Revista de Investigación Talentos Volumen II. (2) Julio - Diciembre 2015

ISSN Impreso: 1390-8197 ISSN Digital: 2631-2476

EVALUACIÓN DE LA BAUXITA COMO DECOLORANTE

DE ALQUILATOS EN UNA PLANTA PILOTO Y ESCALAMIENTO INDUSTRIAL DEL PROCESO DE ADSORCIÓN

EVALUATION AS BLEACHING ALKYLATE BAUXITE IN A PILOT PLANT AND INDUSTRIAL PROCESS SCALE UP ADSORPTION

Carlos Hernández (1), Edgar Morán (1), Zulay Niño-Ruiz (2), y Alberto Mieres-Pitre (1).

(1) Escuela de Ing. Química. Facultad de Ingeniería. Universidad de Carabobo. Venezuela, Ecuador, email:

car herna@uc.edu.ve; carherna02@gmail.com

(2) Departamento de Investigación. Universidad Estatal de Bolívar, e-mail: znino@uc.edu.ve

Resumen: el objetivo de la investigación fue evaluar en una planta piloto, el comportamiento de la bauxita como decolorante de alquilatos y hacer el escalamiento industrial del proceso de adsorción. Se determinó la relación de absorbancia por espectrocopía UV-visible, tensión interfacial, humedad Karl Fisher, tensión de ruptura y factor de potencia, utilizando normas Covenin y Fondonorma, para tiempos de regeneración de bauxita (TRB) de 4 y 8 horas, para un total de 9 regeneraciones. El escalamiento industrial se realizó con los datos obtenidos en planta piloto, siguiendo el método de similitud geométrica. El diseño industrial de la columna de adsorción arrojó que la misma debe tener una altura total de 12,5330 metros. Las variables uti- lizadas para la evaluación de la bauxita, indicaron la efectividad en la remoción de los elementos que aportan color en el alquilato, siendo el TRB de 8 horas el más conveniente.

Palabras clave: bauxita, alquilatos, planta piloto, escalamiento, adsorción.

Abstract: the objective of the research was to evaluate in a pilot plant, bauxite behavior as bleaching alkylate and make industrial upgrading of the adsorption process. The ratio of absorbance spectroscopy UV-visible, interfacial tension, moisture Karl Fisher, breakdown voltage and power factor was determined using Covenin and Fondonorma standards, for regeneration times bauxite (TRB) of 4 and 8 hours for a total 9 regenerations. Industrial upgrading was performed using data from pilot plant, following the method of geometric similarity. The industrial design of the adsorption column showed that it must have an overall height of 12.5330 meters. The variables used for the evaluation of bauxite, indicated the effectiveness in removing the elements that will color in the alkylate, being the TRB 8 hours more convenient.

Keywords: bauxite, alkylates, pilot plant, scale up, adsorption.

Recibido: 04 diciembre de 2014

Aceptado 10 junio de 2015

Publicado como artículo científico en Revista de Investigación Talentos II (2) 9-19

I. INTRODUCCIÓN

L

a bauxita fue identifica por primera vez en 1821 por Berthier en la localidad de Le Baux en el sur

de Francia y es en cierta forma una alúmina hidratada natural que debe activarse mediante la aplicación de calor a temperaturas que varían entre 450 a 1500°F, con el fin de recuperar su capacidad de adsorción. Se utiliza para decolorar productos del petróleo y para secar gases; se puede regenerar con calor para su reu- tilización (Treybal, 1998).

La adsorción de contaminantes de un líquido en un adsorbente es un fenómeno de superficie que alcanza un punto de equilibrio y que sigue una determinada trayectoria cinética para alcanzarlo. El primer paso de este fenómeno involucra la difusión del soluto (en este caso el contaminante) en la estructura porosa del ad- sorbente. Las moléculas del soluto son atraídas a la superficie interna de los poros por fuerza que pueden ser debidas a atracciones electrostáticas débiles (fuer- zas de Van der Waals), en cuyo caso se habla de ad- sorción física, la cual es reversible; o pueden ser de tipo químico, las cuales son mucho más fuertes que las anteriores, en cuyo caso se habla de una adsorción química, la cual es irreversible. La adsorción puede realizarse en continuo o por lotes (Trejo y Hernández,

2007). En un sistema de lecho fijo son importantes las resistencias a la transferencia de masa, siendo que la eficiencia de este método dependerá de la dinámica global del sistema, y no sólo de las consideraciones de equilibrio (Geankoplis, 2003).

