

工业上用浓硫酸精制润滑油产生的酸渣是严重的污染源，未处理的酸渣硫含量较高，会通过土壤、空气和水体严重污染环境，同时也造成资源浪费。因此对酸渣废弃物脱硫并进行资源化利用，不仅具有环保效益，同时具有一定的经济效益和社会效益。本文以某润滑油公司副产酸渣为对象，对酸渣成分分析、脱硫工艺及后续利用做了以下研究。
　　1.针对酸渣中硫酸和稠环磺酸含量分析提出了两种酸渣预处理方法:溶剂法和中和法，分别采用离子色谱法和重量法对酸渣中硫酸根和磺酸根进行了测定并做出比较。分析结果表明，对于酸渣中硫酸根含量测定，溶剂法与中和法分析结果相对标准偏差均低于1％，数据准确可靠，但溶剂法操作流程简单，更适宜应用于酸渣中硫酸根含量的测定;对于磺酸根含量测定，中和法相对标准偏差低于1％，适用于酸渣中磺酸根含量的测定。
　　2.对酸渣脱硫开发了热裂化脱硫工艺和碱熔脱硫工艺，并对其进行了实验研究。对酸渣热裂化脱硫工艺探讨了反应温度和反应时间对酸渣脱硫效果的影响。实验结果表明，一定反应时间下反应温度升高而缩合反应加剧，反应产物硫含量降低;一定反应温度下反应产物硫含量随反应时间延长逐渐降低，确定了最适宜工艺条件为反应温度160℃，反应时间为100min，酸渣硫含量从11.07％降至4.12％。
　　对酸渣碱熔脱硫工艺探讨了反应体系在含水和无水条件下的影响因素。在含水条件下探讨了氢氧化钠质量分数酸渣脱硫效果的影响。实验结果表明，NaOH质量分数较低时，酸渣脱硫效果不明显;当NaOH质量分数高于70％时，酸渣脱硫产物硫含量急剧下降，质量分数达到100％时硫含量最低，达到1.72％。
　　在无水条件下探讨了反应温度和固体氢氧化钠过量百分比对酸渣脱硫的影响因素。实验结果表明，随反应温度升高反应产物硫含量逐渐降低;随氢氧化钠过量百分比增大，酸渣反应产物硫含量逐渐降低，确定了酸渣碱熔反应脱硫的最适宜工艺条件为反应温度360℃，氢氧化钠过量40％，在此工艺条件下酸渣产物硫含量1.71％。
　　3.利用Aspen Plus对酸渣脱硫后产物进行了催化裂化及分离过程进行模拟计算，得出了酸渣催化裂化产物分离过程的工艺及物流参数。对乙烯精馏塔和丙烯精馏塔工艺过程和公用工程进行集成，采用两种分割式热泵精馏工艺对其进行优化设计。通过模拟计算表明，与乙烯塔和丙烯塔常规精馏相比，乙烯精馏采用B型热泵精馏，丙烯精馏采用A型热泵精馏，冷公用工程可减少44.30％，热公用工程可减少70.64％;且工艺改进后T-H图冷物流与热物流曲线平行度好，实现了能量的合理使用，证明工艺优化是合理且有效的。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 酸渣形成及利用现状

1．1．1 润滑油工艺及酸渣形成

1．1．2 酸渣处理现状

1．2 催化裂化工艺及其进展

1．2．1 催化裂化工艺

1．2．2 催化裂化反应工艺进展

1．2．3 减压渣油催化裂化反应化学

1．2．4 减压渣油催化裂化工艺技术特征

1．3 过程系统工程

1．3．1 化工过程模拟

1．3．2 精馏节能优化

1．4 本课题的研究内容

2 酸渣硫化物形态及含量测定

2．1 酸渣中SO42-含量分析

2．1．1 溶剂法预处理

2．1．2 中和法预处理

2．1．3 溶剂法与中和法比较

2．2 酸渣中磺酸根含量分析

2．2．1 酸渣样品中和法预处理

2．2．2 重量法测定磺酸根含量

2．3 本章小结

3 酸渣脱硫实验研究

3．1 酸渣热裂化法脱硫实验

3．1．1 实验原理

3．1．2 实验部分

3．1．3 实验结果与分析

3．2 酸渣碱熔法脱硫实验

3．2．1 实验原理

3．2．2 实验部分

3．2．3 实验结果与分析

3．2．4 实验结论

3．2．5 碱熔法酸渣产物表征

3．3 酸渣脱硫实验方案比较

3．4 本章小结

4 渣油脱硫产物催化裂化-分离过程模拟

4．1 催化裂化反应过程模拟

4．2 催化裂化产物分离过程模拟

4．3 催化裂化产物分离过程优化

4．3．1 分割式热泵精馏

4．3．2 乙烯和丙烯热泵精馏能耗分析

4．3 本章小结

5 结论

参考文献

致谢

个人简历

学术成果