Prima di affrontare una discussione approfondita sulla purificazione dell’olio, diamo un’occhiata alla storia e allo sviluppo dei materiali lubrificanti.

È impossibile dire con certezza quando un materiale lubrificante sia entrato in uso per la prima volta. Probabilmente è successo nel periodo in cui gli esseri umani hanno iniziato a utilizzare gli strumenti. Gli antichi egizi usavano l’olio d’oliva per ridurre l’attrito durante lo spostamento di pietra e legno per i loro progetti di costruzione. Molto più tardi, quando i tram apparvero per la prima volta nelle strade, gli assi furono lubrificati con grasso animale.

I macchinari più nuovi e complessi realizzati in metallo garantivano l’uso di oli di ricino, di colza e altri oli lubrificanti. Tuttavia, non erano molto migliori dei materiali precedenti, poiché il loro utilizzo si basava principalmente sull’esperienza pratica e personale, non sulla ricerca scientifica.

Il 19° secolo vide una rivoluzione nel settore dei materiali lubrificanti grazie alla prima perforazione di pozzi petroliferi negli Stati Uniti. Si è scoperto che se l’olio di balena veniva mescolato con il petrolio greggio, i telai di filatura e tessitura lubrificati funzionavano per 10 anni in più.

I materiali lubrificanti si sono sviluppati ancora più velocemente nel 20° secolo, con la comparsa di macchinari complessi, come automobili, motori diesel, navi, aerei, razzi, ecc. Gli oli a base di benzina hanno saldamente conquistato il loro posto. La purificazione selettiva, l’idrocracking e l’idroisomerizzazione hanno ulteriormente contribuito allo sviluppo del materiale lubrificante.

Gli oli lubrificanti sono ora disponibili in diversi tipi, ciascuno con la propria applicazione in un determinato settore:

• olio del cambio;
• olio idraulico;
• olio per turbine;
• olio isolante elettrico;
• olio industriale;
• olio per compressori e molti altri.

Quando è necessaria la purificazione dell’olio

A seconda dell’apparecchiatura, questi oli minerali possono svolgere diverse funzioni, come lubrificazione, raffreddamento, isolamento delle parti sotto tensione, protezione contro la corrosione, pulizia delle superfici, ecc. Nella maggior parte dei casi, l’olio è sottoposto a forti sollecitazioni a causa dell’alta pressione e temperatura, attrito elevato, contatto con acqua e ossigeno, nonché contaminazione con particelle solide. Tutto ciò fa sì che l’olio invecchi, perdendo le sue proprietà. L’olio contaminato non può funzionare normalmente e deve essere sostituito o purificato.

Dal punto di vista economico, la purificazione dell’olio è una soluzione più valida, poiché consente di mantenere i parametri prestazionali dell’olio e di mantenerlo in uso il più a lungo possibile. Più lungo è il ciclo di vita del petrolio, meno soldi vengono spesi per l’acquisto di nuovo petrolio.

Contaminanti negli oli industriali

Esaminiamo i tipi di contaminanti con effetti negativi sull’olio industriale.

Quasi ogni olio contiene particelle solide. Queste particelle si formano quando si rompono i materiali di costruzione della macchina: limatura metallica, trucioli, briciole di gomma, fibre isolanti, ecc. Le particelle solide aumentano la formazione di schiuma nell’olio. Le particelle di alcuni metalli possono catalizzare l’ossidazione. In molti casi, le particelle solide sono state la causa di guasti alle apparecchiature, guasti e riparazioni costose.

Ancora un altro contaminante è l’acqua. Può entrare nell’olio in uno dei due modi. Esternamente, viene dall’atmosfera. Può anche apparire come il risultato di processi di degradazione dell’olio stesso. L’acqua accelera la corrosione e aumenta la formazione di schiuma e l’ossidazione, diminuendo le proprietà lubrificanti dell’olio.

