ES2238000B1 - Un procedimiento de obtencion de sulfonatos de petroleo y aceites blancos de calidad tecnica. - Google Patents
Un procedimiento de obtencion de sulfonatos de petroleo y aceites blancos de calidad tecnica.Info
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Abstract
Un procedimiento de obtención de sulfonatos de petróleo y aceites blancos de calidad técnica a partir de aceites lubricantes usados, junto con cantidades relativamente inferiores de asfaltos e hidrocarburos ligeros, que comprende las etapas: a) pre-tratar el aceite usado para evitar la tendencia al ensuciamiento y la corrosión de los equipos en la etapa (b); b) destilar la mezcla pre-tratada de la etapa a), para separar por una parte agua, y por otra parte hidrocarburos ligeros, una fracción de punto de ebullición inferior a 150ºC, una fracción de gas-oil, fracciones de aceites lubricantes y una fracción de asfaltos residual, y sulfonar las fracciones de aceites lubricantes obtenidas en b) con trióxido de azufre y neutralizar posteriormente para obtener aceites blancos técnicos y sulfonatos de petróleo.
Description
Un procedimiento de obtención de sulfonatos de
petróleo y aceites blancos de calidad técnica.
La presente invención se refiere un procedimiento
de obtención de sulfonatos de petróleo y aceites blancos de calidad
técnica, junto con cantidades relativamente inferiores de asfaltos
e hidrocarburos ligeros a partir de aceites lubricantes usados.
La utilización de aceites industriales o
lubricantes en máquinas industriales, en aparatos de automoción o
en sistemas hidráulicos, por citar algunos de los ejemplos más
significativos, lleva lamentablemente aparejada la generación de
aceites usados una vez finalizada su vida útil y hace, por tanto,
necesario desarrollar alternativas para su eliminación que
garanticen la protección del medio ambiente y la salud de las
personas.
Se entiende bajo la denominación de aceites
lubricantes usados todo aceite lubricante que se haya vuelto
inadecuado para el uso que se le hubiera asignado inicialmente. La
incidencia ambiental de estos residuos hace que tengan la
consideración de peligrosos.
Básicamente se han propuesto tres tipos de
procedimientos para la eliminación de los aceites lubricantes
usados: la regeneración, el reciclado y la valoración energética..
Se entiende por regeneración todo proceso de reciclado por el que
se produzcan aceites base industriales por medio de un nuevo
refinado de los aceites usados, combinando su destilación con
procesos físicos y químicos que permitan eliminar los
contaminantes, los productos de oxidación y los aditivos que
contienen. Se entiende por reciclado la valoración aceites usados
mediante regeneración o mediante su utilización en la fabricación
de otros productos tales como asfaltos, pinturas, tintas, barnices,
caucho, etc.
La valoración energética consiste en la
utilización de los aceites usados como combustible con una
recuperación adecuada del calor producido, previa comprobación
analítica de su adecuación para este uso y, en su caso, de los
tratamientos previos necesarios.
La valoración energética no es aconsejable debido
a la posibilidad de emisiones de compuestos contaminantes a la
atmósfera. La eliminación en vertederos o en sistemas de
tratamiento de aguas en ciudades es todavía mas desastrosa ya que
estos métodos contaminan los suelos y las aguas. Se ha estimado que
la cantidad anual de aceites lubricantes usados arrojados
indiscriminadamente al medio ambiente, solamente en EE.UU.,
equivale a 40 veces el vertido del petrolero Exxon Valdez en
Alaska.
Los aceites base lubricante son componentes
valiosos de los crudos de petróleo y se obtienen a partir de
fracciones de petróleo de puntos de ebullición adecuados mediante
procesos de extracción con disolventes seguidos por eliminación de
parafinas (desparafinado). Por término medio los crudos de petróleo
contienen 3-8% de bases lubricantes, mientras que
los crudos lubricantes pueden contener típicamente
12-16% de aceites base lubricantes. Por el
contrario, los lubricantes usados de automóviles contienen
60-65% de aceites base lubricantes. Así pues, es
evidente el interés de desarrollar nuevos procedimientos para la
reutilización de los aceites lubricantes usados que eviten la
destrucción de esta materia prima tan valiosa y más preferentemente
su transformación en productos de mayor valor añadido.
