Manejo de residuos aceitosos en la industria petrolera (Residuos Y9) Diana Carolina Rueda Martín Ing. Química - UIS MSc. Ingeniería Química - UNICAMP Área de concentración: Tecnología Ambiental Octubre 2020 Temáticas Lluvia de ideas Normatividad Generalidades de los residuos aceitosos Selección de tecnologías para el tratamiento de residuos aceitosos Alternativas para tratamiento de residuos aceitosos Técnicas tradicionales Técnicas innovadoras Alternativas para disposición residuos aceitosos de Lluvia de ideas NORMATIVIDAD Generalidades de los residuos aceitosos CONVENIO DE BASILEA El Convenio de Basilea sobre el Control de los Movimientos Transfronterizos de Desechos Peligrosos y su Eliminación se adoptó el 22 de marzo de 1989 y entró en vigor el 5 de mayo de 1992. A finales de 1980, numerosos escándalos internacionales relacionados con el tráfico de residuos peligrosos propiciaron la realización de este tratado. El objetivo del Convenio de Basilea es proteger la salud humana y el ambiente de los efectos adversos de los desechos peligrosos y, toma en cuenta, las vulnerabilidades de los países en desarrollo. Las obligaciones del tratado incluyen: 1. Reducir y minimizar los residuos en la fuente; 2. Manejo de residuos dentro del país en el que se generan; 3. Reducir al mínimo el movimiento transfronterizo de residuos; 4. Una gestión ambiental racional para el manejo adecuado de residuos; 5. Controlar estrictamente el comercio de residuos a través del mecanismo de notificación y consentimiento conocido como “consentimiento previo informado o consentimiento fundamentado previo”. El tratado tiene actualmente 187 Miembros o Partes. Los residuos aceitosos con trazas de hidrocarburo, aparecen identificados en el Anexo I y lista A4 del Convenio de Basilea CORRIENTE DE RESIDUOS Y9 Corriente Y9 - Generación La corriente de residuos Y9, corresponde básicamente a lodos aceitosos, reportada en el Registro de generadores de residuos peligrosos ha representado junto con los demás residuos contaminados con hidrocarburos, más del 50 % de la generación total de RESPEL del país. Perforación:10,4%; Producción: 59,2%; Transporte por tubería: 29,1% Refinación:1,3%. Corriente Y9 - Manejo En lo que hace referencia al manejo, la principal operación que se utiliza en aproximadamente el 89% de estos residuos es el tratamiento Características físicas y contenido de fases Líquido bombeable: Líquido: 87,5% (Aceite: 62,5%+agua: 25,0%), y sólidos: 12,5% Pastoso y viscoso: Líquido: 75,0% (Aceite: 50,0%+ agua: 25,0%) y sólidos: 25,0% Desmenuzable, no viscoso: Líquido: 62,0% (Aceite: 43,5%+ agua: 18,5%) y sólidos: 38,0% Bastante sólido: Líquido: 87,5% (Aceite: 31,5 %+ agua: 12,5%) y sólidos: 66% Polvoriento: Líquido: 13,5% (Aceite: 6,75%+ agua: 6,75%) y sólidos: 87,5% Selección de la tecnología, para el tratamiento de residuos aceitosos Los residuos tratarse para: 1. 2. 3. 4. aceitosos deberán Neutralizar Reducir volumen Reducir peligrosidad Valorizar al recuperar energía y materiales 5. Cambiar características físicas, químicas o biológicas 6. Obtener o aumentar seguridad para transportar, almacenar, disponer y/o re-usar Alternativas para tratamiento de residuos aceitosos Criterios para saber la técnica a escoger 1. Concentración o contenido de las fases aceite, agua y sólidos 2. Concentración de sólidos y viscosidad del influente para que el residuo sea bombeable 3. Rango de tamaño y distribución de partícula procesable 4. Tamaño de la gota de aceite en la fase oleica 5. Diferencia de densidad entre la fase agua y la fase aceite (A mayor diferencia, mayor eficiencia de la separación de la fase aceite. Esta diferencia puede aumentarse por calentamiento y/o por uso de disolventes de la fase aceite) 6. Aceite libre y aceite emulsionado (este parámetro puede manejarse con calentamiento y/o por uso de emulsificantes); estabilidad de la emulsión 7. Aplicabilidad de uso de aditivos o químicos para flocular y/o de emulsificar 8. Estudio del comportamiento reológico del residuo con temperatura y adición de solvente agua y aceite incluir en la evaluación la adición de crudo existente en la instalación operativa y/o diésel Separación sólido-líquido Al tratar residuos aceitosos por separación sólido-líquido mediante sedimentación mecánica o centrifugación, deberá establecerse los objetivos, requerimientos, técnica y equipo, de la siguiente manera: Caso Objetivo Requerimientos Técnica Equipo •Minimizar aceite •Separar líquido-sólido, o separar dos Centrifuga Sólidos separados fases (agua-sólidos) »Para disponer en •Minimizar agua de dos fases land-fill o “decanter” •Minimizar agua •Separar líquido-sólido, o separar dos Centrifuga 2 Sólidos separados •Maximizar aceite fases (agua-sólidos) »Para tratar por de dos fases »Para minimizar incineración o “decanter” combustible al incinerar •Minimizar aceite •Separar líquido-líquido-sólido, o Centrifuga 3 Sólidos separados separar tres fases (aceite-agua- de tres fases »Para tratar por •Minimizar agua »Para minimizar sólidos) desorción térmica o “tricanter” combustible al desorber •Maximizar aceite •Separar líquido-líquido-sólido, o Centrifuga 4 Aceite separado »Para