Traitement D'huiles PDF
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Rsum - Les huiles sont obtenues par distillation des produits lourds du ptrole. Avec la
baisse de la production de rserves mondiales de ptrole, la ncessit se pose plus que
jamais, de recycler des huiles lubrifiantes usages. Les huiles usages moteur
constituent une catgorie importante de matriaux susceptibles dtre rcuprs
moyennant des traitements appropris. Cette rcupration est une ncessit pour protger
lenvironnement et peut conduire des gains substantiels. Ce travail porte sur une tude
de traitement dune huile moteur SAE20W50 uses par lacide sulfurique. Des tests sont
effectus sur lhuile traite tels que: la viscosit, le point dclair, le point dcoulement et
la densit. Les rsultats des tests ont montr que les caractristiques de lhuile traite
sont nettement amliores par rapport ceux dune huile use.
Abstract - The oils are obtained from the distillation of heavy products of oils. With the
reducing of the global oil reserves production, it is necessary more than ever, to recycle
used lubricating oil. Used engine oils are an important part of materials which could be
recovered using appropriate treatments. This recovery is a need for environment
protection and could engender substantial gains. This work treats on the treatment of an
engine oil SAE20W50 deteriorated by sulfuric acid. Tests are made on the treated oil such
as: the viscosity, the flash point, the flow point and the density. The results showed that
the characteristics of the treated oil are better than used oil ones.
Mots cls: Lubrifiants - Huiles moteur Rgnration - Huiles usages - Acide
sulfurique.
1. INTRODUCTION
Les huiles lubrifiantes sont des liquides visqueux utilises pour la lubrification des
parties mobiles des moteurs et des machines. Ce sont des produits ptroliers qui se
dgradent aprs un certain temps dutilisation, par contamination avec des lments
polluants, tels que les mtaux lourds, les PCB (polychlorobiphnyles) et autres
composs halogns [1]. Les huiles uses peuvent contaminer leau et le sol et poser un
risque lev pour la sant humaine. Cette huile use ncessite une gestion approprie
pour en faire un produit valeur ajoute en rduisant la quantit de l'huile rejete, et en
rduisant le fardeau environnemental de l'huile use [2]. Par consquent, le traitement
des huiles usages a un grand intrt dans llimination de la pollution et la prservation
des rserves de ptrole brut.
Le recyclage des lubrifiants usags a t pratiqu des degrs divers depuis les
annes 1930 et en particulier au cours de la seconde guerre mondiale, lorsque la raret
des approvisionnements adquats en ptrole brut pendant le conflit a encourag la
rutilisation de tous les types de matriaux, y compris les lubrifiants [3]. De nombreux
pays se penchent actuellement sur le problme de la pollution de lenvironnement pos
par les huiles lubrifiantes usages. Aux Etats-Unis, par exemple, environ 2 milliards de
*
mazouzi_r@yahoo.fr , b.khelidj@orange.fr
karasaek@yahoo.fr , akellaci@yahoo.fr
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R. Mazouzi et al.
gallons dhuiles sont produits chaque anne [4]. Les huiles usages sont rcuprables et
valorisables, peuvent tre reraffines en huiles de base ou rutilises comme
combustible (source dnergie).
Lobjectif de cette recherche est centre principalement sur lobtention dune huile
de haute qualit partir dune huile de lubrification usage par traitement lacide,
rduisant ainsi la pollution de lenvironnement et aussi rduire l'importation de lhuile
de lubrification.
2. CARACTERISTIQUES GENERALES
DES HUILES LUBRIFIANTES
Tous les lubrifiants sont caractriss par certaines proprits, qui sont spcifiques
ces fluides. Ces proprits comprennent: la viscosit, lindice de viscosit, le point
dclair, le point dcoulement, lindice de basicit, lindice dacidit, la teneur en
cendres, la teneur en eau et la densit.
2.1 Viscosit
La caractristique la plus importante dun fluide est sa viscosit. La viscosit est
dfinie comme le rapport de la force de cisaillement agissant sur une unit de surface au
gradient de vitesse qui existe entre les diffrentes couches du fluide. La viscosit dpend
fortement de la temprature. Elle dtermine en effet lessentiel des pertes par frottement
et lpaisseur des films dhuile. La viscosit caractrise la rsistance dun fluide
lcoulement [5]. Lajout de certains additifs permet damliorer la viscosit des
lubrifiants sous haute temprature.
