Doctorat Raport I Bun Revizuit [613722]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI
FACULTATEA DE INGINERIE MECANICĂ Ș I MECATRONICĂ

RAPORT DE DOCTORAT

Titlul tezei -“Contribuții la valorificarea energetică superioară a
uleiurilor uzate, utilizând materiale nanostructurate ”
Raportul numar 1 -“Stadiul actual al capacității de valorificare prin
ardere a uleiurilor uzate din România și caracteristicile fizico –
chimice ale uleiurilor uzate”

Coordonator științific:
PROF. DR. ING. PÎȘĂ IONEL Doctorant:
DRAGNE MIHAI IONEL

București
2018

CUPRINS

CAPITOLUL I – GENERALITĂȚ I PRIVIND ULEIURILE UZATE………………………………………………… ………………. ………… 1
1.1 REGENERAREA ULEIURILOR UZATE…………………………………………………….. ………….. …………………….. ……………. …………. 2
1.2 UZAREA Ș I IMPURIFICAREA ULEIURILOR……………………………………………………………………………. ……………….. …………. 4
1.3 COLECTAREA ULEIURILOR UZATE Ș I VALORIFICAREA ULEIURILOR……………………………….. ……………. …………….. 6
CAPITOLUL II – CARACTERISTICI FIZICO -CHIMI CE ȘI ENERGETICE ALE ULEIURILOR MINERALE ………… 1 0
2.1 CARACTERISTICI FIZICO -CHIMI CE ȘI ENERGETICE ALE ULEIURILOR MINERALE……………………………. ………….. 14
CAPITOLUL III – COMPARAȚ IE ÎNTRE CARACTERISTICILOR ENER GETICE ALE ULEIURILOR MINERALE
ȘI ULEIURILO R VEGETALE ………………………………………………………………………………………………….. 19
CAPITOLUL IV – ANALIZA REZIDURILOR ȘI VALORIFICAREA ENE RGETICĂ A ULEIULUI UZAT…………… 21
CAPITOLUL V – CONCLUZII…………………………………………. …………………………………………………………… ……………………….. 29
REFERINȚ E BIBLIOGRAFICE ……………………………. ……………………… ………………………………………………. …………… ………….. 31
ANEXE ……………………………………. ……………………………………. ………………………………………………………………. ……………………….. 34

1
CAPITOLUL I
GENER ALITĂȚI PRIVIND ULEI URILE UZATE

Uleiurile uzate sunt lubrifiant e de origine naturala sau sintetică folosit e în motoarele cu
ardere internă și în procesele industriale.De asemena uleiurile uzate sunt considerate deșeuri toxice
și periculoase atat pentru mediul înconjurator c ât și petru om
Deținătorii de uleiuri uzate sunt obligați să asigure depozitarea sortată și închiderea
recipientelor etanș a diferitelor tipuri de uleiuri uzate. Recipientele etanșe în care se colectează
uleiurile uzate necesită o rezistență destul de ma re la ș ocul mecanic și termic , acestea fiind
depozitate în spații special amenajate pentru prevenirea poluării mediului înconjurător
în cazul scurgerilor neprevăzute . Amestecarea uleiurilor uzate între ele sau a uleiurillor care conțin
bifenili policlorur ați sau alți compuși similari, evacuarea pe sol, vărsarea acestora e ste strict
interzis ă.
Persoanele fizice deținătoare de ulei uzat au obligativitatea să înmâneze gratuit întreaga
cantitate persoanelor juridice autorizate colectării de uleiuri uzate.
Uleiurile utilizate la motoarele termice se uzează în timpul funcționării modificând
propietățile acestuia și necesita schimbarea lui. În general factorii cei mai frecvenți care duc la
uzura uleiului sunt particulele metalice din motor rămase în ulei, murdar ia și uneori apa. Uleiurile
uzate conțin particule metalice și hirdocarburi .
Poluarea a mediului înconjurător cu uleiuri uzate pot fii reduse dacă aceste deșeuri
periculoase se valorifică prin regenerarea acestora și refolosința lor în industria auto cât ș i în cea
industrială. Această tehnologie de revitalizare a uleiurilor uzate necesită eforturi organizatorice,
științifice și economice pentru o evoluție a tehnologiei pe această ramură . În ultima vreme în
literatura de specialitate și sesiunile științifice , brevete de invenție, articolele științifice au ținut să
demonstreze importanța și actualitatea temei.

2
1.1 REGENERAREA ULEIURILOR UZATE

Tehnologia de r egenerarea uleiurilor uzate s-au dezvoltat radical , datorită nevoii de eludare
a poluării mediului am bient cât și necesitatea de conservațiune . Colectarea masivă a uleiurilor
uzate a devenit o prioritate pentru majoritatea țărilor, urmărind obținerea unor produse
comerciabile, cât mai economince prelucrate adecvat . În Europa și în Statele Unite ale Ameri cii
s-au ținut congrese speciale pentru tehnologia de regenerare a uleiurilor uzate,începând cu anul
1974 . După un sondaj es timativ s -a ajuns la concluzia că în Europa Occidentală exista 3,0 – 3,5
milioane tone de ulei uzat anual și numai 50% din acestea s e. Având în vedere că cel mai mare
producator de ulei uzat este piața de autovehicule, acestea sunt primele luate în calcul pentru
regenerarea uleiului.
Cum s -a menționat și la precedentul capitol regene rarea uleiurilor uzate întampină cea mai
mare greuta te în vederea colectării, depozitării, transportării și procesarea pe categorii
corespunzătoare urmând să se utilizeze tehnologia convenabilă, pentru realizarea unor uleiuri de
bază de calitate superioare și cât mai economic. Pentru o minimizare ale acesto r dificultăți, se
recomandă colectarea uleiurilor uzat e în trei grupe :
 uleiuri de motoare (inclusiv de turbine, hidraulice și pentru transmisiile autovehiculelor),
 uleiuri de transformatoare electrice
 restul uleiurilor
Un important mijloc de amortizar e a cheltuielilor de exploatare în domeniul auto precum
și în alte sectoare este colecatarea și revitalizarea uleiurilor .
Pentru o revitalizare adecvată a propietăților uleiurilor, trebuie ținut cont de câteva ascpecte
de bază :
 colectarea strictă pe cate gorii în condiții de perfecta curățenie a ulueiurilor
 parcurgerea schemei adoptate pentru revitalizarea propusă trebuie respectată pas cu pas
Majoritatea tărilor Europene pun mare accent pe revitalizarea uleiurilor uzate din cauza
consumului foarte mare de uleiuri și studiul arată că uleiurile uzate nu conțin mai mult de 8 -15 %
impurități și se pune problema recuperării acestora prin tr-o serie de prelucrări fizice.
În uleiurile uzate sunt trei mari categorii de impurități ce se țin cont de ele în procesul de
revitalizare a uleiurilor:

