INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 2 1.
METIL ETIL CETONA ....................................................................................................... 2
2.
PRODUCCIÓN Y USO: ..................................................................................................... 4
3.
EMISIONES DE LA PRODUCCION DE METILETILCETONA. ................................. 5
3.1.
Deshidrogenacion del alcohol butílico secundario ............................................ 7
3.2.
Las emisiones de deshidrogenación de alcohol butílico secundario. .......... 9
3.3.
Oxidación de n-butano.............................................................................................. 10
3.4.
Emisiones de la oxidación n-butano: ................................................................... 12
3.5.
Oxidación n-buteno ................................................................................................... 12
4.
ALMACENAMIENTO Y MANEJO DE EMISIONES ................................................... 13
5.
EMISIONES DE ESCAPE DE EQUIPO ....................................................................... 14
6. EMISIONES DE LAS INDUSTRIAS QUE UTILIZAN METILETILCETONA COMO DISOLVENTE ........................................................................................................................... 17 6.1 7.
FABRICACIÓN DE PINTURAS, REVESTIMIENTOS Y TINTA ........................... 18 USOS DIVERSOS DE MEK ........................................................................................... 20
7.1.
Limpieza con Solventes (desengrase) .................................................................. 20
7.2.
Solvente proceso de limpieza Descripción -....................................................... 21
7.3.
Las emisiones procedentes de la limpieza solvente - ...................................... 22
2
INTRODUCCIÓN En los EE.UU., MEK es producido mediante deshidrogenación de alcohol butílico secundario (aproximadamente 86%) y como un subproducto de la oxidación de butano (14% restante). La producción de los EE.UU. en 1990 fue de aproximadamente 215 millones de kilogramos (473 millones de libras). MEK se utiliza como un disolvente en la fabricación de adhesivos, recubrimientos protectores, tintas y cintas magnéticas. También es el disolvente preferido para la extracción de aceite lubricante desparafinado. 1. METIL ETIL CETONA Metil etil cetona, también conocido como 2-butanona, es un líquido orgánico incoloro con un olor como a acetona y un punto de ebullición bajo. Es parcialmente
miscible
con
agua
y
muchos
disolventes
orgánicos
convencionales y forma azeótropos con una serie de líquidos orgánicos. MEK se distingue por su solvencia excepcional, lo que le permite formular revestimientos protectores más altos en sólidos La fórmula molecular de metil etil cetona es CH3COCH2CH3; su estructura molecular se representa como:
Algunas propiedades físicas y químicas de MEK se presentan en la Tabla 1. Debido a MEK es de alta reactividad, se estima que tienen una vida atmosférica corta de aproximadamente once horas. Tiempo de vida atmosférica se define como el tiempo requerido para que la concentración a decaer a 1 / e (37porciento) de su valor original.
3 Tabla 1. Propiedades físicas y químicas de MEK
4
2. PRODUCCIÓN Y USO: Producción de metil etil cetona en los Estados Unidos se lleva a cabo por uno de dos procesos: (1) la deshidrogenación del alcohol butílico secundario o (2) como un subproducto de la oxidación de butano. Aproximadamente el 86 por ciento de la capacidad total de producción de 1991 en los Estados Unidos (280 millones de kg o 617 millones de libras) utiliza la deshidrogenación de alcohol butílico secundario, mientras que el 14 por ciento restante utiliza la oxidación de butano. Producción nacional real en 1990 fue de alrededor de 215 millones de kg (473 millones de lbs). La figura 1 ilustra la producción y el uso de MEK. Los principales usos finales de MEK incluyen disolventes de revestimiento de protección (61 por ciento), adhesivos (13 por ciento), y las cintas magnéticas (10 por ciento). Figura 1. Producción y el uso de MEK
