BRPI0903354A2 - processo de re-refino de óleos minerais usados por uso de solvente seletivo com aproveitamento integral de produtos - Google Patents

Abstract

PROCESSO DE RE-REFINO DE óLEOS MINERAIS USADOS POR USO DE SOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS, especialmente de um processo de refinação de óleos minerais usados ou contaminados, por extração por solventes seletivos alifáticos, introduzindo um novo tipo de contactor/extrator, desenvolvido para aumentar a eficiência e seletividade de extração, evitando o uso de pré-tratamentos ou catalisadores de transferência de fase.

Description

"PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"

O presente relatório descritivo é referente a um pedido de Privilégio deInvenção para um "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOSPOR USO DE SOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DEPRODUTOS", especialmente de um processo de refinação de óleos mineraisusados ou contaminados, por extração por solventes seletivos alifáticos, introduzindoum novo tipo de contator/extrator, desenvolvido para aumentar a eficiência eseletividade de extração, evitando o uso de pré-tratamentos ou catalisadores detransferência de fase. Esse método consiste em um acondicionamento do óleo porfiltração, ajuste de pH para faixa alcalina, mistura e extração no mesmo passo,separação das fases solvente/óleo da fase insolúvel em decantadores, separação dosolvente do extrato, separação dos leves com vapor de água do extrato. O óleoresultante, após a separação de asfaltenos, água, aditivos, frações leves, etc., émais apto para q acabamento por processos correntes, como a destilação a vácuo,evaporação por regime de capa fina, termocraquemento, tratamento com mínimaporcentagem de ácido sulfúrico e/ou argila ativada, hidrogenação, etc. Esse métodoinclui uma técnica de acondicionamento dos produtos asfálticos, de modo que o usointegral do processo possibilita o aproveitamento integral de todos os derivados comisenção da água.

Campo da Invenção

Essa invenção é descrita para áreas de obtenção de corteslubrificantes básicos, em plantas de desasfaltamento a propano (PDA) de refinariasde petróleo, com objetivo de melhorar o contato entre produto de fundo de destilaçãoa vácuo e o solvente alifático.Também é descrita para a área do re-refino de óleos lubrificantesminerais usados, que nas originais formulações foram aditivados com diversosprodutos, que após utilização nos fins específicos, degradam e representam fatoresadversos para a meio ambiente quando dispostos inadequadamente ou usadoscomo combustíveis. Este produto residual, de indústrias e postos de serviço emgeral, são coletados e destinados a reciclagem ou processo denominado de re-refinoe, portanto, especificamente, esta invenção descreve um método para re-refino deóleos usados por uso de um sistema de extração com solventes seletivos alifáticos,caracterizado por diferentes etapas.

Os óleos derivados do petróleo assim obtidos são destinados àprodução de lubrificantes ou óleos industriais, e são chamados de óleos lubrificantesbásicos. Os óleos lubrificantes e outros de tipo industrial são produzidos partindo dosóleos lubrificantes básicos por diferentes formulações com aditivos e substânciasque tem a função de melhorar o desempenho dos produtos, segundo o destino parao qual foram elaborados.

Os óleos, uma vez usados por muito tempo de serviço, sãodescartados por apresentar perdas de suas características fundamentais devido àdegradação dos componentes, aditivos, presença de água ou solventes, e sãodenominados óleos usados.

No campo dessa invenção também existe a possibilidade de introduzirmelhoras nos processos de elaboração de bases lubrificantes como o BRIGHSTOCK e ÓLEOS CILINDRO, nas plantas de desasfaltamento a propano derefinarias de petróleo.

Antecedências da Invenção

Os procedimentos correntes de tratamento de óleos minerais usados,sistemas estes ainda em operação, não possuem tratamento prévio com solventesseletivos como ácido e argilas, destilação direta a altas temperaturas, destiladoresde película fina (thin fílm evaporaíoa), sistemas por termocraquemento, etc. Essesprocedimentos apresentam em geral variados problemas como geração de grandesvolumes de borras ácidas (sludge ácido) e tortas de filtro de difícil deposição. Alémdisso, apresentam também emissão de cheiros, formação de carvão no interior deequipamentos e tubulações, dificultando a operação das respectivas instalações,sendo que os produtos obtidos dificilmente atingem os padrões de qualidaderequeridos.

No sistema atual, esses problemas acontecem devido à presença deimpurezas do tipo asfáltico, entre outras substâncias, produtos da degradação dosóleos. Ficou comprovado que qualquer um dos métodos de tratamento mencionadosacima são sensivelmente melhorados, se antes forem separadas a maiorias dessassubstâncias indesejáveis, através de tratamento por solventes seletivos alifáticos.

