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WO2019193579A1 - Proceso de obtención del solidificante para petroleo capaz de adsorber en cualquier superficie, gases y vapores generados en los derrames de hidrocarburos y aceites vegetales. - Google Patents

Proceso de obtención del solidificante para petroleo capaz de adsorber en cualquier superficie, gases y vapores generados en los derrames de hidrocarburos y aceites vegetales. Download PDF

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WO2019193579A1
WO2019193579A1 PCT/IB2019/052838 IB2019052838W WO2019193579A1 WO 2019193579 A1 WO2019193579 A1 WO 2019193579A1 IB 2019052838 W IB2019052838 W IB 2019052838W WO 2019193579 A1 WO2019193579 A1 WO 2019193579A1
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WO
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solidifier
graphite
catalyst
gases
inks
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PCT/IB2019/052838
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French (fr)
Inventor
Carlos Felipe Forero Monsalve
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Original Assignee
Individual
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    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/32—Materials not provided for elsewhere for absorbing liquids to remove pollution, e.g. oil, gasoline, fat

Definitions

  • This invention is framed in the field of chemical engineering applied in the petroleum industry, especially in exploration, extraction, refining, transport, storage in any area that handles both new and used fuels, to clean and handle the possible handling incidents
  • the present invention relates to the manufacture of a solidifier of petroleum and vegetable oils, capable of coagulating on any surface, without interest its viscosity provided it has less density than water, adsorbs gases and vapors generated in the spills, providing protection to the environment environment and safety for relief agencies or specialized groups that attend emergencies; obtained from fibrous plant material from urban solid waste such as: vegetables, used textiles, printed paper, dry inks and soot or carbon black, graphite from discarded batteries, using state-of-the-art technique where materials are used to nano scale
  • Hydrocarbon absorbents and adsorbents are composed of a wide range of organic, inorganic and synthetic products designed to remove hydrocarbons from soil and water. Its composition and configuration depend on the material used.
  • Micromechanical Exfoliation It is currently the most effective method to produce individual sheets of high quality graphene. This method consists of making a stamping on Si02 support, with highly oriented pyrolytic graphite plates (HOPG). Subsequently, successive detaches are carried out by careful pressure or rubbing by dividing graphene sheets, individual or double, from the stamped graphite, which leads to thicknesses not greater than 3 nm. The low density obtained by this procedure, only a few single or double sheets per substrate area, combined with the lack of precision when positioning these sheets in a controlled manner, limit the implementation of graphene in current devices.
  • HOPG highly oriented pyrolytic graphite plates
  • Recent work done with ultrasound at low power on the interleaved graphite, with ternary potassium salts, K (THF) X C24 (x 1-3), obtaining negatively charged graphene sheet solutions.
  • One technique with the possibility of mass production of graphene is the direct epitaxial growth of graphene on an insulating substrate. It consists of heating silicon carbide solids, to produce a partial graffiti of the upper sheet. However, this technique is hindered by the control of the number of sheets produced.
  • Another strategy is focused on generating graphene oxide (GO) sheets, which have no tendency to aggregate and can be deposited as individual sheets on the surface.
  • the GO is prepared using the Hummers method which consists of the strong oxidation of graphite.
  • Doped graphene is a technique performed during the obtaining of carbon nano structures where manometric particles of some other compatible element can be added for the desired modification of their properties.
  • Electrostatic attraction is the property of the matter responsible for electrostatic phenomena, whose effects appear in the form of attractions and repulsions among the bodies that possess it.
  • static electricity refers to the accumulation of excess electrical charge (positive or negative) in a conductor or insulator.
  • the effects of static electricity are familiar to most people because they can see, notice and even feel the sparks of the discharges that occur when the excess charge of the charged object is placed near a good electrical conductor (such as a conductor connected to a ground) or other object with an excess load, but with the opposite polarity.
  • Induced charge occurs when a charged object repels or attracts electrons from the surface of a second object. This creates a region in the second object that is with a greater positive charge, creating an attractive force between the objects. For example, when a balloon is rubbed, the balloon will remain attached to the wall due to the attractive force exerted by two surfaces with opposite charges (the wall surface gains an induced electrical charge because the free electrons from the wall surface are repelled by the electrons that the balloon has gained by rubbing; thus a positively charged surface on the wall is created by electrostatic induction, which will attract the negative surface of the globe).
  • Friction charge is transferred to the large number of electrons because friction increases the contact of one material with the other.
  • the innermost electrons of an atom are strongly bound to the nucleus, of opposite charge, but the outermost of many atoms are very weakly bound and can be easily removed.
  • the force that holds the outer electrons in the atom varies from one substance to another. For example, electrons are retained more strongly in the resin than in wool, and if a resin cake is rubbed with a very dry wool fabric, the electrons in the wool are transferred to the resin. Therefore, the Resin cake is left with an excess of electrons and is negatively charged. In turn, the wool fabric is left with an electron deficiency and acquires a positive charge.
  • Electron-deficient atoms are ions, positive ions because, by losing electrons (which have a negative charge), their net charge is positive.
  • Induction load a body can be loaded by a simple procedure that begins with the approach to it of a rod of insulated material, loaded.
  • a rod of insulated material loaded.
  • a non-charged conductive sphere suspended from an insulating wire.
  • the conduction electrons that are on the surface of the sphere migrate to the far side of it; as a result, the far side of the sphere is negatively charged and the near one is positively charged.
  • the sphere oscillates approaching the rod, because the force of attraction between the near side of the rod and the rod itself is greater than that of repulsion between the far side and the rod. We see that it has a net electric force, even if the net charge in the spheres as a whole is zero.
  • Induction load is not restricted to conductors, but may occur in all materials.
  • Cohesion / adhesion refers to attraction of a material to the material itself, thus opposing spreading on a solid surface, while adhesion refers to the attraction of one material to another
  • Surface area A satisfactory adsorbent material must have a high relationship between surface area and volume, including available internal and external surfaces
  • Buoyancy must present and maintain high buoyancy and remain afloat even when saturated with hydrocarbons and water.
  • hydrocarbons begin to undergo weathering processes and their physical and chemical characteristics change over time.
  • the processes of spreading, evaporation, dispersion and emulsification are important in the early stages of the spill, while photo oxidation, sedimentation and biodegradation are long-term processes that determine the final destination of hydrocarbons.
  • the speed at which these processes occur depends on the climatic, meteorological conditions and characteristics of hydrocarbons such as specific gravity, volatility, viscosity and pour point.
  • Evaporation and dispersion contribute to the removal of hydrocarbons from the sea surface, while emulsification causes their persistence and an increase in the volume of contaminant.
  • Solidification is a physical process that consists of changing the state of matter from liquid to solid.
  • Curdling is to bind a liquid so that it becomes solid or pasty; It is also coagulate, condense, solidify, freeze, harden.
  • Adsorbent It is said of a body or a substance that adsorbs (attracts and retains particles from another body). It is also said of a substance, usually solid and porous, that has great capacity to retain on its surface another component present in liquid or gaseous streams.
  • Catalyst any substance that modifies the speed of a chemical reaction.
  • An important feature is that the catalyst mass is not modified during the chemical reaction, which differentiates it from a reagent, whose mass decreases throughout the reaction.