5
Los vinilos son las resinas principales que emplean MEK como disolvente. Metil etil cetona se usa comúnmente como un disolvente en los cementos de caucho, así como en resinas naturales y sintéticas para uso adhesivo. También es el disolvente de extracción preferido para la desparasitación del aceite lubricante y se utiliza en tintas de impresión. En general, se espera que el uso previsto de MEK disminuya gradualmente durante la década de 1990. La creciente tendencia a base de agua, el aumento de sólidos y recubrimientos de protección sin disolvente, tintas y adhesivos deben reducir la demanda de MEK. La instalación de plantas de reciclaje de solventes también reduce los requisitos para la producción de disolvente nuevo. Aunque MEK es favorecido como disolvente debido a su baja densidad, baja viscosidad y elevada solvencia, su reciente incorporación en la lista de contaminantes peligrosos del aire de la EPA (The Environmental Protection Agency ) “la agencia de protección ambiental” probablemente hará que los usuarios potenciales consideren otros disolventes comparativos tales como acetato de etilo. 3. EMISIONES DE LA PRODUCCION DE METILETILCETONA. Producción de MEK y las emisiones asociadas a la atmósfera se describen en esta sección. Diagramas de flujo de proceso se incluyen en su caso, con las corrientes o respiraderos específicas marcadas en correspondencia con la discusión en el texto. Los factores de emisión para los procesos de producción se presentan cuando están disponibles, y se describen las tecnologías de control. Los lugares de producción, las capacidades (para 1991), y la fabricación del tipo de proceso se presentan en la Tabla 2. La producción nacional total de MEK durante 1990 fue de 215 millones de kg (473 millones de lbs). La Figura 2 ilustra que todas las instalaciones de fabricación de MEK nacionales se encuentran en los Estados que bordean la costa del Golfo. Dos de las tres instalaciones, Exxon Chemicals, y Shell Chemical, fabrican MEK por deshidrogenación de alcohol butílico secundario (también conocido como alcohol sec-butilo o 2-butanol). La otra instalación (Hoechst-Celanese) produce
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MEK como un subproducto durante la oxidación de n-butano en la producción de ácido acético. Ambos de estos procesos se describen en esta sección.
Tabla 2. Productores y capacidades de MEK
Figura 2. Ubicación de las plantas de fabricación de mek
La demanda de los Estados Unidos ha sido proyectada para caer a menos de 159 millones de kg (350 millones de lbs) en 1995. La Tabla 3 enumera las figuras históricas y proyectadas de la capacidad nacional MEK, la producción, las importaciones, las exportaciones y la demanda.
7 Tabla 3. Datos históricos y proyectados mek (millones lbs)
3.1. Deshidrogenacion del alcohol butílico secundario La mayoría de MEK fabricado en los Estados Unidos es producido por deshidrogenación de alcohol butílico secundario. Las dos instalaciones operativas en los Estados Unidos utilizan este método de producción tienen la capacidad de producir un total anual de 241 millones de kg ( 532 000 000 lbs), con base en datos de 1991, del proceso de deshidrogenación. Esta subsección describe el procedimiento de deshidrogenación del 2-butanol. Descripción del proceso de deshidrogenación: La fabricación del MEK por deshidrogenación del alcohol butílico secundario es un proceso de dos pasos en donde la primera etapa implica la hidratación de butenos para producir alcohol butílico secundario. El segundo paso consiste en la deshidrogenación de alcohol butílico secundario dando MEK y gas hidrógeno. Estos pasos se ilustran mediante las siguientes reacciones:
1)
2) Dado que la primera reacción (1) no implica MEK como un producto, esta discusión se centrará en la segunda etapa de la reacción. La figura 3 ilustra el proceso de deshidrogenación del alcohol butílico secundario.