3
a) produși volatili , apa. O problemă deosebită o pune îndepărtarea apei care se găsește dispersată
stabil în ulei, sau cea care formează cu uleiul o emulsie. Ea nu poate fi îndepărtată printr -un simplu
proces de decantare.
b) compuși solubili în ulei, care cuprind: substanțe rezultate în urma oxidării, produși acizi,
bazici sau neutri, asfaltene, săpunuri metalice, aditivi amelioratori ai indicelui de vîscozitate și
aditivi detergenți;
c) produși insolubili în ulei, care sunt formați din: praf, resturi metalice, particule de carbon etc.
Foarte mulți din acești produși insolubili au dimensiuni sub un micron, fiind menținuți în suspensie
de aditivii detergenți care îngreunează foarte mult înlăturarea lor.
Procesul de regenerare cuprinde următoarele etape (fig. 1): decantare – separarea
impurităților în suspensie – eliminarea apei – tratarea acidă – neutralizarea și tratare cu pământuri
decolorante.

Fig. 1 Schema bloc a procedeului de regenerare a uleiurilor uzate. [16]
1 – decantare; 2 – separare impurități, filtrare; 3 – eliminarea apei (distilare în vid); 4 – tratare
acidă cu H 2SO 4; 5 – neutralizare; 6 – tratare cu pământuri decolorante; 7 – filtrare
„Invenț ia se refe ra la combustibili ecologici obținuț i din ulei uri vegetal e transesterificate
și combustibili minerali. Combustibilii ecologici prezintă cifra cetan ică îmbunatațita, proprietaț i
de ungere superioare, reduc cu cel putin 50% poluarea atmosferei cu hidrocarburi nearse, CO și
SO2” [29]

4
1.2 UZAREA ȘI IMPURIFICAREA ULEIUR ILOR

În timpul utilizării lor, uleiurile suferă un proces de degradare treptată. Cauzele care
provoacă degradarea uleiului sunt:
a) contaminarea lui cu impurități de natură diversă;
b) alterarea uleiului datorită oxidării.
a) ) Impuritățile de origine exterioa ră a uleiului sunt: particule metalice datorită uzurii
pieselor, aschii praf metalic rezultat din urma rodajului sau alezarii, praf atmosferic, apa, ajung ând
în ulei în urma procesului de condensare a vaporilor, acesta avand efect corosiv asupra pieselor .
Apa amplifică spumarea uleiului și elimină ușor efectul aditivilor .
b) Una din căile importante ale degradării uleiurilor, o constituie procesul de oxidare a
acestora. Factorii de oxidare sunt:
– metalele care au acțiune catalizatoare, cu efect rapid al oxid ării
– mărimea suprafeței de contact a uleiului cu suprafețele fierbinți
– grosimea ulei ului; procesul de oxidare este mai activ în zonele peliculare spre
deosebire în baia de ulei
– temperatura ridicată a pieselro aflate în contact cu uleiul
Varietatea produ silor de oxidare este mare de la aclooli, aldehide, până la acizi,
cetone, rășini, asfaltene și carbene.
Efectele ce apar în urma oxidarii uleiului sunt:
– datorită rășinilor și asfaltenelor uleiul devine mai vâscos ;
– înegrirea uleiului
– aparțitia unor subst anțe solubile în ulei , rezultând reziudri pe suprafața pieselor;
– formarea unor substanțe insolubile, de natură asfaltică, care se amestecă cu apa
și apare reziduri pe pereți carterelor;
– formarea unor compuși cu caracter acid, care provoac ă coroziunea pie selor;
– înegrirea uleiului

5
Valoare totală a impurităților cu excepția apei reprezintă în g reutate 3 -10% din
uleiul uzat, iar mărimea particulelor au dimensiuni în jur de 2 – 3 μm; particulele peste 5 μm c u o
pondere de 1%.

