diseñar un sistema de reciclaje de aceites y lubricantes

7/23/2019 Diseñar Un Sistema de Reciclaje de Aceites y Lubricantes

http://slidepdf.com/reader/full/disenar-un-sistema-de-reciclaje-de-aceites-y-lubricantes 1/61

“Año de la promoción de la industria responsable y del compromisoclimático”

SERVICIO NACIONA !E A!IES"RA#IEN"O EN "RA$A%O IN!&S"RIA

ES'ECIAI!A!(

#ECANICO !E #A)&INARIAS 'ESA!AS

'royecto de Inno*acion y+o #e,ora en los 'rocesos de

'roducción o Ser*icio en la Empresa

!ISE-O !E &N SIS"E#A !E RECICA%E !E ACEI"E&$RICAN"E &SA!O

ASESOR(

sr. #EN!O/A 0AC1I 2 %ose Antonio

A'REN!I/(

VERA ARIAS2brian carlos

'ASCO 3 'ER45678



Ep9:ra;e(

“"EN<O E A#A CO#O CR&SI=ICA!A EN"RE E CIEO 0 A "IERRA”

SAN"A "ERESA !E %ES&S



Este trabajo va dedicado con mucho cariño

a mis padres por su constante dedicación y

esfuerzo, por darme una vida llena de

oportunidades, por su comprensión y por

creer en mí.

Vera arias Brian Carlos



A<RA!ECI#IEN"OS(

Quiero expresar mi más sincero aradecimiento de manera muy

especial a !ios el cual en momentos muy difíciles nos ha

brindado la fuerza necesaria para seuir en constante lucha en

la realización de esta tesis de rado.

"ambi#n $uiero dar un reconocimiento sincero a servicio

%acional de adestramiento en el trabajo, templo de enseñanza $ue

hizo de cada uno de nosotros, unos profesionales



'RESEN"ACI>N !E 'AR"ICI'AN"E

A'EI!OS 0 NO#$RES ( VERA ARIAS2 $rian Carlos

I! ( ?5@8@

'RO<RA#A ( !&A

CARRERA ( #ECANICO !E #A)&INARIAS 'ESA!AS

C>!I<O (

IN<RESO ( 5675B7

!IRECCI>N ( %R( "&'AC A#AR&BC1A&'I#ARCAB

CERRO !E 'ASCO

CORREO EEC"RONICO ( $ R A 0 C A R O SD 1O" # A I.CO#

"E=ONO ( F?76F

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]



DENOMINACIÓN DEL TRABAJO

TÍTULO: !ISE-O !E &N SIS"E#A !E RECICA%E !E ACEI"E&$RICAN"E &SA!O

C.F.P. / ESCUELA : SENATI-CERRO DE PASCO

EMPRESA : MECHANICS RIMAC

SECCIÓN /ÁREA : GENERAL

LUGAR Y FECHA : SENATI - 15 AGOSTO DEL 21!



IN!ICE <ENERA

Resumen.............................................................................................................

7

Sumary................................................................................................................5Introducción.......................................................................................................@

AntecedentesGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG

Ob,eti*os.............................................................................................................8

7. Aceites lubricantes :eneralidades.........................................................H

7.7. Elaboración de los aceites lubricantes.................................................H

7.5. 'ropiedades de los aceites lubricantes................................................F

7.5.7. !ensidad o peso especi;ico...................................................................7.5.5. Viscosidad...............................................................................................

7.5.@. Jndice de Viscosidad............................................................................76

7.5.8. 'unto de in;lamación............................................................................76

7.5.H. 'unto de con:elación...........................................................................76

7.5.?. Color de los aceites..............................................................................77

7.5.F. NKmero total ácido L"ANM....................................................................77

7.@. Clasi;icación de los aceites [email protected]. Clasi;icación de los aceite se:Kn SAE..............................................75

[email protected]. Clasi;icación de los aceites se:Kn ISO..............................................7@

5. Aceites usados........................................................................................78

5.7. Caracter9sticas de los aceites usados...............................................78

5.7.7. 'osibles contaminantes en los aceites lubricantes usados...........78

5.7.5. Oidación..............................................................................................7H

5.7.@. Emulsiones...........................................................................................7?5.5. Normati*a sobre la disposición y mane,o de aceites usados.........7?

5.5.7. Almacenamiento..................................................................................7?

5.5.5. Recicla,e...............................................................................................7F

5.5.@. a disposición de los aceites usados se:Kn ISO 78666..................7F

5.@. !estino y reutiliación de los aceites usados....................................7

[email protected]. &so como combustible en calderas....................................................7

[email protected]. Adulteración..........................................................................................7

5.@.@. "ratamiento de caminos Lmatapol*oM.................................................7



[email protected]. Otros......................................................................................................7

@ 'lanos de taller Lubicación del área de traba,oGGGGGGGG 88

@. Recicla,e del aceite usado...................................................................56

@.7. #Ptodos de reacondicionamiento.......................................................56

@.7.7. =iltración................................................................................................57

@.7.5. Separación ma:nPtica..........................................................................55

@.7.@. !esQidratación en *ac9o.......................................................................5@

@.7.8. Separación centr9;u:a..........................................................................58

@.5. ReBre;inación.........................................................................................58

@.5.7. 'roceso con*encional ácido 3 [email protected]. 'roceso de destilación e Qidrotratamiento........................................5?

8. 'roceso de recicla,e.............................................................................5F

8.7. Selección del proceso..........................................................................5F

8.5. !escripción del proceso......................................................................5

8.5.7. Elementos ue componen el proceso................................................5

8.5.@. !esarrollo del proceso.........................................................................@6

8.5.8. Control del proceso..............................................................................@7H. Selección y dimensionamiento de componentes.............................@@

H.7. !esQidratador en *ació.......................................................................@@

H.7.7. Selección y dimensionamiento de componentes.............................@@

H.7.5. Estanue de proceso...........................................................................@@

H.7.@. Cale;actor elPctrico..............................................................................@H

[email protected]. Calculo de la potencia del cale;actor................................................@?

H.7.8. $omba de *ac9o...................................................................................@H.7.8.7. Selección del tipo de bomba.............................................................86

H.7.8.5. !imensionamiento bomba.................................................................86

H.7.H. Controlador ló:ico pro:ramable '..C.............................................8@

H.7.?. Sensor de ni*el m9nimo y máimo.....................................................88

H.7.F. Vál*ula de alimentación......................................................................8?

H.7.. "ransmisor de temperatura................................................................8F

H.7.. Vál*ula re:uladora de *ac9o o de respiro..........................................8F



H.7.76. $omba de alimentación y etracción.................................................8F

H.5. Separación centr9;u:a.........................................................................8

H.5.7. Separación centr9;u:a2 principios :enerales....................................8

?. E*aluación económica del proyecto...................................................HH

?.7. Antecedentes :enerales.......................................................................HH

?.5. Estimación costos de in*ersión..........................................................H?

?.@. Estimación costos de Operación........................................................H?

?.8. Estimación de producción...................................................................H

?.H. =lu,os de ca,a del proyecto.................................................................H

F. Conclusiones........................................................................................?7

Aneo 7.............................................................................................................?@Aneso 5.............................................................................................................?8

Aneo @.............................................................................................................??

Aneo 8.............................................................................................................F6

$iblio:ra;9a.......................................................................................................F7

IN!ICE !E =I<&RAS

=i:ura N7 !estilación y re;inación de un petróleo crudo as;áltico.............F=i:ura N5 =iltro de Aceite..............................................................................57

=i:ura N@ Elemento separador ma:nPtico..................................................5@

=i:ura N8 'roceso de reacondicionamiento...............................................5?

=i:ura NH Euipo de reacondicionamiento de aceite lubricante...............5

=i:ura N ? !ia:rama del proceso.................................................................@7

=i:ura N F !ia:rama de ;lu,o control de proceso........................................@5

=i:ura N Estanue de proceso...................................................................@H

=i:ura N Cale;actor de inmersión tipo tuerca...........................................@?

=i:ura N 76 !ia:rama "emperatura + Volumen especi;ico.........................@

=i:ura N 77 $omba de *ació anillo liuido..................................................85

=i:ura N 75 #icro controlador ló:ico pro:ramable Array A=B76#RBAS...88

=i:ura N 7@ "ransmisor de ni*el y sensor de ni*el.....................................8?

=i:ura N 78 <eometr9a interna de un separador centr9;u:o de discos.....H5

=i:ura N 7H Separador Centr9;u:o Test;alia Separeitor OS!5..................H@



=i:ura N 7? Separador Centr9;u:o Al;aBa*al Al;apure /@.........................H@

IN!ICE !E C&A!ROS

Cuadro N7 <rado SAE para aceites lubricantes para Carter se:Kn lanorma SAE

%@66d............................................................................................75

Cuadro N5 <rado SAE para aceites lubricantes para transmisión se:Kn la

norma SAE

%@6?c.............................................................................................7@

Cuadro N@ <rado ISO para aceites lubricantes...........................................7@

Cuadro N8 'resupuesto de In*ersión..........................................................H?Cuadro NH Costos de operación...................................................................HF

Cuadro N? Costo ener:Ptico a 6 U+T.......................................................HF

Cuadro NF 'roducción estimada al año.......................................................HF

Cuadro N Costos operacionales por periodo............................................H

Cuadro N $ene;icio anual bruto por periodo.............................................H

Cuadro N76 =lu,os de ca,a e indicadores de rentabilidad del proyecto...?6



1111

RES&#EN

El presente trabajo tiene por objetivo diseñar un proceso de reciclaje deaceite lubricante con una capacidad maxima de 300 litros por hora,técnicamente factible de implementar y económicamente rentable.