8 Figura 3. Proceso de deshidrogenación del alcohol butílico secundario.
Inicialmente, se pasan los vapores precalentados de alcohol butilico secundario a través de un reactor (Paso 1) que contiene un lecho catalítico de óxido de zinc o latón (aleación de zinc-cobre) que se mantiene entre 400 ° y 550 ° C (750 ° y 1025 ° F). Se requiere un tiempo de residencia media de dos a ocho segundos a presiones atmosféricas normales para la conversión de alcohol butilico secundario en MEK. Los gases producto de la vasija de reacción se condensan entonces a través de un condensador enfriado con salmuera (Paso 2) y se envían a una columna de destilación para fraccionamiento (Paso 3). La fracción principal (metil etil cetona) se obtiene típicamente en un rendimiento del 85 al 90 por ciento basado en la masa de alcohol butilico secundario cargada. El gas no condensado puede ser lavado con agua o un disolvente no acuoso para eliminar cualquier cetona o alcohol arrastrado desde el gas que contiene hidrógeno (Paso 4). El hidrógeno puede entonces ser reutilizado, o quemado en un horno. Un proceso en fase líquida para la conversión de alcohol butilico secundario a MEK ha sido desarrollado y se utiliza en Europa. En este proceso, alcohol secundario-butilo se mezcla con un disolvente de alto punto de ebullición que
9
contiene en suspensión raney finamente dividido o un catalizador de cromito de cobre. La reacción se produce a una temperatura de 150 ° C (300 ° F) y a presión atmosférica lo que permite MEK y de hidrógeno para ser conducidos fuera en forma de vapor y se separan tan pronto como cada uno se forma. Las ventajas de este proceso incluyen un mejor rendimiento (normalmente 3 por ciento mejor), más larga vida del catalizador, más simple separación del producto, y menor consumo de energía 3.2. Las emisiones de deshidrogenación de alcohol butílico secundario. Las emisiones procedentes de la deshidrogenación del alcohol secundariobutílico son VOC (compuestos orgánicos volátiles) condensable (incluyendo MEK) y el hidrógeno a partir de las rejillas de ventilación del reactor de columna de destilación y condensador, cada uno marcado con un punto de emisión A en la Figura 3. Las emisiones fugitivas pueden ocurrir en el lavador, etiquetado como emisiones en el punto B. Otras pérdidas fugitivas ocurren por fugas de equipos. Estas emisiones de proceso y fugitivas se pueden recoger o bien ser quemados como combustible o se utilizan en el complejo de la planta en otro lugar. Las emisiones pueden ser continuas o periódicas, dependiendo del método
utilizado
para
purgar
productos
no
condensables
de
los
condensadores. En la actualidad, no se dispone de factores de emisión para los procesos de producción de MEK. Además, existe poca información sobre los controles de emisión disponible utilizados en la producción de MEK. Un tipo de control usado es la incineración, lo que puede reducir potencialmente las emisiones de MEK en un 99 por ciento.
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3.3. Oxidación de n-butano Metil etil cetona está fabricado actualmente por la oxidación en fase líquida de n-butano en una sola instalación (Hoechst-Celanese) en los Estados Unidos, que tenía una capacidad de operación en 1991 de 39 millones de kg (85 millones de lbs). Sin embargo, de vez en cuando MEK está disponible comercialmente en cantidades significativas a partir de la oxidación en fase líquida de butano a ácido acético. Dependiendo de la demanda de ácido acético, este subproducto metil-etil-cetona puede ser comercializado o se recicla. Este apartado analiza la producción MEK mediante la oxidación de n-butano. Proceso y descripción de la oxidación de n-butano: La figura 4 ilustra el proceso de oxidación en fase liquida de n-butano. Figura 4. Proceso de oxidación en fase liquida de n-butano.
