Sobre la refinación con ácido sulfúrico de aceites lubricantes, derivados del petróleo

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El petróleo según el modo más común de manufacturarlo,luego de ser precalentado, pasa a una torre de fraccionamientode la que se separan por las distintas mangas, lassiguientes fracciones, en la generalidad de los casos, nombrándolasde arriba hacia abajo: 1) nafta, 2) kerosene, 3) gas-oil, 4) lubric...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Vlastirad Zaga, Oscar
Otros Autores: Cattáneo, Pedro
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 1957
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n0943_VlastiradZaga
http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n0943_VlastiradZaga_oai
Aporte de:
Repositorio Digital de la Universidad de Buenos Aires (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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Para el caso de petroleos de bajo contenido de nafta obien para aumentar la producción de la misma, se someten lasfracciones de gas-oil y de fuel-oil a procesos de craquingtérmico o más modernamente el catalítico. En el caso de petróleos de base nafténica se separa unsubproducto, el ácido nafténico, en pequeña proporción pero deuso muy difundido en pinturería como naftenatos metálicos y otrasaplicaciones. Es también un subproducto muy importante el aguarrás mineralde igual rango de destilación que el vegetal. Cada una de las fracciones obtenidas se somete a un tratamientosubsiguiente que en el caso más sencillo para los productoslivianos consiste generalmente en lavado con soda paraeliminar productos sulfurados, el kerosene en general se refinacon ácido sulfúrico y luego de eliminado éste se trata con soda. Los lubricantes de baja viscosidad se preparan a partir delos destilados pesados y los aceites muy viscosos, llamados "bright stock" a partir del reducido o evacuación de la torre. Los métodos de refinación de los aceites lubricantesson numerosos, desde el clásico por tratamiento con ácidosulfúrico hasta los más modernos de tratamiento por solventes (fenos, cresol, furfural) etc. Al respecto se da en el presentetrabajo una breve explicación de los principales procesosestudiados y puestos en práctica, señalándose como se dijo,que el método de refinación más moderno y de mayor uso en losúltimos años es el de extracción selectiva por solventes. El motivo del presente estudio fué modificar el procedimientoclásico de refinación con ácido sulfúrico para darproductos de mejor calidad y mejor rendimiento para así evitarlos grandes gastos que significarían a una planta que usa eltratamiento clásico si quiere adoptar el proceso de extracciónselectiva por solventes. Con el propósito descripto en el párrafo anterior seestudiaron los principales inconvenientes del tratamiento clásicoque podemos delinear de la siguiente manera: tratamientocon ácido sulfúrico generalmente en dos etapas, decantación del "sludge" ácido formado, tratamiento con alcali para neutralizarel resto de acidez remanente en el aceite, decantación de losjabones formados y tratamiento decolorativo con arcillas activadasque en el caso de lubricantes pesados se termina en calderaa temperaturas bastante elevadas. La neutralización en estoscasos no se puede hacer totalmente porque sinó el producto secraquería durante el tratamiento en caldera, llegándose a unvalor de acidez neutralizada de unos 90%, lo que es variable,como así también la acidez residual después de decantar el "sludge" ácido, pues depende de varios factores (temperatura dedecantación, viscosidad, etc.). Podemos resumir los inconvenientes de éste proceso dela siguiente manera: 1) Ataque de instalaciones por parte de la acidez residual. 2) Formación de emulsiones persistentes que pueden producirvuelcos de la caldera. 3) La calidad del producto final se empeora con el uso demayor cantidad de soda (depende de la acidez residual)por formación de sulfonatos solubles en el aceite. 4) En la refinación de aceites de baja viscosidad estos seneutralizan totalmente y luego se lavan con agua con laconsiguiente demora por decantación de la emulsión ypérdidas de lubricante por el mismo motivo. Es decir que los inconvenientes surgen por el tratamientocon soda, por lo que se pensó en uno por vía seca, ensayándosepara este fin, el uso de cloruros, en especial clorurode sodio que reacciona de acuerdo con la siguiente ecuación: Cl Na + H2 SO4 = SO4 H Na + H Cl El Cl H se elimina del aceite por soplado con aire a 60 - 80°C. El proceso se continua como en el anterior con tratamientocon tierra activada y filtración. Realizadas las comprobaciones experimentales con todaamplitud se llego a las siguientes conclusiones: 1°) Evita trabajar en medio húmedo por lo que no se producenpérdidas de aceite por lavado. 2°) La acidez se elimina lo suficiente como para reducir aun mínimo la corrosión de las instalaciones. 3°) El costo es menor que el de la soda. 4°) Se elimina la demora por lavado y decantación. 5°) Un exceso de droga no destruye ni perjudica al aceite,lo que no sucede con la soda. 6°) Noes necesario esperar una decantación perfecta del "sludge" para iniciar su uso. 7°) Los lubricantes terminados en caldera no forman espumasal no introducirse humedad, con lo que evitan los vuelcos. 8°) Al quedar en el aceite menor cantidad de "sludge" por elefecto coagulante del Cl Na, el rendimiento de la tierraes mayor. 9°) La calidad del aceite es mejor.