Para ello se hio un levantamiento de las principales caracter!sticas delos aceites lubricantes, aceites usados, alternativas de reciclaje y marcore"ulatorio. #obre la base de ello se diseño el proceso de reciclaje y sedesarrolla la in"enier!a b$sica de acuerdo a los re%uerimientos planteadosen los objetivos del proyecto.

&inalmente se estima los costos de inversión basado en la in"enier!ab$sica, el costo de operación y se hace su respectivo an$lisis derentabilidad del proyecto a un plao de '0 años.



S&##AR0

(he present )or* must by objective desi"n a process of lubricatin" oilrecyclin" )ith a +axima capacity of 300 liters per hour, technically

feasible to implement and economically profitable.

&or it a rise became of the main characteristics of lubricatin" oils, usedoils, alternatives of recyclin" and re"ulatory frame. n the basis of it desi"n therecyclin" process and is developed basic en"ineerin" accordin" to there%uirements raised in the objectives of the project.

&inally it is considered the costs of investment based on basicen"ineerin", the operation cost and their respective analisis becomes of yield of the project to a term of '0 years.



IN"RO!&CCIONEl sostenido crecimiento industrial con lleva un si"nificativo aumento enla demanda de recurso naturales y sus derivados, los aceites lubricantesno esta ajenos a esta creciente demanda, es impensable un crecimientoen el desarrollo industrial sin m$%uinas y a la ve es impensable el

funcionamiento de m$%uinas sin aceites lubricantes.

#e estima %ue al -0-0 la demanda por el petróleo y sus derivados seincrementara en un 0/ se"n la tasa de consumo actual, es evidentela necesidad en la optimiación en el consumo de recursos y labs%ueda de nuevas alternativas.

Por otro lado el inapropiado manejo y disposición final de los aceitesusados han "enerado un "ran impacto en el medio ambiente. Por ello lanormativa al respecto cada ve es m$s ri"urosa y son m$s las empresas

%ue certifican su modelo de "estión ambiental, donde el manejo ydisposición final del aceite usado cumple un rol estraté"ico. 1onvirtiendoreciclaje en una alternativa altamente rentable y ami"able con el medioambiente.

AN"ECE!EN"ES



E l sistema de reciclaje de aceites usados son de mucha importancia ya %uebeneficia al ser humano y al medio ambiente.

El reciclaje de los aceites usados ahora en la actualidad se est$ convirtiendo en

un medio productivo de in"resos económicos y en una "ran disminución deaccidentes y de contaminación ambiental ya %ue los aceites usados sonsometidos a un proceso para volverlo a usar.

#u precio es m$s económico pero la desventaja son %ue no sonrecomendables y su duración es poco tiempo.

2ños atr$s el medio ambiente se contaminaban demasiado por los derramesde los aceites usados ya %ue no exist!a un sistema de aceites usados y ahorala contaminación es poca.

12P(45



Ob,eti*os del proyecto

<enerales

6 7iseñar proceso de reciclaje para aceite lubricante usado,

destinado a lubricación de cadenas de transmisión y prestar #ervicio de purificación de aceite, técnica y económicamentefactible, se"n los si"uientes re%uerimientos8o 1apacidad m$xima del proceso 300 litros 9 :orao 1ontenido m$ximo de a"ua en el aceite '/

Espec9;icos6 1aracteriar los aceites lubricantes6 1aracteriar los aceites lubricantes usados

6 5evantamiento de alternativas de reciclaje y selección del procesode acuerdo a los objetivos planteados6 n"enier!a b$sica del proyecto8o 5ayout del procesoo #elección y dimensionamiento de e%uipos y materialeso Presupuesto del proyectoo Evaluación técnico económico del proyecto



7. Aceites lubricantes :eneralidades

7.7. Elaboración de los aceites lubricantes

5os aceites lubricantes se componen de aceites b$sicos provenientesprincipalmente de la refinación del petróleo, a los cuales se le a"re"a unpa%uete de aditivos para darle ciertas propiedades deseadas.

5ubricante ; 2ceite b$sico <=0 a >?/@ A aditivos <-0 a ?/@

El petróleo crudo es "eneralmente liberado de sus mayores impureasen el lu"ar de su extracción. 5a destilación de las fracciones livianas,nafta, *erosén y "asBoil, <topdestilacion@, de realia en torres %ue trabajana presión atmosférica, pasando lue"o el petróleo crudo %ue contiene losaceites lubricantes a otra torre, donde se destilan estos ltimos bajo unvació <destilación primaria@. El vació tiene por objeto reducir en lo posiblelas temperaturas de destilación, a fin de evitar el Ccrac*in"D del crudo, yconservar intactas las propiedades lubricantes de los aceites contenidos en elmismo.

a sea un petróleo crudo asf$ltico o de un crudo naftenico pr$cticamentelibre de parafina, el proceso de destilación y refinación corresponde ales%uema de la &i"ura FG', el destilado contenido en los aceites lubricantes,es destilado nuevamente y siempre bajo alto vació, en cuya operación

<redestilación@, se lo divide en varias fracciones deviscosidades diferentes. Esta nueva destilación permite al mismo tiempoeliminar al"una fracción de la primera destilación.

5os aceites lubricantes as! obtenidos no son sin embar"o todav!asuficientemente purificados ni poseen la necesaria estabilidad %u!micapara servicios determinados. 5os productos de destilación son por estosometidos a la purificación %u!mica, obteniéndose de este modo losaceites refinados.

2ntaño para la purificación %u!mica se utiliaba $cido sulfrico lo cual enla actualidad se a remplaado por un procedimiento denominado CsolventD. En lu"ar de $cido sulfrico se emplean disolventes como elanh!drido sulfuroso, el 1lorex, el &urfurol, etc., %ue actan massuavemente. +ientras %ue el $cido sulfrico purifica %u!micamente enexceso, los disolventes mencionados lo hacen f!sicamente, "anando envalor lubricante y estabilidad %u!mica el aceite terminado.7espués del tratamiento %u!mico, los aceites son tratados por medio dearcillas especiales y lue"o pasan a través de dos filtros prensas en los cuales%uedan las arcillas con todas las impureas y substancias indeseablescontenidas en el aceite.



1on respecto al proceso de la destilación y refinación del petróleo crudoparaf!nico, debe mencionarse %ue el mismo es al"o diferente al del es%uemade la &i"ura FG', por la necesaria eliminación de la parafina contenida en elaceite.

5a parafina es un elemento inestable %ue se descompone f$cilmentebajo la acción de la temperatura y de no ser eliminada, aumenta"randemente la tendencia de los aceites a formar depósitos "omosos ycarbonosos. #in entrar en detalles sobre el desarrollo del proceso de ladestilación y refinación del petróleo crudo paraf!nico, es evidente %ueeste proceso se vuelve mas complicado y costoso.

5a eliminación de la parafina de consi"ue enfriando el destilado primariode los aceites livianos a temperaturas muy bajas por medio de unainstalación refri"erante, para pasarlo después por un filtro prensa donde %uedaretenida la parafina y pasa el aceite ya desparafinado. 7espués seefecta la redestilación, tratamiento, neutraliación y filtración, como muestra la&i"ura FG', los aceites pesados Caceites de cilindroD pasan al contrariodel proceso para la refinación de los aceites livianos, primero al tratamiento%u!mico y a la filtración con arcillas.

para pasar lue"o a la desparafinacion. 2 fin de facilitar las diversasoperaciones de refinación, es necesario meclar el aceite. de cilindro connafta, para darle la fluide necesaria. 4na ve terminada ladesparafinacion, se efecta la redestilación para la extracción de la nafta, yse obtiene el aceite de cilindro terminado.



&i"ura FG' 7estilación y refinación de un petróleo crudo asf$ltico

7.5. 'ropiedades de los aceites lubricantes5os par$metros f!sico %u!mico de los aceites lubricantes no pueden serconsiderados para ju"ar el valor lubricante de un aceite lubricante. 5osdatos obtenidos con el auxilio de los medios ofrecidos por la f!sica y la%u!mica, son de car$cter anal!tico.#i bien ellos permiten distin"uir y seleccionar los lubricantes, no expresansu valor lubricante. 2l respecto existe hasta hoy una prueba y esta es elensayo del aceite en la m$%uina en %ue sea de usar, bajo lascondiciones reales de servicio a %ue esta sometida la m$%uina.