Numerosos métodos e patentes são conhecidos no tratamento, onde apropriedade seletiva do propano líquido, ou solventes alifáticos de maior pesomolecular, dissolve frações leves, diesel e as bases lubrificantes, e rejeita água, osprodutos degradados do tipo asfáltico que arrastam a maioria dos aditivos, metais eoutras substâncias insolúveis. Como esta operação se realiza a temperaturasmoderadas, não ocasiona a decomposição térmica das moléculas de aditivos ehidrocarbonetos, o que confere boas propriedades típicas aos lubrificantes.

Esse sistema é usado tanto na obtenção dos óleos básicos emrefinarias de petróleo, como no tratamento de óleos usados derivados do petróleo.Esse processo, por operar a temperaturas próximas ao ambiente ou levementesuperiores, separa a grande maioria das substâncias degradadas ou insolúveis(asfaltenos), antes dos tratamentos a altas temperaturas. O solvente maiscomumente usado é o propano, como se menciona, entre outras, nas patentes US433639, e US 3919076 da Foster Wheeler Corp.,ou na patente BE 873451 da SnamProggetti Spa.

Além disso, para facilitar a decomposição dos aditivos, outros métodosusaram a ação de bases fortes e aquecimento antes de realizar destilação a vácuo,ou em regime de película fina, como se menciona nas patentes WO 9407798 daViscolube Italiana Spa, e WO 9471761 da SOTOLUB, Tunez.

Foram desenvolvidos diferentes sistemas para aumentar a eficiência daextração, melhorando o contato entre a fase solvente seletivo alifático, e a faseoleosa, para favorecer a passagem das substâncias solúveis para o solvente,tentando evitar excessiva formação de partículas finas (emulsões) de substânciasinsolúveis, que dificultam a posterior separação por decantação.

Assim, existem vários exemplos, como nas refinarias de petróleo, ondeos extratores das plantas de desasfaltamento são volumosos equipamentos comsistemas de platôs com válvulas invertidas, em que o solvente ingressa pela parteinferior e o óleo asfáltico pela parte superior, sendo que a extração se produz emcontracorrente, além de que, neste sistema de contato entre as fases, é necessáriauma considerável altura da torre e uma grande proporção de solvente/fundo de torrea vácuo, entre 8 a 1 até 15 a 1.

Esse sistema foi melhorado em outro tipo de torre extratora, dotada deum eixo central que tem aderidos vários platôs giratórios, e outros fixos aderidos àsparedes do cilindro vertical, sendo que as correntes de óleo asfáltico e o solvente semovimentam em contracorrente, seguindo um recorrido sinuoso e com um maiortempo de residência das fases. Porém, o sistema apresenta freqüentes problemasmecânicos, com paradas freqüentes do processo. Esse sistema, apesar de melhoraro contato entre o óleo ou fundo de torre de destilação a vácuo, também precisa degrande relação de propano/fundo de torre a vácuo.

Várias patentes foram publicadas para melhorar a eficiência daextração, por exemplo, e para referência a US 4265734, em que o óleo ou fundo devácuo de refinaria é injetado a pressão no propano líquido por pulsações, parafacilitar a dispersão em finas gotas. A US 2196989 descreve um sistema de agitaçãodo solvente/óleo por injeção de um gás inerte. Em outras referências, se usamsistemas de passagem da mistura do óleo/propano por tubo Venturi para adispersão das fases.

Em outras referências e patentes é utilizado a combinação de algunsdesses métodos com pré-tratamentos com álcalis fortes e catalisadores, geralmentesais de amônia quaternário, como promotor de precipitação de produtos existentesnos aditivos como é mencionado nas US 4388200, 4273663, 4253980, 4251380,3962104e5126397.

Também como referência, a PST US 116600 e US 6174431 (JanKrzykawski, Michael R.Williams) mencionam a utilização de pré-tratamento comsustâncias básicas e uso de um catalisador para favorecer a separação dassubstâncias indesejáveis, usando basicamente um sistema de mistura do óleo epropano por meio de uma válvula globo ou tipo "orbital valve", que melhora aeficiência da extração, mais não o suficiente para obter um extrato para um eficazacabamento posterior. Além disso, a prática demonstrou que o uso da válvula globoé de difícil regulação, já que ela deve ser periodicamente ajustada em sua abertura.Se essa válvula operar muito aberta, pode resultar em dispersão muito deficiente, ouseja, de baixa eficiência de extração, ou em caso de operar muito fechada, ocasionauma dispersão muito fina com formação de emulsão, e conseqüentes problemas dearraste de partículas insolúveis para a sessão de extração/decantação. Também éregistrada uma grande queda de pressão pela passagem através da válvula. Taisinconvenientes são aumentados freqüentemente, devido à variação dascaracterísticas dos óleos usados (variação da viscosidade, conteúdo de água, etc.),por se tratar de matérias-primas residuais de diferentes procedências ecaracterização, sem controle na coleta, devido a sua grande dispersão ediversificada origem do óleo utilizado.