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Inicialmente, n-butano y aire comprimido u oxígeno se introducen en un reactor (Paso 1) junto con un catalizador, típicamente de cobalto, acetato de manganeso o cromo para producir ácido acético, MEK y otros subproductos tales como etanol, acetato de etilo, ácido fórmico, y ácido propiónico. Este proceso produce la siguiente reacción química:
Se burbujea aire a través de la solución reaccionante a 150 ° a 225 ° C (300 ° a 440 ° F) con presiones de aproximadamente 5,5 MPa (800 psi). Las condiciones deben ser controladas cuidadosamente para facilitar la producción de MEK y prevenir las reacciones competidoras que forman ácido acético y otros subproductos. Las condiciones del proceso se pueden variar la producción de diferentes proporciones de los componentes del producto a través de la elección de la materia prima, las condiciones de reacción, y los métodos de recuperación. Los vapores que contienen ácido acético en bruto y los diversos subproductos incluyendo MEK son separado de n-butano y gases inertes sin reaccionar (Paso 2), a continuación, despojado o contrachapado en curso para eliminar butano disuelto y gases inertes (Paso 3), y enviado a la sección de purificación (Paso 4). Nitrógeno que no ha reaccionado que sale del reactor dispone de varios productos de oxidación (fórmico, acético, propiónico y ácidos; acetona, MEK, metanol, etc) y algunos de butano sin reaccionar y se envía a un separador (condensador) para la eliminación / reciclaje de los hidrocarburos que no han reaccionado (Paso 5 ) La sección de purificación de la planta es complejo y altamente especializado utilizando destilación trifásico en conjunción con la extracción recta. Los compuestos orgánicos de bajo punto de ebullición tales como MEK se separan a partir del ácido acético en bruto por destilación convencional. Destilación azeotrópica se utiliza para secar y purificar el ácido acético en bruto. La recuperación y purificación de los diversos subproductos requieren varias
12
columnas de destilación e implican destilación extractiva o interruptores azeotrópicas o ambos. Desechos orgánicos líquidos se queman normalmente en calderas para recuperar su valor calorífico. 3.4. Emisiones de la oxidación n-butano: Las emisiones procedentes de la oxidación de n-butano incluyen los gases de ventilación del reactor, decantador, tanque de evaporación instantánea, y varias columnas de destilación, marcados con un punto de emisión A en la Figura 4. Las emisiones fugitivas se producen desde el separador (emisión punto B) y de fugas de equipos. Emisiones y depósitos de carga (emisión punto C). En la actualidad, no hay datos de factores de emisión están disponibles para las emisiones de MEK a partir de los procesos de oxidación de n-butano. Además, hay poca información disponible sobre los controles de emisiones utilizados en este método de producción MEK. 3.5. Oxidación n-buteno Un nuevo proceso de un solo paso que convierte olefinas a cetonas llamado tecnología OK fue desarrollado por Catalytica, Inc., de Mountain View, California, en 1986. Específicamente, MEK se produce a través de la oxidación directa de n-butenos a aproximadamente 85 ° C (185 ° F) y 690 kPa (100 psi), utilizando una patente, catalizador homogéneo sin cloruro. Las ventajas de este proceso es que es no corrosivo, limpia el medio ambiente y económico debido a la baja inversión de capital y las necesidades energéticas bajas. El proceso se encuentra en operación a escala de laboratorio, sin embargo, los planes están en marcha para diseñar una instalación fuera de los Estados Unidos.
13
