Impianto per il riciclo di oli usati - olio base/gasolio

Descrizione dell'operazione

1. Rettifica

La materia prima del progetto è olio esausto, che viene trasportato dall'area di riempimento della materia prima attraverso il corpo della pompa verso l'area di pretrattamento. Dopo il pretrattamento, vengono rimossi le impurità e parte dell'acqua dalla materia prima, che entra successivamente nel sistema di disidratazione, dove tutta l'acqua viene eliminata. Successivamente, il materiale, attraverso il corpo della pompa, entra nel sistema leggero, dove vengono separati i componenti leggeri del materiale. Al termine della disidratazione e della leggerizzazione, il materiale viene riscaldato ed immesso nel sistema di evaporazione a film sottile per la rimozione dei componenti pesanti. Il residuo in fondo entra nel serbatoio di raccolta, mentre la fase gassosa superiore entra nella colonna di rettifica e viene condensata ed arricchita nel serbatoio di raccolta.

2. Cracking in fase gassosa

L'olio intermedio, dopo la rettifica, entra prima nel riscaldatore di alimentazione della colonna di cracking e successivamente nella colonna di cracking in fase gassosa, dopo essere stato riscaldato. Nel fondo della colonna viene mantenuta una quantità di vapore di ribollizione. L'olio, dopo la vaporizzazione, entra in contatto con il catalizzatore solido e, dopo il passaggio attraverso il catalizzatore, viene trasformato in componenti diesel. Successivamente, l'olio diesel entra nella sezione di rettifica. Dopo la distillazione, l'olio diesel viene condensato dal condensatore e inviato al serbatoio di raccolta per il raffinamento. Il materiale presente nel fondo della colonna viene reintrodotto nella sezione di eliminazione dei componenti pesanti per essere rettificato nuovamente. L'intero processo operativo viene effettuato in condizioni di vuoto e pressione atmosferica, con il sistema chiuso, senza perdite né inquinamento. Il gas emesso attraverso l'uscita dei fumi è stato sottoposto a desolforazione e rimozione della polvere (se vi sono ulteriori requisiti, saranno da concordare), non ha odore e non produce altre emissioni di rifiuti.

Domande Frequenti

1. Che cos'è questo processo?

È una tecnologia che converte **olio lubrificante usato (ad esempio, olio motore, olio per cambi, olio idraulico) – un flusso di rifiuti pericolosi – in un carburante utilizzabile simile al diesel attraverso un avanzato processo chimico, principalmente la depolimerizzazione termica (pirolisi) seguita da distillazione e idrotrattamento.

2. È la stessa cosa del biodiesel?

No.** È fondamentalmente diverso. Il biodiesel è prodotto da grassi/oli vegetali o animali (come olio di soia o olio da cucina usato) attraverso una reazione chimica chiamata *transesterificazione*. Il processo per gli OLU consiste invece nello smontare molecole complesse di idrocarburi sotto calore e pressione (*pirolisi*) e poi migliorare il prodotto.

3. Come funziona il processo? (Semplificato)

1. Pre-trattamento: l'olio usato viene filtrato per rimuovere i solidi (trucioli metallici, sporco) e disidratato per eliminare l'acqua.

2. Depolimerizzazione termica (Pirogenga): L'olio pulito e asciutto viene riscaldato a temperature molto elevate (tipicamente 350-450°C o superiori) *in assenza di ossigeno*. Questo processo decompone le lunghe catene di idrocarburi complessi e gli additivi presenti nell'olio usato in molecole di idrocarburi più piccole, formando un vapore.

3. Distillazione: Il vapore viene raffreddato e condensato. Le diverse frazioni (come nafta, gasolio, gasolio leggero, gasolio pesante) vengono separate in base ai loro punti di ebollizione. L'obiettivo è la frazione gasolio.

4. Trattamento con idrogeno/Raffinazione (Passaggio Cruciale): La frazione gasolio grezza contiene spesso impurità (zolfo, azoto, cloro derivante dagli additivi, composti insaturi) e può presentare una scarsa stabilità/ottano. Il trattamento con idrogeno utilizza gas idrogeno e un catalizzatore ad alta pressione/temperatura per rimuovere queste impurità (desolforazione - HDS, denitrogenazione - HDN, declorurazione) e saturare le molecole instabili. Questo passaggio è essenziale per produrre un carburante stabile e conforme alle specifiche.

