Processos de rerrefino do óleo lubrificante usado e contaminado

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Processos de rerrefino do óleo lubrificante usado e contaminado
Lauriane Coelho Rocha*, Priscila Ferreira Sousa*, Fabio Alexsander Ferreira Gomes*
Resumo
Por meio dos processos industriais, o rerrefino realiza a remoção de contaminantes, produtos de degradação e aditivos dos óleos lubrificantes usados ou contaminados (OLUC), tendo as mesmas características de óleos básicos, que atende às especificações técnicas da Agência Nacional do Petróleo - ANP, conforme legislação específica. Este artigo de revisão literária objetiva em mostrar os tipos de processos de reciclagem do rerrefino dos óleos lubrificantes usados e contaminados e mostrar dentro dos processos as reações químicas que ocorrem, que pode ser através da transformação da matéria na qual ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. Essa técnica é usada na logística reversa e permite ao OLUC recuperar suas características originais, que é necessária para ser aditivado e voltar ao mercado, e retornar à cadeia produtiva por ilimitadas vezes, evitando a degradação ambiental decorrente do descarte indevido ou da sua utilização como combustível.
Palavras-chaves: Rerrefino; OLUC; processo.
Introdução 
Hoje umas das maiores preocupações no mundo estão relacionadas à sustentabilidade, a degradação do meio ambiente, os seus impactos e as maneiras para converter essa realidade.
A fim de atender as exigências dos órgãos ambientais e visando a preservação do meio ambiente, as empresas estão cada dia mais focadas em tratar os resíduos gerados por suas atividades, diminuindo assim os impactos causados pelas mesmas.
Ao contrário do que a população pensa, as grandes indústrias não são as principais responsáveis pela poluição hídrica, são vários os outros causadores da mesma, como postos de gasolina, mecânicas automotivas, retificas de motores, entre outras que podem ser grandes responsáveis pela contaminação dos corpos d’água se o efluente gerado não for submetido a um tratamento eficaz. 
Uma questão de grande relevância e o gerenciamento dos resíduos dos óleos lubrificantes usados e contaminados (OLUC) devido ao seu elevado potencial de degradação do meio ambiente quando descartado ou queimado indevidamente.
Devido às diversas características de risco sanitário e ambiental dos óleos lubrificantes usados e contaminados, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) regulamenta através da Resolução nº 362/2005, que a forma obrigatória de destinação do seu rejeito é por meio da logística reversa de rerrefino.
 Logística Reversa do OLUC
A logística reversa é definida pela Lei 12.305/10 como "instrumento de desenvolvimento econômico e social caracterizado por um conjunto de ações, procedimentos e meios destinados a viabilizar a coleta e a restituição dos resíduos sólidos ao setor empresarial, para reaproveitamento, em seu ciclo ou em outros ciclos produtivos, ou outra destinação final ambientalmente adequada”. (Brasil,2010)[1: www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=636]
Portanto, a logística reversa tem uma grande importância ambiental já que o OLUC, ao contrário de ser lançado no meio ambiente volta à para o rerrefino, evitando possíveis poluições. Outra importância da logística reversa é a reciclagem da matéria-prima usada, nesse caso ajuda na reintegração do resíduo no processo produtivo e no mercado comercial. Logo, conclui-se que a logística reversa possui uma importância ambiental, econômica e social.
Figura 1: Logística Reversa do OLUC
Fonte: GRUPO LWART
Óleos Lubrificantes
Os óleos lubrificantes são largamente utilizados nos mais diversos setores da indústria. Este é um produto que a princípio deve cumprir a função principal de reduzir o atrito e o desgaste entre partes móveis de um objeto, todos têm algo em comum: são formados por um óleo lubrificante básico como matéria-prima primária (que representa de 80% a 90% do seu volume). É a partir desse óleo que são inseridos os aditivos.
Quando um óleo lubrificante é produzido com básicos virgens, isto é, de primeiro refino, contém moléculas instáveis, principalmente aquelas contendo ligações duplas, que se oxidarão prioritariamente nas primeiras situações adversas. Por outro lado, o óleo básico proveniente de rerrefino, quando processado adequadamente, não contém essas moléculas, que já foram oxidadas na primeira utilização e eliminadas no processo de rerrefino. Pode-se afirmar, portanto, que o óleo básico rerrefinado pode ter qualidade superior à de um básico de primeiro refino, por ser constituído de moléculas remanescentes com maior resistência à oxidação. 
 Óleo lubrificante usado ou contaminado
Óleo lubrificante usado é aquele que teve a sua utilização normal em motores, exercendo sua função de lubrificar, enquanto o óleo contaminado é aquele que contém impurezas provenientes da negligência no manuseio.
