Innovación en la Recuperación de Bases

Lubricantes Usadas con Métods Arcillosos

L. Padrino

P. Martín

P. Torres

pmartin@usb.ve

La presente conferencia se refiere a un proceso para la remoción de contaminantes en aceites lubricantes usados industriales y de motores de combustión interna, por medio de un tratamiento con arcilla a temperatura elevada, pero por debajo de la temperatura de “cracking”, y remoción posterior de la arcilla contaminada por filtración y centrifugación.

•Los aceites lubricantes usados son un producto de gran contaminación ambiental debido a su gran producción ya que gran cantidades de productos puedan contaminar debido a su propiedad de formar una capa molecular sobre superficies acuosas.

•Los contaminantes usuales de los aceites lubricantes son principalmente metales y carbón, este ultimo elemento proviene principalmente de la combustión de la gasolina en los motores de explosión, por lo que es muy importante en los lubricantes usados provenientes del mercado automotor.

•Varias técnicas han sido usadas para descontaminar aceites usados principalmente destilación y tratamiento con reactivos químicos para precipitar los coagulantes, principalmente ácido sulfúrico y otros solventes, los cuales son también contaminantes que producen problemas en el entorno.

•Los tratamientos con arcilla a alta temperatura tienen el problema de que la separación posterior se hace difícil porque los poros de los fieltro (telas, celulosa, sintéticos u otros) del filtro prensa, se tapan debido principalmente al hollín, carbón coloidal, y compuestos orgánicos.

•Los sistemas de destilación requieren de fuertes inversiones y en general el costo de reciclaje es caro. Esto también se puede decir de los otros tratamientos usados con acido sulfúrico, sulfatos, fosfatos y otros químicos, los cuales son difíciles de extraer posteriormente. Por ejemplo en la separación de ácido sulfúrico con arcillas hay el inconveniente de la gran producción de lodo, además de los grandes volúmenes de acido corrosivo y gran perdida de los aceites originales usados.

•Hay que tomar en cuenta que el precalentamiento de las mezclas no debe exceder temperaturas de 250 a 300 ºC, sí se quiere evitar el “cracking” de los aceites lubricantes. Otros sistemas algo más económicos, utilizan catalizadores inorgánicos mezclados con arcillas en sistemas de alimentación continua.

•El objetivo del presente trabajo consiste en demostrar que no es necesario el uso de solventes ni destilación para lograr una muy buena recuperación de las bases lubricantes.

•La presente innovación muestra como una adecuada combinación de arcillas mezcladas en los lubricantes a recuperar y solventes a temperaturas adecuadas permiten que prácticamente todas las impurezas se incorporen a las arcillas a través de procesos de filtración, y a veces centrifugación, van a permitir la separación de las arcillas de los aceites lubricantes logrando bases lubricantes recuperadas libres de impurezas y lista para ser utilizadas en la producción de nuevos aceites lubricantes después de la adición de loa aditivos adecuados.

•En la búsqueda de un tratamiento para reciclaje de los aceites lubricantes usados que fuera económico y adecuado para inversiones no tan altas, un hecho apareció inmediatamente a ser considerado. Era necesario separar el tratamiento de los aceites industriales con contaminantes principalmente acuosos y metálicos de aquellos con contaminantes orgánicos y hollín como son los provenientes los motores de combustión interna.

•En este sentido la descripción del presente trabajo se puede separar en dos cuerpos: recuperación de aceites lubricantes industriales usados, y recuperación de aceites provenientes de motores de combustión interna como: aceites lubricantes usados de motores de explosión y diesel, transmisiones automáticas y en general, todos aquellos aceites procedentes de gasolineras o estaciones de servicio para vehículos automotores.

