Tipos de adsorbentes para la regeneración de aceites

Para la purificación por adsorción se utilizan tanto sustancias naturales (arcillas blanqueadoras, bauxitas naturales y zeolitas) como adsorbentes sintéticos (gel de sílice, alúmina, catalizador de sílice-alúmina, zeolitas sintéticas).

Las arcillas blanqueadoras, gel de sílice, óxido de aluminio, aluminosilicato se utilizan principalmente para la regeneración de aceites usados. La arcilla blanqueadora de aluminosilicato, utilizada como adsorbente, es muy diversa en composición química y estructura mineralógica. Opoki, montmorillonitas, caolines, bentonitas y otras rocas se utilizan como arcillas blanqueadoras. La capacidad de adsorción de las arcillas depende de su estructura y aumenta con el aumento de la porosidad.

Las arcillas blanqueadoras son muy baratas y ampliamente distribuidas en la naturaleza, por lo que se usan muy a menudo para la regeneración de aceites usados, principalmente por el método de purificación por contacto. La capacidad de adsorción de las arcillas depende de su estructura y aumenta con el aumento de la porosidad.

Gel de sílice

El hidrato de ácido silícico está hecho de una solución de vidrio líquido bajo la acción del ácido clorhídrico. El sedimento resultante se lava, se seca, se calcina y se tritura.

Dependiendo del tamaño de los poros y la forma de los granos, el gel de sílice se produce en poros grandes y poros finos. El gel de sílice con poros grandes se utiliza como un adsorbente en la regeneración de aceites usados, especialmente energéticos.

Arcilla blanqueadora

En la práctica de la regeneración de aceites energéticos usados, así como en el proceso de purificación por contacto y filtración a través de una capa adsorbente en la producción de aceites , se han utilizado ampliamente los sorbentes naturales (arcillas blanqueadoras). Todos los adsorbentes preparados artificialmente son escasos y caros, por lo que su uso es económicamente beneficioso sólo si se reutiliza. La necesidad de restaurar los adsorbentes complicó el proceso de regeneración del aceite, ya que se requieren equipos y manos de obra adicionales. En este sentido, el uso de adsorbentes naturales, baratos y asequibles, con una capacidad de adsorción suficientemente grande, ofrece grandes ventajas. Las propiedades de blanqueo tienen arcilla de la composición química más diversa. De acuerdo con la composición química de las arcillas blanqueadoras, es imposible saber con precisión su capacidad de adsorción, porque este último depende solo de la estructura de la sustancia adsorbente. Esta sustancia debe tener la superficie más desarrollada, ser altamente porosa.

Durante la regeneración por contacto de aceites de transformadores y turbinas, es posible utilizar los siguientes tipos de adsorbentes:

  • absorbentes de aluminosilicato reutilizables (AFM) con mayor resistencia mecánica y resistencia térmica, que pueden reutilizarse.
  • absorbentes naturales tradicionales.

Zeolitas

Las zeolitas (aluminosilicatos, que contienen óxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos) se distinguen por una estructura estrictamente regular de poros, que en condiciones normales de temperatura se llenan con moléculas de agua. Esta agua, llamada élite, se libera cuando se calienta. El término «zeolita» fue introducido a la mineralogía hace más de 200 años por el científico sueco Kronsheld. Las propiedades de las zeolitas naturales se estudian y sistematizan en los trabajos de los académicos Fersman y Vernadsky.

Las zeolitas se usan relativamente ampliamente para secar aceites de transformadores y otros fluidos especiales. Las zeolitas tienen una estructura porosa extremadamente fina y, cuando están deshidratadas, pueden adsorber sustancias con moléculas pequeñas, mientras que las moléculas más grandes casi no están adsorbidas. La adsorción de varias sustancias por los adsorbentes cristalinos naturales con poros de tamaños moleculares se denominó «persorción», y los adsorbentes cristalinos capaces de adsorción selectiva en tamaño y forma de las moléculas se denominan «tamices moleculares». Una de las propiedades de las zeolitas es el intercambio completo: su interacción con el agua subterránea, en la cual se disuelven varias sales. Por lo tanto, los iones metálicos, los aniones de ácido silícico y las moléculas de agua de cristalización se combinan en zeolitas. El mecanismo y las peculiaridades de la adsorción en las zeolitas están determinadas principalmente por la estructura de sus cristales. En el dióxido de silicio y en los silicatos, cada átomo de silicio está asociado con cuatro átomos de oxígeno ubicados en los vértices del tetraedro. Los átomos a través de un puente de oxígeno forman un átomo en capas en forma de una larga cadena o ciclo. En los aluminosilicatos, los iones de carga triple reemplazan a los iones de carga cuádruple. La compensación del exceso de carga se produce a expensas de un equivalente de ión metálico a cargo.

La peculiaridad de la estructura de los cristales es que los tetraedros forman una estructura de panal de abeja con una forma relativamente cercana a las cavidades esféricas de tamaño molecular, conectadas por agujeros estrechos («ventanas»). Las paredes de las cavidades están formadas por iones de silicio y otros elementos. Las cavidades ocupan la mitad del volumen de todo el cristal, cada una en tres direcciones mutuamente perpendiculares que se comunican con las cavidades adyacentes a través de las «ventanas». La superficie interna de la zeolita es enorme.

La adsorción de tamiz molecular es un fenómeno físico. En la actualidad, se ha demostrado la reversibilidad ideal de este proceso. Como resultado de las diferencias en tamaño y forma de los cristales, cada zeolita es capaz de absorber solo ciertos grupos de componentes. En el medio ambiente, solo hay mezclas de zeolitas.

En la industria, ciertos tipos de zeolitas se producen actualmente por síntesis. Las zeolitas cristalinas obtenidas por métodos sintéticos se caracterizan por una uniformidad ideal de tamaños de poros que no cambian incluso dentro de límites estrechos. Tres propiedades específicas son inherentes a estas zeolitas: alta capacidad selectiva; afinidad aumentada por hidrocarburos aromáticos e insaturados debido al pronunciado carácter heteroiónico de la superficie interna; gran capacidad de adsorción y la capacidad de eliminar completamente el adsorbato del sistema.