1on todo esto, para poder seleccionar el lubricante adecuado para unservicio determinado, es conveniente tener presentes los si"uientes datosanal!ticos, tomados por su valor practico.



7.5.7. !ensidad o peso espec9;ico

5a densidad o peso espec!fico de un aceite, esta dada por el peso de unvolumen determinado de aceite en comparación con el de i"ual volumen dea"ua. El peso especifico de un aceite lubricante depende del petróleo crudo

con el cual ha sido elaborado, y también del procedimiento de la elaboración.En la industria petrolera se usa la "ravedad 2P <2merican Petroleumnstitute@ y la "ravedad especifica o peso espec!fico a 0G&, existiendo lasi"uiente relación8

7ensidad 2P <Hrados 2P@ ; 'I',?9 Hravedad espec!fica a 0G& J '3',?

En la pr$ctica en términos comerciales "ran parte de los derivados delpetróleo se comercialia en base volumétrica <"alón, barril, estan%ue, etc.@

7.5.5. Viscosidad

5a viscosidad es uno de los par$metros m$s importante en la selección de unaceite lubricante para una determinada aplicación.5a viscosidad se define como la fuera %ue opone un l!%uido almovimiento relativo entre sus partes. Por lo tanto la ma"nitud de estafuera est$ directamente relacionada con la fricción interna molecular dell!%uido.

5a utiliación de un aceite demasiado viscoso, puede dar como resultado unmayor consumo de ener"!a, as! como un aumento en la temperatura de trabajoen los cojinetes, por otro lado un aceite lubricante demasiado fluidofavorece el escurrimiento del aceite, con el consi"uiente peli"ro de laformación de una pel!cula lubricante insuficiente. Por lo tanto la selección delaceite en términos de la viscosidad adecuada para una determinadaaplicación es, para la se"uridad de la m$%uina a lubricar, de "ranimportancia.

5a unidad absoluta de la viscosidad es el 1entiesto*e, habiendo unidadesde uso comn tales como, #e"undos #aybolt 4niversal <##4@, "rados En"ler<E@, #e"undos Ked)ood <#K@. #iendo El #e"undo #aybolt el m$s

difundido.

#e"n 2#(+B7BII? la viscosidad se mide en 1entiesto*es <1st@ y en#e"undos #aybolt <##4@. Para la determinación de la viscosidad se utiliaun instrumento llamado viscos!metro, en el cual se hace pasar un volumendado de aceite a una temperatura constante, a través de un tubo de di$metrofijo.

El viscos!metro #aybolt 4niversal, mide el tiempo en escurrir 0 ml de aceitea determinada temperatura, obteniéndose un valor de viscosidadexpresada en se"undos #aybolt 4niversal. 1omo la viscosidad variadirectamente proporcional con la temperatura es recomendable realiar el



ensayo a dos temperaturas diferentes, las cuales normalmente son 0G&, o'00G& y -'0G&.

7.5.@. Jndice de Viscosidad

El !ndice de viscosidad es un numero %ue mide la variación de laviscosidad con la temperatura. 2 mayor !ndice de viscosidad, menor esla variación de la viscosidad con la temperatura.

7.5.8. 'unto de in;lamación

El punto de inflamación de un aceite es la temperatura m!nimaen la cual los vapores %ue se desprenden forman con el aire %ue se encuentrasobre el aceite, una mecla %ue se inflama ante la presencia de una llama.

5a determinación de este par$metro nos indica la presencia de meclas %uecontienen fracciones livianas. El punto de inflamación depende de lacomposición %u!mica del petróleo crudo, del cual se elaboro el aceite.

En la destilación de un mismo petróleo crudo se obtienen diversos tipos deaceites, teniendo adem$s de diferentes pesos espec!ficos, viscosidad,diferente punto de inflamación, el cual varia desde el mas bajo correspondientea los aceites livianos, al mas alto correspondiente a los aceites extra pesados.

7.5.H. 'unto de con:elación

2 temperaturas normales los aceites lubricantes son l!%uidosL a elevadastemperaturas aumenta su fluide considerablemente. El enfriamiento atemperaturas m$s bajas de lo normal, trae consi"o un aumento en laviscosidad, cuando la temperatura es tan baja %ue el aceite alcana unestado denominado CsólidoD, a esa temperatura se le denomina punto decon"elación.En este punto el aceite no es homo"éneo, ya %ue est$ constituido por fracciones de este %ue est$n sólidas y fracciones no solidif icadas.

7.5.?. Color de los aceites

En años anteriores el color del aceite era de "ran importancia ya %ueeste era un !ndice de la calidad de la refinación. 2ctualmente lascompañ!as petroleras colorean sus aceites lubricantes con diversassustancias, constituyendo el color del aceite al"o as! como una marca deidentificación para el consumidor. Por lo tanto el color del aceite no esuna caracter!stica.

indicadora de la cualidad de un aceite, siendo la estabilidad del color una propiedad importante en tomar en cuenta.



7.5.F. NKmero total ácido L"ANM

El nmero total $cido es un par$metro %ue permite cuantificar ela"otamiento del aditivo antioxidante del aceite y el deterioro de lareserva alcalina de la base lubricante a través del tiempo. El (2F se

mide en m"r M:9"r y se evala se"n el método 2#(+ 7I.

7.@. Clasi;icación de los aceites lubricantes

[email protected]. Clasi;icación de los aceites se:Kn SAE

#2E 1lasifica los aceites se"n su ran"o de viscosidad y los separa en dos"randes "rupos, aceites lubricantes para c$rter se"n norma #2E N300d. y 2ceites para transmisión se"n norma #2E N30c.

1uadro FG' Hrado #2E para aceites lubricantes para c$rter se"n lanorma #2E N300d.

Hrado#2E

1entipoises<cP@ a '=G1<2#(+ 7-0-@

1entisto*es <cst@a

'00G1 <2#(+ 7

II?@

1entisto*es <cst@ aI0G1<2#(+ 7 II?@

+$x +!n. . +$x. +!n. +$x

?O '-?0 3,= BB '=,I= BB

'0O -?00 I,' BB -0,>= BB

'?O ?000 ?, BB 3?,> BB

-0 BB ?, >,3 3?,> =0,'I

30 BB >,3 '-,? =0,'I '-?,0

I0 BB '-,? ',3 '-?,0 '>

?0 BB ',3 -',> > ->I,>



1uadro FG- Hrado #2E para aceites lubricantes para transmisión se"n lanorma #2E N30c.

[email protected]. Clasi;icación de los aceites se:Kn ISO# al i"ual %ue #2E, clasifica los aceites lubricantes se"n su ran"o deviscosidad.



CA'I"&O II

5. Aceites usados

5a (erminolo"!a sobre lubricantes, define a los aceites usados comocual%uier aceite %ue ha sido colocado en una piea de e%uipo <porejemplo motores, caja de en"ranajes, transformador eléctrico, turbina, etc.@:aya estado este en operación o no.

Por otro lado la misma norma %ue define, hace una diferencia entre elaceite usado y el aceite de desecho, definiendo a este ltimo, como unaceite de caracter!sticas tales %ue lo hacen inadecuado para su función delubricante o para reproceso.

5.7. Caracter9sticas de los aceites usados

El aceite lubricante base es pr$cticamente indestructible. 5a de"radación deeste, es producto de su contaminación con diferentes sustancias y alproceso de oxidación del aceite base o base lubricante. 5acontaminación es debido al uso del lubricante y la manipulación de este, elproceso de oxidación se ori"ina por el a"otamiento en el lubricante de lareserva alcalina proveniente de los aditivos antioxidantes ó de los deter"entesBdispersantes.

5.7.7. 'osibles contaminantes en los aceites lubricantes usados

5os principales contaminantes de los aceites lubricantes pueden sersólidos o l!%uidos y provienen del aire circundarte a la m$%uina o de lamisma m$%uina en la cual opera el lubricante.

5os contaminantes provenientes del aire corresponden principalmente apolvo y humedad, estos in"resan al lubricante por medio de respiraderos, sellosy empa%uetaduras defectuosas y en "eneral por el contacto del lubricantecon el medio circundante.

5os contaminantes ori"inados por la operación de la m$%uina sonprincipalmente part!culas de carbon provenientes en el caso de los motoresde combustión interna de la mala combustión del combustible o aditivos deeste y part!culas met$licas provenientes del des"aste normal o anormal depieas met$licas.

5.7.5. OidaciónEs un proceso %u!mico %ue se empiea a "enerar con el a"otamiento de lareserva alcalina proveniente de los aditivos antioxidantes ó de losdeter"entes dispersantes. El proceso de oxidación es irreversible y

conlleva finalmente a la formación de $cido sulfrico <:-#[email protected] factores %ue inciden en el proceso de oxidación del aceite lubricante son8



6 2ufre, es un componente del proceso de oxidaciónL proviene del aceitebase cuando este es de ori"en mineral y del combustible cuando ellubricante proviene de motores de combustión interna.