Se define como Planta Piloto al proceso que consiste en partes específicas ensambladas que operan como un todo armónico con el propósito de reproducir, a es- cala, procesos productivos. También facilita la poste- rior operación y aplicación a nivel industrial o en algún área de trabajo determinada; sirve además para la confrontación de la teoría (modelos) con la práctica y la experimentación en las áreas del conocimiento antes mencionadas (Baasel, 1990). El escalamiento es el proceso mediante el cual se desarrollan los criterios y las reglas de asignación numérica que determinan las unidades de medida significativas para llevar de un tamaño dado a otro tamaño mayor o menor una

operación u objeto. Escalar un proceso o equipo es convertirlo de su escala de investigación (laboratorio o piloto) a escala industrial (Anaya y Pedroza, 2008).

Villanueva (2011) trabajó en el escalamiento de un proceso de adsorción para hidrocarburos pesados y re- generación del adsorbente. El objetivo principal fue el escalamiento de la unidad de adsorción dinámica para la remoción de compuestos nitrogenados en el gasóleo pesado. La metodología empleada para el cambio de escala se basó en la teoría de Vermeullen y sus colaboradores, dejando la velocidad espacial fija y manteniendo constante la relación gasóleo-adsor- bente, para lo que se obtuvo una alta correspondencia teórico experimental, con una desviación menor al

10% entre el valor mínimo esperado y el alcanzado.

En el proceso de alquilación, se obtienen alquilben- ceno lineal (LAB) y ramificado (BAB), haciendo re- accionar benceno con olefinas lineales (OLP) ó ramificadas (PTM), en presencia de ácido fluorhídrico (HF) como catalizador, éstos son separados como al- quilatos livianos y pesados, que pueden ser lineales o ramificados según las olefinas que se empleen como materia prima. Los alquilbencenos son utilizados como materia prima para la elaboración de detergen- tes sintéticos, previa sulfonación y neutralización, con una base fuerte como el sulfonato de sodio, que es el más utilizado. Los alquilatos tienen bajo rango de aplicación industrial debido al gran contenido de sus- tancias que aportan color y polaridad, convirtiéndolos en hidrocarburos de bajo valor comercial y física- mente poco atractivos, ocasionando problemas en su comercialización como materia prima de otros pro- ductos. Es por ello que es de suma importancia el blanqueo y tratamiento a mayor medida de estos pro- ductos para lograr satisfacer las necesidades de sec- tores industriales dedicados a la fabricación de gran número de productos en el ramo de aceites lubricantes especiales, entre otros, mejorando así la comerciali- zación de los alquilatos (Morán, 2013). En tal sentido, el objetivo de esta investigación fue caracterizar la bauxita como adsorbente de elementos que aportan color a los alquilatos, utilizando una columna de ad- sorción a escala piloto y hacer el escalamiento indus- trial del sistema partiendo de los datos recogidos.

II. MATERIALES Y MÉTODOS

A. Características de la planta piloto

La planta piloto que se empleó para el desarrollo de las pruebas de adsorción cuenta con un sistema de control automático, manejado por un software, de las variables de proceso tales como temperatura de la torre, presión del sistema, flujo másico de la sustan- cia, control de nivel en el separador, así como tam- bién cuenta con balanzas en los tanques de almacenamiento y recepción de producto procesado. La Fig. 1, muestra los equipos instalados en la planta piloto: (1) tanque de almacenamiento de materia prima, (2) sistema de bombeo, (3) columna empa- cada, (4) separador líquido-gas y (5) tanque recolec- tor de producto tratado.

Fig. 1. Planta piloto empleada para las pruebas de caracteri- zación de bauxita

El tanque de almacenamiento de materia prima tiene una capacidad de 10 L y cuenta con una balanza elec- trónica con capacidad máxima de 34 kg para registrar

la masa durante su operación. El sistema de bombeo consta de una bomba de desplazamiento positivo, que puede manejar un caudal de (48 - 480) cm3/h; adosado a la descarga de la bomba se cuenta con un controlador de flujo másico programable en un rango entre (0 – 425) g/h.