4. ALMACENAMIENTO Y MANEJO DE EMISIONES Las emisiones de MEK también se producen a partir de tanques de almacenamiento y por perdidad de manipulación durante la carga / descarga en tambores, camiones cisterna, vagones cisterna, barcazas y barcos. Estas pérdidas están marcados con un punto de emisión de C en las figuras 3 y 4. Los tres diseños más destacados de los tanques de almacenamiento de líquidos son de techo fijo, techo flotante externo, y el techo flotante interno. Cada uno de estos diseños y sus tipos de emisiones se discuten aquí. Un depósito de techo fijo típico consta de una carcasa de acero cilíndrico con un techo fijado permanentemente, que puede variar en el diseño de cono o en forma de cúpula a la plana. Las pérdidas de almacenamiento de los tanques de techo fijo se conocen como respirar y pérdidas de trabajo. La respiración es la pérdida de la expulsión de vapor de un tanque a través de la expansión y la contracción de vapor, que son el resultado de cambios en la temperatura y la presión barométrica. La pérdida combinada de llenado y vaciado del tanque se llama la pérdida de trabajo. Tanques de techo flotante externo son cilíndricos y tienen un techo que flota sobre la superficie del líquido almacenado. Las emisiones de los tanques de techo flotante externo son la suma de pie pérdida de almacenamiento y de pérdida de retirada. Permanente la pérdida de almacenamiento se puede estimar como la suma de la pérdida de sello de borde y la pérdida de montaje del techo. La retirada se produce la pérdida como el líquido que se adhiere a la pared del tanque está expuesto a la atmósfera y se vaporiza cuando el techo flotante se reduce mediante la reducción de cantidades de líquido almacenado. Un tanque de techo flotante interno tiene tanto un techo fijo permanente y flotante interno cubierta, lo que elimina el espacio de vapor en el tanque, reduciendo de este modo la cantidad de líquido almacenado que se evapora y puede ser emitida. Las pérdidas de los tanques de techo flotante interno son la suma de las pérdidas de abstinencia y de pie. Pérdidas de abstinencia para los tanques de techo flotante interno incluyen la vaporización del líquido que se adhiere a la pared del tanque y las columnas presentes. De pie pérdidas de
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almacenamiento incluyen aro sello, guarnición de la cubierta, y la cubierta de costura pérdidas permanentes losses.Both y pérdidas retirada de los tanques de almacenamiento se puede estimar mediante ecuaciones dadas en el informe de la Agencia de Protección Ambiental de Estimación de Emisiones Tóxicas aireación de los tanques de almacenamiento de líquidos orgánicos 5. EMISIONES DE ESCAPE DE EQUIPO Las emisiones se producen a partir de corrientes de líquido o gas que se escapa de los componentes del equipo de proceso, tales como sellos de la bomba, válvulas de proceso, compresores, válvulas de seguridad, bridas, líneas abiertas, y las conexiones de muestreo. Estimaciones de emisiones pueden ser calculadas a partir de diversas metodologías descritas en la publicación de protocolos de la EPA para generar estimaciones de emisión específicos de la unidad para Equipos Fugas de VOC y VHAP. Estas metodologías difieren en el nivel de complejidad; la más compleja, la más precisa de las emisiones estimadas. La metodología más sencilla, utilizando factores de emisión promedio, requiere los siguientes datos de entrada: Número de componentes por tipo, MEK porcentaje en peso de la corriente, y el número de horas por año, el componente se encuentra en servicio. Estos datos se multiplican por los factores de emisión promedio de la EPA para la industria química orgánica sintética (SOCMI) que se muestra en la Tabla 4. Las emisiones pueden ser estimadas utilizando la fórmula que se muestra a continuación.
15 Tabla 4: Factores de emisión promedio para las emisiones fugitivas de fugas de equipos
Este método sólo debe utilizarse si no se dispone de otros datos de emisiones, ya que puede dar lugar a sobreestimación de emisiones de escape de equipos. Metodologías más complejas pueden ser utilizadas para obtener estimaciones de las emisiones fugas de equipos más precisos. Sin embargo, estos métodos requieren que un cierto nivel de medición de las emisiones (concentraciones de fuga) se hizo para los componentes de equipos de proceso de la instalación. Estas metodologías se describen brevemente a continuación, y se remite al lector al documento Protocolos EPA o las fuentes de emisiones fugitivas de compuestos orgánicos -Información adicional sobre las emisiones y reducción de emisiones, y los costos para los detalles de cálculo.