5. Finitura: Possono verificarsi filtrazione e stabilizzazione finali. Possono essere aggiunti additivi per soddisfare specifici standard.

4. Come si chiama il prodotto finale?

Il carburante migliorato che soddisfa le specifiche del gasolio è generalmente indicato come "Recycled Fuel Oil" (RFO), "Processed Fuel Oil" (PFO), "Hydrotreated Pyrolysis Oil", o "Diesel Substitute". Generalmente NON è chiamato "Biodiesel" per evitare confusioni. Il suo obiettivo è soddisfare le specifiche standard del gasolio, come ASTM D975 (USA) o EN 590 (Europa), potenzialmente come componente di una miscelazione.

5. Questo carburante può essere utilizzato direttamente nei motori diesel?

Solo se rispetta rigorosi standard di qualità del carburante (come ASTM D975 o EN 590).

La fase di idrotrattamento è assolutamente critica per questo scopo. Il gasolio da pirolisi non trattato o trattato in modo inadeguato ("pirolisi diesel") generalmente NON è adatto per l'uso diretto nei moderni motori diesel. Può causare danni gravi dovuti a:

* Alto contenuto di zolfo (danneggia i sistemi di emissione - DPF, SCR, catalizzatori).

* Basso numero di cetano (cattiva combustione, battito).

* Presenza di acidi, cloro, metalli (corrosione, intasamento degli iniettori).

* Scarsa stabilità (forma gomme e sedimenti).

* Alto contenuto di aromatici/idrocarburi policiclici aromatici (IPA).

Il carburante sottoposto a idrotrattamento e conforme alle specifiche può essere utilizzato, spesso miscelato con gasolio convenzionale.

6. Quali sono i principali benefici?

Riduzione dei Rifiuti e Recupero di Risorse: Devia una significativa corrente di rifiuti pericolosi dalle discariche o dallo smaltimento non corretto (bruciatura, scarico indiscriminato).

Sicurezza Energetica: Crea un carburante liquido prezioso da un prodotto di scarto, riducendo la dipendenza dal petrolio greggio vergine.

Protezione Ambientale (Potenziale): Il riciclaggio appropriato previene l'inquinamento del suolo e delle acque causato dallo scarico dell'olio usato. Rispetto alla produzione di gasolio vergine, può comportare un minore impatto complessivo sulle emissioni di carbonio, sebbene l'analisi del ciclo vitale sia complessa (dipende dall'efficienza del processo e dalle fonti energetiche). Riduce la domanda di estrazione del petrolio greggio.

Opportunità economica: Crea valore dai rifiuti, potenziali risparmi sui costi per gli utilizzatori di carburante (se offerto a prezzi competitivi) e supporta un'economia circolare.

7. Quali sono le sfide e le preoccupazioni?

Elevato costo iniziale: Impiantare strutture avanzate con pretrattamento, pirolisi, distillazione e in particolare unità di idrotrattamento è costoso.

Complessità tecnologica e gestionale: Richiede ingegneria sofisticata e operazioni specializzate per garantire una qualità costante del carburante e rispettare gli standard sulle emissioni.

Qualità e costanza delle materie prime: Gli oli esausti sono molto variabili (contaminanti, additivi, fonti miste). Un pretrattamento costante è fondamentale.

Normative ambientali rigorose: Gli impianti devono rispettare severe norme sulle emissioni atmosferiche (COV, NOx, SOx, particolato), sul trattamento delle acque reflue e sullo smaltimento di residui pericolosi (coke, catalizzatori esausti). L'autorizzazione può risultare difficoltosa.

Qualità del carburante e accettazione sul mercato: Raggiungere e mantenere costantemente gli standard richiesti per il gasolio richiede investimenti significativi. È fondamentale ottenere la fiducia e l'accettazione del mercato per il prodotto finale. Spesso è necessario effettuare dei blending.

