Edición 1 05/12

aceites básicos

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Contenido del Boletín

Fabricación de aceites básicos

Tipos de aceites básicos• Aceites básicos API Grupo I• Aceites básicos API Grupo II 1. Hidrocraqueo 2. Desparafinado catalítico o hidroisomerización de cera 3. Hidroterminado• Aceites básicos API Grupo III• Aceites básicos API Grupo IV• Aceites básicos API Grupo V

aceites básicos

Edición #1, 05/12

1

20°

70°

120°

170°

270°

600°

GASLIGERO

QUIMICOS

GASOLINA

KEROSENE

COMBUSTIBLEDIESEL

ACEITELUBRICANTE

PETROLEODIESEL

BREAY ALQUITRAN

Las fraccionesdecrecen endensidad y

punto de ebullición

Las fraccionesaumentan endensidad y

punto de ebullición

Fabricación de aceites básicos

El petróleo crudo es una mezcla de una amplia variedad de compuestos de hidrocarburos con

diferentes tamaños moleculares. El tamaño de cada compuesto se determina por el número de

átomos de carbono que se encuentren enlazados con átomos de hidrógeno formando una

estructura de cadena. En general, cuanto más larga sea la cadena de hidrocarburos, mayor será

la temperatura de evaporación de dicho compuesto.

Es a través del proceso de refinación por destilación que el petróleo

crudo puede ser separado en sus diferentes compuestos. El petróleo es

calentado en una torre de destilación donde sus compuestos se

evaporan y suben a través de la torre, condensándose los compuestos

más pesados en la parte baja de la torre (combustibles pesados, diesel,

aceites básicos, etc.) y los más ligeros en la parta superior de la torre

(solventes, gasolinas, gas, etc.).

Los aceites producidos en este proceso de destilación se denominan

aceites “básicos”, ya que posteriormente serán purificados y mezclados

con aditivos que mejorarán su rendimiento para producir aceites de

motor, aceites hidráulicos, fluidos de transmisión, lubricantes de

engranajes, entre otros.

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Tipos de aceites básicos

Los aceites básicos para lubricantes son clasificados en cinco (5) diferentes grupos por el

Instituto Americano del Petróleo (API) de acuerdo a su contenido de azufre; su estructura

química (contenido de enlaces saturados) y su índice de viscosidad.

temperatura. Generalmente esta propiedad es menor mientras la temperatura del aceite se incrementa, lo cual reduce la habilidad del aceite para evitar el contacto entre las partes metálicas de un motor a temperatura de trabajo y reducir la fricción.

Por otro lado, la viscosidad de un aceite es mayor mientras la temperatura del aceite desciende, lo cual reduce la habilidad del aceite para desplazarse rápidamente y lubricar las partes metálicas en movimiento del motor cuando se encuentra a menor temperatura en el momento del encendido o arranque. De aquí se desprende la importancia del Índice de Viscosidad (IV) establecido por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), ya que los aceites lubricantes con un alto IV nos aseguran una efectiva lubricación tanto en altas como bajas temperaturas, reduciendo de esta forma la fricción y el desgaste en los componentes del motor.

El porcentaje de AZUFRE en los aceites básicos dependerá del contenido de este elemento en el petróleo crudo que se utilizó para su fabricación y de la severidad de los procesos de refinación posterior, a los que fue sometido el aceite básico para disminuir dicho contenido. Un mayor contenido de azufre en el aceite promueve la formación de ácidos que afectan negativamente el desempeño del aceite en el motor.

Las moléculas SATURADAS en un aceite básico dependen de la cantidad de enlaces de carbono e hidrógeno presentes en dicho aceite. Un mayor número de enlaces de C+H dará como resultado un aceite más estable y por lo tanto menos propenso a formar enlaces no deseables que originan barnices, lodos, y otros depósitos nocivos que afectan negativamente el funcionamiento del motor.