6 xi"eno, es un componente del proceso de oxidaciónL su presencia es

inevitable ya %ue este proviene del aire y este se ve incrementado cuando ele%uipo en el cual es utiliado el aceite lubricante est$ en operación.

6 (emperatura de operación del lubricante, acta como cataliador delproceso de oxidaciónL este influye mayormente en la medida %ue latemperatura de operación esta por encima de los ?0G1. #e tiene %ue porcada '0G1 de incremento en la temperatura de operación por sobre los?0G1, la raón de oxidación se duplica.

6 7ióxido de aufre, es el resultado de la oxidación parcial del aceite lubricante

y se ori"ina con el a"otamiento de la reserva alcalina del aceitelubricante.

6 2"ua, es un componente del proceso de oxidación.

6 Part!culas de cobre y hierro, estas actan como cataliadoras del procesode oxidación.

5.7.@. Emulsiones

5as emulsiones son una mecla intima de aceite y a"ua, "eneralmente deuna apariencia lechosa o nebulosa. 5as emulsiones pueden ser de dos tipos8aceite en a"ua <donde el a"ua es la fase continua@ y a"ua en aceite <dondeel a"ua es la fase discontinua@. Este ltimo caso corresponde a las emulsionesen los aceites usados.

5.5. Normati*a sobre la disposición y mane,o de aceites usados

5os aceites usados son considerados residuos peli"rosos por parte del#ervicio Facional de #alud de acuerdo al decreto supremo FG'I= de '

de Nunio de -00I CKe"lamento sanitario sobre manejo de residuospeli"rosD, 2rticulo '=, listado , tem .=.

7e acuerdo al re"lamento se considera el reciclaje del aceite usado unaalternativa de disposición final.

5.5.7. Almacenamiento

7ado a %ue son sustancias consideradas peli"rosas por su inflamabilidady por contener sustancias toxicas, deben ser almacenados de acuerdo a

lo indicado en el Ke"lamento, deben ser recolectados y almacenados encontenedores resistentes y debidamente rotulados.



5.5.5. Recicla,e

Existen varias empresas autoriadas por el #ervicio Facional de #alud%ue reciclan aceite usado <2nexo I@. 5as fuentes "eneradoras debenentre"ar el aceite usado a estas empresas para ser reciclado de acuerdoal procedimiento establecido por la autoridad competente.

5a implementación de un manejo adecuado de los aceites usados porparte de las fuentes emisoras, debe incorporar el reciclaje completo delos aceites usados, con un sistema pro"ramado de retiro de loscontenedores, los cuales deben estar debidamente rotulados.

5.5.@. a disposición de los aceites usados se:Kn ISO 78667

5a serie de normas # 'I000, no hace referencia al respecto, ya %ue no es sunaturalea. Pero los aceites usados est$n sujetos a normativas %ue ri"en paratodas las fuentes de emisión, por lo tanto a%uellas empresas %ue est$ncertificadas por # 'I00', deben contemplar la disposición final de susresiduos, en su modelo de "estión ambiental.

5.@. !estino y reutiliación de los aceites usados

#i bien el #ervicio Facional de #alud es claro respecto a la disposición delos aceites usados, en la practica la normativa no es cumplida por parte detodas las fuentes de emisión, y los aceites usados toman como destinovertederos, alcantarillados o son reutiliados sin un debido tratamiento trayendoconsi"o todas estas alternativas un alto costo en términos medioambientales.

[email protected]. &so como combustible en calderas

El poder calor!fico de los aceites usados es similar a los combustibles&uel il ? y para calderas tradicionales, y para utiliarlo no es

necesario efectuar modificaciones relevantes en los %uemadores de estas.

[email protected]. Adulteración

Esta pr$ctica es desarrollada principalmente por comerciantes minoristas dereventa y recolección %ue solo someten al aceite usado a un filtradorudimentario, para posteriormente meclarlo con aceites lubricantesbaratos y comercialiarlo en envases de al"una marca conocida. 5osprincipales consumidores de estos aceites son los veh!culos de lalocomoción colectiva y taxis.



5.@.@. "ratamiento de caminos Lmatapol*oM

1omnmente se utilia aceite usado en el tratamiento de caminos para

evitar %ue se levante excesivo polvo, esta pr$ctica es muy frecuente en$reas +ineras, a"r!colas y forestales. Henerando un "rave daño ambiental enla tierra y las napas subterr$neas.

[email protected]. Otros

Qolmenes si"nificativos de aceites usados son empleadosinapropiadamente en la impre"nación de postes y estacas usadas en lospredios a"r!colas y forestales, en la lubricación de cadenillas de motosierras,en la %uema para prote"er los predios frutales de las heladas, como

desmoldador de concreto en la construcción, etc.

12P(45

'lanos de taller Lubicación del área de traba,o



@. Recicla,e del aceite usado

El reciclaje del aceite usado es una opción a la disposición del aceite no solopor %ue la normativa as! lo estipula y por el compromiso %ue se debe tener por

la protección del medio ambiente, si no también por un motivo económico, enla actualidad el petróleo y sus derivados han alcanado un alto precio yel aceite reciclado es una opción para la lubricación de variadas aplicaciones.

El reciclaje del aceite usado esta basado en el hecho de %ue el aceitebase es pr$cticamente indestructible. este cuando esta usado seencuentra solo contaminado. Por lo tanto el proceso de reciclaje b$sicamenteconsiste en la extracción de dichos contaminantes. 7iversos métodos sehan desarrollado para la recuperación, estos métodos se pueden dividir en dosamplios "rupos.

B Keacondicionamiento.B KeBrefinación.

@.7. #Ptodos de reacondicionamiento

5os métodos de reacondicionamiento del aceite usado, consisten en laextracción impureas, part!culas en suspensión y a"ua desde el aceite.Estos métodos son tiles en aceites no oxidados y son ampliamenteutiliados en instalaciones y e%uipos %ue cuentan con un sistema delubricación centraliado, donde el aceite es reacondicionado para alar"arle lavida til a este.

@.7.7. =iltración

5a filtración se define como la separación de sólidos de un li%uido y seefecta haciendo pasar el li%uido a través de un medio poroso. 5ossólidos %uedan detenidos en la superficie del medio filtrante.

5a finalidad del filtrado en la industria es la separación del l!%uido de lossólidos suspendidos en él.

5a elección del medio filtrante es la consideración m$s importante para

ase"urar el funcionamiento eficiente o el buen rendimiento del filtro.Paradójicamente en la mayor!a de los casos el medio filtrante no acta



como tal, sino %ue simplemente acta como soporte de la torta desólidos %ue se deposita y sobre la cual tiene lu"ar el proceso de separación.

El medio filtrante debiera seleccionarse en primer termino por sucapacidad para retener los sólidos sin obstrucción y derrame de

part!culas al iniciarse el proceso de filtración, no obstante deber$n adem$sconsiderarse las si"uientes cualidades.

&i"ura FG - &iltro de aceite

B 1apacidad para %ue los sólidos se traben en sus poros dentro de untiempo raonable después de comenar la alimentación.

B resistencia m!nima a la circulación del filtrado.

B mpedimento para %ue las part!culas densas penetren en sus poros, lo%ue aumentar!a mucho la resistencia a la circulación.

B resistencia al ata%ue %u!mico

B #uperficie lisa para la f$cil descar"a de la torta.

El proceso de filtración se ve afectado de manera positiva con elincremento de la temperatura. 2l aumentar la temperatura disminuye laviscosidad del li%uido a filtrar, lo cual facilita considerablemente lacirculación del fluido a través del medio filtrante lo cual se traduce en mayorcapacidad del filtro y menor "asto ener"ético. 5a econom!a resultante decalentar un material dado para filtrarlo puede determinarse realiando al"unosensayos previos.

@.7.5. Separación ma:nPtica



Este proceso es utiliado para la extracción de part!culas met$licas desdeel aceite usado. #on diversos los extractores ma"néticos o filtrosma"néticos desarrollados, pero son dos los mas utiliados para esta aplicación.

El primero es un cilindro con una rejilla, por donde pasa el aceite demanera continua, la rejilla esta ma"netiada por dos imanes permanentes, estefiltro ma"nético debe limpiarse con cierta frecuencia para extraer laspart!culas met$licas, ya %ue no es auto limpiante.

El se"undo tipo de filtro ma"nético es de construcción similar,pero el cilindro es rotatorio, y debido a la fuera centr!fu"a el filtro se autolimpia, por lo tanto el proceso de purificación del aceite no es necesario serdetenido.

&i"ura FG 3 Elemento separador ma"nético

@.7.@. !esQidratación en *ació

5a deshidratación en vació es un proceso donde el a"ua y otrasimpureas tales como "asolina, solventes, "ases ocluidos <"asesdisueltos@, son removidos por destilación bajo vació. El a"ua y el aceite soninmiscibles, lo cual facilita su extracción desde el aceite a través de otrosmétodos, pero cuando a"ua se presenta como una emulsión la extracciónde esta no es posible, siendo la evaporación del a"ua una alternativapara la extracción de esta y romper las emulsiones, pero la temperaturade saturación a presión atmosférica de"rada el aceite, por lo tanto laevaporación debe darse a una presión tal %ue la temperatura no afecte alaceite.