La recuperación de los aceites base lubricantes
se ha visto dificultada por numerosos problemas, especialmente de
corrosión y ensuciamientos debido a la descomposición de los
aditivos utilizados en los aceites formulados. Hay que hacer notar
que los aceites lubricantes de automoción pueden contener hasta un
25% de aditivos. Estos aditivos incluyen mejoradores de índice de
viscosidad, antioxidantes, antidesgaste, depresores del punto de
congelación, detergentes, dispersantes, etc. Mientras que los
aceites base se deterioran moderadamente, los aditivos experimentan
cambios drásticos durante el uso de los aceites lubricantes lo que
hace difícil un nuevo.
Los aceites lubricantes usados contienen
aproximadamente 66% de aceites base, 12% de aditivos, 10% de agua y
12% de combustible. Además, los aceites usados pueden contener
glicoles, disolventes clorados, gasolina, carbón, partículas
sólidas y metales. El contenido típico en metales de los aceites
usados es de aproximadamente 100 ppm de plomo, 900 ppm de calcio,
700 ppm de fósforo, 200 ppm de magnesio, 700 ppm de zinc, 100 ppm
de sodio, 2 ppm de cadmio y 3 ppm de cromo. Estos metales están
presentes principalmente como compuestos organometálicos y en menor
extensión como óxidos o sulfuros. La descomposición de ciertos
aditivos organometálicos que contienen azufre puede generar ácido
sulfúrico y, por consiguiente, ocasionar problemas de corrosión y
ensuciamiento en las etapas de los procedimientos de recuperación
de los aceites usados.
La descomposición de los aceites base puede dar
lugar a la formación de hidrocarburos más volátiles, cuyos puntos
de ebullición se incluyen entre las gasolinas, queroseno y
gas-oil ligero respectivamente. Estos materiales
pueden separarse mediante destilación.
Uno de los procedimientos más antiguos de
regeneración de aceites lubricantes usados, que fue utilizado
ampliamente a escala comercial, consistía en poner en contacto el
aceite usado con ácido sulfúrico u oleum, con separación posterior
de un residuo ácido conteniendo los productos indeseables de
descomposición de los aceites base y de los aditivos. Una mejora de
este procedimiento consistió en someter los aceites tratados
previamente con ácido a un tratamiento con arcillas para su
ulterior purificación mediante absorción y eliminación de las
impurezas dejadas por el tratamiento ácido. Un inconveniente
importante de los procedimientos que utilizaban tratamientos ácidos
y/o con arcillas fue la formación de residuos ácidos y arcillas
usadas, muy contaminantes cuya eliminación es problemática. Estos
problemas de eliminación de residuos han sido la causa de que estos
procesos de tratamiento ácido hayan sido abandonados en los países
industrializados. Incluso, los países menos industrializados están
tratando de utilizar procedimientos menos contaminantes.
Se ha propuesto otros procedimientos de
regeneración de aceites lubricantes usados, incluyendo la
precipitación de los metales contenidos en los mismos utilizando
disoluciones acuosas de fosfato amónico (véase la patente de EE.UU.
Nº 3.879.282). También se ha propuesto el uso de sulfato amónico o
de bisulfato amónico, en sustitución del fosfato para reaccionar
con los metales presentes en los aceites usados y formar sólidos
separables que pueden eliminarse mediante filtración semicontínua
(véase la patente de EE.UU. Nº 3.930.988). La eliminación de
metales y agua puede realizarse mediante tratamiento con
disoluciones acuosas conteniendo un agente tensioactivo y aniones
que forman sales insolubles con al menos algunos de los metales
presentes en los aceites usados (véase la patente de EE.UU.
4.250.021) o mediante secado y tratamiento térmico a temperaturas
de 315 -371ºC (600-700ºF) (véase la patente de
EE.UU. 6.090.273)
Otros procedimientos propuestos para
re-refinar aceites lubricantes usados se basan en
la extracción. El aceite lubricante usado se pone en contacto con un
disolvente, un hidrocarburo ligero, por ejemplo propano, en una
primera zona de extracción para dar un primer extracto y refinado.