La columna empacada es un cilindro de acero inoxi- dable (AISI 316) cuya temperatura máxima de ope- ración es de 350 °C. Cuenta con aislamiento térmico y un sistema de calentamiento por resistencia eléc- trica controlado por el software. El separador liquido- gas consta de un recipiente cilíndrico con un sistema de control por presión diferencial que permite la se- paración del líquido, a la salida de la torre empacada, del gas inerte empleado para presurizar el sistema. Dicho control se hace en conjunto a una válvula au- tomática colocada en la línea de fondo del separador, que dirige el producto de fondo hacia el tanque de al- macenamiento de producto tratado. En la línea del tope del separador liquido-gas se encuentra un indi- cador de presión y luego una válvula automática que regula la presión del sistema, ambos conectados al equipo de control principal manejado por el software. El tanque recolector de producto tratado posee una capacidad de 20 litros y cuenta con una balanza elec- trónica con capacidad máxima de 34 kg.

B. Establecimiento y selección de las variables ope- racionales y la variable de control del experimento

De las investigaciones de López (2009) y Meier (2012) se tomaron las variables operacionales, que por experiencia previa son las condiciones ideales para que el sistema funcione de la mejor manera. La Tabla I, presenta las condiciones para la experimen- tación.

C. Procedimiento utilizado en el proceso adsorción en la planta piloto

Las pruebas de adsorción de alquilatos con el relleno seleccionado permitieron determinar su capacidad y eficiencia como agente adsorbente en el blanqueo de estos hidrocarburos. El procedimiento que se cumplió fue el siguiente:

1. Se pesó en la balanza analítica la cantidad de re- lleno a ser empacado en la torre. Se activó el relleno colocándolo a la temperatura de 250 °C en una estufa para eliminarle la humedad. Junto al relleno también se secan las perlas de vidrio usadas como soporte.

2. Se empacó la torre de la planta piloto, asegurán- dose que el relleno quede en el centro de la torre. Para ello se usó como soporte perlas de vidrio y lana de vidrio para mantener el relleno junto y evitar que se permee entre las perlas.

3. Se cargó el tanque de alimentación con alquilato virgen, garantizando que tenga una humedad Karl Fisher menor a 10 mg/kg.

4. Mediante la presurización con gas nitrógeno UAP del sistema, se verificó la no existencia de fugas en las uniones e instrumentos de la planta piloto.

5. Se programó una rampa de calentamiento de 210

°C/h hasta alcanzar dicha temperatura en la columna empacada y se mantuvo durante tres horas junto a un

flujo de nitrógeno UAP de 5 Nl/h a una presión de 2 barg.

6. Con la ayuda del software de control se fijaron las variables operacionales, presión y flujo de nitrógeno UAP, flujo de alquilato, temperatura de la torre, y nivel de líquido en el separador. Se encendió la bomba y se estabilizó la presión de bombeo con ayuda de la válvula reguladora dispuesta en la línea de retorno al tanque de alimentación.

7. Se operó de forma continua tomando muestras del producto tratado hasta que se cumplió el tiempo es- tipulado para la prueba. Por último se midió la absor- bancia a 386 nm de longitud de onda empleando el espectroscopio de absorción.

8. Se detuvo operación de la planta piloto, cerrando el flujo de alquilato, al igual que el flujo de nitrógeno UAP y apagando el calentamiento de la torre. Se secó el relleno a una temperatura aproximada de 100 °C durante cuatro horas, empleando una estufa. Usando una cápsula de porcelana resistente a altas tempera- turas, se regeneró el relleno durante un tiempo esti- pulado, a una temperatura no menor a 700 °C, empleando una mufla de incineración. Se dejó enfriar la cápsula con el relleno regenerado y se pesó de nuevo en la balanza analítica.

El experimento anterior se aplicó a dos porciones dis- tintas del mismo relleno, que en lo sucesivo se deno- minaran pruebas A1 y pruebas A2. Las condiciones

de operación para cada serie fueron idénticas, la di- ferencia es el tiempo empleado para la regeneración del adsorbente, que en el caso de las pruebas A1 fue de cuatro horas y para las pruebas A2 fueron ocho horas de incineración en la mufla. Esto con la finali- dad de determinar la influencia de la duración del proceso de regeneración en la eficiencia de la bauxita. Cada experimento involucró un total de 10 corridas con una duración de 60 horas de operación continua, representando nueve regeneraciones del adsorbente. Las muestras, conformadas por una porción aproxi- mada de 30 mL, fueron analizadas con el espectrofo- tómetro para medir su absorbancia a 386 nm y determinar así la diferencia respecto al alquilato sin tratamiento. De acuerdos a ensayos realizados por Morán (2013), 386 nm es la máxima longitud de onda encontrada en la medición de la absorbancia de las muestras de alquilato. Igualmente, Morán (2013) de- terminó a través de una correlación entre la determi- nación del color Saybolt y la absorbancia, que la técnica de espectrocopía para la determinación del color es muy útil y confiable.

