{"id":133721,"date":"2018-10-26T09:43:31","date_gmt":"2018-10-26T08:43:31","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/?p=133721"},"modified":"2018-10-26T09:43:31","modified_gmt":"2018-10-26T08:43:31","slug":"procesos-de-oxidacion-avanzada-para-el-tratamiento-de-aguas-de-refino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/2018\/10\/26\/133721","title":{"rendered":"Procesos de Oxidaci\u00f3n Avanzada para el tratamiento de aguas de refino"},"content":{"rendered":"

Determinadas corrientes acuosas de las refiner\u00edas pueden presentar baja biodegradabilidad y\/o t\u00f3xicidad para los microorganismos presentes en los reactores biol\u00f3gicos, y por tanto es fundamental minimizar los impactos que dichas corrientes pueden causar en el funcionamiento normal del proceso biol\u00f3gico. Para ello, es necesario un tratamiento previo de dichas corrientes antes de mezclarlas y diluirlas para enviarlas a la Estaci\u00f3n de Tratamiento de Aguas Residuales de la refiner\u00eda. Los Procesos de Oxidaci\u00f3n Avanzada se presentan como una alternativa de tratamiento.<\/p>\n

Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental – URJC<\/em><\/p>\n

El proceso de refinado del crudo emplea caudales muy elevados de agua en las diferentes etapas de producci\u00f3n. Se estima que, por cada barril de petr\u00f3leo procesado, se necesitan entre 250 y 340 L de agua, por lo que cada litro de crudo refinado genera entre 0,6 y 1,4 L de agua residual (El-Naas y col., 2014). El tratamiento de las aguas residuales generadas en la refiner\u00eda sigue un esquema general de tratamiento consistente en una seria de tratamientos f\u00edsico-qu\u00edmicos para la separaci\u00f3n de aceites e hidrocarburos (que se recirculan a la planta), seguido de un tratamiento biol\u00f3gico y, dependiendo del destino final del agua tratada, unas etapas finales de afino para su regeneraci\u00f3n y reutilizaci\u00f3n (SIEMENS, 2009).<\/p>\n

En las refiner\u00edas existen determinadas corrientes acuosas que contienen compuestos con baja biodegradabilidad o que incluso resultan t\u00f3xicos para los microorganismos presentes en los reactores biol\u00f3gicos, y por tanto es fundamental minimizar los impactos que dichas corrientes pueden causar en el funcionamiento normal del proceso biol\u00f3gico. Para ello, es necesario un tratamiento previo de dichas corrientes en origen antes de mezclarlas y diluirlas con el resto de corrientes en el tratamiento centralizado de las aguas residuales de la planta. Dos corrientes son especialmente problem\u00e1ticas en este contexto: aquellas que provienen de unidades de extracci\u00f3n con disolventes, como las que se producen en las unidades de purificaci\u00f3n de bases lubricantes, y las corrientes causticas agotadas del endulzamiento de hidrocarburos.<\/p>\n

En el proceso de obtenci\u00f3n de bases lubricantes, el fenol y el furfural se utilizan habitualmente como agentes de extracci\u00f3n de hidrocarburos arom\u00e1ticos y naft\u00e9nicos, con el objeto de mejorar la viscosidad, color o resistencia a la oxidaci\u00f3n del producto. Aunque los disolventes se recuperan por destilaci\u00f3n y stripping<\/em>, se genera una corriente de aguas residuales con presencia no solo de furfural, sino de otros compuestos arom\u00e1ticos como benceno, tolueno 3,4-metilendioxietilamfetamina (MDEA) o butanona (MEK), compuestos utilizados en diferentes etapas de purificaci\u00f3n del producto (EPA, 2004). Dada la toxicidad biol\u00f3gica de estos compuestos, la aparici\u00f3n de los mismos en concentraciones elevadas en las corrientes de llegada al tratamiento biol\u00f3gico puede reducir o incluso eliminar la efectividad del mismo (Gholam y col., 2018). Existen diferentes alternativas para la eliminaci\u00f3n del furfural de estas corrientes: adsorci\u00f3n, procesos de oxidaci\u00f3n avanzada (POAs) o incluso tratamientos biol\u00f3gicos adaptados mediante el enriquecimiento selectivo de bacterias resistentes a peque\u00f1as concentraciones de furfural (Leili y col., 2014; Alsaqqar y col., 2015; Mustafa y Omran, 2015; Gholami y col., 2018). Sin embargo, estos m\u00e9todos tienen la desventaja de centrarse en un compuesto concreto, sin tener en cuenta otros componentes presentes en las corrientes de problem\u00e1tica similar (como por ejemplo la amina MDEA). Adem\u00e1s, en algunos casos solo supone una transferencia del contaminante de las aguas a un medio s\u00f3lido (como es el caso de la adsorci\u00f3n) o tratan de obtener mineralizaci\u00f3n completa de los contaminantes, con un consumo energ\u00e9tico y de reactivos, as\u00ed como una huella de carbono en forma de emisiones de CO2<\/sub>, muy elevado (caso de los AOPs).<\/p>\n

