Innovación en la Recuperación
de Bases Lubricantes Usadas
con Métods Arcillosos
L. Padrino
P. Martín
P. Torres
[email protected]
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
ACEITE
LUBRICANTE
USADO
MEZCLADOR/
AGITADOR
ARCILLA
FILTRO PRENSA
REACTOR
CAMISA
DE
CALENTAMIENTO
ARCILLA
CONTAMINADA
ADHERIDA A
LOS PAÑOS
BOMBA
PLACAS
CON PAÑOS
DE FILTRADO
ACEITE
LUBRICANTE
RECUPERADO
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.
ACEITE
LUBRICANTE
USADO
MEZCLADOR /
AGITADOR
ARCILLA
CENTRIFUGA
INDUSTRIAL
FILTRO PRENSA
REACTOR
CAMISA
DE
CALENTAMIENTO
BOMBA
ARCILLA
CONTAMINADA
PLACAS
CON PAÑOS
DE FILTRADO
ARCILLA
CONTAMINADA
ADHERIDA A
LOS PAÑOS
ACEITE
LUBRICANTE
RECUPERADO
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 336416 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 105115 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.
Cuadro Nº1
Propiedades iniciales del aceite usado antes del Proceso.
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
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
Flash Point
ºC
195
NVC 372
Azufre tota
% p/p
0,60
ASTM D 1552
ASTM D 1298
Cuadro Nº2
Propiedades finales del aceite recuperado
(base lubricante) después del Proceso
Parámetro
Punto de
inflamación
Método de
Copa abierta
Viscosidad
cinemática
a 100ºC
Unidad
ºC
cSt
Índice de
Viscosidad
Calcio
Especificación
210 - 260
15-19
Valor
Obtenido
219
Norma Covenin
372
17.4
Norma Covenin
424
Norma Covenin
889
90
ppm
< 0.01
Método
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
S/N
Negativa
Norma Covenin
0.8685
0.8703
Norma Covenin
S/N
Negativa
Método EC-B05
Crepitación
Gravedad
Especifica a
15.6 ºC
Contenido
Arcilla
g/ml
Conclusiones
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.
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