2.2 Indice de viscosit
Lindice de viscosit ( I V ) est un nombre conventionnel qui traduit limportance de
la variation de la viscosit avec la temprature et permet de juger la tenue chaud et
froid des huiles. Un I V de 100 indique une trs faible variation de la viscosit, un I V
de 0 une trs grande variation ou une grande sensibilit la temprature. De manire
pratique, on dtermine l I V partir des mesures de viscosits cinmatiques effectues
respectivement 40 et 100 C, soit en utilisant des tables ASTM, soit en utilisant un
programme de spcifique sur calculette ou sur micro-ordinateur.
2.3 Point d'coulement
Le point dcoulement est la temprature la plus basse laquelle lhuile coule encore
lorsquelle est refroidie sans agitation, dans des conditions normalises.
2.4 Point dclair
Il est dfini par la temprature minimale laquelle il faut porter lhuile pour que les
vapeurs mises senflamment spontanment en prsence dune flamme dans des
conditions normalises. Le test de point dclair donne une indication de la prsence de
composs volatils dans lhuile et de la temprature laquelle lhuile doit tre chauffe
dans des conditions spcifiques pour donner suffisamment de vapeur pour former un
mlange inflammable avec lair. Il existe diffrentes mthodes pour dterminer le point
dclair des huiles telles quelles sont mentionnes dans la norme ASTM [6].
2.5 Densit
La densit d'une substance est le rapport de sa masse volumique la masse
volumique dun corps de rfrence dans des conditions qui doivent tre spcifies pour
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les deux corps. En gnral, les corps de rfrence sont leau pour les liquides et lair
pour les gaz.
3. MATERIELS ET METHODE
Le traitement est ralis sur des quantits dune huile use 20W50 recueillies partir
des stations de vidange. La figure 1 montre les principales tapes du processus de ce
traitement. Avant de soumettre lhuile use un traitement lacide, lhuile subit une
filtration pour liminer les impurets, telles que les copeaux mtalliques, sable,
poussire, particules et micro impurets. Cela est ralis laide dun entonnoir muni
dun papier filtre plac sur ce dernier, ensuite une pompe vide est relie un ballon de
filtration dans lequel lentonnoir est fix laide dun bouchon en caoutchouc. Deux
litres dhuile usage ont t filtres pour deux chantillons recueillis respectivement.
Pour le procd de traitement lacide, lhuile lubrifiante use est agite fond pour
favoriser lhomognit, partir de ce stock 450 ml est dose et transfre dans un
bcher et 150 ml dessence est galement mesure est ajoute lhuile.
Le mlange dhuile est transfr dans une centrifugeuse et est centrifug 1500
tr/min pendant quelques minutes. Ensuite, on laisse lhuile au repos pendant 10 minutes
avant la dcantation dans un bcher. Le mlange du liquide dcant est distill pour
liminer leau, lessence et autres liquides. Le contenu dans le ballon est refroidi et trait
avec 10 ml de H2SO4 concentre 98 % dans lampoule dcantation avec une forte
agitation du mlange. On laisse reposer pendant 48 heures, on constate ainsi la
formation de deux couches/phases. La boue est retire du bas de lampoule dcanter.
Aprs, on ajoute 100 ml de solution de NaOH 10 % pour neutraliser lacide. On laisse
ensuite dcanter pendant 30 minutes sans agitation. La phase alcaline, qui est forme
la partie infrieure, est enleve et lhuile de lubrification est lave avec de leau chaude
deux fois (15 ml). Lhuile est chauffe par un bruleur tout en tant connect une
pompe vide.
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forme de cire) vont commencer se solidifier et se sparer dans une forme cristalline.
La temprature laquelle cela se produit est connu sous le nom de point de trouble. Le
refroidissement est poursuivi jusqu ce que l'huile sarrte de scouler. Cest la
temprature du point dcoulement.