6
1.3 COLECTAREA UL EIURILOR UZATE ȘI VALORIFICAREA ACESTORA

În România colectarea și revitalizarea uleiului uzat este ramura destul de slab dezvoltată față
de alte țări c are au luat în serios programul celor trei R -uri (recuparare, recondiț ionare și
refolosire). În țara no astra conform unui sondaj la sfârșitul anului 1989 cantitatea de ulei uzat
colectat era de 85.000 t, însă acestea erau colectate în mod necorspunzător . Aceste uleiuri uzate nu
erau sorate pe categorii, bazele de aprovizionare și desfacere care preluau ulie urile nu dispuneau
de posibiliatatea de verificare sau control, rezultând astfel o prelucrare neadcvată pentru fabricarea
unor lubrifianți de calitate.
După anul 1990, s-a acordat mai puțină atenție colectării de ulei uzat pentru re vitalizare în
România , astfel s -au înregistrat la sfârșitul anului 2000 aproape 1000 tone mai puțin de 20 de ori
față de alți ani. Paradoxul în Romania este că parcul național de autovehicule a explodat ajugând
la aproximativ 630000 de mașini înmatriculate în Romania , numărul de restaurante fast food și al
marilor magazine s-au înmulțit vertiginos , astfel se ajunge la concluzia că Romania este o mare
producătoare de ulei uzat însă la capitolul colectare uleiurilor este o ramură subdezvoltată .
Cantitățile de uleiuri uzate necolec tate constituie o sursă principală de poluare a solului și a apei.
Efectele tipurilor de contaminanț i din uleiuri sunt prezentate în tabelul de mai jos :

7
Contaminanț i solizi Contaminanț i lichizi Contaminanți gazoș i
Solide dure > 3 μm

– Abraziunea metalelor

– Uzura

– Distrugerea filmului de ulei

– Coroziune în puncte

Solide moi < 3μm
– Ajută la formarea noroiului
– Facilitează retentia acidă
– Cresc frictiunea
– Determină oxidarea uleiului -Determină oxidarea
-Determină oxidarea
-Reduc vîscozit atea
– Ajută la formarea
noroiului – Contribuie la crearea
cavitatilor în echipamente
-Determină coroziunea
-Determină oxidarea uleiului
-Cauzează spumarea uleiului

Tabel 2.1 Efectele tipurilor de contaminanț i din uleiuri [29]
Valorificarea uleiului uzat se poate face prin intermediul persoanelor juridice, acesta având
prioritatea de vitalizare a ulieului uzat. Se consideră valorificare și uleiul care se arde dupa procesul
de revitalizarea.
Ecomaster este una dintre aceste firme care detine soluții eficie nte în domeniul colectă rii
și valorifică rii uleiurilor uzate. Ecomaster Servicii Ecologice este o companie membră a Grupului
Rompetrol spec ializarea acestei companii este colectarea, tratarea și eliminarea deșeurilo r inclusiv
uleiurile uzate.

8
Exemplu de instalaț ie de colectare a uleiurilor uzate :

Fig.2 Instalație de colectare a uleiurilor uzate [30]

”Ecomaster a dezvoltat o rețea națională de colectare a uleiurilor uzate din categoriile
de colectar e 1, 2 și ordinul 4:
– uleiuri hidraulice minerale neclorinate, uleiuri minerale neclorinate și uleiuri sintetice de motor,
transmisie și ungere;
– uleiuri minerale și uleiuri sintetice de ungere, fără halogeni;
– uleiuri hidraulice sintetice;
– uleiuri d e ungere și uleiuri hidraulice ușor biodegradabile. ” [30]

Exemple de furnale și boilere care folosesc uleiul uzat:

Clean Burn este principalul producator de furn ale și boilere cu ulei uzat, deținând centre
de reciclare a uleiului. Acestea produc ca ldură gratuită, generată prin arderea uleiului de motor și
a altor produse petroliere folosite în mod comun în motoare cu ardere internă. Aceste produse ard
atât uleiuri uzate c ât și combustibili petrolieri obișnuiți.

9

Fig.3 Furnal cu ulei uzat [31 ]

(a) Clean Burn fabrică furnale (centrale de încălzire cu aer) cu ulei uzat, în modele care
produc de la 45 la 146 KW/h. Furnalele pot fi instalate ușor, suspendate de tavan sau atașate pe o
platforma necombustibila.

Fig.4 Boiler cu ulei uzat [31 ]
(b) Clean Burn mai fabrică și boilere pe ulei uzat producând apă caldă în mod
economic . Apa poate fi folosită pentru spălat, pentru încălzire, pentru topirea gheții și a zăpezii
sau pentru diferite procese industriale.

10
CAPITOLUL II

CARACTERISTICILE FIZICO -CHIMICE SI ENERGETICE ALE ULEI URLOR
MINERALE

Compoziția uleiurilor de motor
Ungerea motoarelor termice se face cu ajutorul uleiului mineral având o compoziție
complexă . Uleiul este compus din:
 Uleiuri de bază , aproximativ de 75 -85%
 Aditivi , aproximativ de 25 -15%
Uleiurile de bază au rol pri ncipal de lubrifiere a pieselor . În funcție de materia prima
utilizată și tehnica de fabricare uleiurile de bază sunt :
– uleiuri de bază minerale , materia primă este petrolul
– uleiuri de bază sintetice , se obțin prin metode chimice
– uleiuri de bază semi -sintetice , sunt amestecuri de uleiuri minerale și uleiuri
sintetice aproxi mativ de 20 -30%.
Aditivii sunt substanțe chimice care prin amestecul cu uleiul de bază , îmbunătățeșt e
semnificativ caracteristicile ace stuia în sistemul de ungere ale motoarelor termice.

Fig.5 Compoziția aditivilor dintr -un ulei motor (SAE 5W -30) [35]

11
Proprietățile fizico -chimi ce ale uleiurilor de motor depind în mare măsură de tipul uleiului
de bază cât și de tehnologia aplicată la fabricare precum și natura aditivilor implementați în uleiul
de bază.
Octuozitatea și v âscozitatea sunt principalele caracteristici de ungere și de curgere ale
uleiurilor . Densitatea uleiurilor, variază între 0,88 și 0,99 g/cm3.
Punctul de inflamabilitate , reprezintă temperatura minima la care vaporii de ulei se a prind în
prezența unei flăcări,aceasta fiind cuprinsă între 20 0-250oC la ulei
Onctuozitatea este caracteristica uleiului de a forma la suprafețele metalice o peliculă
rezistentă de ulei împiedicând frecarea pieselor , evitând astfel uzura și gripajul. Pentru mărirea
onctuozității se adaugă aditivii.