@.7.8. Separación centr9;u:a



En la separación centr!fu"a, el aceite usado es sometido a la acción de lafuera centr!fu"a acelerando el proceso de precipitación de los sólidos al"enerar aceleraciones considerablemente mayores %ue la aceleración de"ravedad.

5as centr!fu"as son ampliamente utiliadas en la industria y existenvariados tipos de estas, dependiendo de la aplicación.

Para el reBacondicionamiento de aceite usado, por lo "eneral lascentr!fu"as mas utiliadas son los separadores centr!fu"os de discos deestancos, autolimpiante <dis* stac* centrifu"es, self cleanin" bo)l@. Este tipo decentr!fu"as pueden procesar un "ran volumen de lubricante y en unré"imen continuo de operación.

En el proceso de separación centr!fu"a la temperatura, al i"ual %ue en lafiltración ayuda en el proceso ya %ue una viscosidad menor facilita laprecipitación de los sólidos, lo cual se traduce en un ahorro ener"ético.

&inalmente el proceso de reBacondicionamiento puede estar compuestopor uno de los procesos antes descritos o por la combinación de estos.

@.5. ReBre;inación1uando el aceite usado esta altamente contaminado y adem$s seencuentra oxidado, los procesos de reBacondicionamiento no son viables yla reBrefinación es una alternativa para la recuperación de estos aceites.El proceso de reBrefinación es un proceso dr$stico en el cual adem$s deremoverse los contaminantes se remueven productos solubles, $cidos,asfaltos,

"ases, etc. El proceso de reBrefinación es similar al proceso de refinación alcual es sometido el crudo para la obtención de los aceites bases, y elaceite reBrefinado es pr$cticamente i"ual al aceite base.

5os procesos de reBrefinación no son tan ampliamente usados, ya %ue

por lo "eneral con un proceso de reBacondicionamiento es suficiente. 5areB refinación involucra altos costos de inversión y un costo operativoalto, por lo cual es solo viable para el reciclaje de "randes volmenes deaceite usado.

5os métodos utiliados para la reBrefinación de aceites usado sonB (ratamiento %u!mico.B Extracción por solvente.B (ratamiento absorbente.B 7estilación o fracciónación.

B :idroBtratamiento



@.5.7. 'roceso con*encional ácido 3 arcilla

El aceite usado se somete a un tratamiento con $cido sulfricoconcentrado, el cual reacciona con pol!meros, asfaltos, aditivosde"radados y otras sustancias propias de la de"radación del aceite,

form$ndose un lodo el cual es filtrado o decantado. El aceite esneutraliado con arcilla activada a elevada temperatura. 5a arcilla adem$sblan%uea el aceite y absorbe ciertas impureas %ue no son removidas con eltratamiento $cido. &inalmente el aceite es filtrado para extraerle los sólidosy la arcilla. #i los aceites usados %ue se procesan son de distintaviscosidad, es necesario un proceso de destilación o fracciónación, en elcual el aceite se separa se"n su viscosidad.

@.5.5. 'roceso de destilación e Qidrotratamiento

En este proceso el aceite usado es destilado en columnas de alto vació, en laparte de abajo de la columna %uedan las impureas, las cuales lue"o sonextra!das desde la columna. El aceite se mecla con hidró"eno y se calienta enun horno y se pasa por un cataliador en el reactor. 5ue"o el aceite esfraccionado para obtener distintas bases de lubricante.

8. 'roceso de recicla,e

El proceso de reciclaje puede ser una combinación de las alternativasplanteadas en el punto 3, la selección y el diseño ser$ en función de

las si"uientes consideraciones8

B Qolumen a procesar B 1aracter!sticas del aceite resultante

8.7. Selección del proceso

Volumen a procesar(

7e acuerdo a los objetivos del proyecto el volumen a procesar es de 300

litros9hora con un m$ximo de '/ de a"ua



Caracter9sticas del aceite ue se uiere obtener(

#e %uiere obtener aceite para lubricación de cadenas de transmisión ytransporte y en "eneral para cual%uier aplicación %ue re%uiera de un aceite %uecumpla con los re%uerimientos de lubricación de cadenas de transmisión

y transporte

Para esta aplicación basta un aceite mono"rado #2E 30 con solvente el cualle permite penetrar en el mecanismo y crear una pel!cula de lubricante %ueproteje a los mecanismos internos de la cadena <cas%uillo, pasador@.

#e opta por un proceso de reacondicionamiento a través de evaporación envació del a"ua 3.'.- y decantación centrifu"a 3.'.I dado el volumenpe%ueño respecto a un proceso de KeBrefinación, el cual tiene unacapacidad de procesamiento muy por encima pero también un alto costo de

inversión.

Por otro lado el costo de operación se reduce al consumo de ener"!a de lose%uipos a diferencia de procesos de reacondicionamiento como la filtración%ue tiene un alto costo asociado a los elementos filtrantes.

8.5. !escripción del proceso

El reacondicionamiento de aceite es un proceso de extracción decontaminantes el cual se desarrolla en dos etapas o subprocesos

B 7eshidratación en vació8Proceso en el cual se evapora el a"ua desde el aceite a ?0G1 a una presiónconstante de '-3,3=0 mbar.

B 7ecantación centrifu"a8Proceso en el cual se extraen los sólidos en suspensión por centrifu"ación.

&i"ura FG I Proceso de reBacondicionamiento



8.5.7. Elementos ue componen el procesoB 7eshidratador en vació8Estan%ue en el cual el aceite es calentado por un calefactor a ?0G1 a '-3,3=0mbar. 5a presión de trabajo es "enerada por una bomba de vació y el controlde la presión es por medio de una v$lvula de respiro, la estan%ueidades ase"urada por una v$lvula en la alimentación y en la descar"a delestan%ue respectivamente.

B Estan%ue de acumulación8Estan%ue en el cual se acumula aceite desde el deshidratador a laalimentación de la centrifu"a dada la diferencia en velocidad de procesoentre el deshidratador y la centrifu"a.

B 1entrifu"a autodeslodante81entrifu"a %ue separa el aceite contaminado en dos fases se"n susdensidades, fase pesada <sólidos@ y liviana <aceite@.



&i"ura FG? E%uipo de reBacondicionamiento de aceite lubricante8.5.@. !esarrollo del proceso

'. B El proceso comiena con la alimentación de aceite al estan%ue de

proceso del deshidratador en vació cuando el aceite alcana el nivelm$ximo de 300 litros se enciende el calefactor el cual calienta el aceite a ?0G 1por una hora, evaporando el a"ua la cual es descar"ada por la bombade vació a la atmósfera, cumpliéndose la condición de (; ?0G1 y t; 'hora elcalefactor se apa"a y se acciona la bomba de descar"a vaciando elaceite desde el deshidratador hacia el estan%ue de acumulación, cuandose termina de vaciar el deshidratador la bomba %ueda fuera de servicio yse reinicia el ciclo.

-. B 5a centrifu"a se alimenta del estan%ue de acumulación a través deuna bomba de alimentación %ue esta incorporada al e%uipo.



&i"ura FG 7ia"rama del proceso

7ado %ue el proceso de deshidratación y centrifu"ado est$n desfasado enuna hora, en un turno de = horas ocurren ciclos.

8.5.8. Control del proceso

El proceso es controlado por un P.5.1. el cual tiene la ventaja de ser pro"ramable por lo %ue se pueden variar los par$metros del proceso se"nlos re%uerimientos espec!ficos del lubricante a procesar.



&i"ura FG 7ia"rama de flujo control de proceso

H. Selección y dimensionamiento de componentes

H.7. !esQidratador en *ació

E%uipo en el cual se extrae el a"ua del aceite por evaporación, elproceso se desarrolla a una presión de vació constante de '-3,3=0 mbar a ?0G1, con capacidad para procesar 300 lt9hr con un m$ximo decontenido de a"ua de '/. El deshidratador esta compuesto por los si"uientescomponentes <fi"ura FG?@8

B Estan%ue de procesoB Romba de alimentación



B Romba de extracciónB Romba de vacióB Q$lvula re"uladora de vació o de respiroB Q$lvula de alimentaciónB 1alefactor

B #ensor de nivel m$ximo y m!nimoB (ransmisor de temperaturaB P51

H.7.7. Selección y dimensionamiento de componentes

H.7.5. Estanue de proceso

Estan%ue cil!ndrico con extremos cóncavos de montaje vertical concapacidad de 0,? m3 y fabricado para central de vació se"n norma 2#+E RPQ1 #E1(F Q 7Q E7. -000'

1aracter!sticas principales8

B 1apacidad 0,?m3B Peso '-,' M"B +aterial +anto 2cero 2BI'I HK.HB +aterial 1abeal 2cero 2BI'I HK.HB Espesor m!nimo admisible manto 3,I mmB Espesor m!nimo admisible cabeal 3,0I mmB Eficiencia de unión manto lon"itudinal 0,=?B Eficiencia de unión manto circunferencial 0,=B (olerancia cabeales 2#+E 4HB='B +anto 2#+E 4HB=0B Presión de diseño '- bar 9 '? psi S ?0G1B Presión de trabajo '0,? bar 9 '?- psi S -?G1B Presión prueba hidr$ulica '?, bar 9 -- psi



&i"ura FG = Estan%ue de proceso

El calefactor eléctrico es de inmersión del tipo tuerca, ya %ue este tipo decalefactores esta especialmente diseñado para estan%ues, resiste presión,vació y es de f$cil montaje ya %ue cuenta con hilo de conexión al estan%ue. Elcalefactor se encuentra apernado a la pared del estan%ue.