Outra referência é a EP 1559768 da SENER GRUPO DE INGENiERIAS.A. da Espanha, que descreve um método de melhoramento da destilação apressão atmosférica e posteriormente a vácuo, prévia desasfaltação com solventesseletivos alifáticos. Para conseguir cortes bases de maior qualidade, nesse processose usa hidróxidos alcalinos e sustâncias redutoras injetados em diferentes pontos doprocesso. Nesse método, os produtos obtidos atingem melhores padrões dequalidade, comparado a outros sistemas de processo, porém ainda são registradosvários inconvenientes, como um alto custo por consumo de produtos químicos,inconvenientes operativos por uma excessiva elevação da viscosidade do asfaltoobtido no desasfaltamento e na destilação a vácuo, e também o fato do asfalto ou aborra residual obtida, sair com um conteúdo de cinzas, incluindo uma altaconcentração de álcalis livres, ou combinados com radicais orgânicos. O sistema delavagem com água a pressão e temperatura não resulta de aplicação prática, porquese produz uma emulsão de difícil separação, devido à presença de sustâncias dotipo de sabões (substâncias tensioativas).

Concluindo, todas as antecedências encontradas, mostram queexistem dois grupos de sistemas, classificados segundo os aditivos químicos usadoscomo coadjuvantes dos respectivos métodos de purificação.

Por um lado, nos sistemas mais antigos, são utilizados basicamente oácido sulfúrico e argilas, em maiores ou menores quantidades, para o processoprincipal, ou para o acabamento das bases, sendo que são obtidos, além doslubrificantes, uma apreciável quantidade de resíduo asfáltico com alto conteúdoácido (chamado de borra ácida), e torta de filtro, ambas substâncias de difícildeposição.

Por outro lado, existem vários processos em que em diferentes etapasdo sistema operativo utilizam-se quantidades apreciáveis de substâncias alcalinas,que ficam, em última instância, concentradas no resíduo asfáltico.

Portanto, ambos os grupos de processos classificados da maneiraacima descrita, mesmo com a utilização de métodos com solventes seletivos, geramresíduos asfálticos com alto conteúdo de ácidos ou de álcalis livres que impedem oudificultam a reutilização industrial.

Em nenhum dos processos utilizados nas técnicas atuais, se consegueum componente asfáltico, com propriedades para re-uso na indústria, representandoresíduos de difícil deposição.

Objetivos da Invenção

O objetivo da invenção é promover um sistema para melhorar aextração seletiva de óleos lubrificantes em sistemas líquido/líquido com solventesalifáticos, minimizando pré-tratamentos e evitando uso de catalisadores, pelaintrodução neste processo de um equipamento contator/extrator de desenhoespecial que em um só passo promove uma íntima mistura do óleo com o solventede extração, o qual por sua característica consegue aumentar em grau superlativo asuperfície de transferência de fase, sem produzir emulsificação, evitando assim ouso excessivo de dispendiosos produtos químicos.

A presente invenção diminui substancialmente a relação desolvente/óleo, devido à maior eficiência e seletividade da extração, com aconseqüente economia de energia para a evaporação do solvente na etapa deseparação logo da extração.

Além disso, qualquer tratamento de acabamento para qualidade deespecificação de óleos lubrificantes básicos, evitando odores típicos da indústria,deposição de carvão dentro das instalações, prolongando os ciclos de operarão ediminuindo conseqüentemente os custos de limpeza manutenção e perdas porperíodos freqüentes de inatividade da planta de processo.

Outro objetivo da presente invenção é a diluição do oxigênio noprocesso, por injeção de vapor super aquecido, nas etapas de destilaçãoatmosférica e de fracionamento a pressão reduzida, sendo que, com este artifício,minimizam-se as reações de oxidação e formação de substâncias coloridas einstáveis.

Outro objetivo da invenção é evitar a produção de borras ácidas,também chamadas de "sludge ácido" durante o processo de acabamento das baseslubrificantes, devido ao fato de que este método de purificação, por extração comsolventes seletivos, preferentemente propano líquido ou normal hexano, separaquase a totalidade se substâncias impurificantes, sendo necessário, após destilaçãofracionada, apenas um ajuste da cor dos óleos, por uso de argilas ativadas, ou levesaplicações de ácido sulfúrico.

No sistema proposto, é obtido um produto asfáltico que apresentacaracterísticas que permite seu uso como matéria-prima na elaboração de asfaltosindustriais, pelo processo aqui apresentado, onde uma pequena quantidade deresíduo asfáltico ácido (sludge) produzido no acabamento das bases lubrificantes émisturado com o produto de fundo da saída de extração com propano (refinadoalcalino), e o óleo pesado do fundo da torre fracionadora. Essa mistura é realizada eajustada de tal maneira, que o produto final não contenha nem álcalis livres nemácidos livres.