Fig..6 Uzura prematură a arborelui cu came [35]

A – arbore cu came nou ;
B – arbore cu came uzat prematur
C – arbore cu came uzat complet

12
Vâscozitatea este proprietatea uleiului de a se opune curgerii și depinde de temperatură,
cu cât temperatura crește c u atât uleiul devine mai vâscos și are o curgere mai ușoară.
Punctul de congelare a uleiului este îm jur de -30 șC, depinde de producător .

Fig.7 Circuitul uleiului prin motor [35]
Sursele de d egradare ale uleiului motor
Una dintre sursele de degradare a uleiului este oxidarea acestuia în funcție de temperatură,
cu cât temperatura este mai mare în prezența oxigenului cu atât oxidarea este mai intensă și
vâscozitatea crește.

Fig. 9 Creșt erea vâscozității uleiului motor datorită oxidării [35]

13
Contaminarea cu combustibili (benzină sau motorină) scade vâscozitatea și temperatura
de inflamabiitate a uleiului ce poate produce autoparinderea acestuia.
Contaminarea cu apă sau lichid de răcire duce la emulsionarea uleiului și scade capacitatea
de lubrifiere a pieselor
Contaminarea uleiului se mai poate face și din cauza impurităților din aer, parituclelor
metalice în ruma uzurii pieselor .

Fig. 11 Contaminarea cu apă a uleiului motor [35]

14
2.1 CARACTERISTICILE FIZICO -CHIMICE Ș I ENERGETICE ALE
ULEIURILOR UZATE

Metodele de analiză sunt aceleși atât pentru caracterizarea uleiurilor uzate cât și pentru
carcterizarea uleiurilor minerale (lu brifiante) . În urma analizelor unor pro be de uleiuri uzate
rezul atate din diferite categorii s -a stabilit o compoziție medie a uleiului uzat.

Tabelul 2 .2 Compoziț ia medie a uleiurilor uzate [11]

Component % masă
Benzină (punct final de fierbere 177șC) 1-6
Motorină (punct final de fierbere 177 -343șC) 10-15
Ulei (interval de fierbere 343 -429șC) 60-70
Ulei greu (bright stook) 0-10
Apă 0-10
Aditivi 7-15
Produș i de oxidare 5-8
Particule solide (praf, cărbune ) 1-3

Din datele de mai sus constatăm ca uleiurile uzate conțin proporții mari de fier față de uleiurile
minerale Celelalte elemente chimice (calciu, bariu, zinc, fosfor, magneziu) se găsesc și ȋn uleiul
proaspăt și provin din aditivi.
Uleiurile uzate sunt mai ușor de procurat pentru obținerea de uleiuri de bază față d e uleiul
mineral deoarece nu mai necesită distilarea în vid a păcurii . Un dezavantaj în prelucrar ea uleiurilor

15
uzate este colectarea și soratarea aces tora pe categorii în vederea obținerii de uleiuri de bază
calitative precum ș i tehnologiile din ce în ce mai complexe și costisitoare.
Pe lângă impurități în uleiurile uzate se mai gasesc și o canti tate destul de mare de adit ivii.
Pentru a exclude din uleiul uzat comp ușii metalici exist enți care provin din aditivii Eliminarea
compușilor metalici existenți ȋn uleiul uzat care provin din aditivi se realizează procesul
convențional de rafinare cu acid sulfuric. În urma acestui proces de rafinare rezultă gudronul ,
acesta fiind un acid și care se depozite ază în batale poluând serios mediul înconjurător . Procedeele
moderne pentru revitalziarea uleiului uzat dorește să excludă acest proces de rafinare .
”Uleiurile utilizate la ungere sau acționări industrie pot fi:
– uleiuri TIN – uleiuri pentru transmisii industriale, obținute din uleiuri
neparafinoase cu adaos de aditivi de extremă presiune, antioxidanți, anticorozivi, antiuzură și
antispumanți. Se utilizează la ungerea angrenajelor industriale. Sunt utilizate uleiuri: TIN
82/EP/90, TIN 125/EP/140,…, până la TIN 320 EP;
– uleiuri L – uleiuri pentru lagăre: L150, L235, L 460. Sunt utilizate la ungerea
lagărelor în laminoare și a altor utilaje in dustriale, după prescripții;
– uleiuri H – uleiuri hidraulice folosite ca fluide pentru acționarea instalațiilor
hidraulice, la presiuni de lucru cuprinse între 50 și 300 bari. Se folosesc uleiuri H 46A, H 60A, H
32EP, H 46E. ” (11)

16
Caracteristicile ul eiurilor uzate:
a) Uleiuri TIN
Tabelul 2 .2 Caracteristicile uleiurilor TIN [11]
Caracteristici TIN 82/EP/90 TIN 125/EP/100
Densitate la 20oC max. kg/𝑚3
Punct de congelare, 0oC max.
Vâscozitate la 50oC, cSt
Coroziune pe lama de cupru, max.
Coroziune pe oțel
KOH/g, min.
Apă (metoda distilării) %
Impurități mecanice, % 919
-20
82 ÷ 90
2
–
–
lipsă
lipsă 924
-15
130 ÷ 140
2
–
–
lipsă
lipsă