  • Electrostatic attraction The electric charge is the property of the matter responsible for the phenomena whose effects appear in the form of attractions and repulsions among the bodies that hold it.
  • Nanotechnology it is the study, design, creation, synthesis, manipulation and application of materials, devices and functional systems through the control of matter on a nano scale, and the exploitation of phenomena and properties of matter on a nano scale.
  • Graphene It is a substance formed by pure carbon, with atoms arranged in a regular hexagonal pattern, similar to graphite, but on a sheet of an atom thick.
  • Nanonized Reduction of a substrate to particle size of nanometers.
  • the starting point of the invention includes the recovery of raw materials, the use of this material, the solid waste is transformed and its potential for reinstatement is returned to the materials as a raw material for the manufacture of new products, applying state-of-the-art techniques (nano -materials) to obtain graphite graphene from the used batteries, carbon black and dry inks that arise from the wastewater management of the washing processes or obtaining the pulps. .
  • the process for obtaining the solidifier is based on obtaining the raw material that is obtained from fibrous plant materials and the cellulose and the scream of the used batteries, dry inks and carbon black that is part of the catalyst are extracted; and they are described in 5 sections and one has its stages: (1) obtaining raw material (cellulose) and the obtaining the materials, (2) catalyst manufacturing (3) Homogenization and Mixing, (4) Quality control and (5) packaging;
  • the raw material from solid waste are those derived from paper, cardboard, used clothes, textile waste, fibrous vegetable waste, wood, stems and banana leaves, fruit peels, ameros, and other derivatives of fibrous agricultural products, water hyacinth or buchón, sediments of inks and carbon black for the treatment of sewage, batteries (graphite) and printer toner;
  • this part of the selection and classification is carried out in the corresponding collection center in each region.
  • the selected material is passed to a conveyor belt, it is verified that it does not contain foreign materials or different from those arranged for the next step.
  • the crushing is carried out, for its handling and lightening of the process the material sizes must be reduced to 3 to 5 square centimeters, said operation is carried out with the appropriate machinery according to the type of material as follows: Cut for derivatives of the paper, in strips of centimeter, with machine and taking special care with the sewing hooks, staples, tapes, plastic adhesives, all plasticized, cartons of tetra pack and / or any other foreign element.
  • the grinding is done for materials such as paper combined with plastics, aluminum foil, adhesives, carbon paper, these materials are reduced to a size of 5 to 6 mm by means of an impact mill.
  • the defibration is made with cutting and tearing machines for textile materials, these have been previously selected by hand and separated from foreign bodies such as buttons, brooches, staples, zippers etc., the sanforized fabrics are also separated and the elastics are removed. Chopping is done to materials derived from agricultural products, previously dried and separated by class, to be reduced to a size of 6 mm.
  • the fifth stage basic in the process consists of maturation, which is carried out in a closed tank, which comprises: first the pulping, where the crushed and dried material is treated by adding enough water and chemical hydroxide liquor selected of sodium or sodium carbonate at a certain temperature. Second, the continuous shaking or stirring of the mixture that imparts characteristics to the product and third, the refining that consists of removing, through successive washes, the materials that affect the effectiveness of the adsorbent such as starches, sugars, gums, inks, as well as the objects have passed in the previous stages, at this stage the fibers are washed and if necessary they are treated with sodium silicate to reach a neutral pH, they are combed and their length is reduced.
  • the pulp must contain a humidity of 10%.
  • ripening is carried out according to the following conditions:
  • the sixth stage is the drying of the material from the previous stage, with hot air circulation at a temperature between 180oC and 230oC for an approximate time of 120 minutes, then the dry material leaves the machine and is left at rest at room temperature for 60 minutes.
  • the seventh stage consists in the formulation of the final product, free of moisture where pulps (cellulose) from paper, textiles and vegetables are mixed in equal parts, and then passed to the carding machine first by a diameter of 4 mm and then by one of 2 mm.
  • the eighth stage obtaining the catalyst, you must recover materials that are in the wastewater generated from the washing of paper pulp, filter side, toner and ink cartridges, carbon black from the sleeves and air filters and the graphite of the discarded batteries to which the following process is done to obtain doped graphene:
  • the graphite bars of the batteries are passed to a ball mill and crushed to obtain a powder and then stir with the inks removed from the washing wastewater.
  • the wastewater generated in the washing of papers, textiles, toner, cartridges and filters and sleeves of the air extractors is dry printing inks, carbon black, causing pollution to the water to be poured; which floating and must be removed in order not to pour them into the sewer and is done with a sonication process (it is the act of applying the energy of sound (usually ultrasound).
  • Ultrasounds generate, in turn, vibrations in the target material If it contains liquids, millions of microscopic bubbles will be generated, which undergo very rapid expansion and collapse processes that can transmit their energy to other materials.
  • the semi-dry inks and the graphite powder are subjected to Nanonized processes (Reduction of a substrate to nanometer particle size) obtaining low quality graphene, which will be combined with lime, sodium bicarbonate, boric acid, borax, for Obtain the catalyst of the solidifier, which will be the additive or doping material.
  • a fundamental and key basis for obtaining the solidifier is made in the reactor and with the addition of the catalyst obtained from the graphite of the discarded batteries, printing inks in the process of obtaining pulps of the printed papers, the remaining inks of the toners and cartridges when washed, and carbon black which is removed from the magicians and air purification filters;
  • the wastewater from the pulp and washing processes is treated, particles appear that are removed from the aqueous medium with equipment moved by dry air, then passed through the sonicator, peristaltic pump, centrifuge and muffle or dryer.
  • the catalyst is obtained from the enlistment of the inks, carbon black and graphite is made separately by removing from its origin by graphite sonication processes. Based on the dispersion of graphite in a liquid medium, which receives sound waves that make its particles shake. Then, by centrifugation, graphene is separated from graphite; To the catalyst is added as additive material OR dopant in 2: 2 proporsion (lime, sodium bicarbonate, boric acid, borax) is mixed, applying ultrasound for fifteen minutes, then and the catalyst is obtained, which is moved by peristaltic pump, excess moisture is removed with centrifuge and dry heat to be applied in the reactor to obtain the solidifier . Adhering the doped graphene to the cellulose covers the reeds and helps improve the purposes.
  • the solidifier adaptation section in the Reactor is passed, where e! Micro mechanical exfoliation process, which consists of rubbing against a surface, the reeds and the catalyst until the material adheres and covers the reeds.
  • the cellulose is passed from the rest area to the reactor in pneumatic medium and plastic pipe 4 inches in diameter and 20 meters of lake; this route is provided with electro magnets that charge the fibers; This transition does improve electrical conductivity (Induced charge occurs when a charged object repels or attracts electrons from the surface of a second object) and is discharged into the reactor.
  • the stirring process inside the reactor is 2,700 rpm at 3,700 rpm, the what it does is add films that cover the reeds with mono layers of doped graphene, electrostatic attraction will be applied where the solidifying properties of this invention are given unique properties;
  • the solidifier is passed through the pneumatic network, to the resting area where it is classified by density, the texture is measured, the moisture is stabilized and the porosity, adhesion, containment, retention, adsorption of petroleum and vegetable oils are measured, which must be 1 to 40 times its weight and the containment of gases and vapors.