Anche i gas sono indesiderabili. Ad esempio, il gas formato nell’olio isolante elettrico del trasformatore si trasforma in bolle riducendo la rigidità dielettrica complessiva dell’olio. Ciò è dovuto al fatto che la rigidità dielettrica dei gas a pressione atmosferica è molto inferiore a quella dell’olio. Lo scarico passa prima attraverso il gas e solo successivamente attraverso l’olio. Proprio come l’acqua, l’aria atmosferica intensifica la corrosione, l’ossidazione e la formazione di schiuma.

Un’altra fonte di contaminazione sono i prodotti dell’ossidazione e dell’invecchiamento dell’olio. Includono fenoli, acidi, alcoli, perossidi ecc. I fanghi formati dai prodotti di invecchiamento si depositano sulle parti del trasformatore e ostacolano notevolmente il raffreddamento del nucleo del trasformatore.

Purificazione dell’olio permette di rimuovere particolato, umidità e gas dall’olio. Per rimuovere i prodotti dell’invecchiamento, le tecnologie di rigenerazione sono più appropriate.

Metodi di purificazione dell’olio

Tutti i metodi conosciuti di purificazione dell’olio possono essere raggruppati in tre grandi categorie:

• metodi fisici;
• metodi chimici;
• approcci fisici e meccanici combinati.

I metodi fisici di purificazione dell’olio funzionano bene quando la composizione chimica dell’olio è cambiata in modo significativo e consentono di rimuovere il particolato e l’acqua dall’olio.

Il metodo fisico più semplice dal punto di vista tecnico è la decantazione. Contenitori speciali (serbatoi di decantazione) sono riempiti di olio. L’acqua e le particelle hanno densità diversa da quella dell’olio e con il tempo si depositano sul fondo dei serbatoi, dove possono essere raccolte e rimosse. Per accelerare il processo di sedimentazione, l’olio può essere riscaldato a 35-40°С per ridurre la viscosità. Il limite di questo metodo è la sua incapacità di rimuovere completamente il particolato e l’acqua.

La filtrazione può rimuovere le particelle dall’olio facendo passare l’olio attraverso barriere porose. L’efficienza della filtrazione dipende dal grado di contaminazione iniziale e dal pretrattamento, che può essere effettuato mediante un filtro o altri metodi (decantazione o centrifugazione).

La purificazione centrifuga dell’olio può rimuovere parzialmente l’acqua e il particolato. Questo metodo si basa sulle forze centrifughe che possono separare l’olio in più strati, uno è olio puro, gli altri due sono acqua e particelle solide.

I metodi di purificazione chimica dell’olio si basano su reazioni chimiche tra i contaminanti e i reagenti introdotti. Questi processi danno luogo alla formazione di sostanze che vengono rimosse con molta più facilità rispetto ai contaminanti originari. Il trattamento con acido solforico e l’idrotrattamento sono tra i metodi di purificazione chimica più comuni.

Il trattamento acido di solito prevede l’uso di acido solforico, che reagisce con i contaminanti. Asfalti, catrame, idrocarburi insaturi e altri contaminanti sedimentano in quello che viene collettivamente definito catrame acido, che può essere facilmente separato dal petrolio. Il processo si conclude con alcali per neutralizzare l’acido rimanente e il catrame acido.

L’idrotrattamento serve a ridurre la concentrazione di composti di zolfo e ossigeno nell’olio. Il processo prevede il trattamento dell’olio con idrogeno ad alta temperatura e pressione.

I metodi combinati fisici e chimici di purificazione dell’olio comprendono coagulazione, adsorbimento, purificazione selettiva e scambio ionico.

La coagulazione viene utilizzata per migliorare l’efficienza della purificazione mediante filtrazione o sedimentazione. L’olio è miscelato con particolari sostanze che facilitano l’ingrossamento delle particelle contaminanti allo stato colloidale o finemente disperso. Le particelle più grandi sono molto più facili da filtrare dall’olio o depositarsi sul fondo di un serbatoio di decantazione. L’efficienza può dipendere da quanto segue:

– la quantità di coagulante utilizzata;

– durata del contatto coagulante con l’olio;

– temperatura dell’olio;

– il modo in cui l’agente viene miscelato con l’olio.