Enquanto cumpre sua função de lubrificante o óleo vai perdendo suas propriedades e ganhando impurezas até o momento em que tem que ser trocado, troca-se o óleo por um novo e assim por diante o consumidor passa também ser um com agente gerador de óleo usado.
O que se chama popularmente de “óleo queimado”, é na verdade um resíduo perigoso, tóxico e altamente poluidor. 
O poder de contaminação do óleo e enorme tendo que 1 litro de óleo usado contamina cerca de 1 milhão de litros de água o que corresponde a 10% da contaminação dos oceanos.
O descarte inadequado do OLUC gera impactos ao meio ambiente e à sociedade. Muitos deles devem-se ao fato do OLUC conterem diversos metais pesados (que são bioacumulativos) e compostos orgânicos tóxicos, podendo contaminar diferentes cadeias alimentares. 
Há também, os problemas advindos do risco destes óleos contaminarem os recursos hídricos, pousando na superfície destes, impedindo assim a oxigenação e a passagem dos raios solares, esgotando a sobrevivência da vida aquática.
Rerrefino
Rerrefino é um processo de reciclagem industrial que recupera as características do óleo mineral do primeiro refino permitindo-o servir como base para formulação de novos óleos lubrificantes.
 Ao longo dos tempos este processo vem ganhando espaço em muitos países, inclusive no Brasil, pois apresenta uma alternativa bastante eficaz. Este método é o único procedimento adequado para a destinação final do OLUC. 
4.1 Processos de Rerrefino
O rerrefino é um processo físico-químico composto de várias etapas, que transformam o OLUC em óleo básico rerrefinado pronto para ser aditivado. A retirada dos componentes degradados resgata a base mineral, proporcionando características semelhantes às do óleo do primeiro refino.
Aproximadamente 70% do óleo lubrificante usado ou contaminado é rerrefinado e transformado em óleo básico. Muitos processos foram desenvolvidos para a atividade de rerrefino, no Brasil as tecnologias mais comuns de rerrefino são as seguintes:
Processo Ácido-Argila com Termo Craqueamento; 
Processo de Destilação a Flash ou Evaporação Pelicular;
Processo de Extração a propano;
O processo de inicia na coleta do OLUC que são retirados nas trocas de óleos de motores dos automóveis e transportados para um centro de coleta autorizado. Após a coleta o OLUC passa pelas operações de recebimento e filtração e de desidratação, estas etapas são comuns para todos os processos de rerrefino que serão mencionados. É o chamado pré-tratamento.
Recebimento e Filtração: O óleo lubrificante usado é descarregado e homogeneizado. Sendo analisado pelo Controle de Qualidade da empresa responsável conforme as normas estabelecidas pela ABNT e, após a aprovação da análise, o produto é filtrado, armazenado em tanques apropriados.
Desidratação: Nesta fase do processo, o OLUC é aquecido à temperatura de 120ºC para a retirada de água, e até 280°C para a remoção dos compostos orgânicos de cadeias carbônicas. 
PROCESSO ÁCIDO-ARGILA COM TERMO CRAQUEAMENTO
Termo craqueamento: Depois de ter passado pela desidratação é levado para tratamento térmico, onde o OLUCé submetido a um vácuo de 20 mm de Hg, com a temperatura de 350°c com tempo de residência em torno de 15 minutos. Assim ocorrendo à degradação dos aditivos e serão separadas as frações leves do óleo usado.
Tratamento químico: Após o processo o de craqueamento o OLUC é resfriado em trocadores de calor até uma temperatura de 35°C, e transferido para a sulfonação e sob agitação é adicionado o ácido sulfúrico concentrado, em uma proporção em massa de 5% por um período de 45 minutos. Todos os elementos oxidados e os aditivos são separados por decantação, resultando na borra ácida. A borra ácida é lavada com água, neutralizada e desidratada, transformando em combustível de alto poder calorífico.
A Sulfonação é uma reação química que ocorre a substituição entre as moléculas indesejáveis. Normalmente ocorre com a autocatálise proveniente da formação do ácido sulfúrico fumegante (H2SO4SO3).
Ex. 	R-H + HO-HSO3 -----> R-HSO3 + H2O
R sendo um alcano qualquer com uma ligação de hidrogênio, um cicloalcano ou um aromático.
Neutralização e Clarificação: Após a sulfonação, é passado para os reatores de clarificação, onde é adicionada argila descorante (absorvente natural), a mistura óleo/argila é aquecida para promover a absorção dos compostos indesejáveis. E por ultimo é adicionado a cal para corrigir a acidez do óleo. 
Filtração: O óleo misturado ao agente clarificante passa por um sistema de filtros-prensa, para a retirada dos particulados. Posteriormente, é feito bombeamento para os tanques de óleo básico. Este óleo rerrefinado atende as mais altas exigências de um óleo lubrificante básico mineral. 