  • the solidifier is transported by pneumatic means and taken to the sector where a density classification is carried out; the rods that do not meet the lengths, are passed back to reactors 3, 4 and 5 and the operation is repeated until it meets the specification.
  • Particle size analysis The evolution of particle size, adhesion, adsorption has been analyzed by optical microscopy.
  • Solidifier Once the Solidifier is rested, it passes the quality control, it is vacuum packed in bags of 1, 3, 10 and 20 kilograms compressed, taking advantage of storage and transport space.
  • Cohesion refers to the attraction of a material to the material itself, thereby opposing spreading on a solid surface, while adhesion refers to the attraction of one material to another
  • the solidifier being an understandable material, can be compressed to increase storage and facilitate transport; Then you can restore your appearance and by passing it by sprinkler,
  • the equipment is a turbine, with hose to apply as a sprinkler
  • That absorbed or encapsulated oil can be recovered.
  • the impregnated solidifier By subjecting the impregnated solidifier to mechanical processes of compression or centrifugation, it releases up to 80% in hydrocarbons if it alters its composition.

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Abstract

La presente invención se refiere a la fabricación de un solidificante de petróleo y aceites vegetales capaz de coagular sin interesar su viscosidad siempre que tenga menos densidad que el agua, adsorbe gases y vapores generados en los derrames, brindando protección al medio ambiente y seguridad para los cuerpos de socorro o grupos especializados que atiende emergencias. Es obtenido a partir de material vegetal fibroso proveniente de los residuos sólidos urbanos como: vegetales, textiles usados, papel impresos con tintas secas y el hollín o negro de humo, grafito de las pilas desechadas; los cual son sometidos a procesos de extracción de pulpa celulosa, a proceso de nanotecnología donde el carbono Grafitico dopado recubre la celulosa o cañas en mono-capas por la aplicación de Exfoliación mecánica, Micromecánica y atracción electrostática y ultrasonido (sonicación), logrando modificar la estructura y textura porosa, aumentando la propiedad de retener hidrocarburos y simultáneamente aumenta la adhesión, la contención de gases y vapores que son los causantes de incendios, explosiones y daño en la capa de ozono; además permite recuperar el petróleo encapsulado por proceso mecánico.

Description

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL SOLIDIFICANTE PARA PETROLEO CAPAZ DE ADSORBER EN CUALQUIER SUPERFICIE, GASES Y VAPORES GENERADOS EN LOS DERRAMES DE HIDROCARBUROS Y ACEITES VEGETALES.
Sector tecnológico
Esta invención está enmarcada en el campo de la ingeniería química aplicación en la industria del petróleo, especialmente en operaciones de exploración, extracción, refinado, transporte, almacenamiento en fin en cualquier área que manipule combustibles tanto nuevos como usados, para limpiar y manejar los posibles incidentes en su manipulación.
Objetivo de la invención
La presente invención se refiere a la fabricación de un solidificante de petróleo y aceites vegetales, capaz de coagular en cualquier superficie, sin interesar su viscosidad siempre que tenga menos densidad que el agua, adsorbe gases y vapores generados en los derrames, brindando protección al medio ambiente y seguridad para los cuerpos de socorro o grupos especializados que atiende emergencias; obtenido a partir de material vegetal fibroso proveniente de los residuos sólidos urbanos como: vegetales, textiles usados, papel impresos, tintas secas y el hollín o negro de humo, grafito de las pilas desechadas, utilizando técnica de última generación donde se aprovechan los materiales a nano escala.
Técnica Anterior:
Desde que se descubrió y utiliza el petróleo, siempre se está propenso a incidentes y accidentes tales como afloramientos, fugas, voladuras de oleoductos cuyo resultado son derrames en suelos y cuerpos de agua. Entonces para controlar y/o limpiar dicha contaminación se han utilizados materiales naturales consistentes en arcillas, arena, aserrines, tierra, materiales sintéticos y químicos con el fin de absorberlos, eliminarlos o traslado la contaminación de un lado a otros con procesos de eliminación que van al aire por evaporación al dejar volatizar el material adsorbido, también se incineran trasladándolos a la capa de ozono; o son abandono a cielo abierto o en vertederos, rellenos sanitarios o dejándolos en agua pensando en que se degradan con apoyo de bacterias y tiempo.
Los absorbentes y adsorbentes de hidrocarburos se componen de una amplia gama de productos orgánicos, inorgánicos y sintéticos diseñados para retirar hidrocarburos del suelo y el agua. Su composición y configuración dependen del material utilizado.
Actualmente para recoger los derrames de petróleo se utilizan equipos mecánicos, que requieren de un proceso complejo y costoso; Existe en el mercado otro tipo de productos como son los sorbentes, absorbentes tales como: aserrín, arena, turba, barreras plásticas, diques de contención, cartones, papeles, tela oleofilica, que pueden desempeñar la misma función del solidificante. Los productos como el aserrín, turba y la arena presentan problemas para su manejo y transporte por ser muy pesados, son lentos en absorber el hidrocarburo una vez se ponen en contacto, se requieren grandes cantidades dada su capacidad de adsorción, los cartones, éste tipo de material adsorbe muy poco y una vez contaminado se convierte en un mayor volumen de desecho. Existe además otro tipo de productos que pueden servir como complemento a la función del absorbente, algunos de esos son desengrasantes, detergentes, limpiadores, etc., Los desengrasantes y limpiadores no cumplen la misma función, realmente lo que hacen es trasladar los hidrocarburos y además por no ser biodegradables contribuyen aún más a la contaminación de las aguas no son aplicables en agua y presentan problemas después de ser utilizados porque se convierten en residuos peligrosos. Las empresas petroleras recomiendan enérgicamente el No uso a gran escala de adsorbentes en tierra y en el mar, ya que se generan volúmenes excesivos de residuos contaminados por hidrocarburos a desechar posteriormente.
Existe también en el comercio una variedad de productos como turbas, Carbón activado, cribas moleculares, cenizas volcánicas, zeolitas, Materiales químicos y poliestirenicos, materiales que por sus propiedades y costo resultan no aptos para éste tipo específico de tratamiento; en particular, los material absorbente y adsorbente Naturales, sintético debe emplearse con moderación y cuidado para asegurar que se utilice a pleno rendimiento para minimizar problemas posteriores de eliminación de residuos. La mayoría de los productos disponibles para la respuesta a derrames de hidrocarburos tiene resultados por separado, muy pocos son verdaderamente absorbentes.
