Un separador de aceite es un dispositivo diseñado para eliminar el aceite que flota en la superficie de un líquido. Se utilizan comúnmente para recuperar el aceite de derrames de petróleo en el agua o en situaciones industriales donde las aguas están contaminadas con petróleo. Los separadores de aceite están diseñados para eliminar el aceite que flota libremente y no son dispositivos de tratamiento de agua.
La eficacia de un skimmer desplegado en aguas abiertas o en la recuperación de derrames de petróleo depende en gran medida de la rugosidad del agua circundante en la que está trabajando: cuanto más agitada sea la estela y el agua circundantes, más agua absorberá el skimmer junto con el petróleo, en lugar de absorber el petróleo solo. Los skimmers para derrames de petróleo pueden ser autopropulsados, usarse desde la costa u operar desde embarcaciones; la mejor opción depende de las características específicas del trabajo en cuestión. [1]
Los separadores de petróleo se utilizaron con gran eficacia para ayudar en la remediación del derrame de petróleo del Exxon Valdez en 1989.
Los separadores de aceite también se utilizan en una gran cantidad de aplicaciones distintas a los derrames de petróleo. Algunos ejemplos incluyen la eliminación de aceite en el agua de lavado de vehículos, en los sitios de almacenamiento de combustible y en los talleres. Las industrias que utilizan ampliamente separadores de aceite incluyen la fabricación, la minería, el petróleo y el gas, la refinación, la petroquímica, la extracción de solventes y las industrias alimentarias. La selección del tipo correcto a utilizar depende de la naturaleza de la aplicación prevista y de la naturaleza del petróleo y el agua. Los separadores de aceite son con frecuencia un componente de los sistemas de tratamiento de agua aceitosa.
Los separadores de aceite son diferentes de los separadores de saneamiento de piscinas , que están diseñados para un propósito similar pero no relacionado.
Existen muchos tipos diferentes de separadores de aceite. Cada tipo tiene características de diseño diferentes y, por lo tanto, da lugar a diferentes aplicaciones y usos. Es importante comprender las características de diseño y las propiedades del fluido antes de emplear un tipo de separador en particular.
Algunos factores a considerar son:
El uso de separadores de aceite en aplicaciones industriales suele ser necesario para eliminar aceites, grasas y grasas antes de un tratamiento posterior para cumplir con las normas de descarga ambiental. Al eliminar la capa superior de aceite, se puede reducir el estancamiento del agua, el olor y la espuma superficial antiestética. Colocado antes de un sistema de tratamiento de agua aceitosa , un separador de aceite puede brindar una mayor eficiencia general de separación de aceite para mejorar la calidad de las aguas residuales de descarga. Todos los separadores de aceite recogerán un porcentaje de agua con el aceite que deberá decantarse para obtener aceite concentrado.
Existen tres tipos de separadores de aceite: [2] de vertedero, oleófilos y de succión. Los separadores oleófilos incluyen los de disco, de banda, de tubo, de cepillo, de trapeador, de cepillo, de disco ranurado, de tambor liso y de tambor ranurado. El material elegido para un separador oleófilo afecta la tasa de recolección en función de la afinidad del material por el tipo particular de aceite que se está separando.
Los separadores oleófilos funcionan mediante un elemento como un tambor, un disco, una correa, una cuerda o un trapeador al que se adhiere el aceite a medida que el elemento se mueve a través de la superficie del aceite/agua. La adhesión es la tendencia de partículas o superficies diferentes a adherirse entre sí (la cohesión se refiere a la tendencia de partículas/superficies similares o idénticas a adherirse entre sí). Luego, cualquier aceite adherido se limpia o raspa de la superficie oleófila y se recoge en un tanque. A medida que el aceite se adhiere a la superficie de recolección, la cantidad de agua recolectada es limitada. Cuando no queda aceite, se recolectará algo de agua. La cantidad recolectada depende de las propiedades del material del elemento oleófilo y su afinidad con el agua. Los separadores oleófilos pueden eliminar muchos tipos de aceite; incluido aceite de máquina, queroseno, aceite diésel, aceite lubricante, aceite vegetal y otros líquidos con una gravedad específica menor que el agua.
Los separadores de aceite oleófilos pequeños pueden ser confiables y económicos. Los separadores de aceite oleófilos más grandes requieren motores de accionamiento más grandes con partes mecánicas móviles y requieren mantenimiento. Los separadores de aceite oleófilos no se ven afectados por el espesor de la capa de aceite.