Después de completar cada una de las corridas, la muestra resultante de alquilatos tratados y recogidos en el tanque de producto terminado de la planta pi- loto, fueron pre tratadas antes de ser analizadas con cada uno de los métodos estándares. El tratamiento se basó en un filtrado al vacio empleando filtros de papel de 8,0 µm y por último secado con burbujeo de gas nitrógeno (N2) de alta pureza. Esta última prác- tica se hizo con la finalidad de reducir la humedad contenida en los alquilatos. Las trazas de agua en los hidrocarburos aumentan su polaridad, lo que afecta las propiedades dieléctricas de la sustancia. Es por ello que fue preciso disminuir su contenido para eli- minar la interferencia en los resultados de las prue- bas. Se empleó el método Karl Fisher (NVC

1009:1982) para determinar la humedad de los alqui- latos

Se procedió con los ensayos de laboratorio normali- zados, para demostrar el cambio logrado en el pro- ducto tratado con el sistema de adsorción. Los análisis que se realizaron debido a la relación que guardan con las sustancias que se desean eliminar, se listan a continuación.

D. Espectroscopía UV-visible

Es una técnica instrumental que tiene por objeto de- terminar la absorción de luz visible por una muestra, que puede ser una sustancia pura o bien una mezcla o disolución, a una longitud de onda determinada. El instrumento que se utilizó fue un espectrofotómetro, que posee: fuente de radiación (luz blanca), sistema dispersivo (rendijas de entrada y salida, y red de di- fracción), detector (fototubo que transforma la señal luminosa en una señal eléctrica) y sistema de medida de la absorción, una vez amplificada (convertidor di- gital). La absorción de radiación por una muestra en la región visible, así como en cualquier región del es- pectro, está regida por la ley de Beer-Lambert, que establece que la fracción de luz absorbida por una muestra es tanto mayor cuanto más grande es el nú- mero de moléculas sobre las que incide la radiación; por lo que se utilizó está técnica para determinar la absorbancia de las sustancias presentes (cromóforos), y a su vez asociarla al contenido de las mismas, ob- teniéndose entonces una medida empírica del color de las muestras (Skoog et al. 2013).

E. Humedad Karl Fisher

El método se basó en una titulación potenciométrica de la muestra problema en presencia del reactivo Karl Fisher (Norma Venezolana Covenin 1009:1982).

F. Tensión interfacial

El equipo empleado fue un tensiómetro con el prin- cipio Du Nouy, según el método Determinación de la tensión interfacial del aceite frente al agua, método del anillo (Norma técnica Fondonorma 1180:2011). Esta norma establece la determinación de la tensión interfacial entre el aceite mineral y el agua, bajo con- diciones de no equilibrio. La tensión interfacial se de- terminó midiendo la fuerza necesaria para separar un anillo plano de alambre de platino de la superficie del líquido de mayor tensión superficial; es decir, hacia arriba desde la interfase agua-aceite. Para calcular la tensión interfacial, la fuerza medida es corregida por medio de un factor calculado de forma empírica, que depende de la fuerza aplicada, las densidades del agua del aceite y las dimensiones del anillo.

G. Tensión de ruptura de electrodos de disco

La tensión de ruptura es el voltaje donde se produce una descarga entre dos electrodos que se encuentran aislados con la sustancia problema. El equipo emple- ado fue un analizador de tensión de ruptura, “Método de ensayo para determinar la tensión de ruptura en lí- quidos aislantes utilizando electrodos de disco” (Norma Venezolana Covenin 1403:1979).

H. Factor de potencia

Se empleó el método de ensayo para determinar el factor de potencia y la constante dieléctrica de líqui- dos aislantes (Norma técnica Fondonorma

3832:2011). La prueba de comprobación del factor de potencia del líquido en el aceite del transformador, se aplicó a 25 °C y 100 °C, ya que esta última, en mu- chas ocasiones, es más sensible a los pequeños cam- bios que se presenten en las características del aceite.