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Por ejemplo,la nafta se usa en la mayor parte como combustible deautomotores para Cuyo fin se ajusta su valor en octones, perotambién puede fraccionarse en solventes de rango de destilacióncortos, de uso muy difundido en la industria. Para el caso de petroleos de bajo contenido de nafta obien para aumentar la producción de la misma, se someten lasfracciones de gas-oil y de fuel-oil a procesos de craquingtérmico o más modernamente el catalítico. En el caso de petróleos de base nafténica se separa unsubproducto, el ácido nafténico, en pequeña proporción pero deuso muy difundido en pinturería como naftenatos metálicos y otrasaplicaciones. Es también un subproducto muy importante el aguarrás mineralde igual rango de destilación que el vegetal. Cada una de las fracciones obtenidas se somete a un tratamientosubsiguiente que en el caso más sencillo para los productoslivianos consiste generalmente en lavado con soda paraeliminar productos sulfurados, el kerosene en general se refinacon ácido sulfúrico y luego de eliminado éste se trata con soda. Los lubricantes de baja viscosidad se preparan a partir delos destilados pesados y los aceites muy viscosos, llamados "bright stock" a partir del reducido o evacuación de la torre. Los métodos de refinación de los aceites lubricantesson numerosos, desde el clásico por tratamiento con ácidosulfúrico hasta los más modernos de tratamiento por solventes (fenos, cresol, furfural) etc. Al respecto se da en el presentetrabajo una breve explicación de los principales procesosestudiados y puestos en práctica, señalándose como se dijo,que el método de refinación más moderno y de mayor uso en losúltimos años es el de extracción selectiva por solventes. El motivo del presente estudio fué modificar el procedimientoclásico de refinación con ácido sulfúrico para darproductos de mejor calidad y mejor rendimiento para así evitarlos grandes gastos que significarían a una planta que usa eltratamiento clásico si quiere adoptar el proceso de extracciónselectiva por solventes. Con el propósito descripto en el párrafo anterior seestudiaron los principales inconvenientes del tratamiento clásicoque podemos delinear de la siguiente manera: tratamientocon ácido sulfúrico generalmente en dos etapas, decantación del "sludge" ácido formado, tratamiento con alcali para neutralizarel resto de acidez remanente en el aceite, decantación de losjabones formados y tratamiento decolorativo con arcillas activadasque en el caso de lubricantes pesados se termina en calderaa temperaturas bastante elevadas. La neutralización en estoscasos no se puede hacer totalmente porque sinó el producto secraquería durante el tratamiento en caldera, llegándose a unvalor de acidez neutralizada de unos 90%, lo que es variable,como así también la acidez residual después de decantar el "sludge" ácido, pues depende de varios factores (temperatura dedecantación, viscosidad, etc.). Podemos resumir los inconvenientes de éste proceso dela siguiente manera: 1) Ataque de instalaciones por parte de la acidez residual. 2) Formación de emulsiones persistentes que pueden producirvuelcos de la caldera. 3) La calidad del producto final se empeora con el uso demayor cantidad de soda (depende de la acidez residual)por formación de sulfonatos solubles en el aceite. 4) En la refinación de aceites de baja viscosidad estos seneutralizan totalmente y luego se lavan con agua con laconsiguiente demora por decantación de la emulsión ypérdidas de lubricante por el mismo motivo. Es decir que los inconvenientes surgen por el tratamientocon soda, por lo que se pensó en uno por vía seca, ensayándosepara este fin, el uso de cloruros, en especial clorurode sodio que reacciona de acuerdo con la siguiente ecuación: Cl Na + H2 SO4 = SO4 H Na + H Cl El Cl H se elimina del aceite por soplado con aire a 60 - 80°C. El proceso se continua como en el anterior con tratamientocon tierra activada y filtración. Realizadas las comprobaciones experimentales con todaamplitud se llego a las siguientes conclusiones: 1°) Evita trabajar en medio húmedo por lo que no se producenpérdidas de aceite por lavado. 2°) La acidez se elimina lo suficiente como para reducir aun mínimo la corrosión de las instalaciones. 3°) El costo es menor que el de la soda. 4°) Se elimina la demora por lavado y decantación. 5°) Un exceso de droga no destruye ni perjudica al aceite,lo que no sucede con la soda. 6°) Noes necesario esperar una decantación perfecta del "sludge" para iniciar su uso. 7°) Los lubricantes terminados en caldera no forman espumasal no introducirse humedad, con lo que evitan los vuelcos. 8°) Al quedar en el aceite menor cantidad de "sludge" por elefecto coagulante del Cl Na, el rendimiento de la tierraes mayor. 9°) La calidad del aceite es mejor. Fil: Vlastirad Zaga, Oscar. Universidad de Buenos Aires. 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