Dentro de lo planteado anteriormente, el primer cuerpo del presente trabajo es apropiado sólo para aceites industriales usados y comprende:

a) un reactor donde se mezclan los aceites lubricantes usados a tratar con arcillas y se calientan a temperaturas de 80ºC a 200ºC durante un cierto tiempo en un sistema tipo “batch”, con temperaturas a usar no excesivamente altas, de manera de evitar o minimizar el “cracking” de los aceites lubricantes en la mezcla.

b) Mantenimiento de la mezcla arcilla-lubricante usado por un tiempo de residencia en el reactor, seguido por un sistema de filtros tipo prensa en donde la arcilla queda adherida a los paños filtrantes, y el aceite filtrado pasa libre de impurezas. Este sistema se muestra en la Figura 1

FILTRO PRENSA

BOMBA

ARCILLA CONTAMINADA

ADHERIDA ALOS PAÑOS

ACEITELUBRICANTE

RECUPERADO

ARCILLA

ACEITELUBRICANTE

USADO

MEZCLADOR/AGITADOR

REACTOR

CAMISA DE

CALENTAMIENTO

PLACASCON PAÑOS

DE FILTRADO

La En la Figura 2, el proceso es similar al indicado en la Figura1, pero ahora se intercala entre el reactor y el filtro prensa, un sistema centrifugo. La razón de este sistema centrífugo, es que en los aceites usados provenientes de los motores de explosión, un contaminante importante es el hollín, formado por partículas muy finas de carbón u otros compuestos orgánicos, como los aditivos de los lubricantes.

Estos contaminantes tienen el problema de que al llevarlos directamente a los filtros prensa, tapan los poros en los fieltros de filtrado (telas, celulosa, sintéticos, etc.), parando o disminuyendo muy fuertemente el flujo de filtrado. Es por estas razones, que previo al filtrado se necesita una operación de centrifugación, que remueve la mayoría de la arcilla contaminada con hollín y permite una operación de filtrado posterior sin problemas.

FILTRO PRENSA

BOMBA

ARCILLACONTAMINADA

ADHERIDA ALOS PAÑOS

ACEITELUBRICANTE

RECUPERADO

ARCILLA

ACEITELUBRICANTE

USADO

MEZCLADOR /AGITADOR

REACTOR

CAMISA DE

CALENTAMIENTO

PLACASCON PAÑOS

DE FILTRADO

CENTRIFUGAINDUSTRIAL

ARCILLACONTAMINADA

Proceso de Recuperación de Aceites Industriales(Ejemplo Industrial-Planta)Materiales

1800 litros de aceite para engranajes industriales proveniente de la Empresa Carbonorca C.A.

Características iniciales del aceite crudo usado.-

1. Color: Marrón Opaco no translucido.

2. Presencia de Agua libre y/o en emulsión: (10-50% v/v).

3. Presencia de partículas sólidas suspendidas (> 1000 mg/Kg, 0-30 % v/v)

4. pH: >7 (Adim)

5. Aromaticos: < 1 mg/Kg.

6. Solventes: 0- 10 % v/v.

Sistema de Adsorbentes

Arcillas activadas con características acidas, con pH (5% sólidos diluido en H2O) igual a 2,5-3,0, densidad de 336-

416 g/l, y tamaño de partícula, según pruebas de tamiz (Estándar Tyler), partículas con menos de 150 µm, 100%, y partículas con menos de 45 µm, de 73-76%.

Descripción de Procedimiento

1) Prefiltración: El aceite industrial usado pasa desde los tanques de almacenamiento por un equipo de filtración móvil para eliminar partículas grandes que pudieran estar presentes en el aceite que viene del generador. Se utilizan Filtros mangas de poliéster entre 10- 100 micrones.

2) Carga del reactor: Se utilizan bombas móviles para el proceso de carga de un batch de 1800 lt.

3) Destilación flash: Se calienta el aceite mediante un enchaquetado con recirculación de aceite térmico a un calderón, para la eliminación del agua presente y parte de solventes. Se alcanzan temperaturas que oscilan entre 105-115 ºC. medidas y controladas mediante equipos instalados en el reactor (termocuplas, controladores de cierre de válvulas). Tiempo de calentamiento promedio 2 horas

4) Proceso de Adsorción: Una vez alcanzada la crepitación se procede a la adición de los elementos adsorbentes que se ha determinado previamente como dosificar a nivel de pruebas en laboratorio. La adición de estos elementos varia entre (0,5- 2 % v/v) para un batch de 1800 litros.