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El primer método , la fuga / ningún enfoque de fugas , se basa en una determinación de la cantidad de fuga y que no tenga fugas componentes . Un componente con fuga se define por una concentración de fugas medido o estimado mayor que o igual a 10.000 ppmv . Una vez que se ha determinado el número de fugas / no presentan filtración los componentes del equipo , las emisiones fugitivas de fugas de equipos se estiman utilizando los factores de emisión adecuados y la ecuación previamente identificados por el método del factor de emisión promedio. El segundo método se diferencia las emisiones fugitivas de fugas de equipos en tres rangos de concentración de fugas : 0 - 1000 ppmv ; 1.000 - 10.000 ppmv , y más de 10.000 ppmv . El número de componentes que caen en un intervalo particular se multiplica por el factor de emisión específico del componente para ese rango . Los factores de emisión específicos de los componentes se pueden encontrar en el documento protocolos de la EPA. El tercer método utiliza los datos del cribado en las ecuaciones de correlación obtenidos por la EPA . Ecuaciones de correlación sólo están disponibles para bridas, juntas de la bomba y las válvulas de luz líquida y el servicio de gas. Por último , el cuarto método le da a cada instalación una opción para el desarrollo de sus propias ecuaciones de correlación , pero requiere pruebas más rigurosas , embolsado y análisis de fugas de equipos para determinar las tasas de emisión de masa. Aunque no se identificó ninguna información específica sobre las emisiones de controles utilizados por la industria , los componentes del equipo de servicio de MEK suelen tener algún tipo de control. En general , el control de las emisiones fugitivas requiere el uso de vuelos de bajo misión o sin pérdidas equipos de proceso, un programa de inspección y mantenimiento y sustitución de componentes con fugas crónicas. Controles típicos de fugas de equipos se enumeran en la Tabla 5. Además, otros equipos de proceso sin pérdidas está disponible como válvulas y bombas.
17 Tabla 5. Técnicas de control y eficiencias aplicables a las emisiones de fugas de equipos
6. EMISIONES DE LAS INDUSTRIAS QUE UTILIZAN METILETILCETONA COMO DISOLVENTE Esta sección trata sobre las emisiones de los principales procesos que utilizan MEK como disolvente. Fuentes de emisiones potenciales se identifican y los factores de emisión disponibles se presentan. Figura 1 presenta datos estimados de 1990 para los patrones de uso final de MEK. De estos usos finales, sólo desparafinado del aceite lubricante y productos químicos intermedios no se incluyen aquí. Estaban disponibles para cualquiera de estos dos usos finales No hay información datos sobre los factores o emisiones de proceso. Para usos finales que se describen aquí, se aconseja al lector a ponerse en contacto con las fuentes específicas de que se trata de verificar la naturaleza del proceso, el volumen de producción y las técnicas de control utilizadas antes de aplicar cualquiera de los factores de emisión presentados en esta sección
18
6.1 FABRICACIÓN DE PINTURAS, REVESTIMIENTOS Y TINTA Metil etil cetona es uno de los muchos disolventes utilizados como materia prima en la fabricación de pinturas y tintas . En 1989 , MEK representó el 7 por ciento de los 1.972 millones de kg ( 4.349 millones de libras ) de disolventes consumidos en pinturas y recubrimientos. Durante 1990 , pinturas , recubrimientos y tintas representaron aproximadamente el 65 por ciento del consumo total de MEK doméstica. En 1987 , la pintura y las instalaciones de Allied Products ( SIC 2851 ) se compone de 1.123 empresas que operan 1,426 plantas , dos tercios de los cuales estaban ubicados en 10 estados . Además, de los datos del Censo de 1987 muestran Fabricantes 504 instalaciones de fabricación de tinta de impresión ( SIC 2893 ) en los Estados Unidos propiedad de 224 empresas en 19 estados y el Distrito de Columbia . Más del 50 por ciento de las plantas de fabricación de pintura y el 60 por ciento de las instalaciones de fabricación de tinta eran pequeñas , que emplean a menos de 20 personas y se especializa en una línea limitada de productos comercializados en el interior de una pequeña región geográfica. Directorio de Empresas de Ward en la lista 364 pinturas y productos afines instalaciones en SIC 2851 a 1990 las ventas de más de $ 1.000.000. Ward también enumeró 56 plantas de producción de tinta en SIC 2893 a 1990 las ventas mayores de $ 1.000.000. Metil etil cetona es sólo uno de los varios disolventes de vehículos utilizados por los fabricantes de pintura y tinta. Un método usado para clasificar los productos de fabricación de la pintura es de uso final (por ejemplo, los mercados servidos). Las categorías de uso final son revestimientos arquitectónicos, revestimientos de productos para fabricantes de equipos originales (OEM), y revestimientos para fines especiales. Recubrimientos para usos especiales incluyen la construcción industrial y pinturas de mantenimiento diseñadas para condiciones extremas, las pinturas de marcado de tráfico, pinturas marinas, pinturas para la reparación de automóviles, pintura en aerosol se centra, entre otros.
