Purificação de óleos industriais

Antes de falarmos sobre a purificação de óleo, vejamos a história do surgimento e desenvolvimento dos lubrificantes.

É difícil dizer exatamente quando surgiu a primeira substância que desempenha a função de lubrificação. Supõe-se que isso aconteceu na época em que as pessoas começaram a usar as primeiras ferramentas de trabalho. No antigo Egito, o azeite era usado para reduzir o atrito ao mover materiais de pedra e madeira usados ​​na construção de grandes estruturas. Após o advento dos bondes, a gordura animal foi utilizada para lubrificar os eixos das rodas.

Como resultado da invenção de mecanismos mais complexos feitos de metais, novos óleos lubrificantes começaram a ser usados ​​- colza, mamona e amendoim. No entanto, em termos de eficiência, não ultrapassaram as opções anteriores, uma vez que foram utilizadas apenas com base na experiência prática e pessoal, e não na investigação científica.

A revolução na área de lubrificantes aconteceu no século 19 e foi associada ao início da perfuração de petróleo nos Estados Unidos. Foi possível constatar que ao usar não óleo de baleia puro, mas sua mistura com óleo, é possível prolongar a vida útil das máquinas de fiação e tecelagem em pelo menos 10 anos.

No século 20, a indústria de lubrificantes desenvolveu-se de forma mais intensa, ocasionada pelo surgimento de mecanismos e máquinas complexas: carros, aeronaves, trens a diesel, navios, foguetes, etc. Os óleos derivados do petróleo assumiram uma posição forte. purificação seletiva de petróleo, hidrocraqueamento e hidroisomerização são inventadas.

Agora os óleos industriais são representados por diferentes tipos, cada um dos quais é usado em uma indústria específica:

• transmissão;
• hidráulica;
• turbina;
• isolação elétrica;
• industrial;
• compressores, etc.

Quando se trata de purificação de óleo

Dependendo do equipamento em que os óleos minerais são usados, eles podem desempenhar várias funções. Estes são lubrificação, dissipação de calor, isolamento de peças que conduzem corrente, proteção contra corrosão, limpeza de superfícies, etc. à umidade e oxigênio no ar, poluição por partículas sólidas. Como resultado, ocorre um envelhecimento intensivo do óleo, acompanhado por uma deterioração nas propriedades de desempenho. O óleo sujo não é capaz de desempenhar as funções necessárias normalmente, portanto, deve ser limpo ou substituído por um novo.

Do ponto de vista econômico, o tratamento do óleo usado é uma medida mais lucrativa, pois permite manter as propriedades de desempenho do óleo no nível necessário e usá-lo pelo maior tempo possível. Quanto maior o ciclo de vida do óleo, mais dinheiro é economizado na compra de novos produtos petrolíferos. Mas ainda assim, chega um momento em que a limpeza convencional não é suficiente e é necessário recuperar o óleo usado.

Tipos de impurezas que afetam as propriedades dos óleos industriais

Considere os principais tipos de impurezas que afetam negativamente as propriedades dos óleos industriais.

O óleo raro não contém impurezas mecânicas. Por sua natureza, são partículas sólidas formadas como resultado da destruição de materiais estruturais: limalhas de metal, aparas, pedaços de borracha, fibras de materiais isolantes, etc. Impurezas mecânicas aumentam a capacidade de espuma dos óleos. Partículas de metais individuais podem atuar como catalisadores para processos de oxidação. Há muitos casos em que foram impurezas mecânicas que causaram falhas, tempo de inatividade e reparos dispendiosos de equipamentos industriais.

Outro tipo de impureza indesejável é a água. Ele pode entrar no óleo de duas fontes. Externo é a atmosfera e interno é a liberação como resultado de processos de envelhecimento que ocorrem no próprio óleo. A presença de água intensifica os processos de corrosão, aumenta a probabilidade de formação de espuma e oxidação e também piora a lubricidade do óleo.

A presença em óleos e gases industriais é indesejável. Por exemplo, em um óleo eletricamente isolante, sob a influência de uma tensão aplicada, o gás dissolvido se transforma em bolhas, que reduzem a rigidez dielétrica do líquido isolante. Isso se deve ao fato de que a força elétrica dos gases à pressão atmosférica é menor que a do óleo. Portanto, a descarga passa primeiro pela bolha e só depois pelo óleo. Assim como a água, o ar também tem um efeito intensificador nos processos de corrosão e formação de espuma.

Outro tipo de poluição são os produtos formados no óleo como resultado de processos de oxidação e envelhecimento. Eles incluem grupos funcionais que correspondem a fenóis, ácidos, álcoois, compostos de peróxido, etc. Nos transformadores de potência, depósitos constituídos de produtos do envelhecimento do óleo se depositam nos enrolamentos e dificultam significativamente o resfriamento de sua parte ativa.