La eliminación del disolvente del primer extracto rinde el aceite
base deseado. Seguidamente se extrae el primer refinado con el
mismo disolvente para producir un segundo extracto y un segundo
refinado. La eliminación del disolvente del segundo extracto rinde
un aceite que puede ser posteriormente refinado (véase la patente
de EE.UU. Nº 4.169.044). Se han propuesto, asimismo, otros
procedimientos basados en la extracción (véanse por ejemplo las
patentes de EE.UU. N^{os} 4.021.333, 4.071.438, 4.302.325 y.
6.117.309). Tales procedimientos de extracción presentan la ventaja
inherente frente a otros procesos alternativos de refinado de no
requerir el consumo de hidrógeno o arcillas y no generar cantidades
importantes de sub-productos indeseables o
peligrosos desde el punto de vista medioambiental. Sin embargo, en
general, estos procedimientos de extracción son antieconómicos (es
decir, caros) debido a los elevados requerimientos energéticos para
la evaporación de los disolventes, a los bajos rendimientos y a la
calidad relativamente pobre de los aceites refinados. Todo ello ha
contribuido a que la mayoría de las patentes en esta área han
expirado o están próximas a expirar sin haber alcanzado una
aceptación comercial.
Se han utilizado también procedimientos basados
en operaciones unitarias tradicionales tales como flash,
evaporación y destilación para eliminar los hidrocarburos de bajo
punto de ebullición, el agua, y productos de descomposición de los
aditivos (véase la patente de EE.UU. Nº 4.342.645). Para aumentar
la recuperación y la calidad de los aceites base se han utilizado
equipos de evaporación en película fina para reducir el tiempo de
exposición de los aceites base lubricantes a altas temperaturas.
Sin embargo, con estos procedimientos no se consiguen aceites base
de calidad similar a la de los aceites lubricantes vírgenes. Para
obtener calidades similares a la de estos aceites vírgenes se
vienen utilizando etapas de hidrotratamiento catalítico de maneras
cada vez más sofisticadas. Dado que la vida de los catalizadores de
hidrotratamiento era muy corta (entre 2 y 4 semanas) se recomendó el
uso de lechos guarda con materiales adsorbentes tales como alúmina
activada, tierra de Fullers o materiales similares para eliminar
compuestos polares conteniendo nitrógeno, azufre y/o oxígeno (véase
la patente de EE.UU. Nº 3.930.988).
El uso de tales procedimientos no resolvió el
problema importante de corrosión y ensuciamiento de los equipos.
Además, surgió el problema adicional, la desactivación de los
catalizadores de hidrotratamiento. En el hidrotratamiento de los
aceites base vírgenes, es típica una vida de varios años, muy
superior a la que se observa en el tratamiento de aceites usados.
Posteriormente se propuso una etapa de tratamiento térmico (a una
temperatura de unos 300ºC) antes de la destilación. El aceite usado
se hace pasar primeramente sobre un lecho guarda conteniendo
adsorbentes y después sobre el catalizador de hidrotratamiento para
obtener aceites lubricantes de elevada calidad. Se sugirió que el
contenido en fósforo del material era el responsable de la corta
vida del catalizador. Se redujo el contenido en fósforo en los
destilados desde 50-350 ppm hasta 6 ppm o menos
mediante el tratamiento térmico de los aceites usados a los que se
había eliminado el agua y el gas oil, separando después los fondos
(asfalto) mediante destilación en un evaporador de película fina
(véase patente de EE.UU. Nº 4.512.878).
En la patente EP 0574272 se describe un
procedimiento mejorado para la producción de aceites bases
lubricantes a partir de aceites usados que consta de tres etapas:
(a) pre-tratamiento para eliminar los venenos del
catalizador de hidrotratamiento, (b) destilación para separar los
hidrocarburos ligeros y el asfalto y (c) hidrotratamiento de la
fracción de aceites lubricantes obtenida en la etapa (b). De
acuerdo con esta patente es posible incrementar la vida del
catalizador de hidrotratamiento hasta 3-6 meses,
tiempo todavía muy inferior a cuando se realiza el hidrotratamiento
de aceites lubricantes vírgenes.