L’assorbimento si basa sull’interazione dell’olio con i mezzi adsorbenti. Gli adsorbenti catturano i contaminanti e li intrappolano nei loro pori. L’adsorbente specifico viene selezionato in base all’attività. L’acqua viene rimossa dalla zeolite. I gel di silice funzionano bene per estrarre composti acidi. La terra di Fuller può estrarre prodotti di invecchiamento del petrolio. Gli adsorbenti possono essere naturali o sintetici.

Esistono tre tipi di adsorbimento purificazione dell’olio:

• contatto;
• percolazione;
• controcorrente.

Nel primo caso, olio e adsorbente fine vengono miscelati. Dopo che l’adsorbente si è saturato, viene separato dall’olio. Il secondo tipo di purificazione prevede la percolazione dell’olio attraverso uno strato di adsorbente, mentre nel metodo in controcorrente l’olio e l’adsorbente si muovono in direzioni opposte tra loro.

La purificazione selettiva prevede l’uso di solventi speciali che interagiscono selettivamente con l’olio: risolvono solo i contaminanti e lasciano intatto l’olio normale. Il caso più semplice di selettivo purificazione dell’olio è “miscelazione-decantazione-distillazione”. Alcuni dei solventi comunemente usati sono acetone, furfurale, una miscela di fenolo con cresolo, nitrobenzene ecc.

Un altro metodo combinato utilizza resine a scambio ionico. Queste sostanze catturano la parte dei contaminanti che una volta disciolti si dissociano in ioni. Tecnicamente è simile all’adsorbimento, poiché può essere effettuato mediante miscelazione o percolazione.

Processi di purificazione dell’olio

L’apparecchiatura GlobeCore utilizza quanto segue processi di purificazione del petrolio:

• riscaldamento;
• filtrazione;
• vuoto;
• assorbimento.

Il primo processo si basa sui diversi punti di ebollizione dell’acqua e dell’olio. L’acqua bolle a 100°С, mentre l’olio bolle a una temperatura molto più alta, superiore a 300°С. Ciò significa che l’acqua può evaporare dall’olio e rimossa mediante condensa.

La filtrazione di solito prevede diverse fasi. Innanzitutto, un filtro grosso rimuove le particelle solide più grandi, quindi l’olio passa attraverso filtri fini. La finezza di filtrazione viene selezionata in base al grado di contaminazione dell’olio e ai requisiti di regolamenti e standard.

Il vuoto viene utilizzato per la rimozione di acqua e gas. I sistemi di vuoto a uno o due stadi vengono utilizzati nelle apparecchiature GlobeCore. Nel primo caso, una pompa per vuoto crea un basso vuoto (760 mmHg -10 mmHg). Tali sistemi vengono utilizzati per la purificazione degli oli di isolamento elettrico da trasformatori a respirazione libera, nonché altri tipi di olio (turbina, industriale, idraulico, ecc.). Nel secondo caso, una pompa di prevuoto e un soffiatore Roots creano un alto vuoto (10 mmHg – 0 mmHg), necessario per il trattamento dell’olio utilizzato nei trasformatori sigillati.

L’interazione dell’olio con la terra di Fuller consente di rigenerare l’olio: rimuovere i prodotti di ossidazione e invecchiamento. La terra di Fuller è una sostanza naturale che può essere riattivata molte volte.

Le tipologie di sistemi di purificazione dell’olio

L’olio può essere purificato non solo con filtri grossolani e fini, ma anche con filtropressa. Il componente principale di una filtropressa è il mezzo poroso attraverso il quale una pompa spinge l’olio ad alta pressione. Mentre l’olio attraversa il media filtrante, tutte le particelle più grandi di 10-15 micron vengono catturate nei suoi capillari.

La camera a vuoto è un’altra sistema di purificazione dell’olio. A seconda del metodo di degasaggio e disidratazione, il design della camera può variare. Uno dei modi è spruzzare l’olio contaminato nella camera a vuoto attraverso un ugello. I vapori acquei si separano dall’olio e vengono rimossi dalla camera dalla pompa a vuoto. Goccioline di olio secco cadono sul fondo della camera. Un’altra opzione è riempire la camera con elementi speciali per far scorrere l’olio lungo le loro superfici in una pellicola sottile. A questo scopo possono essere utilizzati anelli a spirale o anelli Raschig.