Finalmente, el INDICE DE VISCOSIDAD es una medida del cambio en la viscosidad de un aceite con respecto a la

TABLA DE CATEGORIAS BASE API

Grupo Azufre % Saturación VI

I

II

III

IV

V

> 0.03

≤ 0.03

≤ 0.03

y/o

y

y

< 90

≥ 90

≥ 90

80 - 119

80 - 119

≥120

Todos los Polialfaolefinas (PAOs)

Todas las muestras no incluídas enlos Grupos I-IV

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Los bases lubricantes API Grupo I fueron durante muchos años el único tipo de aceite utilizado para la fabricación de aceites lubricantes, sin embargo las nuevas exigencias de los motores modernos requirieron de aceites más refinados y de mejores características para una efectiva lubricación y control de la fricción en estos motores.

Los aceites básicos del Grupo I contienen un menor número de moléculas saturadas y un mayor porcentaje de azufre comparados con los grupos II y III, lo cual da como resultado una mayor formación de ácidos, depósitos, lodos y barnices en el motor. Una característica deseable de los aceites Grupo I es su mayor solubilidad, propiedad que facilita la mezcla del aceite con los aditivos en el proceso de manufactura de lubricantes.

El “Hidroproceso” estabiliza los componentes más reactivos en el aceite básico, disminuye el contenido de ceras y reduce las impurezas para obtener un aceite básico más puro y estable que resiste de mejor forma las altas temperaturas de operación y evita la formación de depósitos indeseables. Consta de tres etapas:

Aceites básicos API Grupo I

Aceites básicos API Grupo II

12

3

HidrocraqueoDesparafinado Catalíticoo Hidroisomerización de CeraHidroterminado

VGO(vacuum gas oil)

/DAO(deasphalted oil)

Mejor índicede viscosidad

Mejor puntode fluidez

Mejor estabilidada la oxidación

Mayor transparenciaBENEFICIO:

2daETAPA

3raETAPA

1eraETAPA

DESP

ARAF

INAC

ION

HID

ROA

CAB

AD

O

HID

ROCR

AQ

UEO

Aceite BásicoGII y GIII

de alta tecnología

Proceso de refinación en tres etapas (HIDROPROCESO)°C PSI

Las bases API Grupo II son sometidas aprocesos adicionales de refinación,reduciendo así su contenido de azufre y elnúmero de moléculas o enlaces insaturadospresentes en el aceite.

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El Hidrocraqueo añade hidrógeno al aceite básico

eliminando sus impurezas, estabiliza los componentes más

reactivos en el aceite básico, mejora su color y aumenta su

vida útil. En el Hidrocraqueo, el aceite básico se pone en

contacto con un catalizador a temperaturas superiores a

650 °F y presiones por encima de 1.000 psi; bajo estas

condiciones las moléculas de aceite son reformadas y

algunas son rotas en moléculas más pequeñas, se elimina

casi todo el azufre, el nitrógeno y se saturan los compuestos

aromáticos con hidrógeno. La reformación molecular a la

que es sometido el aceite produce isoparafinas y

compuestos saturados que tienen altos índices de

viscosidad (IV) y menores puntos de fluidez, características

muy deseables en aceites básicos de alto desempeño. Los

compuestos de cera (parafinas) son eliminadas en el

siguiente proceso a fin de reducir aún más el punto de

fluidez.

Hidrocraqueo

Finalmente el aceite básico es sometido a un hidroterminado, en el cual catalizadores sofisticados y presiones por encima de 1.000 psi estabilizan las pocas impurezas todavía presentes dando como resultado un aceite básico de más alta calidad.