4.3 Point dclair (ASTM D92)
10 ml d'huile de lubrification rgnre est introduite dans un bcher sur lequel est
insr un thermomtre. Le bcher est plac sur un bec Bunsen. La surface de
lchantillon est expose une source de flamme des intervalles pour dterminer la
temprature laquelle apparat un clair sur la surface de lchantillon, tandis que
lhuile de lubrification dans le bcher continu se chauffer.
4.4 Densit (ASTM D941-55)
La densit est le rapport de la masse volumique du lubrifiant la masse volumique
de leau. Elle est mesure en utilisant le densimtre. La densit a t observe et
enregistre 60 C.
5. RESULTATS ET DISCUSSION
Aprs avoir trait lhuile use et effectu les diffrentes analyses, nous avons
procd ltude des rsultats trouvs. Dans le Tableau 1, sont regroups les rsultats
des diffrents tests raliss.
Tableau 1: Rsultats des tests
Caractristiques
Huile neuve
Huile use
Huile traite
Viscosit cinmatique
(mm2/s)
A 40 C
A 100 C
Indice de viscosit
Point dcoulement (C)
Point dclair (C)
Densit
155.97
18.03
129
-9
235
0.875
121.14
13.39
106
-12
160
0.895
135.93
17.95
147
-9
220
0.784
5.1 Viscosit
Laugmentation de la viscosit peut se produire en raison de loxydation ou cause
dune contamination avec des lments insolubles [7]. partir de la figure 2, nous
pouvons constater une diminution de la viscosit cinmatique de lhuile usage, cela est
d la contamination sous forme de boues de lhuile usage. En gnral, lhuile est
considre comme inapte au service, si la viscosit originale augmente ou diminue
considrablement.
Une diminution de la viscosit peut tre cause par dilution de lhuile avec du
carburant lger. Le rsultat de lessai de viscosit montre que lhuile usage a perdue
plus de sa viscosit en raison de la contamination. Cependant, le traitement a restaur
lhuile sa viscosit dorigine.
5.2 Indice de viscosit
De mme que pour la viscosit, lindice de viscosit de lhuile use a baiss par rapport
lhuile neuve (Fig. 3). Il y a probablement eu une dgradation du polymre, par
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6. CONCLUSION
Daprs les rsultats prsents dans ce travail, il est clair que la mthode de
traitement utilise permet denlever efficacement les contaminants de lhuile lubrifiante
usage, et dobtenir une huile traite avec des caractristiques proches de celle dune
huile neuve. Dans lensemble, la mthode de traitement lacide savre trs efficace,
en considrant les rsultats obtenus en pourcentage, puisque un traitement lacide,
permet de rcuprer la viscosit de lhuile 94 %, le point dcoulement 100 % et le
point dclair 93 %.
REFERENCES
[1] M. El-Fadel and R. Khouy, Strategies for Vehicle Waste-Oil Management: A Case
Study, Resources, Conservation and Recycling, Vol. 33, N2, pp. 75 - 91, 2001.
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Wiley Inter Science, Vol. 3, N4, pp. 445 - 457, Mars, 2006.
[3] P.A. Asseff, Lubricating Oil Additive, Description and Utilization, Lubricol Corp,
Wicklif, Ohio, pp. 140 - 142, 1961.
[4] C.C. Coyler,Gasoline Engine Oils: Performance, Evaluation and Classification, p.
112, 10th World Petroleum Congress, Moscow, 2000.
[5] D.B. Marghitu, Mechanical Engineers Handbook, USA, Edition 2001.
[6] A. Jones, Lubricating Oil Through the Process of Refining Used Motor Oil, 2010,
Online, Available: ww.articlealley.com/article.
[7] M.A. Scapin, Recycling of Used Lubricating Oils by Ionizing, Linking Hub, 2007.
Online Available: elservier.com/retrieval/pii/30969806X0700182X
[8] J. Denis, J. Briant et J.C. Hipeaux, Physico-Chimie des Lubrifiants, Analyses et
Essais, Publication IFP, Editions Technip, Paris, 1997
[9] J. Rincon, Regeneration of Used Lubricant Oil by Polar Solvent Extraction, 2005,
Online, Available: pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie040254.
[10] A. Firas and P. Dumitru, Design Aspects of Used Lubricating Oil Rerefining,
2006, Online, Available: books.google.com.ng/books?isbn