Reutilización y activación del coque de petróleo para remover metales en agua

Reuse and activation of petroleum coke for metal removing from water

En la investigación se reutilizó el coque generado en la refinación del petróleo. Se propuso activar el coque con características de un carbón activado comercial y posteriormente usarlo para remover plata y mercurio presentes en agua. El carbón activado producido y el carbón activado comercial, LQ1000, se caracterizaron con las normas ASTM, índice de yodo, área superficial al azul de metileno e índice de azul de metileno y se compararon los resultados. Igualmente se hizo en el proceso de adsorción. El proceso de adsorción se modeló con las ecuaciones de Freundlich y Langmuir. La activación del coque se planeó por medio de un diseño de experimentos cuatro factorial. Los 16 carbones producidos se sometieron al proceso de adsorción de plata y mercurio por duplicado. El estudio reportó al coque activado como mejor adsorbente que el LQ1000 y con un menor costo de fabricación pero con una menor área superficial que el comercial. Los resultados obtenidos permiten producir carbón activado a partir del coque más económico para competir con los carbones activados comerciales. 

1. INTRODUCCIÓN 

La industria petroquímica en el proceso de refinación del petróleo produce desechos líquidos, gaseosos y sólidos. Entre los últimos el coque es el que se encuentra en mayor cantidad. Este residuo presenta alto contenido de azufre (aproximadamente 5­5.5%), por lo que sí se descarga directamente al medio ambiente, puede formar lixiviados por infiltración de agua a través de los desechos, afectando la bióta terrestre, los acuíferos, las corrientes superficiales y la acumulación de contaminantes inorgánicos. El coque de petróleo crudo son granos de color negro brillante, compuestos principalmente de carbono (50%), oxigeno (30%) y azufre (6%). 

La planta de refinación de petróleo Cadereyta de propiedad de PEMEX está ubicada en el estado de Nuevo León, tiene una producción aproximada de coque de 3000 toneladas diarias, lo que implica la gran disponibilidad del coque como materia prima para fabricar carbón activado. El aprovechamiento de una cantidad tan grande de coque para la elaboración de carbón activado mitigaría el impacto de este desecho hacia el medio ambiente y permitiría la utilización de una materia barata, lo cual redundaría en costos de producción más bajos que los obtenidos con otros materiales clásicos. Por lo tanto dará un beneficio a la industria nacional de este sector. El carbón activado es un sólido, predominantemente amorfo, con un alto desarrollo del área superficial interna y del poro. Por lo tanto tiene una gran capacidad de adsorción de materiales sean éstos gaseosos, sólidos o líquidos; dándose en diferentes fases de aplicación, líquidas o gaseosas. Las aplicaciones del carbón activado son extremadamente versátiles y tienen su mayor uso en el ámbito industrial para la remoción de especies por adsorción desde fase líquida o gaseosa y en la purificación de productos o la recuperación de compuestos químicos, además de servir de soporte en la catálisis de compuestos. En el tratamiento de aguas potables se usa para la refinación del agua, removiendo compuestos orgánicos formados en el proceso o que no se removieron. 

En estudios anteriores se ha probado la capacidad de producir carbón activado a partir de diferentes tipos de desechos, orgánicos e inorgánicos, ricos en carbono, con gran disponibilidad y bajo costo tales como madera, cáscara de semillas, bagazo de caña, agave, carbón mineral de lignito, carbón mineral bituminoso, carbón mineral sub­bituminoso, cáscara de nuez, cáscara de cacahuate, carbón de turba, lirio acuático, aserrín, coque de petróleo, polímeros, cáscara de coco y desechos del café.