Hidroterminado

Mediante la combinación de hidrocraqueo, isodesparafinado e hidroterminado, las moléculas de aceite básico original (con propiedades pobres) son transformadas y convertidas en moléculas de alta calidad. Su punto de fluidez, su índice de viscosidad (IV) y su estabilidad a la oxidación mejoran de forma independiente en cada uno de los procesos dando como resultado aceites básicos de alta pureza, excepcional resistencia a la oxidación y mejor desempeño a bajas temperaturas, distinguiéndose a simple vista por ser incoloras (libres de impurezas). Por esta razón el Instituto Americano del Petróleo (API) optó por clasificar los aceites básicos en Grupo I, Grupo II y Grupo III para establecer un marco de referencia en cuanto a la calidad.

Características de las basesdel Grupo II

Principales característicasde las bases del Grupo II

Luego el aceite básico es sometido a un proceso de

desparafinación catalítica a alta temperatura y alta presión,

en la que un catalizador selectivamente rompe las

moléculas de cera presentes en el aceite básico dando

como resultado bases lubricantes con mejor desempeño a

bajas temperaturas. En la hidroisomerización la cera se

convierte selectivamente (isomerizado) en compuestos que

elevan aun más la calidad del aceite básico. Ambos

procesos remueven la cera y por lo tanto reducen el punto

de fluidez del aceite básico, sin embargo la

hidroisomerización da como resultado un aceite básico con

un índice de viscosidad (IV) aún mayor.

Desparafinado catalíticoe hidroisomerización de cera

1

2

3

4

5

Más puroNitrógeno y azufre más bajos.Mayor resistencia del aceiteIndice de viscosidad más alto.Más estableMayor contenido de parafinas y menos aromáticos.Mayor duración del aceiteMenor volatilidad.Mejor desempeño a baja temperatura Menor CCSi.

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Aceites básicos API Grupo III

Aceites básicos API Grupo IV

Estos aceites básicos son producidos bajo condiciones de refinación aun más exigentes en comparación con los procesos para Grupo I y II. Aún cuando estos básicos Grupo III no son químicamente modificados (sintéticos), proveen un

desempeño similar a los aceites sintéticos. Es por esta razón que combinados con aditivos selectos son generalmente comercializados como lubricantes sintéticos o semi-sintéticos.

Los aceites básicos Grupo IV son bases sintéticas químicamente modificadas, especialmente del tipo Polialfaolefinas (PAO). Los aceites básicos Grupo IV cuando

son mezclados con aditivos selectos proveen un desempeño excepcional para las aplicaciones que fueron diseñados.

Los aceites básicos Grupo V son todas las otras bases no incluidas en los cuatro grupos anteriores, principalmente los aceites de origen nafténico y los sintéticos que no son fabricados con PAO. Los ésteres y ésteres de poliol son de

los más usuales aceites Grupo V. Las bases Grupo V no son generalmente utilizadas como tales para la fabricación de lubricantes sino que a través de su uso en aditivos mejoran las propiedades de las otras bases lubricantes.

Aceites básicos API Grupo V

0

20

-20

40

60

80

100

120 2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

100 104

25.4

51.6

1.7 1 2

27

47.7

17.8

35

30

Grupo I Grupo II

Indice de Viscosidad

Volatilidad Noack %

Parafinas y Monoparafinas %

Aromáticos %

Azufre %

Nitrógeno %

CCS -25° C

Referencias

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Dekker, Inc., Industrias Químicas de la serie, agosto de 1994.

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de 1972.

Zakarian, J. Reyes, R. y Farrell, T. "-Ruta hidroprocesamiento Todos índice de viscosidad de

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tecnología para Desparafinado para fabricar lubricantes de calidad de la Base-Las acciones de

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Min, P. "Base de Aceites VHVI: oferta y la demanda." Cuarta Conferencia Anual y

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K. "Sintético. II" Lubricantes Mundial Bui, noviembre de 1999.

Kramer, D., Lok, B. y Krug, R. "La evolución de la tecnología de base de petróleo." Lubricación

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Americana para Pruebas y Materiales, Oeste, Conshohocken PA, 2001.

Materiales, Oeste, Conshohocken PA, 2001.

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