Manutenção de óleo inclui limpeza e regeneração. A purificação do óleo permite remover impurezas mecânicas, umidade e gases dos óleos. As tecnologias de regeneração são usadas para remover produtos envelhecidos.

Métodos de purificação de óleo

Todos os métodos de purificação de óleo atualmente conhecidos são divididos em três tipos:

• físico;
• químico;
• física e química.

Os métodos físicos de limpeza de óleo são adequados para aqueles casos em que as propriedades químicas dos óleos não sofreram alterações significativas e permitem a remoção de impurezas mecânicas e água.

O assentamento pode ser considerado o mais simples dos métodos físicos em termos de implementação técnica. Para isso, são utilizados recipientes especiais (settlers), nos quais é colocado o óleo que precisa ser limpo. Como a água e as impurezas mecânicas têm densidade maior que a densidade do óleo, com o tempo, sob a influência da gravidade, elas se depositam no fundo. Depois disso, eles podem ser drenados do recipiente. Para acelerar a duração da sedimentação, você pode reduzir a viscosidade do óleo aquecendo-o a uma temperatura de 35-40°C. A principal desvantagem da decantação é a impossibilidade de remoção completa de impurezas mecânicas e água.

A filtragem do óleo é utilizada para remover parcialmente as impurezas mecânicas e consiste na passagem do óleo através de divisórias porosas (filtros). A eficiência da filtração depende do grau de contaminação inicial e da presença de uma etapa de pré-limpeza, que pode ser realizada por um filtro grosso ou por outros métodos (decantação ou limpeza centrífuga).

A limpeza do óleo pode ser feito por meio de equipamentos centrífugosque  podem ser usada para remover parcialmente a água e as impurezas mecânicas. Baseia-se em forças centrífugas, cujo efeito permite que o óleo processado seja dividido em várias camadas, uma das quais é óleo diretamente puro e as outras duas são água e impurezas mecânicas. É assim que funciona uma centrífuga de óleo de transformador.

Os métodos químicos para a limpeza do óleo do transformador são baseados nas reações que ocorrem entre os contaminantes e os reagentes introduzidos. Como resultado das reações, são formadas substâncias cuja remoção requer muito menos esforço. Entre os métodos químicos comumente usados ​​estão a limpeza com ácido sulfúrico e o hidrotratamento.

O óleo ácido para ser purificado geralmente usa ácido sulfúrico, que reage com componentes indesejáveis. Segue-se a precipitação de compostos de alcatrão asfáltico, hidrocarbonetos insaturados e outras substâncias sob o nome geral “alcatrão ácido”, que podem ser facilmente separados do óleo. Para completar a limpeza, são utilizados álcalis especiais para neutralizar os resíduos ácidos e de alcatrão ácido.

O hidrotratamento pode reduzir a concentração de enxofre e compostos contendo oxigênio no óleo. A essência deste processo é reduzida ao impacto em substâncias indesejadas com hidrogênio em alta temperatura e pressão.

Dentre os métodos físico-químicos de purificação do óleo, destacam-se a coagulação, adsorção, purificação seletiva e por troca iônica.

A coagulação é usada para melhorar a eficiência da limpeza por filtração ou sedimentação. Substâncias especiais são introduzidas no óleo, que contribuem para o engrossamento de partículas poluentes que estão em um estado coloidal e finamente disperso. Impurezas maiores são muito mais fáceis de filtrar com um filtro ou depositar no fundo de um tanque de decantação.

Os seguintes fatores influenciam a eficiência da coagulação:

• o número de ampliadores introduzidos (coaguladores);
• duração do contato dos coaguladores com óleo;
• temperatura do óleo;
• método de misturar coaguladores com óleo.

A limpeza por adsorção é baseada na interação do óleo com substâncias especiais (adsorventes). Os adsorventes exibem alta atividade absorvente contra contaminantes e os retêm em seus poros. O tipo de adsorvente é selecionado com base na natureza do problema a ser resolvido. Se for necessário remover a água do óleo, o zeólito é usado. Os géis de sílica são adequados para a extração de constituintes ácidos. A terra de Fuller absorve bem os produtos de envelhecimento do óleo. Os adsorventes são naturais e artificiais. No primeiro caso, são extraídos por meio do desenvolvimento de novas jazidas e, no segundo, são sintetizados em laboratório.

 Existem três subespécies de purificação de óleo por adsorção:

• contato;
• percolação;
• método contracorrente.