Por último, objetiva a obtenção de cortes lubrificantes básicos naqualidade de especificação, e, como conseqüência conjunta dos objetivos descritos,diminuem os custos de processamento, especialmente por introduzir sistemas maiseficazes, e o uso de menores quantidades de produtos químicos, e mais baratos,fornecendo um sistema para eliminar totalmente a produção de resíduos ácidos dedifícil utilização ou aplicação, que são transformados, em este caso, em matéria-prima para outras indústrias, conseguindo-se desta maneira o total aproveitamentode todas as substâncias contidas nos óleos usados com isenção da águaproveniente do óleo e do vapor condensado do processo.

Descritivo da invenção

O processo dessa invenção possibilita o re-refino de óleos mineraisusados obtendo cortes bases lubrificantes de boa qualidade, e um produto asfáltico(neutro) apto para uso na indústria de artigos para impermeabilização e asfaltosindustriais. Esse sistema apresenta também a vantagem da economia no uso deprodutos químicos, melhora do fator de serviço por menor deposição de incrustaçõesnos equipamentos, desaparecimento de cheiros, e resíduos típicos desta indústria,com a única exceção de uma pequena quantidade de água contida no óleo usado,somando uma mínima quantidade de condensado devido ao vapor super aquecido,necessário para o processo.

O sistema funciona pela combinação das seguintes etapas:1) Desasfaltação com solventes seletivos alifáticos, mediante umcontator/extrator, das características descritas na presente invenção.

2) Separação por destilação à pressão perto da atmosférica para eliminaçãode leves, em presença de vapor de água super aquecido.

3) Destilação a vácuo em torre fracionadora, com injeção de vapor superaquecido, à temperatura e vácuo moderado.

4) Acabamento dos cortes lubrificantes mais viscosos, pelo uso de pequenasquantidades de ácido sulfúrico e/ou argilas ativadas.

5) Mistura dos produtos de fundo da torre extratora (extrato), com o produtode fundo da torre de destilação a vácuo, e o asfalto ácido obtido no acabamento doslubrificantes produzidos, com ajuste para conseguir um produto neutro, ou seja, semácidos livres nem álcalis livres.

Assim, o processo que opera em forma contínua se inicia com aseparação das impurezas do óleo por sistema de extração por solventes seletivosalifáticos, previamente a um ajuste do pH por agregado de álcalis em soluçãoaquosa em quantidade suficiente, a temperatura moderada, em razão de facilitar asseguintes etapas e evitar a corrosão dos equipamentos.

A mistura de óleo e solvente é realizada em um dispositivocontator/extrator do tipo descrito, onde se consegue uma alta eficiência no contatoentre as substâncias em estado líquido, com grande aumento da superfície detransferência de fase, um tempo de residência maior no sistema de mistura, com altataxa de dissolução de hidrocarbonetos nobres dos óleos lubrificantes, e ao mesmotempo em que as gotículas insolúveis no solvente permanecem em suspensão, semchegar a formar emulsão.

Esse sistema tem demonstrado resultados eficazes, por evitar o uso deexcessivas quantidades de álcalis e uso de catalisadores de transferência de fase oude substâncias redutoras. Por outro lado permite operar com uma relaçãosolvente/óleo menor que nos processos anteriores de extração por solventesseletivos, com a conseqüente economia de energia na separação do solvente/óleo.

O produto que passa do contator/extrator para os decantadores ouseparadores de solvente/extrato é refinado, produzindo uma rápida separação dasfases, das respectivas partes superiores e inferiores dos equipamentos. A correntesuperior é dirigida para a sessão de separação do solvente do óleo. Na parte inferiorsaem duas correntes separadas, o asfalto e outras substâncias insolúveis nosolvente, chamado de extrato, e por outro a água separada por um ponto mínimoinferior do decantador.

Esse processo apresenta a particularidade que a água separada dofundo do decantador é injetada no processo na corrente do óleo já separado dosolvente que passa para a destilação a pressão atmosférica (etapa 2). Essas águas,uma vez evaporadas, deixam hidróxidos de metais e alcaliriidade residual, quepassam a formar parte do óleo, em forma finamente dividida, que continua noposterior processo de destilação. Dessa maneira, se consegue uma água mais limpapara tratamento (condensado), sendo que a alcalinidade remanescente contribuipara a proteção contra a corrosão dos equipamentos nas etapas seguintes.