Gli adsorbitori sono sistemi speciali per facilitare l’adsorbimento dei contaminanti dall’olio. Si tratta solitamente di recipienti cilindrici che contengono l’adsorbente, come zeolite, gel di silice o terra di Fuller. Quando il sorbente è saturo, viene sostituito o riattivato.

Sistemi di decantazione per la purificazione dell’olio sono grandi serbatoi. Il fondo di tale serbatoio può essere dotato di una valvola per scaricare con attenzione i sedimenti dall’olio.

Il tamburo è il componente principale della centrifuga. Contiene piastre, fissate all’albero in parallelo. La distanza tra le piastre è così piccola che l’olio può essere diviso in più strati sottili, migliorando l’efficienza della purificazione della centrifuga.

Macchine per la purificazione dell’olio dei trasformatori

GlobeCore produce i seguenti tipi di macchine per la purificazione dell’olio dei trasformatori:

• ONU;
• UN-CF;
• CFU;
• MCU;
• CMM-R;
• UVR.

La CMM macchine per la purificazione dell’olio dei trasformatori utilizzare riscaldamento, filtrazione e vuoto. Si ottiene una purificazione completa del petrolio, con la rimozione di particolato, acqua e gas. Le macchine СММ-CF utilizzano due filtri: un filtro normale per rimuovere il particolato e un filtro coagulatore per rimuovere l’acqua. Questa macchina può lavorare olio con un contenuto di umidità fino al 50% e, in alcuni casi, anche oltre. Le macchine CFU funzionano bene quando è necessario rimuovere le particelle d’olio dall’olio del trasformatore. L’olio viene pompato attraverso filtri a cartuccia che catturano il particolato.

La purificazione per adsorbimento viene eseguita da macchine MCU, CMM-R e UVR. L’MCU può essere utilizzato con zeolite o gel di silice. Nel primo caso l’olio viene accuratamente essiccato, mentre nel secondo l’olio viene anche lavorato per eliminare i composti acidi. Le macchine CMM-R non solo purificano l’olio, ma lo rigenerano, compresa la fase finale di miscelazione degli additivi di inibizione nell’olio. Queste macchine vengono utilizzate con la terra di Fuller, che può essere riattivata più volte dopo la saturazione senza estrazione dalla CMM-R. L’UVR macchine per la purificazione dell’olio dei trasformatori utilizzare un adsorbente diverso, che richiede una speciale unità esterna per la riattivazione. Tuttavia, mentre la CMM-R può trattare solo l’olio dei trasformatori, l’UVR è più versatile e può rigenerare altri tipi di olio e carburante.

Unità di purificazione dell’olio GlobeCore: principali vantaggi

Le unità di purificazione dell’olio di GlobeCore hanno i seguenti vantaggi:

• sono adatti al trasporto con vari mezzi (trasporto marittimo, aereo e terrestre);
• sono versatili. Oltre alla purificazione dell’olio, queste unità possono svolgere altri compiti, come l’evacuazione dei trasformatori;
• sono mobili. Le unità di purificazione dell’olio può essere prodotto su ruote, su rimorchi, ecc., consentendo la manutenzione del trasformatore sul campo;
• Basso consumo energetico. Tutti i componenti e il design delle unità sono selezionati in modo da consumare la minima quantità di elettricità pur rimanendo altamente efficienti nella lavorazione del petrolio;
• Sicurezza. Le unità sono dotate di protezione contro i guasti, per evitare schiume, perdite ecc;
• Funzionamento e manutenzione semplici. Nella maggior parte dei casi, è sufficiente una persona per azionare il unità di purificazione dell’olio;
• Una vasta gamma di opzioni extra. Per comodità del cliente, GlobeCore può migliorare le capacità dell’apparecchiatura (controllo tramite telefono cellulare, trattamento dell’olio in trasformatori sotto tensione, contatore di particelle, ecc.).