Una de las nuevas tecnologías del siglo XXI“La era de los nano-materiales” Hasta el año 2004 los pioneros en emplear el grafeno de esta manera fueron los científicos A.K. Geim y K.S. Novoselov, en el 2010 fueron galardones con el premio nobel. Estos científicos obtuvieron láminas individuales de grafeno. Para ello emplearon el método de exfoliación mecánica que es factible gracias a las débiles fuerzas de interacción entre láminas de grafeno. Recientemente el campo de los nano materiales ha evolucionado de manera rápida, abriéndose paso entre los materiales ya existentes, uno de los más importantes recientemente es el“grafeno”. El grafeno es una nano-material que está formado por capas de unos pocos átomos de carbono de espesor. Este material ha cobrado especial importancia debido al amplio espectro de aplicaciones a los que se puede aplicar, sin embargo, cuenta con un gran inconveniente, éste es que no se ha logrado obtener en cantidades suficientemente grandes mediante un método económico que permita su uso de forma industrial. Para la obtención de grafeno se han estudiado diferentes técnicas, que pueden agruparse como técnicas TOP-DOWN, cuando se obtiene grafeno de espesor manométrico a partir de un material de espesor micrométrico como el grafito, o BOTTOM-UP; TOP-DOWN El método de exfoliación mecánica consiste en coger una cinta adhesiva pasarla por el grafito, y luego con sucesivas pasadas se va eliminando parte de ese grafito, obteniendo tras varias rondas capas de grafeno de espesores muy pequeños. Éste método es sencillo y barato, pero tiene como desventajas que se trata de un método lento ya que hay que realizar varias pasadas para ir reduciendo el espesor, debido a esto tampoco tiene un rendimiento muy bueno ya que no es un procedimiento con el que se obtenga grafeno en grandes cantidades. Generalmente para procesos de exfoliación micro mecánica se recurre a frotar grafito contra una superficie. Este proceso resulta adecuado en cuanto a las propiedades del grafeno que se obtiene, sin embargo, es un proceso que resulta muy laborioso y costoso en cuanto a la mano de obra y el tiempo requerido para obtener apenas unas pocas láminas de grafeno.
Para la obtención del solidificante; nos permite actualizarnos y estar dispuestos a ajustar y diseñar nuevos procesos, donde se obtienen técnicas que ayudan a proteger el medio ambiente, utilizar materiales y materia primas que hemos abandonado en los vertederos, generando otra contaminación y que pretendemos ayudar a recuperar utilizando la tecnología de última generación utilizando “nanotecnología” así:
Métodos utilizados en la fabricación del Solidificante:
Para la obtención del solidificante de petróleo capaz de adsorber en cualquier superficie, gases y vapores generados en los derrames de hidrocarburos y aceites vegetales, se han utilizado una Combinación de técnicas:
Tomamos como partida las 3 patentes prestadas por nosotros: Primera patente: para obtener un sorbente (absorbente) 98-039158 del 07-10-98 ante Superintendencia de industria y Comercio, la segunda: proceso para la obtención de un producto adsorbente presentado ante OMPI (suiza) W02004/050267 y la tercera: proceso para descontaminación mediante adsorción de vapores y líquidos generados a lo largo de la cadena del petróleo en presencia de agua y suelo, provenientes de derrames, su manejo y disposición final aplicando tecnología más limpia, Presentado ante OMPI (Suiza) WO2011036508 A1.
Además, se aplican las siguientes técnicas: a) Exfoliación Micromecánica. Actualmente es el método más efectivo para producir láminas individuales de grafeno de alta calidad. Este método consiste en realizar una estampación sobre soporte de Si02, con placas de grafito pirolítico altamente orientado (HOPG). Se realizan a continuación sucesivos despegados por una cuidadosa presión o frotación dividiendo desde el grafito estampado, láminas de grafeno, individuales o dobles, lo que lleva a espesores no mayores a 3 nm. La baja densidad obtenida por este procedimiento, solo unas pocas láminas individuales o dobles por área de sustrato, combinado con la falta de precisión a la hora de posicionar de manera controlada estas láminas, limitan la implementación del grafeno en dispositivos actuales.
b) Exfoliación Mecánica. Consiste en dispersar grafito por exfoliación mecánica en un disolvente como es el diclorobenceno, aplicando ultrasonidos durante cinco minutos. Esta técnica, genera láminas de grafeno dispersas por la acción de ultra sonidos. Un método similar al anteriormente mencionado fue utilizado en la obtención de cintas de grafeno con espesores en la escala nanométrica. El principal inconveniente es que al utilizar largos tiempos de ultrasonido se forman láminas individuales de baja dimensiones laterales, a la vez que se presentan defectos estructurales. c) Exfoliación Química. Está basada en la intercalación de moléculas entre las láminas de grafito. De esta forma se requieren menores tiempos y potencia de ultrasonidos, alcanzando mayores dimensiones con menos defectos en las láminas. Recientes trabajos realizados con ultrasonidos a baja potencia sobre el grafito intercalado, con sales ternarias de potasio, K (THF)X C24 (x= 1 -3), obteniéndose disoluciones de lámina de grafeno cargadas negativamente. Una técnica con la posibilidad de producción masiva de grafeno, es el crecimiento epitaxial directo del grafeno sobre un sustrato aislante. Consiste en el calentamiento de solidos de carburo de silicio, para producir una grafitización parcial de la lámina superior. Sin embargo, esta técnica se dificulta por el control del número de láminas producidas. Otra estrategia está centrada en generar láminas de óxido de grafeno (GO), que no presentan tendencia a agregarse y que se pueden depositar como láminas individuales en la superficie. El GO se prepara empleando el método de Hummers que consiste en la oxidación fuerte de grafito. Mediante este método se generan láminas rugosas con grupos hidroxilos, epoxis y carboxílicos, principalmente localizados en posiciones limítrofes del plano. Estos grupos funcionales aumentan el carácter hidrofílico lo cual reduce las fuerzas interplanares, de esta forma se facilita la exfoliación por aplicación suave de ultrasonidos. Posteriormente se requiere aplicar un proceso de reducción que genere grafeno utilizando el GO, mediante diferentes técnicas de reducción física y química. El GO reducido, cuya ventaja es que puede ser depositado en específicas áreas superficiales en un rango amplio de sustratos. Como agentes reductores se han empleado hidracina e hidrogeno generado por plasma. En ambos casos esta reducción es significativa devolviendo parcialmente la conductividad en tres órdenes de mayor magnitud que el GO, pero lejos de lo esperado para el grafeno. Estos bajos valores de conducción eléctrica se deben a que en el proceso de óxido reducción se generan defectos que esencialmente consisten en vacantes de carbono. El GO reducido presenta un comportamiento no metálico con una conductancia que decrece en tres órdenes de magnitud a bajas temperaturas de medida.
d) Sonicación de grafito. Basado en la dispersión de grafito en un medio líquido, el cual recibe ondas sonoras que hacen agitar sus partículas. Después, mediante centrifugación, el grafeno se separa del grafito. La sonicación es el acto de aplicación de la energía del sonido (generalmente ultrasonidos) para agitar las partículas de una muestra, con diversos fines científicos o industriales. Los ultrasonidos generan, a su vez, vibraciones en el material objetivo. Si contiene líquidos, se generarán millones de burbujas microscópicas, las cuales sufren rapidísimos procesos de expansión y colapso que pueden transmitir su energía a otros materiales.
e) Grafeno dopado: el dopaje es una técnica realizada durante la obtención de nano estructuras de carbono donde se le pueden agregar partículas manométricas de algún otro elemento compatible para la modificación deseada de sus propiedades.
f) Atracción electrostática es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen. El término electricidad estática se refiere a la acumulación de un exceso de carga eléctrica (positiva o negativa) en un conductor o aislante. Los efectos de la electricidad estática son familiares para la mayoría de las personas porque pueden ver, notar e incluso llegar a sentir las chispas de las descargas que se producen cuando el exceso de carga del objeto cargado se pone cerca de un buen conductor eléctrico (como un conductor conectado a una toma de tierra) u otro objeto con un exceso de carga, pero con la polaridad opuesta.
