Evaluación experimental de un proceso de depuración multietapa para aceites lubricantes usados

Abstract

En Guayaquil la disposición final ambientalmente segura de los aceites lubricantes usados, es un problema que las empresas industriales y/o comerciales tienen que enfrentar. Opciones como su destrucción térmica han sido analizadas. Los aceites usados sin embargo han sido propuestos como materia prima para la producción hasta de aceites base, pero requieren de tecnología sofisticada y costosa. Opciones intermedias de tratamiento existen pero producen aceites de menor calidad, que pueden utilizarse en aplicaciones menos exigentes. Este proyecto de grado efectúa la evaluación experimental de un proceso multi-etapa de depuración de un aceite comercial (aceite SAE 40 usado). Este proceso de depuración que se probó, consta de tres etapas en un mismo equipo: Pre-tratamiento, Deshidratación térmica y Filtración. En el pre-tratamiento, al aceite usado se le añade una concentración molar de ácido sulfúrico de 2 M; se calienta a una temperatura de 120º C por 40 minutos a presión atmosférica, para eliminar el agua contenida en el aceite lubricante usado y la formación de un lodo insoluble. La deshidratación térmica efectuada con temperaturas más elevadas a experimentar en el recipiente hermético (130 – 180)º C con períodos de tiempos comprendidos entre 50 y 90 minutos, se pretende cambiar su viscosidad, punto de inflamación y reducir residuos de carbón. Por la presión asociada al calentamiento, algo del aceite fluye por el lecho de zeolitas de granulometría 150 μm y de un papel resina. En este lecho los compuestos sulfatados se remueven por adsorción y se filtran partículas metálicas. Para completar la depuración se filtra el aceite forzándolo con presiones de aire a experimentar (30 – 60) psi a fluir por el lecho de zeolitas y del papel resina. Se diseña un prototipo con una capacidad de 400 CC de aceite usado, calentador eléctrico de 300 W y un lecho compacto de zeolitas CLI deshidratadas de 181.8 g para la implementación del proceso. Se efectúa un diseño experimental factorial 23 completamente aleatorizado con tres factores, dos niveles y 2 réplicas, para el análisis de los tratamientos. El resultado más favorable se aplica al tratamiento de 180º C/ 90 min/ 30 psi, con este tratamiento se reduce el porcentaje de sedimentos 0.12 %vol, porcentaje de agua 0.055 %vol, cenizas sulfatadas 0.875% peso y pH a 7.025. Con respecto a las propiedades físicas del aceite, la viscosidad a 40º C es de 44.5 cSt, bajando a un grado (SAE 30), pero con un IV de 77.6, el cual podría ser no tan útil para su re-utilización y más bien habría que buscar otra aplicación para este aceite tratado.