I. Análisis de los datos

Se utilizó el método de múltiples comparaciones de Tukey, el cual compara las medias para cada par de niveles de factor, utilizando un nivel de significancia por familia, para controlar la tasa de errores de tipo de I (concluir que existe una diferencia cuando no existe ninguna). El nivel de significancia por familia es la probabilidad de cometer uno o más errores de tipo I para todo el conjunto de comparaciones (Gu- tiérrez y De la Vara, 2008). Los resultados obtenidos del análisis de significancia con la prueba t se basaron en la existencia de diferencias significativas entre los valores absorbancia, humedad Karl Fisher, tensión interfacial, tensión de ruptura y factor de potencia a las diferentes condiciones de regeneración de la bau- xita (4 y 8 horas), evaluando cuando el valor de t cal- culado es mayor al teórico (Miller y Miller, 2002). Este análisis solo se hizo para la prueba 10, la cual corresponde a la novena regeneración del adsorbente.

J. Diseño final del sistema de adsorción de lecho empacado

El método de diseño de la torre de adsorción consiste en un escalamiento físico, tomando como referencia

la técnica de escalamiento por similitud geométrica, descrita por Anaya y Pedroza 2008). El procedi- miento se basó en fijar la velocidad espacial, lo que permite mantener la relación existente entre el caudal de producto a tratar y el volumen geométrico de la sustancia adsorbente. Otro detalle importante fue que la relación diámetro/altura del relleno permanezca constante, permitiendo la proporcionalidad geomé- trica de la columna a diseñar con la columna emple- ada en la planta piloto. Las variables importantes para cumplir con el escalamiento fueron diámetro in- terno piloto, volumen de adsorbente, flujo másico pi- loto, densidad del alquilato, flujo másico de diseño y el factor de sobre diseño. Los criterios de diseño del sistema de adsorción se basan en el escalamiento pro- porcional de la torre piloto empleada en esta investi- gación. La velocidad espacial no es más que la cantidad de sustancia en la alimentación que puede tratarse por unidad de tiempo medidos en volúmenes del empaque. La forma más sencilla de calcularlo es dividiendo el caudal de la sustancia a tratar entre el volumen geométrico del empaque, dando como uni- dad el reciproco del tiempo (Smith, 2001). La rela- ción de diámetro/altura del empaque es la herramienta para mantener la geometría dimensional del empaque dentro de la torre. Se calcula dividiendo el diámetro del empaque o el diámetro interno de la torre entre la altura de dicho empaque en unidades equivalentes, lo que da un factor adimensional.

Para llevar a escala industrial la torre empacada se consideraron constantes la velocidad espacial y la re- lación diámetro/altura del sistema piloto, y con la ca- pacidad de producción requerida de alquilatos tratados se obtuvo el dimensionamiento final del sis- tema de adsorción. La capacidad mensual de produc- ción deseada que debe manejar el sistema de adsorción es de 600 TM de alquilatos tratados. Ba- sándose en esta cifra y partiendo de la premisa de jor- nadas laborales de 16 horas diarias con 20 días de trabajo mensual, se estimó un flujo másico de 1875 kg/h de alquilatos tratados en el sistema a ser esca- lado.

La velocidad espacial se calculó convirtiendo el flujo másico de la sustancia establecido como variable operacional en 50 g/h, en caudal mediante la densi-

Fig. 2. Esquema de cálculo para el escalamiento de la torre de adsorción

III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las pruebas realizadas en la caracterización de la bauxita fueron a 4 y 8 horas de regeneración (A1 y A2 respectivamente). En ambos grupos se evidencia una disminución del color del alquilato tratado. Se emplearon alquilatos de distintos lotes, por lo que se tienen distintos valores de color en la muestra sin tra- tamiento. Por otro lado, observando el comporta- miento de las relaciones de absorbancias, se evidencia que a medida que transcurren las pruebas, dicho valor tiende a la unidad, lo que era de esperarse porque es indicativo del deterioro del adsorbente a medida que se somete a regeneraciones sucesivas (Trejo y Hernández, 2007). En las Tablas II y III, se muestra la relación de absorbancia para los ensayos A1 y A2.

