Caracterização por Fluorescencia de Raios X de óleos lubrificantes para o estudo de método de recuperação com butanol e argila.

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Inorgânica

Autores

da Silva Ferreira, N. (UFPI) ; Sales Loiola Rosa, M. (UFPI) ; Cardoso Figueiredo, F. (UFPI) ; Pereira Oliveira, T. (UFPI) ; dos Santos Junior, J.R. (UFPI)

Resumo

A recuperação do óleo base a partir do óleo lubrificante usado e contaminado (OLUC) foi realizada na proporção de 3:1de álcool butanol para óleo e 4 g de argila Tonsil. As amostras de óleo novo, OLUC e óleo recuperado foram analisadas por Fluorescência de Raios X (FRX) e indicou uma redução na quantidade de Fe que causa a oxidação do óleo e de outros elementos químicos que contaminam o óleo.

Palavras chaves

Recuperação do óleo base; Fluorescência de Raios X; Metais

Introdução

O óleo lubrificante de motores é um derivado de petróleo aplicado em automóveis e indústrias para reduzir o atrito e o desgaste entre as estruturas metálicas (FERREIRA, 2008). Geralmente, nos óleos lubrificantes ainda novos é possível detectar a presença de certos íons de elementos metálicos (como Cu, Cr, Fe, Ni, Zn, e V), que provém de catalisadores utilizados no craqueamento catalítico na etapa de refino do petróleo. Quando estes óleos lubrificantes são utilizados em motores de automóveis, outros metais podem ter origem e a concentração daqueles já existentes podem aumentar, devido ao desgaste das peças do próprio motor, ao tempo de uso e exposição a contaminantes. (CIDADE, 2016) Além disto, há produção de ácidos orgânicos, cetonas, compostos aromáticos polinucleares de viscosidade elevada (e potencialmente cancerígenos) que quando destinados à natureza, geram contaminação do subsolo, água e ar (KUCZENSKI et al, 2014; WAGNER, LUTHER E MANG, 2001). Para conter tais contaminações, Mohammed et al. 2013 têm utilizado o processo de rerrefinamento, isto é, a recuperação das propriedades iniciais do óleo base utilizando álcoois com até 4 átomos de carbono no processo de extração e materiais adsorventes naturais e/ou ativado no processo de clareamento do óleo. Então, o uso dos reagentes butanol e argila tonsil, facilmente encontradas no comércio é uma alternativa para o rerrefinamento do óleo base que pode ser confirmado pela técnica de caracterização por Fluorescência de Raios X (FRX), um método que determina por meio da espectroscopia de emissão atômica, de maneira qualitativa e quantitativa os elementos químicos (CIDADE, 2016). Logo, este trabalho tem como objetivo caracterizar as amostras de óleo lubrificante novo, usado e recuperado por FRX.

Material e métodos

Para a recuperação do óleo lubrificante, usou-se o butanol PA e argila comercial Tonsil de Fortaleza – Ceará. O óleo lubrificante novo é de base semissintética e de classificação viscosidade SAE 15W-40 (multiviscoso) adquiridos no comércio local e o óleo lubrificantes usados foi fornecido pela oficina monobloco – Teresina – Piauí, retirados de veículos específicos em motores gasolina. Foram recuperados óleos lubrificantes submetidos a uso por 25000 km, em motores veiculares. No processo de extração misturou-se aproximadamente 100 g do óleo lubrificante usado a 300 g de solvente (butanol) e o sistema foi agitado por 10 minutos para a obtenção de misturas adequadas. Em seguida, as misturas foram filtradas e o sedimento (aditivos, impurezas, partículas carbonáceas) não ácido foi separado da mistura do solvente e do óleo e calculado o rendimento em massa do óleo base. O solvente foi separado da mistura solvente/óleo pelo processo de destilação por um evaporador rotativo. No processo de adsorção adicionou-se ao óleo 4 g de argila que tem propriedade de adsorver os aditivos degradados do OLUC e o sistema foi agitado por 30 minutos para aumentar a adsorção. Em seguida, foi realizado a filtração e ao filtrado foi adicionado 5 mL de água de cal para corrigir o pH e o sistema foi colocado para decantar, onde foi separada a fase oleosa da fase aquosa. Na caracterização por Fluorescência de Raios X (FRX) das amostras foi realizada no Espectrômetro por Fluorescência de Raios X Epsolon 3 da Panalytical do instituto federal do Piauí e utilizou-se o método semiquantitativo em atmosfera a vácuo com gás hélio.

Resultado e discussão

A análise de FRX das amostras de óleo novo, óleo recuperado e óleo usado permitiu uma análise qualitativa e quantitativa dos elementos químicos que constituem cada amostra, apresentados na Figura 1. Figura 1: Representação da quantidade de elementos químicos presentes nas amostras de óleo novo, óleo usado e óleo recuperado. Observa-se na Figura 1 que os elementos detectados são apresentados com diferentes composições dependendo da amostra. Para o óleo novo os elementos K, Mg e Al não são detectados, já os elementos Si, P, S, Ca, Zn, Mo, Sn, Cr e Fe foram determinados no óleo novo. No óleo usado K, Mg e Al não estão presentes, Zn, Cr e Fe aumentaram e Si, P, S, Ca diminuíram. Na amostra de óleo recuperado os elementos Mo, Sn estão ausentes e a quantidade de Fe e Ca diminuiram, por outro lado, os elementos K, Mg e Al foram incluídos e a quantidade de silício aumentou devido ao tratamento com argila ácida contendo folhas e silicato tetraédrico (SiO4) e folha octaédrica de Al2 (OH)6 ou Mg2(OH)6(ALI; RIPIN e AHMAD, 2010)

Conclusões

Com base nos resultados, concluiu-se por meio da análise de Fluorescência de Raios X que o óleo base recuperado a partir do óleo lubrificante submetido a 25000 km de uso, em motores veiculares, reduziu a quantidade de Fe que facilmente sofre oxidação com o ar. Logo, o sistema butanol/argila tonsil apresentou viabilidade no processo de recuperação do óleo base.

Agradecimentos

UFPI, CAPES e CBQ

Referências

Ali, W. M. S., Ripin, A e Ahmad, A (2010). Adsorption of heavy metal from recovered base oil using zeolite. Journal of Applied Sciences,10, 2688-2692.
CIDADE, Mirla Janaina Augusta. DETERMINAÇÃO DE METAIS EM ÓLEO LUBRIFICANTE EMPREGANDO AS TÉCNICAS RING OVEN E MICRO FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X. 2016. 121 f. Tese (Doutorado) - Curso de Quimica, Instituto da Quimica, Unicamp, Campinas, 2016.
H. B. P. FERREIRA, Determinação de íons zinco em óleos lubrificantes por voltametria de redissolução anódica, Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais, 2008.
Kuczenski, B et al. (2014). Material flow analysis of lubricating oil use in California. Resources, Conservation and Recycling, 93, 59-66.
Wagner, H., Luther, R. e Mang, L. (2001). Lubricant base fluids based on renewable raw materials their catalytic manufacture and modification. Elsevier.429-442.