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MEK es el más usado en recubrimientos de productos OEM como los de muebles de madera, accesorios, recipientes y cierres, acabados automotrices, maquinaria y equipo. Los productos de pintura también pueden ser clasificadas por el tipo de vehículo o portador incorporado en la formulación de pintura. La producción total anual de pintura en los Estados Unidos consiste en 60 por ciento de los productos de base solvente, 35 por ciento de las pinturas transmitidas por el agua, y 5 por ciento de productos relacionados. Mientras que más del 70 por ciento de los revestimientos arquitectónicos son transmitidas por el agua, la mayoría de los productos especiales y recubrimientos para usos son en disolvente Al igual que las pinturas, tintas también pueden clasificarse ya sea por el uso final o el tipo de vehículo utilizado en la formulación. Las cinco categorías principales de tinta son de tipografía, litografía offset, huecograbado, flexografía y serigrafía. Típicamente, las tintas de impresión flexográfica, huecograbado, y la pantalla emplean un vehículo a base de solvente, mientras que la prensa de copiar, tintas litográficas, y compensar el uso de un vehículo de aceite o pasta basada. Cabe señalar que la EPA clasifica todos estos como tintas a base de disolventes. técnicas de control y eficiencias aplicables a las emisiones de fugas de equipos
20 tabla5. el consumo estimado de metil etil cetona en pinturas y recubrimientos, según el mercado 1988 y 1989.
7. USOS DIVERSOS DE MEK 7.1.
Limpieza con Solventes (desengrase)
Limpieza o desengrasado superficial incluye la limpieza con solventes o acondicionamiento de metales superficies y partes, plásticos fabricados, los componentes electrónicos y eléctricos, y otros sustratos porosos. Estos procesos de limpieza están diseñados para eliminar los materiales extraños, tales como grasas, aceites, ceras, depósitos de carbono, y la humedad, por lo general en la preparación para el tratamiento adicional tal como pintura,
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galvanoplastia, galvanizado, anodizado, o la aplicación de revestimientos de conversión. Los datos sobre el uso actual de MEK en las operaciones de limpieza con solventes son scarce.40 A 1992 informe del Air and Waste Management Association mostró que en 1974, se utilizaron 0.730.000 kg (1.600.000 libras) de disolvente para limpieza con solvente, con un 62 por ciento se utiliza en las operaciones de limpieza en frío. Metil etil cetona se usa sólo en las operaciones de limpieza en frío, lo que representa alrededor de 8.000 kg (£ 17,600) 0.41 Como referencia, en esta sección se describen varios tipos de operaciones de limpieza, incluida la limpieza en frío. Aunque limpieza en frío es el único tipo de operación propensos a usar MEK de limpieza, las discusiones de otros tipos se incluyen para la comparación. 7.2.