Las tasas de recuperación son inferiores a las de otros tipos de skimmers. Las tasas de recuperación dependen de la superficie del material oleófilo, la velocidad de la superficie y la afinidad del material con el petróleo, así como de otros factores como la temperatura, la composición específica del petróleo, los residuos en el agua y otros productos químicos que puedan estar presentes. Los surfactantes como los detergentes, los limpiadores, los cáusticos y los sólidos suspendidos finos pueden afectar la capacidad del petróleo para adherirse al material oleófilo. Existen pruebas sencillas para determinar el deterioro causado por estos productos químicos.
Los separadores de aceite de banda utilizan una banda de bucle continuo que entra y sale de la superficie del aceite/agua. A medida que la banda sale de la superficie líquida, el aceite se adhiere a ambos lados. Las escobillas limpiadoras extraen el aceite de la banda giratoria y lo depositan en un canal de recolección desde donde se traslada a un lugar de almacenamiento ya sea por gravedad o por un sistema de bombeo. Las bandas son generalmente anchas, delgadas y flexibles.
Los separadores de aceite de tambor funcionan utilizando uno o más tambores hechos de material oleófilo. A medida que los tambores giran, el aceite se adhiere a la superficie, separándolo del agua. Las escobillas quitan el aceite de los tambores y lo depositan en el canal de recolección, desde donde se bombea a un lugar de almacenamiento. Los separadores de aceite de tambor son livianos y pueden tener una alta tasa de recuperación de aceite según el tamaño y la cantidad de tambores utilizados. Los tambores pueden ser lisos o estriados. Este tipo de separadores se utilizan generalmente en respuesta a derrames de petróleo y en diversas operaciones industriales.
Los skimmers de discos son skimmers oleófilos que utilizan un disco construido de PVC, acero o aluminio y pueden ser lisos o estriados. Son capaces de recuperar grandes volúmenes de petróleo con poca agua. Pueden estar equipados con uno o varios discos. Los discos pueden ser accionados por motores hidráulicos, eléctricos, diésel o neumáticos. La tecnología DISCOIL patentada por OCS en el año 1970, es capaz de recuperar la mayoría de los hidrocarburos en la superficie del agua: el 98% de petróleo con tan solo un 2% de agua. Es de tipo hidráulico y puede operar también en áreas clasificadas, como ATEX Zona 0, 1 y 2.
Los separadores no oleófilos se distinguen por el componente utilizado para recoger el aceite. En aplicaciones en las que no es adecuado utilizar un material polimérico, como en una lavadora de piezas acuosa alcalina caliente, se utiliza un disco, una correa o un tambor. [3] El separador generalmente se apaga cuando no hay aceite para separar, lo que minimiza la cantidad de agua recogida. Los elementos separadores metálicos son casi tan eficientes como los separadores oleófilos cuando hay aceite.
Los separadores de vertedero funcionan permitiendo que el petróleo que flota en la superficie del agua fluya sobre un vertedero . Hay dos tipos principales de separadores de vertedero: aquellos que requieren que la altura del vertedero se ajuste manualmente y aquellos en los que la altura del vertedero es automática o autoajustable. Si bien los tipos de separadores de vertedero con ajuste manual pueden tener un costo inicial menor, el requisito de un ajuste manual regular hace que los tipos de vertedero con ajuste automático sean más populares en la mayoría de las aplicaciones.
Los separadores de vertedero acumularán algo de agua si funcionan cuando ya no hay petróleo. Para superar esta limitación, la mayoría de los separadores de vertedero contienen un drenaje automático de agua en el tanque de recolección de petróleo. Se debe evitar que ingresen desechos grandes de más de 20 mm en un separador de vertedero. Esto generalmente se hace con simples mallas agregadas al separador o, en el caso de operación en pozo, filtrando los desechos en la entrada de los pozos de recolección.
Los separadores de vertedero pueden extraer petróleo a una velocidad mayor que otros tipos de separadores. Se encuentran disponibles velocidades de extracción de petróleo de más de 25 m3/h. También pueden extraer petróleo de un radio mayor en una superficie que otros separadores. Esto hace que los separadores de vertedero sean populares si se requieren altas tasas de recuperación de petróleo y grandes áreas de cobertura.
Los skimmers de tipo vertedero no dependen de la adherencia o coalescencia del aceite y, por lo tanto, no se ven afectados por detergentes, productos químicos y otros surfactantes presentes en el agua. Tampoco se ven afectados por sólidos finos suspendidos en el agua que pueden impedir la adherencia y, por lo tanto, el funcionamiento de otros tipos de skimmers.