Evaluar la aplicación de la electrocoagulación como tratamiento de soda gastada, generada en la industria petrolera, a escala industrial

Abstract

La generación de Residuos Industriales Peligrosos (RILes) ha llevado a explorar opciones para su tratamiento seguro y manejo adecuado. En Chile, ENAP es una de las empresas que produce este tipo de residuos, en particular, soda agotada, un subproducto de los procesos de lavado cáustico y endulzamiento, sin embargo, la capacidad de ENAP para tratar este residuo se ha visto superada. En respuesta a este desafío, VOLTA ha adoptado la visión de transformar estos residuos a su máximo potencial, y ha realizado investigaciones que respaldan el uso de la tecnología de electrocoagulación para la recuperación de la soda cáustica. Este es un proceso electroquímico, donde el ánodo es actúa como agente coagulante agrupando compuestos que sedimentan o flotan a la superficie, limpiando el fluido. El presente estudio tiene como objetivo evaluar la viabilidad de la electrocoagulación como tratamiento para la soda agotada a nivel industrial, a partir de residuos generados por ENAP. Se llevaron a cabo tres etapas de investigación. En la primera etapa, se realizaron experimentos de EC en un laboratorio de 750 ml con 3 pares de electrodos, con una corriente de 5 A durante 105 minutos. En estos experimentos, se controlaron dos variables: la concentración de sulfuros y el desgaste de los electrodos. Los resultados confirmaron la efectiva remoción de los sulfuros de la soda agotada y se concluyó que los ánodos solo pueden ser utilizados en 6 lotes consecutivos. Después del sexto lote, pierden el 20% de su masa y comienzan a perder superficie, lo que compromete el proceso. La segunda etapa de este estudio consistió en escalar el proceso utilizando herramientas matemáticas para extrapolar todas las características de la electrocoagulación a un volumen de 12 m3, abarcando similitud geométrica, hidrodinámica y de transferencia de masa. La similitud geométrica se encuentra en bibliografía y se considera adecuada para este proceso. Para la similitud hidrodinámica, se exploraron parámetros que describieran el comportamiento del fluido y se estimó la velocidad de este asumiendo que su movimiento se debe a las burbujas generadas en el proceso, sin embargo, esta estimación puede subestimar la velocidad del fluido y su régimen. A pesar de esto, se considera que el enfoque de cálculo es adecuado y debería ser considerado en otras investigaciones. La transferencia de masa se modeló para seis lotes consecutivos, y se escaló este modelo para aceptar 12 m3. Los resultados fueron satisfactorios, aunque la curva modelada no se adapta de manera precisa a los datos experimentales. No obstante, es aceptable para predicciones y se recomienda seguir trabajando el modelo. En la tercera y última etapa de este estudio, se llevó a cabo una evaluación económica utilizando los indicadores CAPEX y OPEX, y se concluyó con un flujo de caja. Los valores del CAPEX y OPEX mostraron cifras elevadas, de 3.4 MUSD/año y 12 MUSD/año, respectivamente. Sin embargo, el flujo de caja resultó en números negativos incluso al proyectarlo por 10 años. Esto lleva a la conclusión de que el proyecto no es rentable y no debería ser considerado como una inversión viable. En este sentido, se plantea la opción de reevaluar el proyecto.