O óleo, já livre de solvente, passa para o sistema de evaporação dotipo de torre com pratos semi-abertos (stripping), onde o produto re-circula váriasvezes do fundo para o trocador de calor ou forno tubular, retornando ao topo damesma, a uma temperatura de 200 a 250 graus Celsius, recebendo a injeção deágua do fundo dos decantadores mencionados na etapa 1, que se transformam emvapor. Simultaneamente, é injetado vapor super aquecido para favorecer aevaporação instantânea das frações leves, e diluir possível presença de oxigênioque pode interferir na qualidade do óleo final.

A destilação a vácuo (etapa 3), no sistema da invenção, é realizada emuma torre fracionadora à temperatura entre 320 a 350 graus Celsius, e uma pressãode 5 a 15 milibares no topo de torre, e 20 a 30 milibares na zona flash. A coluna defracionamento está dotada de várias sessões com recheios com os respectivosrefluxos para a regulação das características dos cortes bases lubrificantes extraídoslateralmente.

O aquecimento entre as etapas 2 e 3 se produz pela passagem emtrocadores de calor desenhados especialmente, para conseguir um mínimo dediferença de temperatura entre os fluidos de aquecimento, e o óleo circulante a serrefinado. Além disso, é injetado vapor super aquecido para aumentar a velocidadepara regime turbulento no interior dos tubos, e simultaneamente, uma grandeproporção de produto do fundo da torre fracionadora é re-circulado para favorecer atransferência de calor, de acordo com os princípios do estado da técnica.

No fundo da torre fracionadora é injetado vapor super aquecido, quepermite, por um lado, operar com a mínima temperatura da linha de transferênciapara evitar craqueamento, e, por outro lado, diluir possível presença de oxigênio queé a causa de formação de substâncias indesejável para a qualidade doslubrificantes.

Foi descoberto que o uso de vapor superaquecido injetados nos doispontos mencionados, combinado com uma melhor purificação na etapa de extraçãoà propano acima descrita, resulta em uma melhora observada na qualidade final dosprodutos.

A operação assim concebida, mediante a utilização do novo dispositivocontator/extrator, permite usar o mínimo de produtos químicos, que mesmoprecisando de um leve acabamento de algumas bases obtidas com ácido e argila,evitam processos de separação de álcalis excedentes por extração com água, epermite transformar a totalidade dos produtos obtidos em derivados com valorcomercial.

O presente processo deve ser considerado como funcional no conjuntodessas etapas de operação, sendo que, apesar de ainda serem aplicados algunsfundamentos convencionais, como uso de vapor nos sistemas de destilação, eacabamento das bases lubrificantes com pequenas quantidades de argilas ativadase/ou mínimas aplicações de ácido sulfúrico, não implica em um retrocesso, pelocontrario, se torna necessário por três razões fundamentais:

a) Os asfaltos com certa acidez obtidos no acabamento das baseslubrificantes, são usados para a neutralização dos álcalis livres, que apesar deserem aplicados neste processo em baixa proporção, se concentram nos asfaltos,da desasfaltação à propano e no fundo da destilação a vácuo. Portanto, no processoda presente invenção, realiza-se uma mistura controlada e ajustada, mediante aquantidade de cáustico injetado ao princípio do processo, para obter um plastificanteasfáltico genericamente neutro, e como conseqüência, uma diminuição de suaviscosidade. Foi comprovado que o produto assim obtido e usado na indústria demateriais para impermeabilização apresenta bom desempenho nas especificações ena durabilidade dos produtos elaborados.

b) O óleo usado, que é a matéria-prima para esses processos, pode conter nasua composição algumas pequenas quantidades de hidrocarbonetos não saturados,provenientes do uso ou da decomposição dos aditivos, ou formados no próprioprocesso de re-refino, por excelente que esse seja. Como a eliminação dessassubstâncias só é possível por hidrogenação (processo de alto investimento e custooperativo), no processo da invenção, é eliminado por tratamento com ácido sulfúricoque quimicamente favorece reações que eliminam as duplas ligações, obtendo maiorgrau na estabilidade e melhora na cor dos óleos básicos acabados.

c) Foi comprovado que a torta de filtro obtida nesse processo pode ser usadacomo carga mineral na formulação de massas para elaboração de mantas oumembranas asfalticas com excelentes resultados nos ensaios de plasticidade,comportamento a frio, e em ensaios de envelhecimento acelerado.

As vantagens obtidas e explicadas nesta descrição do processocompensam e justificam notoriamente a aplicação desses fundamentos, porconseguir notável melhoria na qualidade dos produtos, especialmente devido ao usodo contator/extrator, descrito na presente invenção, e uso de vapor super aquecido,conseguindo assim, menores custos de produção, obtenção de todos ossubprodutos com valor comercial, e um elevado fator de serviço da unidade.

Aos fines comparativos se apresentam dois exemplos, que apesar deter partido de óleos de diferentes origens, com diferentes composições em relaçãoàs porcentagem de óleos básicos da formulação original, apresentam similaresgraus de contaminação e degradação devida ao uso.