No primeiro caso, o óleo e o adsorvente triturado são misturados. Depois que o adsorvente é saturado com impurezas, ele é separado do óleo. No método de percolação, o óleo é passado através de uma camada de adsorvente, enquanto o método de contrafluxo envolve o movimento do adsorvente e do óleo um em direção ao outro.

A limpeza seletiva é o uso de solventes especiais que têm a propriedade de afetar seletivamente os componentes do óleo: eles afetam apenas as impurezas nocivas e deixam os componentes úteis inalterados. No caso mais simples, a purificação seletiva do óleo prossegue de acordo com o esquema de “destilação de solvente de ajuste de mistura”. Acetona, furfural, uma mistura de fenol com cresol, nitrobenzeno, etc. são usados ​​como solventes.

Outro método físico e mecânico de purificação do óleo é baseado no uso de resinas de troca iônica. Essas substâncias podem capturar do óleo parte das impurezas, que no estado dissolvido podem se dissociar em íons. Em princípio, a purificação por troca iônica se assemelha à purificação por adsorção, pois pode ser realizada por agitação ou por percolação.

Terra de Fuller adsorvente para purificação de óleo de transformador

Processos de purificação de óleo

Os equipamentos GlobeCore utilizam os seguintes processos de limpeza de óleo:

• aquecimento;
• filtração;
• limpeza a vácuo de óleo;
• interação do óleo com adsorvente.

O primeiro processo de limpeza de óleos decorre da diferença nos pontos de ebulição da água e do óleo. Se a água ferve a 100°C, então, por exemplo, o óleo do transformador ferve a mais de 300°C. Assim, é possível evaporar a umidade do óleo e depois removê-la por meio de condensação.

O sistema de filtragem geralmente prevê vários graus de filtragem. Primeiro, impurezas mecânicas maiores são removidas no filtro grosso, depois o óleo é finalmente purificado, passando pelo filtro fino. A finura da filtragem é selecionada com base no grau de contaminação do óleo e nos requisitos regulamentares existentes. Desta forma, por exemplo, a filtragem do óleo do transformador pode ser realizada.

O vácuo é usado para desgaseificação e remoção de umidade. O equipamento de limpeza de óleo GlobeCore pode conter sistemas de vácuo de um ou dois estágios. No primeiro caso, uma bomba de vácuo opera e um baixo vácuo é criado (pressão 760 mmHg-10 mmHg). Tais sistemas são usados ​​para purificar óleos isolantes elétricos de transformadores com vazamento, bem como outros tipos de óleos (turbina, industrial, hidráulico, etc.). No segundo caso, a bomba foreline e a bomba Roots criam um vácuo profundo (pressão 10 mmHg-0 mmHg), necessário para processar o óleo destinado ao uso em transformadores herméticos.

A interação do óleo com a terra de Fuller adsorvente permite que você faça o que a regeneração é impossível sem – remover a oxidação e os produtos do envelhecimento. A terra de Fuller é um adsorvente natural, cujas propriedades são repetidamente restauradas para limpar novamente o óleo.

Câmara de vácuo para purificação e secagem de óleo de transformador

O que são sistemas de purificação de óleo

O óleo pode ser purificado de impurezas mecânicas não apenas com a ajuda de filtros grossos e finos, mas também com sistemas separados – prensas de filtro. O principal componente do filtro prensa é um meio poroso através do qual a bomba bombeia o óleo tratado sob alta pressão. Durante a passagem por esse meio, impurezas mecânicas maiores que 10-15 mícrons são retidas nos capilares.

Outro sistema para limpeza de óleos pode ser considerado uma câmara de vácuo. Dependendo do método de desgaseificação e desidratação do óleo, possui características de design. Uma opção é pulverizar óleo umedecido na câmara de vácuo usando um bico. Quando isso ocorre, ocorre a separação do vapor d’água, que é retirado da câmara por uma bomba de vácuo. E gotas de óleo seco caem no fundo da câmara. A segunda opção é colocar bicos especiais na câmara de vácuo, na superfície da qual o óleo flui em uma camada fina. Como bocais, por exemplo, podem ser usados ​​anéis Raschig, anéis espirais e semelhantes. De acordo com o segundo método, a secagem do óleo do transformador é frequentemente implementada.

Os sistemas do tipo adsorvedor são dispositivos especiais nos quais ocorre o processo de absorção adsorvente de impurezas do óleo. Normalmente, este é um recipiente cilíndrico no qual um adsorvente é derramado – zeólita, gel de sílica ou argila de branqueamento. Após a saturação, o adsorvente é substituído por um novo ou reativado.

Os sistemas de purificação de óleo, construídos de acordo com o tipo de recipiente, são tanques volumétricos. Uma torneira pode ser localizada abaixo, com a ajuda da qual a parte sedimentada do óleo é cuidadosamente drenada.