e) Carga inducida se produce cuando un objeto cargado repele o atrae los electrones de la superficie de un segundo objeto. Esto crea una región en el segundo objeto que está con una mayor carga positiva, creándose una fuerza atractiva entre los objetos. Por ejemplo, cuando se frota un globo, el globo se mantendrá pegado a la pared debido a la fuerza atractiva ejercida por dos superficies con cargas opuestas (la superficie de la pared gana una carga eléctrica inducida pues los electrones libres de la superficie del muro son repelidos por los electrones que ha ganado el globo al frotarse; se crea así por inducción electrostática una superficie de carga positiva en la pared, que atraerá a la superficie negativa del globo).
g) Carga por fricción, se transfiere a la gran cantidad de electrones porque la fricción aumenta el contacto de un material con el otro. Los electrones más internos de un átomo están fuertemente unidos al núcleo, de carga opuesta, pero los más externos de muchos átomos están unidos muy débilmente y pueden desalojarse con facilidad. La fuerza que retiene a los electrones exteriores en el átomo varia de una sustancia a otra. Por ejemplo, los electrones son retenidos con mayor fuerza en la resina que en la lana, y si se frota una torta de resina con un tejido de lana bien seco, se transfieren los electrones de la lana a la resina. Por consiguiente, la torta de resina queda con un exceso de electrones y se carga negativamente. A su vez, el tejido de lana queda con una deficiencia de electrones y adquiere una carga positiva. Los átomos con deficiencia de electrones son iones, iones positivos porque, al perder electrones (que tienen carga negativa), su carga neta resulta positiva.
h) Carga por inducción, se puede cargar un cuerpo por un procedimiento sencillo que comienza con el acercamiento a él de una varilla de material aislante, cargada. Considérese una esfera conductora no cargada, suspendida de un hilo aislante. Al acercarle la varilla cargada negativamente, los electrones de conducción que se encuentran en la superficie de la esfera emigran hacia el lado lejano de esta; como resultado, el lado lejano de la esfera se carga negativamente y el cercano queda con carga positiva. La esfera oscila acercándose a la varilla, porque la fuerza de atracción entre el lado cercano de aquella y la propia varilla es mayor que la de repulsión entre el lado lejano y la varilla. Vemos que tiene una fuerza eléctrica neta, aun cuando la carga neta en las esferas como un todo sea cero. La carga por inducción no se restringe a los conductores, sino que puede presentarse en todos los materiales.
En el estado de la técnica no se conoce ningún producto similar a la de la solicitud: que parta de desechos, sobras de cosechas, residuos sólidos urbanos (Celulosa de los papeles y cartones, recortes de textiles y de ropa usada, el grafito de las pilas usadas, sobras de tinta de tóner y cartuchos de impresora, humos y grasas (smock) que se pegan a cortinas y fachadas o las mangas o filtros de medición de aire, aguas residuales de lavandería), que después de tratarlas las tintas son utilizadas como parte del catalizador que se usa como materia prima para la obtención del solidificante, que cumpla los requerimientos del mercado: que absorban rápidamente, que atrapan gases, que sean biodegradable y capaz de recoger sustancia liquidas menos densas que el agua, que se pueda recuperar en forma limpia y segura el material derramado, tanto de cuerpos de agua como de la tierra, que disminuya notablemente el impacto en el medio ambiente de los derrames de crudos al tener que disponer mínimas cantidades como materiales peligrosos, protejan la integridad de los cuerpos de socorro, brindo una herramienta y metodología de prevención, atención a derrames de hidrocarburos (PADH).
En la industria del petróleo para atender un incidente con hidrocarburos buscan el producto ideal, que tengan las siguientes cualidades: buenas Propiedades humectantes (Para conseguir una adsorción satisfactoria, los hidrocarburos deberían humedecer el material y esparcirse sobre su superficie con preferencia al agua), gran Acción capilar (La acción capilar es particularmente importante con adsorbentes basados en espuma. Las espumas con poros finos recolectan con facilidad hidrocarburos de baja viscosidad, aunque los poros se obstruyen con rapidez con hidrocarburos más gruesos), Cohesión / adhesión (Cohesión hace referencia a la atracción de un material al propio material, oponiéndose de ese modo al esparcimiento sobre una superficie sólida, mientras que adhesión hace referencia a la atracción de un material a otro), Área superficial (Un material adsorbente satisfactorio debe presentar una alta relación entre área superficial y volumen, incluidas las superficies internas y externas disponibles), Flotabilidad (deben presentar y mantener una elevada flotabilidad y permanecer a flote incluso cuando se saturen con hidrocarburos y agua.), Saturación, Retención de hidrocarburos, Resistencia y durabilidad, Fermentación, Disponibilidad, almacenamiento y transporte, uso en todo terrenos y superficie, de fácil aplicación, que sea compatible con otras técnicas de limpieza, fácil de Recolección, que se adapte a tareas de
“mantenimiento” y otros roles, de fácil Almacenamiento temporal y transporte de material contaminado por hidrocarburos, que las Vías de eliminación o disipaciones finales y que el solidificante sea reutilizable, se ajustada a los requerimientos que ambientales y de aprovechamiento y los más importante que se pueda recuperar el petróleo absorbido o encapsulado.
Consideración a tener en cuanta
Una vez derramados, los hidrocarburos comienzan a sufrir procesos de meteorización y sus características físicas y químicas cambian con el transcurso del tiempo. Los procesos de esparcimiento, evaporación, dispersión y emulsificación son importantes en las primeras etapas del derrame, mientras que la foto oxidación, sedimentación y biodegradación son procesos a largo plazo que determinan el destino final de los hidrocarburos. La velocidad a la que se producen estos procesos depende de las condiciones climáticas, meteorológicas y de características de los hidrocarburos como gravedad específica, volatilidad, viscosidad y punto de fluidez. La evaporación y dispersión contribuyen a la eliminación de los hidrocarburos de la superficie del mar, mientras que la emulsificación provoca su persistencia y un aumento del volumen de contaminante.
Sabemos por experiencia que incluso las respuestas bien gestionadas pueden producir grandes volúmenes de residuos oleosos. Llegando incluso hasta 10 veces el volumen original del derrame; todo lo que toca los hidrocarburos se convierte en residuos y son catalogados como residuo peligroso, los cuales debe manejarse como indica la normatividad.
El personal (Bomberos, Socorristas, persona y grupos técnicos en atención de incidentes) que maneja estos derrames, esta expuestos a impregnarse o absorber los líquidos por la piel y los gases y vapores por inhalación, otra fuente de riegos la conforma los contendores y tanques de almacenamiento son grande generados de atmosferas peligrosas y puede explotar. Definiciones para comprender mejor la invención
• Solidificante: La solidificación es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia de líquido a sólido.
• Cuajar cuajar es ligar un líquido de modo que se vuelva sólido o pastoso; también es coagular, condensar, solidificar, congelar, endurecer.
• Adsorbente: Se dice de un cuerpo o una sustancia que adsorbe (atrae y retiene partículas de otro cuerpo). También se dice de una sustancia, por lo general sólida y porosa, que tiene gran capacidad de retener sobre su superficie otro componente presente en corrientes líquidas o gaseosas.
• Catalizador, cualquier sustancia que modifica la velocidad de una reacción química. Una característica importante es que la masa de catalizador no se modifica durante la reacción química, lo que lo diferencia de un reactivo, cuya masa va disminuyendo a lo largo de la reacción.