Así pues, se han propuesto y utilizado varios
procedimientos para la regeneración de aceites base lubricantes a
partir de aceites usados Estos procedimientos incluyen desde
procesos muy sencillos de filtración para la eliminación de sólidos
hasta procedimientos químicos muy elaborados que requieren equipos
sofisticados de evaporación en película y procesos de
hidrotratamiento catalítico. Sin embargo, todos estos procedimientos
se han visto complicados con problemas de corrosión y
ensuciamiento. El bloqueo de las tuberías y equipos asociados hace
necesaria la parada frecuente de las instalaciones para proceder a
la limpieza de los equipos, lo que afecta negativamente a la
economía de la operación. Con estos procedimientos es difícil
obtener aceites lubricantes regenerados de calidad similar a la de
los aceites base originales, por lo que no han conseguido una
amplia aceptación en el mercado.
La presente invención se refiere a un nuevo
procedimiento para el reciclado de aceites lubricantes usados para
la fabricación de sulfonatos petróleo y aceites blancos técnicos
junto con cantidades menores de asfalto y fracciones de destilados
ligeros. De acuerdo con este procedimiento no se producen corrientes
residuales y, por consiguiente, es totalmente compatible con el
medio ambiente.
Los inconvenientes que presenta la técnica actual
pueden ser resueltos de una manera satisfactoria con el
procedimiento de la presente invención, que al contrario de lo que
ocurre con los procedimientos conocidos, no tiene por objeto la
regeneración de los aceites base lubricantes a partir de aceites
lubricantes usados sino su reciclado y valoración mediante su
utilización en la fabricación de sulfonatos de petróleo y de
aceites blancos técnicos. Mediante este procedimiento se eliminan
los requerimientos de hidrógeno, no se producen subproductos
problemáticos para el medio ambiente, se evita la necesidad de
trabajar en condiciones de altas temperaturas y presiones y, por
consiguiente es mas seguro, y se evita el manejo y el cambio
periódico de catalizadores. Además, se obtienen productos de mayor
valor añadido que los aceites base lubricantes, es decir sulfonatos
de petróleo y aceites blancos de elevada calidad.
La presente invención se refiere a un nuevo
procedimiento para la obtención de sulfonatos de petróleo y aceites
blancos de calidad técnica, junto con cantidades relativamente
inferiores de asfaltos e hidrocarburos ligeros a partir de aceites
lubricantes usados.
Sorprendentemente se ha descubierto que, de
acuerdo con el procedimiento objeto de la invención, los aceites
lubricantes usados son una materia prima adecuada para la síntesis
de sulfonatos de petróleo y aceites blancos de calidad técnica que
cumplen las especificaciones exigidas a estos productos y que tienen
un elevado valor comercial. El procedimiento es sencillo y no
contaminante y puede contribuir decisivamente a la resolución del
problema de la eliminación de los aceites lubricantes usados.
El procedimiento objeto de la invención consta de
las siguientes etapas:
- a)
- pre-tratar el aceite usado para evitar la tendencia al ensuciamiento y la corrosión de los equipos en la etapa (b);
- b)
- destilar la mezcla pre-tratada de la etapa a), para separar por una parte agua, y por otra parte hidrocarburos ligeros, una fracción de punto de ebullición inferior a 150ºC, una fracción de gas-oil, fracciones de aceites lubricantes y una fracción de asfaltos residual, y
- c)
- sulfonar las fracciones de aceites lubricantes obtenidas en b) con trióxido de azufre y neutralizar posteriormente para obtener aceites blancos técnicos y sulfonatos de petróleo.