Figura 2: Fluxograma Processo Acido-Argila com Termo Craqueamento 
Fonte: SINDIRREFINOSulfonação
PROCESSO DE DESTILAÇÃO A FLASH OU EVAPORAÇÃO PELICULAR
Destilação Flash: O óleo lubrificante seco proveniente do processo de desidratação é enviado para a unidade de destilação flash. O processo consiste na aplicação de temperatura elevada (acima de 375 ºC), o óleo passa pelos tubos de flasheamento sob pressão onde serão separadas as frações leves do óleo usado: óleo spindle, neutro leve e óleo spindle leve.
Desasfaltamento: Destilado, o óleo é levado para outro forno onde é aquecido a 380°C e enviado para os evaporadores de película, onde é separada a fração asfáltica sob alto vácuo. Os resíduos são reutilizados para produção de produtos asfálticos.
Tratamento Físico-Químico: O óleo proveniente da unidade de desasfaltamento, já resfriado a temperatura ambiente, ainda possui algumas quantidades de compostos oxidados a serem separados. Para extraí-los, aplica-se um agente floculante, ácido sulfúrico, em pequenas quantidades, onde ocorre a sulfonação que promove a aglomeração dos compostos oxidados que posteriormente decantam, sendo destes separados após algumas horas. 
Neutralização e Clarificação: O óleo lubrificante proveniente do tratamento físico-químico é bombeado para o sistema de clarificação, onde recebe a adição de agente clarificante, a argila descorante. Esta mistura óleo/argila é responsável pela absorção das partículas que conferem coloração ao mesmo. No final, é adicionada a cal para corrigir a acidez do óleo.
Filtração: O óleo misturado ao agente clarificante passa por um sistema de filtros-prensa, para a retirada dos particulados. Posteriormente, é feito bombeamento para os tanques de óleo básico. Este óleo rerrefinado atende as mais altas exigências de um óleo lubrificante básico mineral. 
Figura 3: Fluxograma processo de destilação a flash ou evaporação pelicular
Fonte: SINDIRREFINOSulfonação
PROCESSO DE EXTRAÇÃO A PROPANO
Misturador: o OLUC recebe uma carga de propano, o propano age como solvente seletivo, dissolvendo apenas as frações de lubrificante presente na solução. A mistura é agitada para promover uma melhor solvência e em seguida enviada para fase decantação.
Decantação: o OLUC e o propano são enviados aos tanques de decantação passando por um filtro para retirar as impurezas grossas e em seguida e armazenada no tanque por 24 horas a temperatura de 50ºC cuja finalidade é separar água livre como também algumas impurezas insolúveis. Assim os insolúveis mais grosseiros, parte da borra neutra e água por serem mais densas decantam enquanto a mistura de óleos lubrificantes e propano permanecem na parte superior do tanque sendo separadas posteriormente.
Desasfaltamento com propano: ocorre o processo de desasfaltação no equipamento denominado evaporador de película, todo o procedimento ocorre à pressão extremamente baixa e a temperatura em torno de 380ºC, nesta etapa é separada a borra neutra do óleo. O fluido pré-aquecido é colocado pela parte superior do evaporador e distribuído por uma bandejas. Ao escoar pelos dutos o fluido forma uma pequena película em suas paredes e logo no início do escoamento recebe calor indiretamente normalmente fornecido para o vapor de água. Dessa maneira os componentes mais voláteis (propano e lubrificantes) passam ao estado gasoso e descem por gravidade induzida mais rapidamente pelo sistema enquanto o concentrado mais denso (borra neutra ou fase asfáltica) continua a escolar pela ação gravitacional induzida pelas paredes do tubo.
Na parte inferior fica retida a borra neutra, os gases formados no escoamento seguem para outro compartimento de menor temperatura chamado misturador. Em seguida os lubrificantes são separados do propano, que por possui maior volatilidade permanece na fase gasosa e é condensado mais adiante. Enquanto o óleo desasfaltado é condensado ainda no separador segundo para a destilação.
Destilação primaria e secundaria: o óleo condensado segue para uma destilação primária a flash, onde é retirada a fração de lubrificante Spindle. O produto de fundo passa novamente por uma destilação secundária também a flash, onde são retiradas as frações neutras médias e leves do óleo lubrificante e borra neutra residual.
Sulfonação: é o tratamento em que consiste em adicionar ao óleo destilado o ácido sulfúrico a 2% de massa por um período de 45 minutos. Todos os elementos oxidados e os aditivos são separados por decantação, resultando na borra ácida. A borra ácida é lavada com água, neutralizada e desidratada, transformando em combustível de alto poder calorífico.