• Atracción electrostática: La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la ostentan.
• Nanotecnología: es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
• Exfoliación: es la división de una cosa en láminas o escamas
• Grafeno: Es una sustancia formada por carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor.
• Nanonizado: Reducción de un sustrato a tamaño de partículas de nanómetros.
Descripción detallada de la invención:
Básicamente el punto de partida de la invención comprende la recuperación de material primas, el hace aprovechamiento, transforman los residuos sólidos y se devuelve a los materiales su potencialidad de reincorporación como materia prima para la fabricación de nuevos productos, aplicando técnicas de última generación (nano-materiales) para obtener gráfeno dopado del grafito de las pilas usadas, el negro de humo y tintas secas que surgen del manejo de aguas residuales del procesos de lavado u obtención de las pulpas. .
El proceso para la obtención del solidificante, está basada en la obtención del material prima que se obtiene de materiales vegetales fibrosos y se extrae la celulosa y el grito de las pilas usadas, tintas secas y negro de humo que hace parte del catalizador; y se describen en 5 secciones y queda una tiene sus etapas: (1 ) obtención de materia prima (celulosa) y la obtención del materiales , (2) fabricación de catalizador (3) Homogenización y Mezcla, (4) Control de calidad y (5) empaque;
(1) Obtención de materia prima (celulosa).
Primera etapa la selección de la materia prima desde los desechos sólidos, ellos son los derivados del papel, cartones, ropas usadas, desechos textiles, residuos vegetales fibrosos, maderas, vástagos y hojas de plátano, cascaras de frutos, ameros, y demás derivados de productos agrícolas fibrosos, Jacinto o buchón de agua, sedimentos de tintas y negro de humo por el tratamiento de aguas residuales, pilas (el grafito) y tóner de impresoras;
Segunda etapa se divide esta materia prima en subgrupos según su origen de la siguiente manera:
-Derivados de papel, periódicos, cartón, cartulinas, plegadizos, papel carbón.
-Derivados de papel combinado con plástico y aluminio, adhesivos, empaques de leche
(tetrapak) .
-Derivados textiles: los que son de origen de algodón, linos, provenientes de prendas usadas y recortes de la industria de la confección.
-Derivados de productos agrícolas: bagazos, vainas de frutas, hojas, maderas, desechos de cosechas de algodón, trigo, cebada, coco, yuca etc., luego se procede a realizar el cortado, molido, desfibrado y picado, estos pasos se realizan por separado y simultáneamente para cada una de las subdivisiones de la materia prima.
Generalmente esta parte de la selección y clasificación se realiza en el correspondiente centro de acopio de cada región.
Tercera etapa el material seleccionado se pasa a una banda transportadora, se verifica que no contenga materiales extraños o diferentes a los dispuestos para el siguiente paso.
Cuarta etapa se efectúa la trituración, para su manejo y aligeramiento del proceso se deben reducir los tamaños del material a 3 a 5 centímetros cuadrados , dicha operación se realiza con la maquinaria apropiada según el tipo de material de la siguiente manera: Cortado para los derivados del papel, en tiras de centímetro, con máquina y teniendo especial cuidado con los ganchos de cosedora, grapas, cintas, adhesivos plásticos, todos los plastificados, cartones de tetra pack y/o cualquier otro elemento extraño. El molido se realiza para los materiales como papeles combinados con plásticos, papel aluminio, adhesivos, papel carbón, dichos materiales se reducen a un tamaño de 5 a 6 mm por medio de un molino de impacto. El desfibrado se efectúa con máquinas de corte y desgarrado para materiales textiles, estos han sido previamente seleccionados a mano y separados de cuerpos extraños como botones, broches, grapas, cremalleras etc., también se separan las telas sanforizadas y se retiran los elásticos. El picado se realiza a los materiales derivados de productos agrícolas, previamente secados y separados por clase, para ser reducidos a un tamaño de 6 mm.
La quinta etapa, básica en el proceso consiste en la maduración, que se lleva a cabo en tanque cerrado, la cual comprende: primero el pulpeo, donde el material triturado y seco se trata agregando la cantidad suficiente de agua y licor químico seleccionado de hidróxido de sodio o carbonato de sodio a una temperatura determinada. Segundo el batido o agitación continua de la mezcla que le imparte características al producto y tercero la refinación que consiste en retirar mediante sucesivos lavados los materiales que afectan la eficacia del adsorbente como almidones, azúcares, gomas, tintas, así como también los objetos que se hayan pasado en las etapas anteriores, en esta etapa las fibras se lavan y si es necesario se tratan con silicato de sodio para llegar a un pH neutro, se peinan y se reduce su longitud. La pulpa debe contener una humedad del 10%.
Según el tipo de material, la maduración se realiza de acuerdo con las siguientes condiciones:
-Para textiles 35 Kg/L de agua, 5% licor químico, 85ºC de temperatura, pH= 8, presión interna del sistema 2,1 Kg/cm2 y un tiempo de 240 minutos.
-Para papeles 20 Kg/L de agua, 3% de licor químico, 60ºC de temperatura, pH=6, presión interna del sistema 1 ,8 Kg/cm2 y un tiempo de 60 minutos.
-Para materiales vegetales 25 Kg/L de agua, 20% de licor químico, 135ºC de temperatura, pH=9, presión interna del sistema 2,9 Kg/cm2 y un tiempo de 480 minutos.
La sexta etapa es la de el secado del material proveniente de la etapa anterior, con circulación de aire caliente a una temperatura entre 180ºC y 230ºC durante un tiempo aproximado de 120 minutos, luego el material seco sale de la máquina y se deja en reposo a temperatura ambiente durante 60 minutos.
La séptima etapa consiste en la formulación del producto final, libre de humedad donde se mezclan en partes iguales las pulpas (celulosa) provenientes de papel, textiles y vegetales, para luego pasarlos a la máquina cardadora primero por un diámetro de 4 mm y luego por uno de 2 mm.
La octava etapa: la obtención del catalizador, se debe recuperar materiales que se encuentran en el agua residual generada del lavado de pulpa de papel, lado de filtros, tóner y cartuchos de tintas, negro de humo de las mangas y los filtros de aire y el grafito de las pilas desechadas al cual se hace el siguiente proceso para obtener gráfeno dopado: A las barras de grafito de las pilas se pasa a molino de bolas y se tritura para obtener un polvillo para luego revolver con las tintas retiradas de las aguas residuales de lavado.
El agua residual generada en el lavado de papeles, textiles, tóner, cartuchos y los filtros y mangas de los extractores del aire, se encuentra tintas secas de la impresión, negro de humo, causando contaminación al agua a verter; la cual flotando y hay que retirarla con el fin de no verterlas al alcantarillado y se hace con un procesos de sonicación (es el acto de aplicación de la energía del sonido (generalmente ultrasonidos). Los ultrasonidos generan, a su vez, vibraciones en el material objetivo. Si contiene líquidos, se generarán millones de burbujas microscópicas, las cuales sufren rapidísimos procesos de expansión y colapso que pueden transmitir su energía a otros materiales.