17
b) Uleiuri L
Tabelul 2 .3 Caracteristicile uleiurilor L [11]
Caracteristici L235
Densitate relativă la 20oC kg/𝑚3
Vîscozitate la 50oC, cSt
Vîscozitate Engler oE, la 50oC
Vîscozitate la 100oC, cSt
Vîscozitate la 100oC, oE
Punct de congelare, 0oC max.
Impurități mecanice
Cenușă, %, max.
Cifra de cocs, % max.
Aciditate minerală și alcalinitate
Aciditate organică, KOH/g, max.
Apă (m etoda distilării) 910
228 ÷244
30 ÷32
26
3,6
-4
lipsă
0,01
1,4
lipsă
0,04
Lipsă

18
c) Uleiuri H
Tabelul 2 .4 Caracteristicile uleiurilor H [11]

Caracteristici H100 H46A
Densitate relativă la 15oC max. kg/𝑚3
Vîscozitate cinematică la 40oC, cSt
Aciditate organică KOH/g, max.
Punct de curgere, oC
Acțiune corozivă p e cupru
Tendința de spumare 5’ suflare cu aer
Cenușă, % max. 910
90 ÷ 110
0,05
-8
16
15
0,01 905
44 ÷ 49
0,2
-35
16
9
0,01

19
CAPITOLUL III

COMPARAȚ IA CARACTERISTICILOR ENERGETICE ALE
ULEIURILE MINERALE SI U LEIURILE UZATE

În capitol se va face o mică comparație între caracteristicile energetice ale uleiului mineral ,
cu cele ale uleiului uzat .
Tehnologii de obț inere a celor doua tipuri de ulei
Uleiurile minerale, se obțin prin distilarea în vid a pă curii. În procesul de distilare se obțin
uleiuri, vaseline și asfalt. Uleiurile sunt amestecuri de alcani, alchene, cicloalcani, hidrocarburi
aromatice, compuși ciclici cu azot și sulf cu masa moleculara cuprinsă între 300 și l000 unități
atomice de masă. Prezența alcanilor (parafinelor) este dorită în compoziția uleiurilor în timp ce
olefinele (alchenele) și compuși cu sulf diminuează mult calitățile unui lubrifiant.
Uleiurile uzate, se obțin în urma uzării uleiurilor minera le lubrifiante, acesta necesită
respectat programul celor trei R -uri (recuperare, r econdiționare și refolosire).Colecta rea uleiurilor
uzate trabuie sortată în recipiente etanșe rezistente la șoc mecanic și termic urmând procesul de
revitalizare a leiurilo ur și de refo losire.
Umiditatea
Conținutul de apă are valori nedetectabile în uleiurile minerale față de uleiurile uzate care au o
pondere de 0 – 10 % din masa acestora.
Densitatea
Densitatea uleiurilor minerale cât și cele uzate este dependentă de temperatură dar difera punțin
valori le (880÷990) kg/ 𝑚3 la uleiurile minerale față d e (95÷990) kg/𝑚3
Punctul de inflamabilitate
Uleiurile minerale au punctul de inflamabilitate cu valori cuprinse între (2 00 ÷ 250 ) °𝐶 față
de uleiurile uzatecare au punctul de inflamabilitate între (160÷190) °𝐶.

20
Vâscozitatea
Vâscozitatea uleiului mineral este depende nt de temperatură . La o tempera tură de 20 °𝐶 va
avea o vâscozitate cuprinsă între valorile (13,2÷14,5) °𝐸
Vâscoz itatea uleiului uzat este dependent de temperatură. La o temperatură de 50 °𝐶 va
avea o vâscozitate cu prinsă între ( 11,6 ÷ 14,7)

21
CAPITOLUL IV
ANALIZA REZIDURILOR DIN ULEIUL DE MOTOR ȘI
VALORIFICAREA ENERGETICĂ A ULEIURILOR UZATE

Pentru analiza rezidurilor a ulei ului din motor s -au folosit două tipuri de ulei “Castrol Edge
Turbo Diesel 5W 40” și “Castrol Magnatec 10W40 A3/B4 ”. “Castrol Edge Turbo Diesel 5W40 ”
s-a extras dintr -un motor de Volksw agen Transporter, an de fabricație 2002, capacitate cilindrică
2182 𝑐𝑚3 MAC . Al doilea tip de ulei, “Castrol Magnatec 10W40 A3/B4 ”, provine de la un
Volkswagen Golf IV, an de fabrica ție 2004 capacitate cilindrică 1400 𝑐𝑚3 MAS.
Mai jos, regăsim cate doua probe de ulei, înainte și după utilizarea acestora în motor.

Fig. 14. Ulei Fig.15 Ulei uzat
Din buletinul de analiză facut de catre S.C ICEMENERG BUCURESTI pe o proba de ulei
uzat, ob servăm un conținut puț in ridicat de apa, puterea calorifică superioara este de 51365 Kj/Kg
iar ce inferioară 48186 Kj/Kg.
Conț inutul de carbon, hidrogen, azot, sulf, oxigen este unul normal pentru combustibili
lichizi.
Pentru aflarea vîscozitaț ii cinematice al ulei ului uzat s -a determinat la temperaturi de 50
°𝐶, 80°𝐶, 100 °𝐶 având valori de 4,05 °𝐸, 2,01 °𝐸 respectiv 1,52 °𝐸

22
Punctul de inflamabilitate al uleiului uzat folosit este de 152 °𝐶.Toate caracteristicile
buletinului de analiza se regasesc în anexa 1.
Analiza uleiului uzat la motoare cu aprindere prin scânteie (MAS) și motoare cu aprindere
prin compresie (MAC) s-a realizat în laboratoarele UPG.
S-a efectuat analiza a trei probe de ulei uzat, atât pentru MAS cât și pentru MAC cu scopul
de a aduce prob ele în soluție apoasa pentru a putea afla nivelul de nichel și de fier din acestea.
Se ia proba numarul 1B, se pune într -un creuzet cca. 5 -10 g din proba (în experiment s -a
folosit 5,81 g ulei uzat) pe balanța tehnică.