La etapa (a) puede incorporar etapas de
tratamientos térmicos o separación de aditivos conocidos en la
técnica actual y que expresan o incidentalmente reducen la
propensión de los aceites usados a la corrosión y al ensuciamiento
de los equipos y que están descritos, por ejemplo, en las patentes
de EE.UU. Nº 4.247.389, Nº 4.420.389, Nº 5,286,380, Nº 5.306.419,
Nº 5.556.548 y en la patente EP 0574272. Un
pre-tratamiento particularmente preferido dentro del
marco de la presente invención consiste en la adición de una
cantidad suficiente de un compuesto básico al aceite usado en
presencia de agua, en condiciones de fuerte agitación para
conseguir un pH superior 6 en la fase gas de los destilados
(fracción gas-oil) de la etapa (b). Entre los
compuestos básicos adecuados se incluyen bases inorgánicas tales
como los óxidos, hidróxidos, aluminatos, carbonatos, bicarbonatos,
sulfitos y bisulfitos de metales alcalinos y alcalinotérreos o sus
mezclas. Ejemplos de bases inorgánicas utilizables en el marco de
la invención son hidróxido sódico, hidróxido cálcico, hidróxido
potásico, carbonato sódico, bicarbonato sódico, sulfito sódico,
óxido de magnesio En calidad de compuesto básico también pueden
utilizarse bases orgánicas, particularmente amoniaco y aminas
primarias, secundarias o terciarias o sus mezclas. Ejemplo de
aminas orgánicas utilizables en le marco de la invención son
tributilamina, trioctilamina, octilamina, anilina, dibutilamina,
etc. y sus mezclas.
En esta etapa, debe estar presente al menos 2% de
agua en peso respecto al aceite lubricante usado para conseguir una
neutralización efectiva. Más preferiblemente se recomienda utilizar
entre 7 y 14% en peso de agua. Concentraciones superiores de agua
no son necesarias y dificultan y encarecen las etapas posteriores.
La etapa (a) puede llevarse a cabo a temperaturas comprendidas
aproximadamente entre 25 y 150ºC, más preferentemente entre 90 y
110ºC.
El tiempo de contacto del compuesto básico no es
crítico y, dependiendo de las condiciones de reacción, puede variar
entre 15 y 30 minutos. Un buen mezclamiento es importante para
asegurar un contacto satisfactorio entre la fases acuosa e
hidrocarbonada.
La etapa (b) consiste en la destilación de la
mezcla pre-tratada en la etapa (a) para separar el
agua, una fracción de hidrocarburos de bajo punto de ebullición,
una fracción de gas-oil, fracciones de aceites
lubricantes y una fracción residual de asfalto que se obtiene como
fondo. Primeramente se eliminan mediante destilación el agua y los
componentes volátiles de bajo punto de ebullición. Posteriormente,
el aceite es destilado a vacío. Para ello, se pueden utilizar
columnas de relleno o de platos con múltiples platos teóricos o
etapas de equilibrio. Las columnas de relleno pueden contener
rellenos al azar o rellenos estructurados o mezclas de ambos,
preferentemente con mas de 2 platos teóricos. Opcionalmente en la
etapa de destilación se pueden segregar cortes de destilados de
aceite de diferentes viscosidades que se someten separadamente a la
etapa (c) del procedimiento de acuerdo con la invención. La
destilación a vacío puede realizarse también en evaporadores de
película y equipos similares utilizados para la destilación de
aceites usados.
El agua separada en la etapa b) se somete a
tratamiento para convertirla en ecológicamente aceptable y, una vez
tratada, se utiliza en la planta de proceso o se desecha al medio
ambiente.
La etapa (c) consiste en la sulfonación de las
fracciones de aceites lubricantes obtenidas en (b) con trióxido de
azufre. La sulfonación se realiza de acuerdo con procedimientos
conocidos en la técnica actual. Preferentemente se utilizan mezclas
aire-SO_{3} en reactores de película descendente o
en reactores tipo tanque agitado. Se prefiere que el SO_{3}
utilizado esté libre de impurezas tales como ácido sulfúrico para
evitar reacciones secundarias indeseables. Se utilizan entre 5 y
30, preferentemente entre 7 y 20 kg y más preferentemente entre 8 y
15 kg de trióxido de azufre por cada 100 kg de aceite lubricante. El
trióxido de azufre se diluye con aire antes de la entrada en el
reactor. La relación aire/SO_{3} es preferentemente de
5-20 moles de aire por mol de SO_{3}. La
temperatura de reacción no es muy crítica. Son recomendables
temperaturas de 30-90ºC, preferentemente de
40-70ºC y mas preferentemente de
35-45ºC. Se puede operar con presiones de
0,2-5 bares, aunque es preferible operar a
presiones ligeramente superiores a la atmosférica. Los tiempos de
reacción pueden variar entre 0,01 y 120 segundos, más
preferentemente entre 1 y 60 segundos.