Os dois exemplos descritos a seguir, conseguem mostrar as principaisdiferenças entre um processo de acordo com o atual estado da técnica, e o processoda invenção, especialmente em termos de rendimentos de produtos de aplicaçãoindustrial, e na menor utilização de produtos químicos.

Os aspectos mencionados se relacionam diretamente aos resultadoseconômicos dos processos, devido ao reaproveitamento de praticamente todos osprodutos obtidos, minimizando as substâncias residuais.No exemplo 1, temos o processo do atual estado da técnica (verBalanço Mássico). O óleo usado tratado apresenta as seguintes características:

• Cor.................................................................................................obscuro

• Ponto de fulgor C.O.C.....................................................................165°C

· Conteúdo de água (ASTM D-95)......................................................4,5 %

• Viscosidade a IOO0C.......................................................................12,6 cst

• Metais...........................................................................................3500 ppm

1000 quilos deste óleo são extraídos por 2500 quilos de propanolíquido, por sistema de mistura com válvula globo e aditivação com cáusticos eaditivos (de acordo ao indicado na patente PCT 116600), posterior destilaçãoatmosférica e à vácuo, prévia aditivação com cáusticos (de acordo ao indicado napatente PCT ES 000354), se observam as quantidades de produtos obtidos, e osprodutos químicos usados.

Os cortes lubrificantes obtidos são de 710 quilos (71% em peso), mais30 quilos de destilados leves, totalizando 740 quilos (74%), apresentando, os óleosbásicos, as seguintes características:

<table>table see original document page 16</column></row><table>

O rendimento em fundos asfálticos é de 205 quilos (20,5% em peso)com alto conteúdo de substâncias alcalinas e alta viscosidade que impedem oudificultam notoriamente sua aplicação industrial. A esta, se soma 45 quilos de água,com um total de 250 quilos (25%).

No processo do estado da técnica a massa obtida para aplicação industrial e de 740quilos (74% em peso).16/19

No exemplo 2, temos o processo da invenção (ver Balanço Mássico). Oóleo usado apresenta as seguintes características:

<table>table see original document page 17</column></row><table>

1000 quilos deste óleo são extraídos com 2000 quilos de propanolíquido por sistema de mistura com contator/extrator com aditivação com cáusticosde acordo ao processo da invenção, obtendo-se um óleo desasfaltado das seguintescaracterísticas:

<formula>formula see original document page 17</formula>

Esse produto foi submetido à posterior destilação atmosférica e sobvácuo, de acordo com o procedimento da invenção, obtendo-se os produtosmostrados no Balanço Mássico.

O rendimento em óleos básicos resulta de 720 quilos (72% em peso),mais 15 quilos de destilados leves, totalizando 735 quilos (73,5%), apresentando osóleos básicos as seguintes características:

Óleo neutro leve Óleo neutro médio Óleo neutro pesado

<table>table see original document page 17</column></row><table>

O rendimento de fundos asfálticos é de 190 quilos (19% em peso), eapós uma mistura e neutralização homogênea, apresentam características neutrasou levemente alcalinas que permitem sua aplicação industrial como um plastificanteasfáltico.

No processo da invenção, a massa obtida de produtos aptos paraaplicação industrial é de 910 quilos (91% em peso).

Esse exemplo demonstra que, seguindo o procedimento da invenção,podem-se obter óleos básicos lubrificantes similares ao do primeiro refino, e aomesmo tempo, conseguir um integral aproveitamento das outras substânciascontidas nos óleos minerais usados, com isenção da água.

A seguir, a invenção será descrita com referência aos desenhosanexos, nos quais estão representadas a título ilustrativo e não limitativo:

Na figura 1, é mostrado um esquema do dispositivo chamado decontator/extrator, que está constituído pelas seguintes partes componentes:

1- Corpo cilíndrico

2- Eixo

3- Paleta vertical

4- Paleta inclinada superior a 60° a respeito da seguinte

5- Paleta inclinada inferior a 60 0 a respeito da seguinte

6- Tubo de entrada de produtos

7- Tubo de saída de produtos

Na figura 2, é apresentado um esquema simplificado do sistema defuncionamento da invenção:

No misturador (1), ingressam o óleo usado e a solução de hidróxidoalcalino, onde a uma temperatura moderada, inferior a ebulição da água, é reguladoo PH e incorporado o álcali necessário para o processo subseqüente. Ocontator/extrator (2) é alimentado pela corrente proveniente de 1, e corrente depropano líquido proveniente de 4, onde se realiza a extração das fases solúveis emsolvente, para logo se encaminhar para o sistema de decantação (3). Desseequipamento sai três correntes pela parte superior à mistura de extrato/solvente quepassa para o vaso de evaporação de solvente (4), com prévio aquecimento pelostrocadores de calor (11). Pelo fundo de 3, sai por um lado a água, que é injetada narecirculação do destilador atmosférico (5), e por outro ponto mais acima, o asfalto eprodutos insolúveis em propano, que são enviados para o misturador (10).