Existe otro grupo de ensayos, que se enfoca en las ca- racterísticas físico-eléctricas relacionadas directa- mente con el contenido de sustancias que aportan polaridad a los alquilatos. La tensión interfacial, de

ruptura y factor de potencia, forman parte de las prue- bas aplicadas a los alquilatos antes y después de su procesamiento. En las tablas IV y V se observan los resultados obtenidos en los ensayos de tensión inter- facial y de ruptura, así como también los resultados de las pruebas de humedad Karl Fisher. La humedad en todas las muestras tratadas está por debajo de 10 mg/kg, a fin de disminuir las interferencias que el contenido de agua produce. Para disminuir la hume- dad se debió burbujear gas nitrógeno (N2) de alta pu- reza e ir midiendo la humedad mediante el método Karl Fisher (NVC 1009, 1982).

Contenidos bajos de agua permanecen en solución y no cambian el aspecto de las sustancias orgánicas. Cuando el contenido de agua supera el valor de satu- ración, aparece agua libre en forma de turbidez o gotas decantadas. El agua disuelta afecta las propie- dades dieléctricas de los aceites, lo que interfiere di- rectamente en las medidas de estas propiedades, obteniendo valores no deseados.

TABLA II. ABSORBANCIA DE LAS MUESTRAS A1

DE ALQUILATOS SIN TRATAR Y TRATADOS CON BAUXITA

TABLA III. ABSORBANCIA DE LAS MUESTRAS A2

DE ALQUILATOS SIN TRATAR Y TRATADOS CON BAUXITA

La tensión de ruptura de un líquido aislante tiene im- portancia como índice de su capacidad de resistir es- fuerzos eléctricos. Dicha tensión sirve también para indicar la presencia de agentes contaminantes como agua, suciedad o partículas conductoras, que pueden estar presentes cuando en las pruebas de rigidez die-

La tensión de ruptura es un índice de la capacidad de la muestra de resistir esfuerzos eléctricos. Dicha ten- sión sirve también para indicar la presencia de con- taminantes como agua, suciedad, o partículas conductoras, que pueden estar presentes cuando se registren valores bajos de este ensayo. El grupo de ensayos aplicados a las muestras tratadas revelan que en todos los casos la tensión de ruptura aumenta con relación al valor inicial obtenido de las muestras vír- genes. Este comportamiento indica que el proceso de adsorción está disminuyendo las sustancias polares presentes en los alquilatos.

TABLA IV.

HUMEDAD KARL FISHER, TENSIÓN INTERFACIAL Y DE RUPTURA DE LAS MUESTRAS A1 DE ALQUILATOS SIN TRATAR Y TRATADOS CON BAUXITA

TABLA V.

HUMEDAD KARL FISHER, TENSIÓN INTERFACIAL Y DE RUPTURA DE LAS MUESTRAS A2 DE ALQUILATOS SIN TRATAR Y TRATADOS CON BAUXITA

En las Tablas VI y VII, se muestran los resultados de los ensayos de factor de potencia a 25 °C y a 100 °C aplicados tanto a las muestras sin tratamiento como a las muestras tratadas con bauxita en la planta piloto. El factor de potencia se relaciona de forma directa con las sustancias contaminantes que aportan polari- dad, humedad y pueden, de cierta manera, conducir electricidad. Valores altos indican presencia de este tipo de contaminantes. La temperatura de ensayo juega un papel importante debido a que el factor de potencia a mayor temperatura es más crítico; es por ello que en las pruebas se obtienen valores más ele- vados a 100 °C.

TABLA VI.

FACTOR DE POTENCIA A 25 °C Y A 100 °C DE LAS MUESTRAS A1 DE ALQUILATOS SIN TRATAR Y TRATADOS CON BAUXITA

causan dos efectos. La corriente resultante se desfasa ligeramente debido al campo de CA aplicado y la energía de las pérdidas se disipa en forma de calor. El aceite nuevo, limpio y seco presenta un valor bas- tante pequeño de factor de potencia. La contamina- ción del aceite por causa de la humedad o por muchos otros contaminantes aumentará el factor de potencia del líquido. El envejecimiento y la oxidación del aceite también elevarán los valores del factor de po- tencia del líquido. Analizando los resultados se evi- dencia una mejora considerable en los factores de potencia para ambas temperaturas. Esto indica que el proceso de adsorción beneficia de forma considerable los resultados de factor de potencia.

En términos generales, es de notarse la mejora de los alquilatos procesados con el sistema de adsorción. A pesar de evidenciarse un agotamiento gradual de los adsorbentes en cada una de las pruebas, los alquilatos ya procesados tienen propiedades mejoradas con res-

TABLA VII.