Fig. 16. Balanță tehnică

După o măsurare exactă a probei se duce la cuptor unde este supusă unei temeperaturi între
700-800 oC (în experiment s -a folosit temperatura de 700 oC). Când cuptorul ajunge la temperatura
dorită de 700 oC proba este lasată timp de o oră.

23

Fig. 17. Cuptorul DE NKAl 4
Cuptorul DENKAL 4 folosit pentru analiză poate fi utilizat pentru orice tip de tratament termic:
– preîncălzire creuzete ceramice;
– smalțuire termică;
– incinerare;
– tratament termic al pieselor mici;
– măsurători termice.
Caracteristicile tehnice ale cupto rului sunt :
– dimensiuni exterioare: 370x490x420 mm;
– dimensiuni interioare (incinta termică):150x130x170 mm;
– temperatura nominala 1100 grade Celsius;
– greutate: 28 kg;
– putere nominală: 1500W.
După o oră când temperatura începe să scadă se va extrage creuzetu l și se va pune în exicator.

24

Fig. 18. Exicator Fig.19. Proba în creuzet după tratamentul termic

Atașat se regăsește proba extrasă din cuptor după tratamentul termic.
Peste proba astfel obținută se pune 5 ml de acid clorhidric 2 normal, se ia creuzetul din
exicator și se așează pe baia de nisip și se încălzește la o temperatură aproximativă de 200 -300 oC
și se lasă până aproape de sec, pănă când volumul ajunge la o pătrime di n volumul total.

Fig. 20. Proba pusa în creuzet pe baia de nisip

25
Soluția rămasă se introduce într -un balon cotat peste care se completează cu apă distilată
până la capacitatea maxima de 100 ml și se agită până se observă ca nu a ramas nicio impuritate.
Operațiunea se va aplica și pentru probele rămase.

Fig.21. Probele completate cu apă distilată în balon cotat pană la capacitate de 100 ml

După prelucrarea celor șase probe se analizează concentrația de fier (Fe) și nich el (Ni) prin
metoda de absorție atomică, cu ajutorul spectrometrului de absorbție atomică secvențială rapidă
(VARIAN), prin intermediul lămpilor de Fe și Ni din interiorul aparatului care lucreza separat
fiecare dintre cele două elemente.

Fig. 22. Spectrometru l de absorbție atomică secvențială rapidă

26
In arzător se va folosi combustibil oxiacetilenă, iar în flacără se atomizează proba și se
masoară absorbanța după legea lui Lambert -Beer și anume “Absorbanța crește liniar cu
concentrația”.Cun oaștem concentrația etaloanelor (probelor) și în funcție de concentrație alegem
lungimea de undă. Se pune solvent de apă în aparat pentru a se masura cantitatea de metale din
aceasta pentru o mai mare exactitate și acuratețe asupra rezultatelor.Se aprinde flacăra se pune
etalonul M1 în aparat și se incepe procesul de analiză.Spectometrul face în decurs de cinci secunde
trei citiri, dar valoarea afișată este doar una, făcând automat media aritmetică a celor trei citiri. La
schimbarea etaloanelor spectometrul se curață timp de zece secunde pentru o citire cât mai precisă
a acestora.
Parametrii atât pentru nichel (Ni) cât și pentru fier (Fe) au fost selectați din manualul de
laborator “ Flame Atomic Absorption Spectrometry Analytical Methods ” conform anexei 2
respectiv 3.

27
În urmatorul tabel avem rezultatele tuturor probelor analizate:
Tabel 2.13. Rezultatele probelor din uleiurile uzate
Ulei uzat MAS B Ulei uzat MAC M
1 2 3 1 2 3
Cantitate g 5,81 5,5 5,75 5,15 5,87 5,75
Concentrația
Nichel (Ni )
ml/l 0 0 0 0,11 0,04 0,03
Concetrația
Fier (Fe)
ml/l 8,65 5,22 5,81 11,34 7,29 6,76
Concentrația
Nichel (Ni)
ml /kg 0 0 0 2,13 0,68 0,52
Concentrația
Fier (Fe)
ml/kg 148,88 94,9 101 220,19 127,19 117,56

Concentratia medie de Ni 1,11 ml/kg
Concentratia medie de Fe 134,95 ml/kg

28
Se va face tranformarea din ml/l în ml/kg de concetrație de metal cu urmatoarea formulă:
Notam c oncentrația cu C pe baza formulei:
C=𝐶∗0,1
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡𝑎𝑡𝑒 ∗10−3 𝑚𝑙
𝑘𝑔
Obținem urmă toarele rezultate:
C𝐵1𝑁𝑖=0∗0.1
5,81∗10−3=0; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝐵2𝑁𝑖=0∗0.1
5,50∗10−3=0 ; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝐵3𝑁𝑖=0∗0.1
5,75∗10−3=0 ; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝑀1𝑁𝑖=0,11∗0.1
5,15∗10−3=2,13 ; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝑀2𝑁𝑖=0,04∗0.1
5,87∗10−3=0,68; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝑀3𝑁𝑖=0,03∗0.1
5,75∗10−3=0,52 ; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝐵1𝐹𝑒=8,65∗0.1
5,81∗10−3=148 ,88 ; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝐵2𝐹𝑒=5,22∗0.1
5,50∗10−3=94,9 ; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝐵3𝐹𝑒=5,81∗0.1
5,75∗10−3=101 ; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝑀1𝐹𝑒=11,34∗0.1
5,15∗10−3=220 ,19; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝑀3𝐹𝑒 =7,29∗0.1
5,87∗10−3=124 ,19 ; 𝑚𝑙
𝑘𝑔
C𝑀3𝐹𝑒=6,76∗0.1
5,75∗10−3=117 ,56 ; 𝑚𝑙
𝑘𝑔