Gestione dei residui: Il processo genera residui solidi (coke, catalizzatore esausto) e potenziali flussi di acque reflue che richiedono un'adeguata e spesso costosa eliminazione o trattamento.

8. Questo processo è rispettoso dell'ambiente?

Il processo presenta potenziali benefici ambientali significativi**, grazie alla riduzione dei rifiuti pericolosi e al recupero di energia. Tuttavia, non è intrinsecamente "green":

Il processo richiede consumo di energia (spesso gas naturale o gas combustibile).

Le emissioni in atmosfera provenienti dall'impianto (gas di combustione, sfiati di processo) devono essere rigorosamente controllate.

L'idrotrattamento richiede idrogeno (spesso prodotto da gas naturale).

I residui richiedono un'eliminazione sicura.

L'impronta ambientale complessiva dipende fortemente dall'efficienza degli impianti, dalle tecnologie di controllo delle emissioni e dalle fonti di energia. Sono necessari studi di Analisi del Ciclo di Vita (LCA) per specifici impianti.

9. Quali normative la disciplinano?

Gestione dei rifiuti: Classificato come rifiuto pericoloso in molte giurisdizioni (ad esempio, normative EPA negli USA, Direttiva quadro sui rifiuti nell'UE). Valgono regole rigorose per la raccolta, il trasporto, lo stoccaggio e il trattamento.

Qualità del carburante: Il prodotto finale deve rispettare gli standard applicabili per il gasolio (ad esempio, ASTM D975, EN 590) se venduto come tale o miscelato.

Operazioni dell'impianto: Soggetta a normative sul controllo dell'inquinamento atmosferico, autorizzazioni al rilascio idrico, autorizzazioni per la gestione di rifiuti pericolosi per i residui e standard di sicurezza sul lavoro. La concessione delle autorizzazioni è complessa e dipendente dalla località.

10. Dove viene utilizzata questa tecnologia?

Esistono impianti su scala commerciale, principalmente in Europa, Nord America e parti dell'Asia, sebbene il mercato sia ancora in fase di sviluppo. Il successo dipende fortemente da regolamentazioni favorevoli, infrastrutture per la raccolta dell'olio esausto e condizioni di mercato per il carburante.

11. Posso farlo a casa/su piccola scala?

Fortemente sconsigliato e spesso illegale. Le unità di pirolisi su piccola scala, prive di adeguati sistemi di controllo delle emissioni, di sicurezza e di idrotrattamento producono carburante di bassa qualità, instabile e fortemente inquinante, non adatto ai motori. Generano inoltre rifiuti pericolosi (residuo/coke di pirolisi) che richiedono smaltimento appropriato. La manipolazione dell'olio usato e l'utilizzo di apparecchiature per la pirolisi comportano significativi rischi per la sicurezza (incendio, esplosione, fumi tossici). Si tratta di un processo industriale che richiede impianti professionali e autorizzazioni.

12. Il carburante è più economico rispetto al gasolio tradizionale?

Il prezzo dipende da numerosi fattori: costo della raccolta/pretrattamento degli ULO, costi operativi dell'impianto (energia, catalizzatori, manutenzione, manodopera), scala dell'operazione, prezzi locali del gasolio e incentivi/tasse governativi. Può essere competitivo, ma non è garantito. Il costo elevato degli investimenti iniziali è un fattore significativo.

13. Che fine fanno le frazioni non diesel?

La frazione più leggera (simile alla nafta) potrebbe essere utilizzata come gas combustibile o ulteriormente processata. Le frazioni più pesanti potrebbero essere utilizzate come olio combustibile pesante (HFO) per bruciatori industriali o riciclate all'interno del reattore di pirolisi. La cokea viene rimossa e smaltita o potenzialmente utilizzata come combustibile.

14. Questo processo rimuove tutti i contaminanti?

Il pretrattamento rimuove solidi e acqua. La pirolisi decompone molte molecole organiche e additivi. L'idrotrattamento è specificatamente progettato per rimuovere eteroatomi come Zolfo (S), Azoto (N), Cloro (Cl), Ossigeno (O) e metalli, e per saturare composti instabili. Un idrotrattore ben progettato ed operato è essenziale per rimuovere contaminanti al fine di rispettare le specifiche del carburante.