A parte principal da centrífuga é o tambor. Ele contém placas que são fixadas ao eixo paralelas umas às outras. A distância entre as placas é muito pequena, o que permite que o óleo seja separado em várias camadas finas, aumentando assim a eficiência da limpeza centrífuga. A centrífuga para óleo de transformador funciona de acordo com este princípio.

Plantas de purificação de óleo de transformador

GlobeCore produces the following units:

A GlobeCore fabrica as seguintes unidades:

• centrífuga para purificação de óleo CMM-2,2С;
• estação de óleo móvel CMM;
• Planta de limpeza de óleo CMM-CF;
• Unidade de filtragem de óleo CFU;
• Unidade para secagem de óleo MCU;
• Unidades de tratamento de adsorção CMM-R;
• Unidades de tratamento de adsorção CMM-R;
• fuel clarification units.

Estação de óleo móvel CMM funciona usando os princípios de aquecimento, filtração e vácuo. Devido a isso, o tratamento complexo do óleo é obtido com a remoção de impurezas mecânicas, água e gases. Dois tipos de filtros são usados ​​nas unidades CMM-CF: um pré-filtro para remover impurezas mecânicas e um filtro coagulante para remover a água. Com a ajuda deste equipamento, é assegurada a secagem do óleo com um teor de umidade de até 50% e ainda mais. Os Purificadores de Óleo CFU são adequados para casos em que é necessário purificar o óleo do transformador apenas de impurezas mecânicas. O processamento do óleo é obtido bombeando-o através de filtros de cartucho.

O refino de óleo por adsorção é representado por máquinas como MCU, CMM-R e UVR. Os MCUs podem trabalhar com zeólita e gel de sílica. No primeiro caso, a desidratação profunda dos óleos de transformador é alcançada e, no segundo caso, a remoção de componentes ácidos também é alcançada. As unidades CMM-R fornecem não apenas purificação abrangente, mas também regeneração do óleo do transformador, incluindo estabilização final com aditivos antioxidantes. A remoção de enxofre também é possível. O adsorvente utilizado é a argila branqueadora, que pode ser reativada repetidamente sem ser removida da CMM-R. Quando a unidade é conectada diretamente ao transformador, o óleo começa a circular em circuito fechado, garantindo assim a restauração da isolação.

As plantas de purificação de óleo de transformador UVR usam um tipo diferente de adsorvente, que requer equipamentos diferentes para reativação. Mas se o CMM-R pode processar apenas óleos de transformador, então o UVR é mais versátil, pois não apenas regenera óleos de vários tipos, mas também limpa o combustível e clarifica o óleo usado.

Assim, com a ajuda do equipamento GlobeCore, são realizados:

• purificação do óleo do transformador;
• limpeza de óleo hidráulico;
• purificação de óleo industrial;
• purificação do óleo de turbina;
• regeneração e recuperação de óleo de transformador.

Unidades de Tratamento de Óleo GlobeCore: Principais Benefícios

As estações de tratamento de óleo da empresa têm as seguintes vantagens:

• adaptação das dimensões para transporte pelos diversos modais de transporte (aquaviário, aéreo e terrestre);
• versatilidade. Além de limpar diretamente o óleo, as instalações podem realizar outras operações, por exemplo, aspirar ou secar o isolamento de transformadores;
• mobilidade. As estações de tratamento de óleo podem ser produzidas sobre rodas, em um reboque, em um contêiner, etc. Isso permite a limpeza de óleo e reparo de transformadores de óleo em campo;
• eficiência energética. A escolha de todos os componentes durante o processo de projeto do equipamento é realizada de forma que consumam o mínimo de energia elétrica possível, mantendo alto desempenho de processamento de óleo;
• segurança. As unidades estão equipadas com sistemas de proteção contra situações indesejáveis ​​que podem ocorrer durante o processamento do óleo (espuma, vazamentos, etc.);
• facilidade de manutenção e operação. Na maioria dos casos, basta um operador para trabalhar com estações de tratamento de óleo;
• uma ampla gama de opções adicionais. Para comodidade do Cliente, a GlobeCore pode complementar as capacidades do equipamento (controle via comunicação móvel, regeneração de óleo em transformadores energizados, contador de partículas, etc.).

O que fazer se a recuperação de óleo não ajudar

A vida útil do óleo ainda não é eterna. Podemos estender a vida útil usando limpeza e regeneração, mas com uma perda completa de desempenho, será necessário o descarte de óleo ou a reciclagem de óleo usado. Ao escolher um método de descarte, deve-se orientar pelo critério do menor dano ao meio ambiente. A reciclagem consiste na extração de frações úteis do óleo usado, que são utilizadas para a produção de outros derivados de petróleo.