Tratamento com argila: após a sulfonação o óleo ainda contém substâncias que provocam cheiro e cor, então o mesmo ainda é tratado com argila. No final, é adicionada a cal para corrigir a acidez do óleo.
Filtração: O óleo misturado ao agente clarificante passa por um sistema de filtros-prensa, para a retirada dos particulados. Posteriormente, é feito bombeamento para os tanques de cada óleo especifico. Este óleo rerrefinado atende as mais altas exigências de um óleo lubrificante básico mineral. 
 Figura 4: Fluxograma do processo de extração a propano
Fonte: SINDIRREFINO
Sulfonação
Tratamento com Argila
Conclusão
Em diversos países, o processo de rerrefino vem se revelando uma 
interessante opção na gestão de resíduos de óleos lubrificantes usados e contaminados, tanto pelo aspecto técnico como pelos aspectos econômico, social e ambiental. O Brasil tem feito esforços para aprimorar e ampliar o rerrefino, todavia, há muito a se fazer, principalmente no que diz respeita á coleta, que passa por uma questão cultural e sofre pela falta de uma estrutura nacional para o recolhimento do óleo usado. 
Ao longo do trabalho realizado detalhamos os tipos de processos de rerrefino do OLUC utilizado no Brasil, podemos observar que os três processos estudados possuem o mesmo pré-tratamento ao iniciar o rerrefino, as etapas de filtração e desidratação, onde são retiradas as impurezas mais grossas e o excesso de água. Após estas etapas cada processo segue suas etapas especificas. 
Em todos os processos citados observa-se a presença do tratamento químico, no qual ocorre a adição de ácido sulfúrico para realizar a sulfonação, reação química que ocorre a substituição entre as moléculas indesejáveis, podendo separar os elementos oxidados e os aditivos por decantação, resultandona borra ácida. A borra ácida é lavada com água, neutralizada e desidratada, transformando em combustível de alto poder calorífico.
Após a sulfonação o óleo resultante ainda contém substâncias que provocam cheiro e cor, então o mesmo ainda deve ser tratado com argila, esta mistura óleo/argila é responsável pela absorção das partículas que conferem coloração ao mesmo. No final, é adicionada a cal para corrigir a acidez do óleo.
A desvantagem da operação de rerrefino realizada no Brasil está na exigência de diversas etapas, o que tornar toda a operação para a obtenção do óleo básico mais demorada. Países, como a Alemanha e França vêm desenvolvendo tecnologias de rerrefino com menor custo financeiro/energético e que resultem em menos resíduos, como a tecnologia de extração por solventes polares e ácidos orgânicos.
Toda via tais processos diminuem a necessidade de extração da matéria prima do óleo lubrificante, o petróleo, um recurso natural não renovável com alto custo de extração, tornando-o “economicamente viável”. Tendo que o produto final recupera as suas características originais e após a adição dos aditivos retornam ao mercado para serem consumidos e voltar ao seu ciclo de vida através da logística reversa do produto.
Tendo em vista que o processo de rerrefino é o único meio legal para reciclagem do OLUC, visando à preservação e conservação do meio ambiente, evitando a contaminação dos corpos d’agua decorrente do seu descarte indevido e da poluição atmosférica através de sua queima.
Referências
CONAMA, Nº 362/2005 - "Dispõe sobre o recolhimento, coleta e destinação final de óleo lubrificante usado ou contaminado." - Data da legislação: 23/06/2005 - Publicação DOU nº 121, de 27/06/2005, págs. 128-130 . Acesso em: Nov. 2016
BRASIL, Lei Nº 12305/2010 - "Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei no 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências." - Data da legislação: 02/08/2010 - Publicação DOU, de 03/08/2010. Acesso em: Nov. 2016
SINDICATO NACIONAL DA INDÚSTRIA DO RERREFINO DE ÓLEOS MINERAIS, SINDIRREFINO. Processo Industrial. Acesso em: Nov. 2016
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GONÇALVES, R. A. O. A importância do rerrefino de óleos lubrificantes. São Paulo: IETEC. Disponível em: . Acesso em: Nov. 2016
LEITE, P. R. Logística reversa. São Paulo: Pearson, 2009. Acesso em: Nov. 2016
PESSOA, F. M.; GERMANO, P.; CASTRO, W. S. Logística reversa: coleta de óleo lubrificante. Gestão em Logística. São Paulo: UNIP, nov. 2010. Acesso em: Nov. 2016
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MANUAL de procedimentos para fiscalização das atividades relacionadas a óleos lubrificantes usados ou contaminados. Resolução Conama n. 362/2005. Brasília, DF: IBAMA, 2008. Acesso em: Nov. 2016