Las tintas semi secas y el polvillo de grafito son sometidas a procesos de Nanonizado (Reducción de un sustrato a tamaño de partículas de nanómetros) obteniendo grafeno de baja calidad, el cual será combinados con cal, bicarbonato de sodio, ácido bórico, bórax, para obtener el catalizaros del solidificante, que será el material aditivo O dopante.
La celosa esta lista para pasar al reactor.
(2) fabricación de catalizador:
Una base fundamental y clave para la obtención del solidificante, se realiza en el reactor y con la adición del catalizador obtenido del grafito de las pilas descartadas, tintas de impresión en el proceso de obtención de pulpas de los papeles Impresos, las tintas sobrantes de los tóneres y cartuchos al ser lavados, y el negro de humo el cual se retira de las magas y filtros de purificación del aire; al ser tratadas las aguas residuales del procesos de obtención de pulpas y lavados aparecen partículas que son retiradas del medio acuoso con equipos movidos por aire seco, luego se hace pasa por el sonicador, bomba peristáltica, centrifuga y mufla o secador.
El catalizador es obtenido del alistamiento de las tintas, negro de humo y grafito se hace separadamente retirando de su origen por procesos de Sonicación de grafito. Basado en la dispersión de grafito en un medio líquido, el cual recibe ondas sonoras que hacen agitar sus partículas. Después, mediante centrifugación, el grafeno se separa del grafito; al catalizador se agrega como material aditivo O dopante en proporsionde 2:2 (cal, bicarbonato de sodio, ácido bórico, bórax) se mezcla, aplicando ultrasonido durante quince minutos, luego y se obtiene el catalizador, el cual es movido por bomba peristáltica, se retira el exceso de humedad con centrifuga y calor seco para ser aplicado en el reactor para obtener el solidificante. El adherir el gráfeno dopado a la celulosa recubre las cañas y ayuda a mejorar las propiendas.
(3) Homogenización y Mezcla
Homogenización del solidificante
Una vez recibidas las pulpas de celulosa y el catalizador en forma de grafeno dopado, se pasa a la sección de adaptación del solidificante en el Reactor, donde se hace e! proceso de exfoliación micro mecánica, que consiste en frotar contra una superficie , las cañas y el catalizador hasta que el material se adhiera y recubra las cañas.
La celulosa es pasada de zona de reposos al reactor en medio neumático y tubería plástica de 4 pulgadas de diámetro y 20 metros de lago; este recorrido está previsto de electro imanes que cargan las fibras; esta transición lo que hace es mejorar la Conductividad eléctrica (La carga Inducida se produce cuando un objeto cargado repele o atrae los electrones de la superficie de un segundo objeto) y es descargada en el reactor.
Mezcla.
Como se han procesado diferentes fibras se hace una mezcla Igual de 100: 1 (100 de celulosa y 1 de grafeno dopado), se alimentada el reactor que está girando a 2.500 rpm y termina en 3.700 rpm durante un tiempo de 15 minutos; donde simultáneamente se ¡niela el cardado, peinado y homogenlzando los materiales.
Cardado y peinado.
Dentro del reactor se presenta un movimiento continuo, frotando la celulosa con las cuchillas y al mismo tiempo se ¡niela el proceso de Exfoliación micro mecánica del grafeno dopado, lo que lleva a espesores no mayores a 3 nm; dicho Proceso que se lleva a cabo en el reactor que agita hasta conformarse en fibras ramificadas cilindricas (cañas) de diferentes calibres y longitudes que pueden llegar a 0.01mm y un espesor de O.lmm; el proceso de agitación dentro del reactor es de 2.700 rpm a 3.700 rpm, el cual lo que hace, es agregar películas que recubren las cañas con mono capas de grafeno dopado, se le aplicar atracción electrostática donde se le dan propiedades únicas al solidificante de este invención; el solidificante es pasado a través de red neumática, al área de reposo donde clasifica por densidad, se mide la textura, se estabiliza la humedad y se miden la porosidad, las propiedades de adherencia, contención, retención, adsorción de petróleo y aceites vegetales, la cual debe ser 1 a 40 veces su peso que y la contención de gases y vapores.
Clasificador por densidad.
El solidificante es transportado por medio neumático y llevado a sector donde se realiza una clasificación por densidad; las cañas que no cumplen con las longitudes, son pasadas nuevamente a reactores 3, 4 y 5 y se repite la operación hasta que cumpla con especificación.
(4) Control de calidad
Pruebas que se hacen para ajustar procesos y procedimiento que se hacen a lotes:
1- Capacidad de absorción [galones/pulgada cuadrada] de hidrocarburos
2- Diámetro de fibra [mieras]
3- Entramado [mieras] es decir la distancia promedio entre fibras
4- Porosidad [número de poros/pulgada cuadrada]. De cada fibra y se saca el promedio.
5- Canalización [número de conductos/pulgada cúbica]. Cantidad de canales para permitir el flujo libre del hidrocarburo.
6- Recuperación [litros o galones/pulgada cuadrada], Indica que tanto del hidrocarburo recogido se puede reutilizar.
7- Inflamabilidad. Para medir su tolerancia a ser propagador de llamas.
Análisis del tamaño de partícula. Mediante microscopía óptica se ha analizado la evolución del tamaño de partícula, la adherencia, la adsorción.
Debido a la gran diversidad de materiales adsorbentes de hidrocarburos que existen en el mercado se propone utilizar el método internacional estandarizado ASTM F726-06 para evaluar su desempeño por medio de su capacidad de adsorción y requerimiento del mercado, (5) Empaque
Una vez reposado el Solidificante, pasa el control de calidad, es empacado al vacío en bolsas de 1, 3, 10 y 20 kilogramos comprimidos, aprovechando espacio de almacenamiento y transporte.
Características del solidificante
Con los procesos antes enunciados y la aplicación de procesos de Nanonizado, se obtuvo un solidificante único en el mercado, con las características de varios productos en uno solo, que cubre las necesidades de la industria del petróleo así:
Cuando se presentan derrames de hidrocarburos, los procesos de esparcimiento, evaporación, dispersión y emulsificación son importantes en las primeras etapas del derrame, mientras que la foto oxidación, sedimentación y biodegradación son procesos a largo plazo que determinan el destino final de los hidrocarburos, es recomendable usar el solidificante que cumple con:
• Buena Absorción y Adsorción. Atrapa gases y adhiere o adsorbe líquidos hasta en un 96.5%.
• Evita el esparcimiento. Tiene las propiedades de contener, adsorbente, limpiar, recoger y proteger.
• Buenas Propiedades humectantes (Para conseguir una adsorción satisfactoria, los hidrocarburos deberían humedecer el material y esparcirse sobre su superficie con preferencia al agua),
• Gran Acción capilar (La acción capilar es particularmente importante con adsorbentes basados en espuma. Las espumas con poros finos recolectan con facilidad hidrocarburos de baja viscosidad, aunque los poros se obstruyen con rapidez con hidrocarburos más gruesos),
• Cohesión / adhesión (Cohesión hace referencia a la atracción de un material al propio material, oponiéndose de ese modo al esparcimiento sobre una superficie sólida, mientras que adhesión hace referencia a la atracción de un material a otro),
• Área superficial (Un material adsorbente satisfactorio debe presentar una alta relación entre área superficial y volumen, incluidas las superficies internas y externas disponibles),
• Flotabilidad (deben presentar y mantener una elevada flotabilidad y permanecer a flote incluso cuando se saturen con hidrocarburos y agua),
• Saturación, Retención de hidrocarburos. Una vez encapsulado el hidrocarburo no produce lixiviación manteniendo todo el tiempo atrapado o encapsulado el hidrocarburo.