29
V. CONCLUZII

Uleiurile uzate se referă la un produs semi -solid sau lichid compus parțial sau total din
hidrocarburi minerale sau sintetice, reziduuri uleioase provenind din rezervoare, amestecuri ulei –
apă sau emulsii ce provin din surse industriale unde au fost folosite ca și lubrifianți, uleiuri
hidraulice, din schimbatoare de căldură, uleiuri de transformator sau alte scopuri și ale căror
caracteristici s -au modificat în timpul utilizarii, făcându -le nepotrivite pentru o utilizare ulterioară
în sensul destinației inițiale datorită contaminanților sau impurităților .
Din datele existente se constată că, față de uleiurile lubrifiante proaspete, uleiurile uzate
conțin proporții mari de fier și clor. Celelalte elemente chimice (calciu, bariu, zinc, fosfor,
magneziu) se găsesc și ȋn uleiul proaspăt și provin din aditivi.
Uleiurile uzate constituie o materie primă mai atractivă pentru obținerea uleiurilor de bază dec ât
fracțiunile corespunzatoare din țitei, deoarece randamentul este mai mare și nu necesită operațiuni
de extractie sau deparafinare cu solvenți. Totuși, prelucrarea uleiurilor uzate ȋntȃmpină dificultați
mari și s -au elaborat tehnologii din ce în ce mai c omplexe care țin cont de tipul și de gradul de
impurificare a uleiului uzat .
Uleiurile folosite la motoarele termice se impurifică în timpul funcționării cu apă,
murdărie, particule metalice care conduc în final la modificarea proprietăților și impune
schimbarea lui. Aceasta schimbare poate conduce la impurificarea unei cantitati de apă curată,
echivalentă consumului a 50 de oameni timp de un an deoarece: uleiul este insolubil, persistent și
poate conține chimicale toxice și metale grele; se lipește de or ice, de la nisipul plajelor la penele
păsărilor; este o sursă majoră de contaminare a apelor curgătoare și a resurselor de apă potabilă.
Un litru de ulei uzat poate contamina un milion de litri de apă. Uleiurile uzate conțin înainte de
toate hidrocarburi, dar și elemente sau compuși care apar în timpul utilizării .
Referatul prezintă stadiul actual al valorificării uleiurilor uzate, și o analiză comparativă
din punct de vedere a caracteristicilor energetice a uleiurilor uzate cu uleiuri minerale și
vegetale .Din analizele preliminare efectuate pe șase tipuri de ulei uzat provenite din industria
automobilă se observă un potențial de valorificare energetică prin ardere.

30
Tematica tezei de doctorat aleas ă propune crearea unei tehnologii complexe pentru
obținere a de materiale avansate nanostructurate cu proprietăți de adsorbanți, schimbători de ioni
și catalitice pornind de la materii prime zeo liți naturali (clinoptilolit) și compuși de tip hidrotalcit
sau bentonită și pentru utilizarea acestor materiale în proce se de revitalizare a uleiurilor uzate cu
efect de depoluare și valorificare energetică curată

31
BIBLIOGRAFIE

1. Alcantara R., J. Amores, L. Canoira, E. Fidalgo, M.J. Franco, A. Navarro Biomass and
Bioenergy, 18, 515, 2000; M. Canakci, J. van Gerpen, Trans. ASAE, 42(5), 1203, 1999
2. Amarfi, R. Examene: Operații unitare ȋn industria alimentară, Ed. Pax Aura Mundi, Galați
3. Bibire, L. Operații și aparate , Ed. Tehnica Info, Chișinău, 2004
4. Banu, C . Manualul inginerului de industrie alimentară, Ed. Teh nică, București, 1978
5. Dalla Giovanna Successful Re -Refining in Practice, Tribology 2000 – Plus, 12th
International Colloquim, Esslingen January 11 -13, 2000, vol. I p.1919
6. Doctorand ing. Ana -Irina Tetisan (Smical) Studii și cercetări privind utilizarea tuf urilor
zeolitice din zona bârsana în tehnologii neconvenționale de epurare a apelor uzate, teza de
doctorat, Cluj -Napoca, 2010
7. Dr. hab. Vasile RUSU , conferen țiar cercet ător ADSORBANȚI MINERALI NATURALI.
PROSPECȚIUNI, Akademos -Chimie, nr.3 (18), septembrie 2010, 101 -104;
8. D. J. Stevens Status and prospects of biofuels for transportation, Proceedings of the Twelfth
European Biomass Conference, Amsterdam, 17 – 21 june, 2002
9. Gavrilă, L. Fenomene de transfer, Ed. Alma Mater, Bacău 2000
10. Holban, E. Teoria și pract ica EVOP ȋn industria alimentară, Ed. Tehnică, București;
11. G. A Ră dulescu, I. Petre Combustibili, uleiuri. Editura Tehnica București 1986
12. Levizzari, a., Voglino, M., Volpi, P. Refined Product in Lubricant sectors. Environmentaln
Analisis and Economical Ev aluations, Tribology 2000 – Plus, 12th International
Colloquim, Esslingen January 11 -13, 2000, vol. I p.1933
13. Macovei, V. Operații și utilaje pentru procesarea termică și biochimică, Editura Alma
,Galati, 2001
14. Magnabonea, L.M., Khunana, K.C. Mohawk -CEP Re-refining Process Produces High
Quality Lube Base Oils, 213th National Meeting, ACS San Francisco, 13 -17 Aprilie, 1997;
15. Manahan S. E. Environmental Chemistry, 7th edition, Lewis Publisher, Bocca Raton, New
York, 2000
16. Naveed Anwar Syed Shahid Ali, s.a., Recycling of Automotive Lubricating Waste Oil and
Its Quality Assessment for Environment -Friendly Use Res. J. Environ. Earth Sci., 4(10):
912-916, 2012