&i"ura FG > 1alefactor de inmersión tipo tuerca



[email protected]. Calculo de la potencia del cale;actor

5a potencia necesaria para extraer el a"ua del aceite por evaporaciónser$ Tt

Tt ; T aceite A T a"ua <?.'@

7onde 8

T aceite8 Es el calor necesario para calentar el aceite de '?G1 a ?0G1.T a"ua8 Es el calor necesario para calentar el a"ua de '?G1 a ?0G1 yevaporarla.

1alor necesario para calentar el aceite T aceitePrimera ley de la termodin$mica8

T ; m < h-B h' @ <?.-@

en donde

h- J h' ; 1p < (- J (' @ <?.3@T ; m x 1p < (- J (' @ <?.I@

m 8 es la masa de aceite e%uivlente a 300 litros.

(' ; '?G1, temperatura del aceite en el inicio del proceso.(- ; ?0G1, temperatura al final del proceso.h' 8 es la entalp!a del aceite para ('h- 8 es la entalp!a del aceite para (-

1p ; 0,I=> Mcal9*"G1, 1alor especifico del aceite a presión constante a?0G1. +asa del aceite m 8

El volumen de aceite usado a reciclar por hora es de 300 litros 9 hora, de loscuales el volumen m$ximo de a"ua en este ser$ de 0,'/ del total, es decir delos 300 litros de aceite usado 3 litros son de a"ua, por lo tanto8

2ceite ; 2ceite usado J 2"ua 2ceite ; 300 5itros9hora J 3 5itros9hora ; -> 5itros9hora5a masa m, del aceite es la densidad de este por su volumen v,m ; x v <?.?@

en donde8

; =I M"9m3, densidad promedio de los aceites minerales a ?0G1

v ; -> 5itros ; 0,-> m3m ; 0,-> m3 x =I M"9m3 ; -?,0= M"



Kemplaando estos valores en la ecuación <?.I@T 2ceite ; -?,0= x 0,I=> x < ?0 B'?@ ; I3>',=I Mcal.1alor para calentar y evaporar el a"ua a ?0G1 a %ue el a"ua se desea extraer del aceite a una temperatura no mayor a ?0G1, el proceso de evaporación debeser a la presión de saturación del a"ua para dicha temperatura la cual

corresponde a 0,'-- atm. Presión %ue se mantendr$ constante dentro delestan%ue de proceso.

&i"ura FG '0 7ia"rama (emperatura 9 Qolumen especifico

El calor necesario para evaporar el a"ua a presión constante de 0,'--atm es el %ue se muestra en la &i"ura FG '0

7e la primera ley de la termodin$mica ecuación <?.-@

7onde

m 8 masa del a"ua es de 3 M"h' 8 entalp!a del a"ua subenfriada a los '?G1 y 0,'-- atmh- 8es la entalp!a del vapor saturado h" a los ?0G1 y 0,'-- atmh' ; '?,0-' Mcalh- ; '=,> McalT a"ua ; 3 x < '=,> J '?,0-'@ ; '='',=I Mcal. <?.-@7e la ecuación <?.'@Tt ; I3>',=I A '='',=I ; -03,>3 Mcal. <?.'@



5a potencia P de la resistencia eléctrica en M).P ; T 9 t <?.?@

7onde8

T 8es la ener"!a o calor Tt en Milo joulet 8 tiempo en se"undos.T ; -03,>3 Mcal. x I,'= Mj9Mcal ; -?>=,?> Mj.t ; ' hora x 300 se"9hora ; 300 se".P ; -?>=,?> 9 300 ; ,-'I M). <?.?@

Potencia re%uerida por el calefactor electrico para evaporar el a"ua delaceite.

H.7.8. $omba de *ació

5a bomba de vació es el elemento principal del deshidratador ya %ue es estee%uipo el %ue proporciona la presión para extraer el a"ua desde el aceite. 5aselección del tipo de bomba se realia en función de la aplicación y sudimensionamiento en función del vació a "enerar y el caudal de aspiración.

H.7.8.7. Selección del tipo de bomba

a %ue en el deshidratador la bomba de vació aspira principalmentevapor. 5a bomba tiene %ue ser de un tipo tal %ue este no le provo%ue

daño.Para este tipo de aplicación las bombas de anillo li%uido son las mas indicadasya %ue estas son auto lubricadas y el vapor no se mecla con el aceitede lubricación de la bomba ya %ue no tiene a diferencia de otro tipo debombas, adem$s se dispone de un amplio ran"o de vació y caudales.

H.7.8.5. !imensionamiento bomba

a definido el tipo de bomba hay %ue dimensionar esta, en función delvació o presión final y el caudal de aspiración.

B Qació

5a presión final Pf esta definida como la presión absoluta de operaciónesta es

Pf ; 0,'-- atm ; '-3,3=0 mbar

El vació Pv se define como la diferencia entre la presión atmosférica y lapresión final



Pv ; Pa B Pf <?.@

donde

Pa 8 presión atmosférica '0'3,300 mbar.

Pv ; '0'3,300 J '-3,3=0 ; ==>,>-0 mbar. <?.@

B 1audal de aspiración

El caudal T de aspiración es el vapor del a"ua %ue se evapora en eldeshidratador y %ue la bomba extrae del estan%ue en el tiempo t

T ; v 9 t <?.@

donde 8

t ; ' hora

v 8 volumen total de a"ua evaporada a extraer del estan%ue en una hora, elcual corresponde al volumen especifico del vapor saturado v" a ?0G1, por lamasa total de a"ua.

v ; v" x m <?.=@

donde

v" ; '-,0I? m3 9 M"m ; 3 M"v ; '-,0I? x 3 ; 3,'3? m3 <?.=@T ; 3,'3? m39h <?.@5a bomba de vació re%uiere extraer 3,'3? m39h los cuales e%uivalen alvolumen de vapor saturado a ?0G1 y '-3,3=0 mbar para una masa de a"uade 3 *".B Romba seleccionada Romba de vació anillo li%uido de a"ua, marca (ravainimodelo(K+R 3-B?0H:.

1audal +$ximo ?0m39hPresión ultima 33 mbarPotencia ',? M).



&i"ura FG '' Romba de vació (ravaini modelo(K+R 3-B?0H:

B Punto de funcionamientoEl punto de funcionamiento se obtiene de las curvas caracter!sticas de labomba <2nexo '@.

Presión ultima '-3,3=0 mbar.

1audal de aspiración 3 m39h a ->00 Kpm.Potencia ',- M).

H.7.H. Controlador ló:ico pro:ramable '..C.

7ispositivo di"ital con memoria pro"ramable para almacenar instruccionesde control autom$tico del proceso

Selección

5a selección del P.5.1. principalmente depende de las señales deentrada y salidas %ue el proceso re%uiere.

Señales de entrada @B Fivel m!nimoB Fivel m$ximoB (emperatura

Salidas Rele 8

B Q$lvula alimentaciónB Romba de alimentaciónB Romba de extracciónB 1alefactor

P.5.1. seleccionado+ini controlador 2&B'0+KB2#

1aracter!sticasB 7isplay frontal para pro"ramación directa sin consola externaB Kelés de salida independientes



B 2limentación =?B-0 Q21B entradas de señalB I #alidas relé

&i"ura FG '- +icro controlador ló"ico pro"ramable 2rray 2&B'0+KB2#

H.7.?. Sensor de ni*el m9nimo y máimo:ay variados tipos de sensores los cuales dependen principalmente deconsideraciones tales como presión de trabajo, temperatura, tipo de fluidoy montaje, pero adem$s esta el tipo de lectura %ue se re%uiere hacer. #ise <on J of@ es suficiente, pero si se re%uiere controlar la variación de nivel nosolo en sus puntos m!nimo y m$ximo adem$s de modificar los

par$metros del proceso, se re%uiere un transmisor de nivel el cual da unalectura continua del proceso.

Selección del transmisor de ni*el

#e opta por un transmisor y no un sensor discreto por la factibilidad deajustar los par$metros del proceso.