FACTOR DE POTENCIA A 25 °C Y A 100 °C DE LAS MUESTRAS A2 DE ALQUILATOS SIN TRATAR Y TRATADOS CON BAUXITA

En relación a la aplicación del método de Tukey para la determinación de la significancia o no (P=0,05) del tiempo de regeneración de la bauxita (4 o 8 horas) sobre los diferentes parámetros evaluados, se encon- tró que la absorbancia, la cual indica la remoción de elementos cromóferos presentes en el alquilato, pre- senta diferencias significativas, es decir, el menor valor de la relación de absorbancia, la cual indica mayor poder decolorante, se correspondió con un tiempo de regeneración de 8 horas, con 0,950, menor a 0,982, obtenida ésta última con 4 horas de regene-

regeneración de la bauxita que a 8 horas (45,4 KV), valores correspondientes a la prueba 10, que repre- senta la novena regeneración. Un análisis similar ocu- rre con el factor de potencia. En las Tablas VI y VII se muestra que el menor valor fue de 0,004%, ocu- rriendo ello para un tiempo de 4 horas (Pruebas A1).

Con respecto a la tensión interfacial determinado para el alquilato en estudio, no se encontraron diferencias significativas para los tiempos de regeneración del adsorbente estudiados.

A. Escalamiento industrial a partir de los ensayos en planta piloto

La velocidad espacial se calculó convirtiendo el flujo másico de la sustancia establecido como variable operacional en 50 g/h, en caudal mediante la densi- dad a 25°C de los alquilatos dada por 0,8526 g/mL. Éste se dividió entre el volumen del relleno empa- cado empleado en cada corrida (70 mL), obtenién- dose una velocidad espacial de 0,8378 h-1. La columna de la planta piloto tiene un diámetro interno de 1,79 cm. Para determinar la altura del empaque se hizo mediante la ecuación del volumen de un cilin- dro, conocido el diámetro y la cantidad de relleno, despejando la altura se obtuvo un valor de 27,79 cm. Para una relación de diámetro/altura del empaque de

0,0644 adim. La Tabla VIII muestra las variables em- pleadas para hacer el escalamiento a escala industrial, partiendo de esos valores.

TABLA VIII.

VARIABLES EMPLEADAS EN EL ESCALA- MIENTO DE LA COLUMNA DE ADSORCIÓN

Cumpliendo con el esquema de cálculo descrito en la Fig. 2, se obtuvieron las dimensiones del sistema a gran escala, donde el diámetro viene dado por 0,6457 m y la altura del empaque es de 10,0264 m. Con la

premisa que el empaque ocupa el 80% de la longitud total de la torre, entonces la altura total debiese ser de 12,5330 m.

IV. CONCLUSIONES

La sustancia adsorbente puesta a prueba, la cual fue la bauxita, soporta al menos 9 regeneraciones de 4 y

8 horas, siendo aun efectiva en la remoción de sus- tancias polares. Los dos tiempos de regeneración pro- bados arrojaron mejoras en las propiedades del alquilato, con respecto al alquilato sin tratamiento. En relación a la prueba de significancia con el mé- todo de Tukey, se determinó que el mayor poder de- colorante de la bauxita corresponde a tiempos de regeneración del adsorbente de 8 horas, sin embargo otras variables como tensión de ruptura y factor de potencia a 100°C, resultaron mejores a 4 horas de re- generación. En relación al estudio de todas las varia- bles, se concluye que como todas las pruebas presentaron mejoras, en relación al alquilato sin tra- tamiento, se toma como mejor tiempo de regenera- ción de la bauxita 8 horas. La velocidad espacial recomendada para el sistema de adsorción es de

0,8378 h-1 con una relación de diámetro-altura de

0,0644. El dimensionamiento de la torre de adsorción se basó en un escalamiento de la columna de la planta piloto empleada para esta investigación, fijando como parámetro de diseño la capacidad de produc- ción deseada de alquilato tratado. La torre de adsor- ción diseñada tiene un diámetro interno de 0,6457 m, con una altura empacada de 10,0264 m y la altura total de 12,5330 m.

V. AGRADECIMIENTOS

Se agradece a la SENESCYT, a través del programa Prometeo, por el financiamiento para la participación de la Dra. Zulay Niño.

VI. REFERENCIAS

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