32
17. L. Mihaescu, G.P. Negreaunu, L. Popper, E. Pop, A. Adam, I. Oprea, T. Prisecaru, G.
Popper, A. Panait, I. Pisa Valorificare energetica a uleiurilor vegetale brute Editura
PRINTECH, ISBN 978 -606-521-690-7, București, 2011
18. Nedeff, V . Mașini și instalații pentru industria alimentară, vol III, Univ. Bacău, 1997
19. Orha C , A. Pop, C. Lazau, I. Grozescu, V.Tiponu t, F. Manea Structural characterization
and the sorption properties of the natural and synthetic zeolite, Journal of optoelectronics
and advanced materials, Vol. 13, No. 5 , 544 –549, IF = 0.457
20. Perry, R. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, University o f Kansas, 1997
21. R.Ganea, N. Natu, C. Marinescu, I. R. Tamas, I. Popescu, Gr. Pop Catalizator perfecționat
pe baza de nanomateriale pentru ȋndepărtarea noxelor din instalațiile de emailare,
A00889/2011 (12.09.2011)
22. Roșca, A. Utilaje pentru industria alimen tară, Reprografia Universității din Craiova, 2000;
23. Soares C . Process Engineering Equipment Handbook
24. Shurtleff, E.C. Mehod of reclaiming waste oil, Brevet SUA 6.440.298 din 27 august 2002;
25. Tănă sescu, C. Tehnologia uleiurilor, Ed. U niversitații din Ploieș ti, 2002
26. Tănă sescu, C., Brebeanu, GH., Gherman, F. Rafinarea uleiurilor uzate cu solvenți, Revista
de Chimie, vol. 52, nr.1 -2, 2001, p.18
27. Tănă sescu, C., Petre , D., Stanica -Ezeanu, D., Brebeanu, Gh., Popa, M., Process for Re –
Refining Waste Lubricating Oils, Revista de Chimie vol. 54 nr. 6 2003, p.522
28. Udonne J. D A comparative study of recycling of used lubrication Oils using distillation,
acid and activated charcoal with clay methods , Department of Chemical and Polymer
Engineering, Lagos State University, La gos, Nigeria, J.Petroleum Gas Eng.
29. Andrei G., Pita S.,Campeanu A., Andrei D.C., Duca M., Stan Gh. Combustibili ecologici
30. http://www.rompetrol.com/ro/ecomaster -3, accesat la data : 21/10/2015, ora 19: 21
31. https://www.cleanburn.com/ , accesat la data de :21/10/2015 , ora 21:31
32. AutoNet Romania www.autonet.ro , accesta la data:24/10/2015, ora 18:21
33. American Petroleum Institute (A PI)
34. National Oil Recyclers Association (NORA)
35. http://www.e -automobile.ro/categorie -motor/20 -general/144 -ulei-motor -sae-w.html ,
accesat la data 07.03.2016, ora 1 9:23

33
36. http://www.referateok.ro/referate/1853_1264517018.pdf , accesat la data 07.03.2016, ora
20:21
37. http://chimiegene rala.3x.ro/Capitolul3/Curs/c3_2_10.htm , accesat la data 08.03.2016,
ora 18:31
38. http://informatiitehnice.com/intreaba/ce -este-densitateatabel -cu-densitatea -mai-multor –
materiale/ , accesat la data 08.03.2016 ora 19:31
39. http://yacco -lub.ro/vascozitate.html , accesat la data 08.03.2016 ora 20:01
40. http://www.xoil.ro/lubrifianti/tribologie/ , accesat la data 08.03.2016 ora 21:21
41. http://ruminref.eu/index.php?newsid=403840&news_page=10 , accesat la data 08.03.2016 ora
21:42
42. http://www.e -automobile.ro/categorie -motor/20 -general/144 -ulei-motor -sae-w.html , accesat la
data 08.03.2016 ora 22:09
43. Masterand Dragne Cosmin Nicolae Utilizarea Ene rgetică a comb ustibililor lichizi
regenerabili , Proiect de dizertație București 2015
44. Facultatea de Chimie și Inginerie Chimică, Cluj -Napoca , curs de CG. Compuși chimici de
importanță tehnică capitolul 7
45. Simona P., Alina B. Potentialul de export al Romani ei, Centrul Roman pentru promovarea
Comertului și Investitiilor Straine, 2012
46. S. C Rafinaria Steaua Romana S.A , Fractii de uleiuri minerale din filtrat rece st ,2002
47. Doctorand Ing. Mariana Fatu cas. Serban , Studii privind imbunatatirea calitatii uleiulu i de
transformator , Teza de doctorat, Brașov, 2015
48. Florin Iordache, Florin Băltărețu, Modelarea și simularea proceselor dinamice de transfer
termic , Editu ra Matrix Rom, București, 2002
49. FL. IORDACHE, FL. BĂLTĂREȚU, Modelarea și simular ea proceselor termice ,
dinamice , Editura CONSPRESS, București, 2005
50. C. TARCĂ, R. CALOTĂ, FL. BĂLTĂREȚU, “Transfer termic”, Editu ra MATRIX ROM,
București, 2014

34
ANEXE
Anexa 1
Raport de încercare ICEMENERG
Anexa 2
“Flame Atomic Absorption Spectrometry Analytical Methods for Nickel”
Anexa 3
“Flame Atomic Absorption Spectrome try Analytical Methods for Iron

35
Anexa 1 – Raport de încercare ICEMENERG

36
Anexa 2 -“Flame Atomic Absorption Spectrometry Analytical Methods for Nickel”

37
Anexa 2 -“Flame Atomic Absorption Spectrometry Analytical Methods for Iron”