Entre los tipos de transmisores de nivel disponibles en el mercado %ue seadecuan a las condiciones del proceso est$n los si"uientes8

B (ransmisor de nivel ultrasónico <medición directa@B (ransmisor de nivel hidrost$tico <medición indirecta@

B (ransmisor de nivel de presión diferencial <medición indirecta@B (ransmisor de nivel por flotador proporcional <medición directa@ptando por un transmisor de nivel por flotador proporcional

1ontrolador de nivel proporcional U+B=00 marca HE+# Permite el monitoreocontinuo del nivel del estan%ue, valiéndose de una señal de IB-0 +amp. 5a

cual es proporcional al nivel a controlar.



#u funcionamiento se basa en las variaciones de voltaje %ue producenunos tap s)itch en el interior de un tubo de acero inox. Rajo la presencia de uncampo ma"nético %ue posee el flotador.

Caracter9sticas

B Kesistencia a la acción de productos corrosivosB 2limentación8 '0 a 30 Q11B #alida8 IB-0 +amp. <con convertidor@B 1onexión de montaje8 -DFP( acero inoxidableB (emperatura operación m$xima BI0 a''0G1B &lotador8 2cero inoxidable -D exterior <P9F I3?>0@B 5ar"o total8 '=? cm.B (ipo de montaje8 nterior verticalB Kan"o de +edición8 0 a '0cm.B Presión de operación m$xima 300 psiB Q$sta"o8 2cero inoxidable '9-D exterior B 1onexión sistema eléctrico8 '9-D FP(

&i"ura FG '3 (ransmisor de nivel y sensor de nivel

H.7.F. Vál*ula de alimentación

Q$lvula #olenoide de acero inoxidable, normal cerrada1onsideraciones para su selecciónB Presión diferencialB QiscosidadB &luido

SelecciónQ$lvula +arca 7anfoss EQ---R ?0?? 1on sello &M+ <para uso en aceite@



Caracter9sticasB nstalación se recomienda el sistema de solenoide vertical, aun%ue esoptativo.B Kan"o de presión8 0,3 B'0bar B Presión de ensayo m$x. 30 bar

B Qiscosidad +$x. ?0 c#t.B (emperatura ambiente +$x. =0G1B +ateriales8 cuerpo de v$lvula, tapón inducido 9 tubo, (ubo y Kesortes8acero inoxidable, juntas tóricas.

H.7.. "ransmisor de temperatura

#e opta por un transmisor de temperatura por la factibilidad de medir en unran"o continuo del proceso y ajustar sus par$metros.

Selección(ransmisor de temperatura P(B'00 '?0x'0mm marca Qeto.H.7.. Vál*ula re:uladora de *ació o de respiro

Para la re"ulación de vació se opta por una v$lvula interruptora de vació,la cual re"ula la admisión de presión atmosférica al interior del estan%uede vació, ajustable a la presión re%uerida.

SelecciónQalvula re"uladora de vació 1ash 2cme &K+BQ.H.7.76. $omba de alimentación y etracción

Para las bombas de alimentación y extracción se opta por - bombas depaletas, para trasvasije de aceite.

SelecciónRomba de paletas Pedrollo PM+B0.

H.5. Separación centr9;u:aEs en esta etapa en la cual se extraen los contaminantes sólidos desde elaceite usado.5a extracción de los contaminantes se realia en un separador centrifu"o, el principio por el cual se realia la extracción de los sólidos ensuspensión es la decantación o precipitación de los sólidos, los cuales a travésde la acción de la centr!fu"a ven incrementado su peso espec!fico en variasveces, lo"rando una decantación casi instant$nea de los sólidos y mediante la"eometr!a interna de la centr!fu"a se extraen los sólidos en una fase pesada yen una fase li"era el aceite purificado.



H.5.7. Separación centr9;u:a2 principios :enerales

Aceleración centr9;u:a

1uando una part!cula "ira en una trayectoria circular entorno a un eje, la

aceleración de esta se divide en dos componentes, la aceleración tan"encial, lacual es producto de la variación de velocidad an"ular y la aceleracióncentr!peta o normal la cual es "enerada por el cambio de dirección delmovimiento al ser circular la trayectoria.

de esta manera tenemos8

7onde8

at 8aceleración tan"encialan 8 aceleración normalα8 aceleración an"ular ω8 velocidad an"ular

5a ecuación <.'@ y <.-@ son la base para la separación centr!fu"a, ya %ue enuna centr!fu"a la velocidad de rotación de esta es constante, no tiene variaciónde velocidad an"ular es decir aceleración an"ular cero, por consi"uiente laaceleración del cuerpo %ue "ira en torno al eje de la centr!fu"a solo tendr$ unacomponente normal de aceleración en dirección al centro de rotación,aceleración centr!peta.

5a masa del cuerpo %ue "ira en torno al eje de rotación "enera una fueraproducto de la aceleración denominada fuera centr!peta, la reacción a estafuera %ue tiene misma ma"nitud pero sentido contrario es la fuera centr!fu"a.5a aceleración %ue "enera la fuera centr!fu"a se denomina H tiene direcciónnormal a la trayectoria y hacia fuera de esta, su ma"nitud es8

Para tener un par$metro de la aceleración %ue "enera una centrifu"a se lecompara su aceleración con la aceleración de "ravedad " <>.0= mt9se"-@, estonos da un numero a adimensional, H9", de esta forma se suele caracteriar alas centr!fu"as se"n esta comparación.

!ecantación Centr9;u:a

En un fluido los sólidos en suspensión decantan o sedimentan con una

velocidad de asentamiento Qs", producto de la diferencia de densidades y elefecto de la "ravedad, esto se ilustra se"n la ley de #to*e



B

7onde8

Qs" 8 velocidad de asentamientoρs8 densidad del sólidoρ8 densidad del fluido"8 aceleración de "ravedadd8 di$metro de la part!cula de sólido en suspensiónµ8 viscosidad del fluido

En una centr!fu"a la aceleración centr!fu"a es considerablemente mayor ala aceleración de "ravedad y por tanto esta ltima se desprecia. de estamanera la velocidad de sedimentación o asentamiento centr!fu"o es8

B

7onde8

QsH 8 velocidad de asentamiento centr!fu"oρs8 densidad del sólidoρ8 densidad del fluidoK 8 radio interior de la centr!fu"a

ω8 velocidad an"ular de la centrifu"ad8 di$metro de la part!cula de sólido en suspensiónµ8 viscosidad del fluido

'resión centr9;u:a '<.

5a evacuación de los sósólidos precipitados es producto de la presióncentr!fu"a la cual es an$lo"a a la presión hidrost$tica, la cual se desprecia ya%ue la aceleración centr!fu"a es considerablemente mayor a la de "ravedad.PH ; ω-x ρx K <.@

7onde 8

ρ8 densidad del fluidoK 8 radio interior de la centr!fu"aω8 velocidad an"ular de la centr!fu"a

Concentración de sólidos en suspensión.4no de las variables a considerar para el diseño o selección de una centr!fu"aes la concentración de los sólidos en el fluido.



5a velocidad de sedimentación QsH se ve afectada por la concentración desólidos en el aceite, para ello se utilia una relación emp!rica expresada en laecuación de Kichardson y Va*i8

Qs9Qs"; <'BWs@I. <.@

7onde 8

Qs 8 velocidad de asentamiento.Qs" 8 velocidad de asentamiento se"n ley de #to*es, bajo la acción de H.Xs 8 la fracción de sólidos en el fluido.

Separación centr9;u:a continua

:ay dos tipos predominantes de centr!fu"as continuas las centr!fu"as de discos

y las decantadoras. Estas se aplican en un amplio ran"o de aplicaciones desdecaudales menores a ' 59m hasta I00059m, para part!culas desde 0,'Ym a-?mm, concentraciones de sólido de 0.- / a 0/, desarrollando aceleraciones%ue alcanan los '?000 Hs. Para el reacondicionamiento deaceite lubricantelas centr!fu"as de discos son las mas utiliadas debido alamplio ran"o deoperación el cual permite procesar aceites con part!culas de0.' a ?0 Ym desarrollando aceleraciones desde I000 a '?000 Hs.

&i"ura FG 'I Heometr!a interna de un separador centr!fu"o de discos



&i"ura FG '? #eparador centr!fu"o de discos, Oestfalia #epareitor #7-

&i"ura FG ' #eparador 1entr!fu"o 2lfaB5aval 2lfapure V3



Selección de la centri;u:a

#e selecciono una centrifu"a especifica para la aplicación tomando enconsideración el an$lisis de lubricantes <2nexo -@ y el volumen a procesar.