El efluente del reactor de sulfonación se mezcla
con una pequeña cantidad de agua comprendida entre aproximadamente
0,5 y 20% respecto al peso total de la mezcla de reacción. Si se
desea pueden añadirse cantidades de agua sustancialmente superiores
pero no son requeridas ni aconsejables. En un procedimiento
continuo preferido de acuerdo con la invención, el tratamiento con
agua se realiza inyectando agua en el conducto de salida del
efluente líquido del reactor de sulfonación para conseguir una
buena mezcla. Sin embargo, si se desea, esta etapa puede realizarse
en discontinuo o en semi-continuo, recogiendo, por
ejemplo, una cantidad predeterminada del producto bruto de reacción
en un depósito adecuado y adicionando la cantidad requerida de agua
al depósito utilizando un sistema de mezclamiento adecuado.
El tiempo de tratamiento con agua puede ser
relativamente breve, del orden de 1 ó 2 minutos, generalmente entre
2-5 minutos, y aunque pueden utilizarse tiempos
superiores de 60 minutos o más, generalmente no son necesarios.
Las mezclas resultantes de ácidos sulfónicos
tratadas con agua son relativamente estables y homogéneas, incluso
a temperatura ambiente. Estas mezclas son menos viscosas que los
ácidos sulfónicos brutos no tratados con agua, y mucho más
manejables en los tratamientos ulteriores.
Típicamente, las mezclas de ácidos sulfónicos,
con o sin el tratamiento con agua, se neutralizan mediante adición
de un álcali (por ejemplo NaOH, NH_{4}OH, KOH, NH_{3}, etc.)
generalmente utilizando disoluciones acuosas, por ejemplo NaOH al
50%. La cantidad de álcali debe ser suficiente para conseguir un pH
en la mezcla de 6-10.
La mezcla obtenida, constituida esencialmente por
de sulfonatos de petróleo y aceites blancos, se pone seguidamente
en contacto con un alcohol para separar los sulfonatos de petróleo.
En esta etapa del proceso se utilizan preferentemente disoluciones
acuosas de alcoholes alifáticos C_{2}-C_{5}. Se
pueden utilizar, por ejemplo, disoluciones alcohólicas del
25-75%. La mezcla conteniendo el alcohol se lleva
seguidamente a un decantador, donde se separan, por la parte
superior, una corriente constituida por aceites blancos y por fondo
una disolución alcohólica de sulfonatos de petróleo. El agua y el
alcohol pueden eliminarse de los sulfonatos de petróleo mediante
destilación y arrastre con vapor.
Las sales sódicas de los sulfonatos de petróleo
son materiales muy apreciados debido a sus doble función como
tensioactivos e inhibidores de la herrumbre. En efecto, la
naturaleza polar del extremo sulfonato de la molécula funciona como
tensioactivo aniónico típico, orientándose por si mismo con el agua
y otros materiales polares mientras que la cola de naturaleza
hidrocarbonada proporciona el puente con la fase no polar.
Los sulfonatos de petróleo, que son compatibles
con una amplia gama de disolventes, formando películas delgadas,
tiene una larga historia como fluidos en el tratamiento de metales
donde actúan como emulsificantes e inhibidores de la corrosión.
Otro campo de aplicación es como aditivos de
aceites de motores y de combustibles, así las sales sódicas se
prefieren en algunas ocasiones para este fin aunque en otras
ocasiones se convierten en sales de calcio y bario La propiedades
de detergencia y de inhibición de la corrosión son las funciones más
importantes de los sulfonatos de petróleo cuando se usan como
aditivos.
También se emplean como agentes auxiliares en la
flotación de minerales. En particular como agentes de flotación de
diversos metales y minerales aprovechando la propiedad de estos
sulfonatos de humectar la superficie de las partículas haciéndolas
hidrófobas lo cual permite que el mineral se adhiera a las burbujas
de aire y se mueva a la superficie de la espuma.