5) Proceso de Filtración: Una vez alcanzado el periodo de mezcla Absorbente-Aceite se procede al proceso de filtrado el cual utiliza un filtro prensa de placas verticales provisto de una serie de paños de tejido de algodón 100% entre 10- 40 micrones y un juego de papel filtro 100 % celulosa entre 8-20 micrones.

Realizada la remoción de contaminantes se procede a:

1) Pasar la base recuperada al tanque de observación (previo chequeo de partículas sólidas). Este tanque (tanque de observación) realizara una función preventiva, en cuanto a localizar en este cualquier posible contaminación de partículas sólidas o altos niveles de metales en caso de que el proceso de remoción sea ineficiente

2) Realización de una caracterización metálica por método de absorción atómica para verificar si esta apto para transformarse en lubricante.

3) Cumplidos los dos puntos anteriores se procede a tomar la viscosidad e índice de viscosidad con la finalidad de determinar su destino en los tanques de planta de lubricantes, para donde se envía por sistema de bombeo que esta conectado a una serie de tuberías y válvulas, en donde esta base recuperada pasa a través de un postfiltro que garantiza que no contenga algún tipo de residuo o partícula sólida.

Parámetro Unidad* Valor Método

Cadmio y compuestos

mg/Kg <0,10 ASTM D 5185

Cromo y sus compuestos

mg/Kg 14,4 ASTM D 5185

Cobre compuestos solubles (sales y

ácidos)

mg/Kg 22,1 ASTM D 5185

Níquel y sus compuestos (sales

y óxidos)

mg/Kg 3,51 ASTM D 5185

Plomo y sus compuestos

(sales y óxidos)

mg/Kg 534,9 ASTM D 5185

Vanadio en sus compuestos

(óxidos y sales)

mg/Kg 8,9 ASTM D 5185

Cuadro Nº1

Propiedades iniciales del aceite usado antes del Proceso.

Parámetro Unidad* Valor Método

PCBs ppm <0,10 HGPC

Sedimentos ml/L <0,10 ASTM D 473

R2-Cl** ppm 800 9077

Viscosidad cinemática a 100

ºC

cSt 18,6

Densidad g/cm3 ASTM D 1298

Flash Point ºC 195 NVC 372

Azufre tota % p/p 0,60 ASTM D 1552

Cuadro Nº2

Propiedades finales del aceite recuperado

(base lubricante) después del Proceso

Parámetro Unidad Especificación Valor

Obtenido

Método

Punto de inflamación Método de

Copa abierta

ºC 210 - 260 219

Norma Covenin 372

Viscosidad cinemática

a 100ºC cSt 15-19 17.4

Norma Covenin 424

Índice de Viscosidad 90

Norma Covenin 889

Calcio ppm < 0.01 0.005 Norma Covenin 2044

Parámetro Unidad Especificación Valor

Obtenido

Método

Magnesio ppm < 0.014 0.009 Norma Covenin2044

Zinc ppm < 0.1 0.02 Norma Covenin2044

Crepitación S/N Negativa Norma Covenin

Gravedad Especifica a

15.6 ºC

g/ml 0.8685 0.8703 Norma Covenin

Contenido Arcilla

S/N Negativa Método EC-B05

Los test de laboratorios han demostrado que con el proceso descrito en esta memoria, se logra una remoción de contaminantes metálicos y orgánicos de aceites lubricantes usados industriales y aceites provenientes de motores de combustión interna, en niveles tales que las bases lubricantes recuperadas pueden ser usadas de nuevo con confianza, en aceites de motor, transmisiones automáticas, u otros usos que sean requeridos. Nuestro sistema presenta simplicidad y economía con respecto a otros sistemas, y la calidad de los aceites recuperados es similar.

Conclusiones