1entrifu"a autodeslodante #7 - marca Oestfalia #eparation

1aracter!sticas principales

B 1apacidad m$xima de procesamiento de aceite I-0 litros9horaB Qelocidad de centrifu"ado '0000 rpm

?. E*aluación económica del proyecto

?.7. Antecedentes :enerales

El proyecto se evala a '0 años plao, considerando el emplaamiento delproyecto en un radio m$ximo de '00 Mm de distancia de las fuentes emisorasde aceite usado.7e acuerdo a C(abla de vida til bienes f!sicos del activo inmoviliadoD del#ervicio de mpuestos nternos, la vida til normal de e%uipos en "eneral es de'0 años y depreciación acelerada a ? años.#e considera un pro"rama de recolección pro"ramada en aliana con lasfuentes "eneradoras. 4na planta industrial del $rea forestal <1elulosas,

Paneles, 2serraderos, Papeleras@ en promedio "enera de 000 5itros9+es, locual representa un alto costo para las plantas <administrativo, almacenamiento,tratamiento, transporte, [email protected] la operación del proyecto se considera un vehiculo para la recolecciónpro"ramada desde las fuentes. un "alpón para el acopio y procesamiento ytres operadores.5os !ndices utiliados para evaluar la factibilidad económica del proyectoson el Q2F, la (K y el periodo de PayBRac* <recuperación del capital@. 2plicando una tasa de descuento de un '0/ y considerando un incrementoanual de un I,-/ en el costo ener"ético, dadas las proyecciones de

incremento del costo de ener"!a a '0 años

?.5. Estimación costos de in*ersión

Para la estimación de costos se considero los materiales seleccionadosen el capitulo anterior, cotiando los componentes principales de modo de tener una aproximación del costo total.



1uadro FGI Presupuesto de nversión

?.@. Estimación costos de Operación

En la estimación de los costos de operación del proyecto se consideraronsi"nificativos los si"uientes Ztems resumidos en 1uadro FG?

1uadro FG? 1ostos de operación

B 2rriendo sitio industrial con bode"a8 Evidentemente el costo del arriendo variase"n la ubicación por lo cual se considero un valor promedio de [??0.000.

B #ueldos8 #e consideraron 3 operadores con un sueldo bruto de [-00.000.

B Qehiculo8 #e considero como costo de referencia un 5easin" para un camiónde['0.-3I.000 a 3 meses a un '?/ de interés anual.

B Petróleo8 #e estimo sobre la base de un consumo de Mm95 a ?00 [95.

B 1osto ener"ético8 Estimado sobre la base del consumo de ener"!a proyectada

del e%uipo se"n 1uadro FG mas un '0/ a un costo de referencia de =0[9MO



1uadro FG 1osto ener"ético a =0 [9M).

?.8. Estimación de producción

#e proyecta producir a una tasa de 300 5itros por hora, e%uivalente a un

'00/ de la capacidad productiva del e%uipo. (rabajando = horas por d!a, ?d!as a la semana. 2dem$s se asume una merma del '0/ del volumen.

El precio con el %ue se proyectan los flujos de cajas es '?0[95 Qalor muypor debajo del precio de venta en el mercado minorista para aceites desimilares caracter!sticas, el cual bordea 3?0[95.

1uadro FG Producción estimada al año

?.H. =lu,os de ca,a del proyecto

&actores %ue inciden en la estimación de los flujos de cajas del proyecto8

B ncremento del P1 de -,/ anual, ncidiendo en los costos de operación y enel precio de venta del producto.B ncremento de I,-/ anual del costo de la ener"!a eléctrica y el petróleo.B mpuesto a la renta de primera cate"or!a '/.

B 7epreciación acelerada a ? años sin valor residual de la inversión, 7eacuerdo a (abla de Qida util Rienes fisicos #.B (asa descuento anual '0/.

5as variaciones en el beneficio anual bruto y en el costo de operación semuestran en los cuadros FG= y FG> y en el cuadro FG'0 &lujos de caja eindicadores de rentabilidad del proyecto



1uadro FG= 1ostos operacionales por periodo

1uadro FG> Reneficio anual bruto por periodo

1uadro FG'0 &lujos de caja e indicadores de rentabilidad del proyecto

F. Conclusiones

Podemos concluir %ue los objetivos planteados en el inicio de este trabajo sehan cumplido en su totalidad.

5os aceites lubricantes minerales provienen todos de una base comn y elproceso por el cual se obtienen es i"ual para todos los aceites derivados delpetróleo, la diferencia entre uno y otro esta dada por las caracter!sticasparticulares %ue entre"an los aditivos.

5os aceites lubricantes, usados malamente llamados Caceite %uemadoD, seencuentran de"radados en sus propiedades producto de la presencia de



contaminantes sólidos y l!%uidos provenientes principalmente del des"aste deelementos mec$nicos y el ambiente. 5a oxidación del lubricante es el nicoproceso %ue de"rada el aceite de manera irreversible.

El reciclaje de aceite ser$ un proceso tal %ue sea capas de extraer los

contaminantes sin de"radar el aceite, habiendo muchas alternativas deprocesos, los cuales se dividen en KeBacondicionamiento y KeBrefinación.+ientras el KeBacondicionamiento es un proceso b$sicamente de extracción decontaminantes o limpiea, la KeBrefinación es un proceso m$s dr$stico dondepr$cticamente el aceite se vuelve a refinar en un proceso similar al %ue essometido el petróleo crudo obteniendo un aceite i"ual al aceite base.

7ado los objetivos planteados se opta por un proceso de Keacondicionamientosobre la base del volumen %ue se re%uiere procesar y lascaracter!sticas del aceite %ue se re%uiere.

El proceso consiste en la extracción de contaminantes l!%uidos por termo vacióy extracción de contaminantes sólidos por decantación centrifu"a.

(écnicamente es factible la implementación del proyecto, cotiando la totalidadde los materiales en el mercado nacional con excepción de la centrifu"a, la cualse cotio en 2lemania a través de un representante nacional.

El costo total del proyecto se estima sobre la base de la cotiación de losmateriales principales, despreciando materiales menores tales como cañer!as,

cables, luces y otros.

El an$lisis de rentabilidad fue positivo "enerando flujos de caja superiores a[ 3.000.000, Qalor actual neto a '0 años de [-30.>3.=03, (asa interna deretorno de --I/ y una recuperación del capital de 0,? periodos e%uivalente a meses. 7e lo anterior se concluye %ue el proyecto no solo es económicamentefactible y rentable, adem$s es un excelente ne"ocio.



5656



ANEWO 5



5858

Operatin: principles and constructional ;eatures

- Product feed3 :eavy li%uid dischar"eI 1entripetal pump

? 7is* stac* 5i"ht li%uid dischar"e

#olids holdin" space= #eparatin" dis*> #lud"e dischar"e

'0 peratin" )ater dischar"e

(his separator is e%uipped )ith a selfBcleanin" bo)l for theseparation of li%uid mixtures. (he product flo)s throu"hthe product feed <-@ into the rotatin" bo)l and is separatedin the dis* stac* <?@. (he separated and purified heavy li%uidphase is conveyed at the periphery via the separatin" dis* <=@

to the centre and dischar"ed under pressure via the centripetalpump <I@. (he li"ht phase <@ flo)s out of the bo)lunder "ravity. (he separated solids collect in the slud"e space <@and are ejected automatically at full bo)l speed.



"ecQnical data

"ecQnical dataRo)l#peed '0,000 minB'(otal capacity '.0 l#olids holdin" space 0.? l(hreeBphase 21 motorKatin" '.' *OPo)er input 0.= *O#peed at ?0 : 3000 minB'#peed at 0 : 300 minB'7esi"n + Q'Enclosure P??1entripetal pumpPressure head, :d '.0 bar <li"ht li%uid phase@1onnectionsProduct feed 8 H '9- in:eavy phase dischar"e 8 H '9- in5i"ht phase dischar"e 8 7F -? <\ 33. mm@#olids dischar"e 8 7F ?0 <\ 0.3 mm@peratin" )ater feed 8 H 39I inperatin" )ater dischar"e 8 7F -0 <\ -'.3 mm@+ax. separatin" temperature '00 ]1



Tei:Qts and case dimensionsOei"ht#eparator, complete<#tandard version@ 0 *"<5i"ht)ei"ht desi"n@ ?0 *"

1ase dimensions <l x ) x h@ I0 x I0 x =I0 mm#hippin" volume 0.3? m3Capacities1oolant emulsion 8 300 l9hOash li%uid 8 -?0 l9h



$iblio:ra;9a

+anuales de senati

^'_ Nohn :. Perry , Cmanual del in"eniero %u!micoD, Paperbac*, '>.

^-_ Oallace OonB&on", Cndustrial centrifu"ation technolo"yD, +cHra)hill,Fe) or*, '>>=.

^3_ 1F2+2, CHu!a para el control y prevención de la contaminaciónindustrialD, #antia"o, '>>>.

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^_ Hon$le Hon$le 1arlos, C# >000 T# >000 # 'I0008 B normasinternacionales de administración de calidad, sistemas de calidad y sistemasambientalesD, '>>=.

^_ ffice of &ossil Ener"y, C4sed il KeBrefinin" #tudy to 2ddress Ener"ypolicy 2ct of -00? #ection '=3=D, 4.#. 7epartment of Ener"y, -00.

^=_ (echnical team of Everest (rasmission, C5ube il PurificationD, Everest(rasmission, -00?.

^>_ Erupean commission for Ke"eneration, CKecyclin" of 4sed ilsC,Erupean

commission for Ke"eneration, '>=0.

diseñar un sistema de reciclaje de aceites y lubricantes

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