Otra propiedad muy importante de los sulfonatos
de petróleo es su actividad como agentes
anti-corrosión. Los sulfonatos de sodio de alto peso
molecular se adhieren a las superficies metálicas y proporcionan
excelentes barreras frente a la humedad. Generalmente se usan
mezclados con aceites de petróleo, ceras, vaselinas y diversos
materiales sintéticos. Los productos terminados encuentran
aplicaciones como conservantes de aceites y formulaciones a prueba
de herrumbre en piezas de motores de automóviles.
Se conocen muchos sulfonatos de petróleo
comerciales entre los que cabe citar los de la marca Petrosuls®
comercializados por la firma Penreco Corporate Headquarters -
Houston, Texas 77002 USA.
En cuanto a los aceites minerales blancos, que se
presentan en el comercio en una amplia gama de viscosidades, son
uno de los productos derivados del petróleo más versátiles, siendo
muy variada la gama de sus aplicaciones para productos
farmacéuticos, cosméticos, plásticos, en la industria textil, como
agentes coadyuvantes en insecticidas y en el tratamiento de
alimentos. entre otras firmas también son fabricados por Penreco
Corporate.
El siguiente ejemplo sirve para ilustrar a los
expertos la manera en que se realiza la invención en la práctica y
no debe considerarse limitativo del alcance de la misma.
1 kg de aceite lubricante usado, fue introducido
en un matraz de vidrio de cuatros bocas de 5 litros de capacidad
dotado de un condensador de reflujo, un agitador, un termómetro y
un tubo para entrada de nitrógeno. Se puso en marcha el sistema de
agitación y se introdujo una pequeña purga de nitrógeno. Se
añadieron 5 cm^{3} de NaOH al 15%. Se calentó la mezcla a reflujo
a 100ºC durante 20 minutos. Terminado este tiempo, se reemplazó el
condensador de reflujo por un refrigerante enfriado con agua y se
calentó la mezcla hasta 280ºC recogiendo las fracciones de
destilado de puntos de ebullición:
- 1.
- - 100-160ºC
- 2.
- - 160-280ºC.
La fracción 1, rendimiento 130 g,. contenía 99 g.
de agua con un pH de 9,0 y 31 g. de hidrocarburos ligeros. La
fracción 2 (70 g.), es una fracción de hidrocarburos
(gas-oil) que puede utilizarse como combustible
limpio.
Seguidamente, se enfrió la mezcla de reacción a
temperatura ambiente y se destiló con un vacío de aproximadamente 2
mm de Hg utilizando una columna de destilación de 40 cm de altura
rellena con anillos Berl de porcelana de 6 mm. y aislada con varias
capas de láminas de aluminio. El calentamiento se realizó con una
manta eléctrica aplicada al matraz de destilación, evitando la
inundación de la columna. Se recogió una fracción con punto final
de destilación de 160ºC (equivalente a una temperatura de 343ºC
presión atmosférica) y después una segunda fracción de puntos de
ebullición 160-250ºC a 2 mm de Hg (equivalente a
343-454ºC a presión atmosférica). El residuo
asfáltico de destilación, 145 g., contenía los metales inicialmente
presentes en el aceite usado en forma no tóxica.
Este residuo asfáltico, puede ser utilizado para
la fabricación de láminas asfálticas y en la construcción de
carreteras. El producto es fluido y puede ser bombeado, al
contrario de lo que ocurre en los procedimientos de extracción con
propano.
La fracción de bases lubricantes de p. e.
160-250ºC (2 mm de Hg), de peso molecular medio
380, densidad API (a 60ºF.) 14,3 fue sulfonada de acuerdo como se
describe en la patente de EE.UU. No. 3.169.142, en un reactor
tubular de laboratorio de 1,8 m. de altura, en el cual un film
líquido de la fracción lubricante se puso en contacto, en
contracorriente, con una mezcla gaseosa de nitrógeno y trióxido de
azufre en una relación de aproximadamente 95:5 de nitrógeno a
trióxido de azufre. La temperatura de la mezcla gaseosa al comienzo
de la reacción de sulfonación se mantuvo a 35ºC y la presión del gas
en el reactor fue 0,2 bares sobre la atmosférica. La temperatura a
la salida del producto bruto de sulfonación fue de 55ºC. La
velocidad de alimentación del líquido fue de 5 kg/h y la velocidad
del gas en el tubo de reacción de aproximadamente 30 m/s. Los
ácidos sulfónicos brutos así obtenidos se mezclaron primeramente
con 7% p/p. de agua y se mantuvieron 5 minutos a 50ºC. Seguidamente
se neutralizó la mezcla con NaOH al 50% hasta pH 9. El producto, que
contenía los sulfonatos, se mezcló seguidamente con isopropanol y
agua en una proporción 2:1:1 (relación en peso sulfonato: alcohol:
agua) y se llevó a un decantador para separar las fases líquidas
formadas. La fase superior, fue calentada a 120ºC a la vez que se
inyectaba vapor de agua para eliminar las trazas de agua y alcohol.