Las corrientes de c\u00e1usticos agotados provienen del lavado con sosa y el endulzamiento de hidrocarburos con la finalidad de eliminar o transformar compuestos de azufre en las unidades de producci\u00f3n de etileno, gases licuados del petr\u00f3leo (GLP), gasolina, di\u00e9sel keroseno o gas natural (IPIECA, 2010). Estas corrientes contienen una alta concentraci\u00f3n de DQO, sulfuros, compuestos arom\u00e1ticos (fenoles totales), aminas como la MDEA y un pH muy elevado, confiri\u00e9ndole una clasificaci\u00f3n como material peligroso y que hace dif\u00edcil su manipulaci\u00f3n y tratamiento (Sheu y Weng, 2001). La descarga directa al sistema centralizado de aguas residuales de la planta requerir\u00eda, para evitar problemas en el tratamiento biol\u00f3gico, de un grado de diluci\u00f3n inalcanzable, y por ese motivo se han evaluado diferentes alternativas de pretratamiento. La neutralizaci\u00f3n hasta pH alrededor de 4 permite la liberaci\u00f3n de H2<\/sub>S y la separaci\u00f3n de los fenoles, aunque tiene asociados elevados costes de operaci\u00f3n. La oxidaci\u00f3n h\u00fameda con aire (WAO) a alta temperatura y presi\u00f3n (50 bar y 280 \u00b0C) permite la reducci\u00f3n de sulfuro a sulfato s\u00f3dico y la oxidaci\u00f3n de compuestos org\u00e1nicos, existiendo procesos comerciales muy implantados para tal efecto (Seyedin y Hassanzadeganroudsari, 2018): proceso ZIMPRO<\/em>\u00ae, comercializado por SIEMENS<\/em>, su variante electro ZIMPRO<\/em>, que lo combina con la electro-oxidaci\u00f3n, o el proceso WAO combinado con radiaci\u00f3n ultravioleta propuesto por Enviolet GmbH<\/em>. En estos casos, las elevadas condiciones de temperatura y presi\u00f3n repercuten enormemente en los costes de operaci\u00f3n. La oxidaci\u00f3n qu\u00edmica con per\u00f3xido u ozono tambi\u00e9n ha sido estudiada ampliamente (Boczkaj y col., 2017) y comercializada en algunos casos, como el proceso Mericon III<\/em> (Merichem Company<\/em>), que combina etapas de neutralizaci\u00f3n, lavado y oxidaci\u00f3n final con per\u00f3xido de hidr\u00f3geno. Adem\u00e1s del coste derivado del uso intensivo de los agentes oxidantes, otros problemas como la liberaci\u00f3n de sulfuro y mercaptano al ir acidific\u00e1ndose el medio durante el tratamiento, ha motivado el estudio de otras alternativas de tratamiento, muchas basadas en AOPs. As\u00ed, se ha probado con \u00e9xito la reducci\u00f3n de DQO y sulfuro mediante electro-Fenton (Davarnejad y Bakhshandeh, 2017), AOPs basados en cavitaci\u00f3n hidrodin\u00e1mica (Boczkaj y col., 2018), y cada vez cobran m\u00e1s fuerza los tratamientos basado en la utilizaci\u00f3n de persulfato (PS) y peroximonosulfato (PSM), sistemas AOPs alternativos a los t\u00edpicos basados en la producci\u00f3n de radicales hidroxilo, que son activos en un amplio rango de pH, incluido pH b\u00e1sico, y pueden catalizarse de forma similar a los procesos Fenton y Fenton heterog\u00e9neos tradicionales con especies met\u00e1licas (Oh y Shin, 2013; Fernandes y col., 2018). Cabe destacar que estos AOPs se han mostrado eficaces en el tratamiento de contaminantes espec\u00edficos de esta corriente (y la corriente de furfural presentada previamente) como son las aminas en forma de MDEA (Harimurti y col., 2012; Li y col., 2016).<\/p>\n

Referencias<\/strong><\/p>\n