• Resistencia y durabilidad, el Solidificante almacenado bajo techo, puede durar por más 5 años sin perder sus propiedades.
• Fermentación, al retirar del solidificante el hidrocarburo, se puede descomponer con procesos de compostaje, por ser material vegetal libre de petroleó.
• Disponibilidad, como es producto fabricado con materiales vegetales fibrosos y de reciclaje, se puede conseguir en cualquier ciudad y los posesos son sencillo de replicar.
• Almacenamiento y transporte. El solidificante por ser un material comprensible, se puede comprimir para aumentar el almacenamiento y facilitando el transporte; Luego se puede restaura su apariencia y al pasarlo por aspersor,
• Se puede usar en todo terrenos y superficie, trabaja en cualquier superficie siendo más efectivo en medio acuoso.
• De fácil aplicación, se puede aplicar manual o con equipo. El equipo es una turbina, con manguera para aplicarlo como aspersor
« Compatible con otras técnicas de limpieza, donde los equipos tradicionales ya no pueden remover la contaminación, el solidificante actúa muy eficaz.
• fácil de Recolección, se puede recoger con simple colador, rastrillo o con aspiradora industrial.
• Que se adaptable a tareas de“mantenimiento” y otros roles, a parte de remover el petróleo en limpieza, es una buena herramienta para restaurar áreas impregnadas en poco tiempo, como también es muy práctico al limpiar los animales o personas petroleadas (impregnadas).
« De fácil Almacenamiento temporal y transporte al material contaminado. Se evita almacenar agua aceitosa, ya que se puede retirar solo hidrocarburos y no el agua.,
• Que las Vías de eliminación o disipaciones finales son de aprovechamiento o reutilización como materia prima para fabricar otros productos.
• Que sea reutilizable el solidificante una vez utilizado se puede escurrir y utilizar por más de 10 veces,
• Que se ajustada a los requerimientos ambientales. Sirve como sistema de prevención a posibles derrames de petróleo y herramienta de seguridad industrial.
• Que se pueda recuperar el petróleo absorbido o encapsulado. Al someter el solidificante impregnado a procesos mecánicos de compresión o centrifugado suelta hasta en un 80% en hidrocarburos si alterar su composición.

Claims

REIVINDICACIONES
1) Proceso de obtención de solidificante para petróleo capaz de adsorber en cualquier superficie, gases y vapores generados en los derrames de hidrocarburos y aceites vegetales CARACTERIZADO porque comprende las etapas:
a) Recuperación de las materias primas de los residuos sólidos urbanos (RSU), en sobras de procesos, empaques y envolturas de origen fibrosos orgánicos, derivados de productos agrícolas, buchón, papeles, cartones, empaques combinados con impresos con tintas secas, el grafito proveniente de las baterías o pilas, ropa usada, desechos textiles, aplicamos técnicas tradicionales para obtener pulpa de celulosa, se reduce su tamaño a fragmentos de 3-5 mm, se esterilizan y/o sanitizan por medio de vapor y calor seco, con equipos generadores de calor y vapor, donde se liberan de bacterias; los papeles y cartones son molidos y retiradas las gomas, pegantes y tintas en medio acuoso con tratamiento caustico; las pilas usadas, son abiertas, se retirada cátodo o el grafito; a los tóner o recipientes de impresoras de tintas, se aísla o separa del agua, las tintas, el negro de humo y grafito se hace el paso de recuperación por medio de Sonicación de grafito.
b) Etapas mecánica y química a la celulosa recuperada como se indicó en la etapa anterior, se pasan al área de maduración en donde se aplican las operaciones mecánicas de cortado, molido, desfibrado, retirado de materiales extraños por agitación, lavado y centrifugado; y químicos, luego se hace pulpeo independiente, para los distintos materiales según su origen, mediante métodos húmedos con soda cáustica, silicato de sodio y carbonato de calcio; se adiciona silicato de sodio para que el pH sea neutro; seguidamente se somete a peinado por carda; se estandariza la longitud de fibras y se seca hasta ajustar la humedad.
c) Etapa de obtención del catalizador de grafito nanonizado de solidificación, con el producto del aislamiento de barras de grafito de las pilas, las tintas, negro de humo se hace separadamente retirando de su fuente se somete a etapa de exfoliación micromecánica, seguido se mezclan los grafitos de las diferentes fuentes, aplicando ultrasonido durante 35 minutos; obteniendo un Material aditivo para recubrimientos de celulosas con gráfeno dopado. d) Formulación del solidificante, tomando de las distintas fuentes la pulpa de celulosa, se mezclan en partes iguales, se aplica el catalizador nanonizado, obtenido por exfoliación micromecánica, mezclando hasta homogeneidad.
e) Controles de calidad del tamaño de partícula mediante microscopía óptica y/o microscopía de barrido electrónico, se analiza la uniformidad del tamaño de partícula, la adherencia, la adsorción, la forma que se agrupan las partículas.
f) Empacado. 2) Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque en la etapa cademás se dopa el catalizado tratándolo con ácido bórico y carbonato de calcio, estos reactivos se mezclan aplicando ultrasonido durante 10 - 25 minutos, seguido se pasa de forma neumática a un reactor, el cual agita hasta que se conforman fibras ramificadas cilindricas (cañas) de diferentes calibres y longitudes que pueden llegar a 0.01 mm y un espesor de 0.1 mm.
3) Proceso de acuerdo con las reivindicaciones anteriores CARACTERIZADO porque además el catalizador se carga electrostáticamente mediante el tratamiento con agitación dentro del reactor a revoluciones entre 1000 - 5000 rpm, logrando con esto agregar películas que recubren las cañas con mono capas de grafeno dopado, confiriendo así la propiedad de atracción electrostática.
4) Proceso de acuerdo con las reivindicaciones anteriores CARACTERIZADO porque el solidificante ya formulado es pasado a través de una red neumática, a un área de reposo donde se le miden las propiedades de densidad, su textura, se estabiliza la humedad y se mide su porosidad, adherencia, contención, retención, adsorción de petróleo, aceites vegetales; su contención de gases y vapores.
5) Solidificante para petróleo capaz de adsorber en cualquier superficie, gases y vapores generados en los derrames de hidrocarburos y aceites obtenido de acuerdo con las reivindicaciones anteriores CARACTERIZADO porque comprende a) celulosa sincronizada de residuos vegetales, textiles usados, papel impresos, cartón o similares proveniente de los residuos sólidos urbanos; b) un catalizador de solidificación nanonizado de grafito, con el producto del aislamiento de barras de grafito de las pilas, las tintas, residuos de tóneres, negro de humo.
6) Solidificante de la reivindicación 5 CARACTERIZADO porque el catalizador esta dopado.
7) Solidificante de la reivindicación 6 CARACTERIZADO porque el catalizador está cargado electrostáticamente por mono capas de grafeno dopado.
8) El solidificante permite recuperar las sustancias solidificadas con procesos mecánicos sin alterar la composición.
9) reclamamos la recuperación el crudo que llega al 96.5%EI que esta lotando
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