Finalmente, el producto líquido se enfrío hasta temperatura
ambiente. Se obtuvo así, un aceite blanco, incoloro y transparente
que cumple las especificaciones requeridas para los aceites blancos
técnicos. La fase líquida inferior procedente del decantador, fue
filtrada para eliminar trazas de sales inorgánicas y se calentó a
140ºC para destilar el agua y el alcohol. El producto líquido,
obtenido por fondo, se enfrió a temperatura ambiente. Este producto
contenía 58% de sales sódicas de sulfonatos de petróleo como materia
activa.
Claims (7)
1. Un procedimiento de obtención de sulfonatos de
petróleo y aceites blancos de calidad técnica, a partir de aceites
lubricantes usados, junto con cantidades relativamente inferiores
de asfaltos e hidrocarburos ligeros, que comprende las etapas:
- c)
- pre-tratar el aceite usado para evitar la tendencia al ensuciamiento y la corrosión de los equipos en la etapa (b);
- d)
- destilar la mezcla pre-tratada de la etapa a), para separar por una parte agua, y por otra parte hidrocarburos ligeros, una fracción de punto de ebullición inferior a 150ºC, una fracción de gas-oil, fracciones de aceites lubricantes y una fracción de asfaltos residual, y
- e)
- sulfonar las fracciones de aceites lubricantes obtenidas en b) con trióxido de azufre y neutralizar posteriormente para obtener aceites blancos técnicos y sulfonatos de petróleo.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la etapa a) de
pre-tratamiento consiste en tratar el aceite usado
con un compuesto básico en presencia de agua.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
2, caracterizado porque el compuesto básico se selecciona de
disoluciones acuosas de hidróxido sódico, hidróxido potásico,
carbonatos y bicarbonatos de sodio y potasio y/o con mezclas de
estos compuestos.
4. Procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la etapa a)
el tiempo de contacto del compuesto básico con el aceite usado
puede variar entre 15 y 30 minutos, pudiendo la temperatura variar
entre 25 y 150ºC, más preferentemente entre 90 y 110ºC, siendo
necesario un buen mezclamiento para asegurar un contacto
satisfactorio entre la fases acuosa e hidrocarbonada.
5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el agua separada en la etapa b) se
somete a tratamiento para convertirla en ecológicamente aceptable
y, una vez tratada, se utiliza en la planta de proceso o se desecha
al medio ambiente.
6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por que la etapa de sulfonación c) se
realiza con mezclas de SO_{3}-aire, empleándose
el SO_{3} mezclado con aire de modo que la relación
SO_{3}/fracciones de aceite lubricante esté comprendida entre 5 y
30 kg de trióxido de azufre/100 kg de fracciones de aceite
lubricante, y siendo la temperatura de reacción de 30 a 90ºC.
7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la neutralización en la etapa c) de
se realiza con disoluciones acuosas de hidróxido sódico,
preferentemente con disoluciones acuosas de aproximadamente 50% en
peso.
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|---|---|---|---|
| ES200400096A ES2238000B1 (es) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Un procedimiento de obtencion de sulfonatos de petroleo y aceites blancos de calidad tecnica. |
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| ES200400096A ES2238000B1 (es) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Un procedimiento de obtencion de sulfonatos de petroleo y aceites blancos de calidad tecnica. |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-01-19 ES ES200400096A patent/ES2238000B1/es not_active Expired - Fee Related
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| ES2238000A1 (es) | 2005-08-01 |
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