A corrente proveniente do setor de fundo de 4, construída por óleodesfaltado e desidratado, passa para o evaporador atmosférico (5), e nesse vaso atemperatura é elevada por circulação pelo trocador (12) para 200/220°C, produzindo,com ajuda do vapor super aquecido, a evaporação dos leves e água.

Outra parte do fluxo de fundo de 5, continua para o forno tubular (6),recebendo na entrada do mesmo, injeção de vapor super aquecido, e uma correntede re-circulação de fundo da torre (7), para aumentar a velocidade dentro dos tubos,e a temperatura para 320 a 350° Celsius.

Do forno tubular (6), a corrente parcialmente vaporizada, ingressa nazona de flash da torre de destilação (7), onde se elevam e fracionam os corteslubrificantes básicos. O produto no estado líquido desce pela torre e se encontracom uma injeção de vapor super aquecido, que passa por toda a coluna saindo pelotopo para o sistema de vácuo.

Esta torre (7) está concebida com recheios de baixa queda de carga, ecoletores com sistemas de refluxos que regulam as características dos óleosbásicos. Por extrações laterais, saem os óleos spindle leve, o neutro leve, neutromédio, e o neutro pesado.

Os óleos básicos spindle leve, neutro leve, neutro médio, são tratadosse necessário, com argilas ativadas no setor (8), e o neutro pesado com ácidosulfúrico e argila ativada no setor (9)

O fundo da torre que contém ainda óleos pesados passa para omisturador (10), onde se produz a mistura e neutralização dos componentesalcalinos e ácidos provenientes do fundo do decantador e do tratamento ácido doneutro pesado. O produto resultante chamado de plastificante asfáltico é enviadopara tanque de depósito dotado de sistema de aquecimento.

A torta de filtro é passada para silo e preparada para carga decaminhão.

A água do óleo, condensados, purga de caldeiras, purgas de sistemasde torres de resfriamento de água, são tratadas ou enviadas para gestor autorizado.

Pelas vantagens que oferece e ainda por revestir-se de característicasverdadeiramente inovadoras, a invenção preenche todos os requisitos deoriginalidade e novidade no gênero, reunindo assim condições necessárias paramerecer o Privilégio de Invenção.

Claims (16)

1.) "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"caracterizado pelos seguintes passos; a) ajuste de pH para a faixa alcalina, seguidopor tratamento em sistema contínuo com solventes alifáticos, usando em um novodispositivo chamado de contactor/extrator, do tipo cilíndrico horizontal, dotado de umeixo com múltiplas paletas localizado na parte inferior do cilindro que rodam amoderada velocidade, sendo que o óleo e o propano ingressam por um extremo e amistura sai pelo extremo oposto; os solventes podem ser indistintamente propano,butano, pentano ou hexano; b) separação das fases, em que as impurezasinsolúveis em forma de partículas não emulsificadas floculam, decantam e saempela parte inferior de um ou mais decantadores, e a fase extrato/solvente sai pelaparte superior por diferença de densidade; c) separação do solvente do extrato porevaporação contínua; d) separação das frações leves por evaporação contínua apressão levemente superior a atmosférica, e temperatura de 200 a 250 grausCelsius, em presença de vapor superaquecido; e) obtenção de óleos básicos pordestilação a vácuo em torre fracionadora em presença de vapor de águasuperaquecido, a pressão de 3 a 10 mm Hg absoluto, e temperaturas de 320 a 350graus Celsius; f) acabamento dos óleos spindle leve e neutro pesado com levetratamento com ácido e argila; g) Processo de acondicionamento dos produtosasfálticos, para ser convertidos em materiais de aplicação industrial.

2.) "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processo que relata que pormistura com o chamado dispositivo contactor/extrator, permite um íntimo contatoentre o óleo e o solvente que se repete em uma infinidade de vezes devido a que, namedida que a mistura vai avançando no sentido longitudinal, as múltiplas paletaselevam suavemente o óleo mais denso para a parte superior do cilindro contatando-o com o solvente, onde existem uma série de barras chatas aderidas ao corpocilíndrico que obrigam a corrente a descer e ser retomada pelas paletas.

3. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processo que permite aumentaro tempo de residência dentro do contactor/extrator, que opera em regime contínuo,dotado de um sistema para regular a velocidade de rotação do eixo e paletas, demodo de conseguir uma alta eficiência de extração, evitando emulsificação daspartículas insolúveis e indesejáveis do óleo, sem produzir um regime turbulento.

4. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de usar um aparatochamado de contactor/extrator, que tem a finalidade de desempenhar por si só, afunção de contatar com grande eficiência o solvente com o óleo, e assim extrair assustâncias solúveis do óleo, sem produzir emulsificação, particularizado por ser umcilindro horizontal em que o tempo de residência é superior a 0,25 minutos,preferencialmente 2 minutos; com uma relação de comprimento/diâmetro de 1 oumais vezes, preferencialmente 4,5 vezes; possui um eixo com três fileiras de paletascolocadas em um ângulo de 60 graus a primeira, respeito da segunda, e de 60 grausda terceira, e assim sucessivamente, uma ao lado da outra, ao longo de todo aespaço interior no sentido longitudinal, ou as paletas podem ser localizadas comespaços vazios de uma em uma, ou por grupos vazios e grupos de paletas; o eixo eas paletas estão localizados na parte inferior do diâmetro do cilindro, sendo que omovimento de rotação que é no mínimo suficiente para uma adequada extração, euma máxima em que não se chegue a produzir emulsificação; o espaço entre a parteinferior das paletas e o fundo do cilindro é o mínimo, de modo a produzir um efeitode arraste do produto do fundo para a parte superior, sendo a relação do diâmetrode giro das paletas, a respeito ao diâmetro do corpo do cilindro entre 0,3, é omáximo permitido sem que se produza contato com as partes fixas.

5. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo processo que relata que o tipode contator/extrator poder ser usado em refinaria de petróleo em que se elaborambases lubrificantes a partir do produto de fundo de torre de destilação a vácuo-P.D.A.- desasfaltado a propano - em que o contator/extrator pode atuar comoextrator, e o volumoso extrator pode operar como decantador e separador de fases.

6. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processo que relata que ocorrente óleo/extrato é aumentada para uma faixa de 40 a 65°C, de modo de baixara viscosidade e promover a insolubilidade dos asfaltenos e outras impurezas.

7. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processo que passa para osdecantadores, em que a temperatura mais elevada se promove a precipitação dosasfaltenos, que arrastam compostos organometálicos, aditivos, outros componentesdiferentes de hidrocarbonetos dos óleos minerais.

8. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo processo que relata que osprodutos de tipo asfálticos são separados pela parte inferior do decantador, e tratadopara eliminação de restos de solvente; a água que separa no ponto mínimo inferiordo decantador é recuperada e re-injetada no processo de refinação do óleo, ondeevapora e condensa nos sistemas de separação de leves do óleo antes dadestilação a vácuo.

9. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processo em que a separaçãoda extrato do solvente é realizada por aquecimento e evaporação a temperaturas de-110 a 150 graus Celsius e pressões de 12 a 17 bares, no caso de uso de propano.

10. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processo em que o extrato éaquecido por passagem por um trocador de calor ou forno tubular, para uma torre destripping, a 200 a 250 graus Celsius, preferentemente 220, dotado de injeção devapor super aquecido.

11. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processo que relata que o óleoassim obtido, é aquecido a temperaturas de 320 a 350 graus Celsius por meio deforno tubular dotado de recirculação e injeção de vapor de água super aquecido edestilado em torre fracionadora a vácuo de 3 a 10 mm Hg absoluto, onde sãoobtidos os óleos básicos spindle leve, neutro leve, neutro médio, neutro pesado eum produto de fundo de torre constituído por óleos pesados obscuros.

12.) "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com as reivindicações 9 e 10, caracterizado pelo processo que relata queo óleo assim obtido, pode também ser acabado com maior facilidade, por outrosprocessos correntes, como regime de capa fina, termocraquemento, hidrogenaçãocatalítica, etc., usando uma menor severidade, devido a uma maior pureza do óleodesasfaltado.

13.) "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por poder ser submetidosa processos de acabamento com menor consumo de argilas ativadas para aelaboração dos óleos básicos.

14.) "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com as reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo processo que relata queos óleos assim obtidos que não atingem as características de especificação e deviscosidade maior como o neutro pesado, poder ser objeto de processo deacabamento por menores quantidades de ácido sulfúrico entre 0,25 a 1%.

15.) "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com as reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo processo que relata queo "Sludge ácido" ou asfalto com acidez residual, e neutralizada e misturada com oasfalto alcalino obtido no processo de extração, refinado, e do fundo da torrefracionadora, em proporção regulada pelo álcali agregado no princípio do processo,de modo a obter um asfalto neutro.

16. "PROCESSO DE RE-REFINO DE ÓLEOS MINERAIS USADOS POR USO DESOLVENTE SELETIVO COM APROVEITAMENTO INTEGRAL DE PRODUTOS"de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo processo que, como resultadofinal, não produz resíduos ácidos nem produto com alto conteúdo de álcalis; oproduto obtido apresenta as características de um "componente asfáltico", aptocomo produto em indústrias de derivados asfálticos industriais.