reutilizar al •Minimizar agua en separar tres fases (aceite-agua- de tres fases sólidos) mezclar con crudo aceite separado o “tricanter” y/o enviar a refinería »Para BSW ≤ 5% •Purificar aceite •Separar gotas de líquido de mayor Centrifuga 5 Aceite purificado densidad (agua), de líquido de menor de pila de »Para reutilizar al »Para BSW ≤ 1% densidad y en fase continua (aceite) discos auto mezclar con crudo •Separar sólidos al mismo tiempo y/o enviar a refinería limpiantes Fuente: Adaptado de Table 1. Examples for treatment targets and basic process requirements, p. 2, de HERTLE, A. Treat oily waste with decanter centrifuge plants. Hiller GmbH, Vilsbiburg, Germany. En: Hidrocarbon Processing, January 02, 2012 1 Secado En los lechos de secado, los residuos aceitosos sufren una deshidratación, donde son expuestos a temperaturas de 50 °C, durante un período de 24 horas, afectando de esta manera los hidrocarburos más volátiles debido a su bajo peso molecular y la eliminación de gases. Tratamiento térmico Este realiza tratamiento mediante térmico se oxidación química en exceso de oxígeno en hornos de alta tecnología y de gran capacidad. El proceso se realiza en condiciones específicas de temperatura (entre 850° C en cámara primaria de combustión y 1200°C en cámara secundaria), presión y suministro graduable de oxígeno que garanticen el control de la combustión de los residuos. INCINERACIÓN Coprocesamiento en hornos cementeros Es el ingreso de sustancias, productos, desechos o residuos a hornos de producción de clínker en plantas de cemento, las cuales manejan temperaturas de combustión entre 1100 y 2000 ºC. Las cenizas de dichos materiales deben ser dispuestas en forma segura y sin riesgos para la salud o el medio ambiente. Los lodos con contenidos apreciables de sólidos y contenidos hasta 25% de aceite pueden ser tratados por este método. Biorremediación Esta técnica utiliza organismos vivos (bacterias, hongos, algunas algas y plantas) para reducir o eliminar los contaminantes tóxicos; los lodos con contenidos apreciables de sólidos y contenidos bajos de aceite son tratados por este método. Desorción térmica Es el proceso de tratamiento de lodos aceitosos mediante la aplicación de calor indirecto, logrando la descomposición de la mezcla para obtener la separación y recuperación de las principales fracciones que lo conforma (hidrocarburo, agua y ceniza). Los lodos con contenidos apreciables de sólidos y contenidos hasta 25% de aceite pueden ser tratados por este método. Los costos de calentamiento restringen aplicación en varias refinerías. su Tratamiento de borras con microondas de alta frecuencia Esta técnica de aplicación de microondas, actualmente en estudio; consiste en la aplicación de ondas electromagnéticas que generen vibración de las moléculas polares, generando calor haciendo que puedan ser separados los fluidos líquidos de la materia sólida presente en el residuo aceitoso. El calentamiento sedimentación por microondas por gravedad y la son alternativas para desemulsificar y separar por capas aceite y agua. Incorporación en materiales cerámicos El uso de lodos aceitosos en la fabricación de materiales cerámicos constituye un procedimiento viable, ya que inmoviliza en las arcillas los metales contaminantes, a la vez que descompone los hidrocarburos debido a las elevadas temperaturas de cocción. Los lodos con contenidos elevados de sólidos y contenidos bajos de aceite son tratados por este método. Esta alternativa es viable y de relativo bajo costo; sin embargo, su aplicación se encuentra dependiente de otra industria, con los consecuentes costos de transporte y logística. Desarrollo de materiales impermeabilizantes y ligantes El uso de los lodos puede aumentar la resistencia de la carretera y reducir la formación de materiales particulados productos del desgaste. Este método proporciona una alternativa de bajo presupuesto y con beneficio para la imagen de las refinerías que las apliquen. Asimismo, su aplicación no requiere de otra industria y puede conllevar a la reducción en impuestos por inversión en infraestructura vial. Sin embargo, estos beneficios dependen de las características fisicoquímicas del lodo y de su clasificación ambiental. ALTERNATIVAS PARA DISPOSICIÓN DE RESIDUOS ACEITOSOS RETOS Asegurar que los lodos aceitosos, los demás residuos contaminados con hidrocarburos se clasifiquen y reporten adecuadamente en el Registro de generadores de RESPEL Reducir la generación de los residuos Y9 Desarrollar alternativas de aprovechamiento para los residuos de lodos aceitosos Garantizar que la gestión interna/externa de lodos aceitosos por medio de procesos de biorremediación se realice siguiendo estándares técnicos rigurosos Aumentar los índices de recolección y gestión de lodos aceitosos, promover alternativas de aprovechamiento para estos residuos que faciliten la circularidad del mismo (diferentes a la valorización energética) y garantizar su manejo adecuado durante todas las etapas de su ciclo de vida Motivar el desarrollo de infraestructura de servicios de manejo de estas corrientes de residuo en zonas apartadas del país. Plantilla 033, V. 5 – 04/04/2018