Solvente proceso de limpieza Descripción -
Los tres limpiadores solventes orgánicos más utilizados son los aparatos de limpieza de vapor abiertos (OTVCs), productos de limpieza en línea y productos de limpieza en frío. OTVCs se utilizan principalmente en las operaciones de trabajo de metales y otras operaciones de fabricación. El proceso de limpieza de vapor es uno en el que los vapores de disolvente se generan por el disolvente en la parte inferior de un tanque abierto líquido en ebullición. Estos vapores se elevan al nivel de las baterías de condensación y no forman una zona de vapor controlada que impide el escape de vapores del tanque. Las piezas se sumergieron en esta zona donde se condensan los vapores de disolvente y se disuelven los materiales extraños contenidos en las partes. En limpiadores de línea (también llamados limpiadores de cinta transportadora) emplean una alimentación continua de sucia partes en la unidad de limpieza. La mayoría de los productos de limpieza en línea operan en la fase de vapor, sin embargo, pueden también funcionar en el nonvapor o en fase líquida. En limpiadores de línea se usan típicamente en operaciones a gran escala y, normalmente, se adjuntan a excepción de partes
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de entrada y aberturas de salida. Con estas excepciones, las técnicas de limpieza en línea son los mismos que los utilizados en vapor o limpieza en frío. Limpieza en frío es un proceso por lotes en el que las piezas se sumergen en un tanque cerrado que contiene disolventes que están a temperatura ambiente o ligeramente calentadas de limpieza. Los disolventes y partes son entonces agitadas de aire comprimido, el movimiento vertical, o ultrasonidos. Esta agitación mejora la eficacia de la limpieza de limpieza en frío, sin embargo, puede también dar lugar a emisiones más altas. 7.3.
Las emisiones procedentes de la limpieza solvente -
En general, la evaporación del disolvente se produce directa e indirectamente con todo tipo de equipos de limpieza con disolventes, aunque MEK normalmente sólo se emite desde limpieza en frío. Los mecanismos de emisión incluyen las pérdidas de vapor de disolvente desde el depósito a través de la difusión y la convección, y la evaporación de disolvente en partes limpiadas a medida que se retiran del equipo de limpieza. Otras fuentes de emisiones significativas son las fugas de limpieza o equipos asociados, y las pérdidas de almacenamiento y transferencia de disolvente. La cantidad de emisiones varían dependiendo del tipo, diseño, y el tamaño de los equipos, horas de operación, las técnicas de operación, y el tipo de material que se está limpiando. Las emisiones son en última instancia, en función del uso de solventes, por lo tanto, las técnicas y prácticas diseñadas para conservar el uso de solventes son beneficiosos en la reducción de emisiones a la atmósfera. Métodos de control posibles para disolventes orgánicos, son los equipos complemento y prácticas operativas mejoradas. Add-on equipamiento incluye cubiertas para aberturas de equipo, equipo que encierra, el aumento de la altura de francobordo, la adición de dispositivos de refrigeración de francobordo, y el uso de piezas de sistemas automatizados de manejo. Estos dispositivos se limitan las pérdidas de difusión y convección de los tanques de solventes y las pérdidas por evaporación del disolvente llevar. Técnicas de control más sofisticados incluyen el equipo de complemento tales como sistemas de adsorción de carbono para recuperar los vapores de disolvente.
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El mejor método para la determinación de las emisiones de MEK de los procesos de limpieza con disolventes es a través de cálculos de balance de masa. Un factor crucial en el uso de los cálculos de balance de masa es el porcentaje de MEK en el disolvente. La siguiente fórmula describe los factores necesarios que se requieren para llevar a cabo una determinación del balance de masa.
Unidades de E, S y W deben ser consistentes (por ejemplo, todos en kgs) antes de efectuar cualquier cálculo. Estos cálculos pueden requerir la conversión de volumen (por ejemplo, metros cúbicos) a la masa (por ejemplo, kilogramos), que se lleva a cabo fácilmente multiplicando la densidad de disolvente (por ejemplo, kgs/m3) en volumen. Investigación y Desarrollo Laboratorios Los datos del TRI indican que MEK se emite desde los laboratorios de investigación y desarrollo. Esta categoría incluye los Servicios de Ingeniería (SIC 8711), Investigación Física y Biológica Comercial (SIC 8731), y los laboratorios de ensayo (SIC 8734). Varios procesos de laboratorio pueden ser fuentes de emisiones, incluyendo: productos químicos de mezcla y reacciones durante los experimentos o pruebas, cristalería y equipos de limpieza y lavado y almacenamiento de productos químicos. Estas emisiones son transportadas a la atmósfera ya sea de pilas unidas a químicos campanas de extracción o de los conductos utilizados para ventilar el edificio. No se encontraron datos sobre los factores de emisión específicos de MEK en la literatura actual.
