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Clasificacion de aceites ingenieria
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• Limitaciones de las Bases Minerales
• Bases Hidrotratadas - Hidrocraqueadas
• Bases Sintéticas más Utilizadas
– Polialfolefinas (PAO)
– Diesteres
– Esteres Polioles
– Polialquilenglicol (PAG)
• Aplicaciones
Aceites minerales vs. sintéticos
Base mineral: mezcla compleja de moléculas
3º 2º 1º
C – C – C – C –
Cadena no saturada: tiene un enlace
doble o triple ligadura
Existen cíclicos saturados, son los
ciclo alcanos o cicloparafínicos
Componentes del aceite base mineral
Indice de
viscosidad
Punto de
escurrimiento
Resistencia a la
oxidación
N- Parafínicos Muy alto Alto Muy alta
Nafténicos (ciclo
parafínico) Moderado Bajo Aceptable
Aromáticos Bajo Bajo Baja
Los aceites base también contienen compuestos de Azufre, Oxígeno y Nitrógeno,
Se denominan en base a su % predominante
El aceite base parafínico contiene 45-60 % de componentes parafínicos
El aceite base aromático contiene 20-25 % de componentes aromáticos
El aceite base nafténico contiene 65-75 % de componentes nafténicos
Saturados
No saturados
Las diferencias en la composición de los crudos son reducidas por los procesos de refinación, ya
que partiendo de los diferentes tipos de crudo se puede llegar a productos más similares.
Ref.: servicio de procesos que eliminan los compuestos indeseables y aumenta la calidad del
producto terminado.
Los lubricantes deben ser lo más estables posibles sino disminuyen las propiedades.
• Índice de viscosidad
– Insuficiente respuesta viscosidad-temperatura
– Menor fluidez a baja temperatura por componentes de alto peso molecular.
– Buena viscosidad a altas temperaturas
• Oxidación: es una reacción química en general indeseable generada por la presencia de oxígeno del aire – agua que con determinados catalizadores, agitación y calor generan acidez – polimerización → lacas, lodos, aumenta la viscosidad del aceite.
• Estabilidad térmica: craqueo o degradación por temperatura. Puntos de inflamación altos.
• Tendencia a la volatilidad (debido a los componentes de bajo peso molecular)
– Altos consumos con grados de baja viscosidad.
• Estabilidad al cizallamiento (el aceite mineral necesita para aumentar el IV utilizar aditivos MIV)
– Los polímeros de alto peso molecular utilizados como mejoradores de IV son sensibles al esfuerzo mecánico
– Los productos multigrados se elaboran con MIV.
Limitaciones de los aceites minerales
Proceso de refinación: base mineral
Solventes
Naftas
Diesel Desparafinador
Gases
Torre atmosférica
Torre de vacío
Residuo aromático Parafina
Sv. H2
Hidrogenador
P. Esc. : ( 25 °C)
S : 0.45 %
Extracción c/Solv.
Crudo reducido
Q
Q
Propano
Residuo pesado
Desasfaltado
ASFALTOS
Sp
NM
NL
NP
Bright Stock (cilindro)
CILINDRO
Sp
NL
NM
NP
S : 0.15 %
P. Esc. : ( -11 °C)
Cilindro
B.S.
Crudo
Minerales: pobre respuesta Visc. – Temp.
VISCOSIDAD (cSt)
TEMP. (°C)
3700
cSt
1200
cSt
600 cSt
300 cSt
15 cSt
6 cSt
5 cSt
1,5 cSt
1,2 cSt
0 °C 20 °C 100 °C 150 °C 290 °C
SAE 40
SAE 15W-40
SINTÉTICO
HIDROCRACKING vs. REFINADOS
Básico refinado
por Solventes
Básico
Hidrocracking ASTM D2007
Saturados % Wt. 85 – 90 % Mayor a 99 %
Aromáticos % Wt. 8 – 10 % Menor a 1 %
Azufre % Wt. 0.05 – 0.11% Menor a 0.001 %
Nitrógeno p.p.m. 20 – 50 Menor a 2
Color D1500 0.5 – 1.0 Menor a 0.5
¿Qué es una base sintética?
• Producto de una reacción química que reemplaza a derivados convencionales
del Petróleo
• Su estructura molecular es más uniforme. Propiedades más constantes
• La mayoría de las bases sintéticas son derivados de productos petroquímicos
• El etileno es la principal materia prima para obtener los aceites sintéticos.
Polialfaoleofinas
Refinería Olefinas
R – CH = CH2
1) Oligomerización
2) Hidrogenación
PAO
Etileno: hidrocarburo acíclico no
saturado que presenta por lo
menos un doble enlace covalente
entre C y C.
Etileno destilado se hace
reaccionar para formar un deceno
𝐶10.
El deceno se polimeriza en presencia de un
catalizador para unir los decenos.
Polialfaoleofinas (PAO)
Ventajas
• Fluidez a muy bajas temperaturas (Pour Point menor a -60°C)
• Alto índice de viscosidad (IV) 130 a 165
• Baja volatilidad (aún en bajas viscosidades)
• Buena estabilidad hidrolítica (no se descomponen en presencia de agua)
• Buenas propiedades anticorrosivas.
• Compatibilidad con aceites minerales
• Miscibilidad limitada con esteres.
• Baja toxicidad: no contiene aromáticos como los aceites minerales
• Disponibles en un amplio rango de viscosidades
• Alta estabilidad térmica y a la oxidación (con aditivos inhibidores)
• Aplicaciones más habituales: hidráulicos, compresores, bombas de vacío, turbinas, motores de
combustión interna, engranajes.
Puntos a considerar
• Los PAO de baja viscosidad tienen moderada compatibilidad con gran cantidad de elastómeros
para retenes (sí es compatible con retenes de compuestos elastoméricos fluorados)
• Moderada solubilidad de aditivos antidesgaste y extrema presión.
• La protección antidesgaste y ante engranamiento no es tan buena como la de los aceites
minerales, esteres y poliglicoles.
• No son biológicamente degradables.
El punto de fluidez de un PAO de
2500 SSU a 40ºC es igual al del
aceite mineral de 100 SSU a 40ºC
Etileno
Olefina
R – CH = CH –R Óxido de Alcano
Alcohol
Polialquilenglicoles
Óxido de Alcano
+
Polialquilenglicol (PAG)
Clasificación de distintos sintéticos
Propiedad Ac. mineral PAO Diester Est. polioles PAG
Fluidez a baja
temp. Pobre Excelente Excelente Excelente Excelente
Compatibilidad
con bases
minerales -- Excelente Excelente Aceptable Mala
Estabilidad en
presencia de
agua Excelente Excelente Aceptable Pobre
Muy
Buena
Baja volatilidad Aceptable Excelente Excelente Excelente Excelente
Compatibilidad
con aditivos Excelente Buena Buena Buena Pobre
IV Visc. a
-20 °C
(cSt)
Pto.
Escurr. °C
Pto.
Inflam. °C
Pto.
Combus°
C
VOL.
%
No ack
Ac. mineral 100 3900 -10/-20 210 240 32
PAO 135/165 1100 -50 260 290 5
Diester 140/160 1300 -60 232 - 10
Esteres de
polioles 136 800 -56 287 -
Menor
a 1
PAG 180/200 -50 280
Propiedades de distintos sintéticos
Aceites sintéticos vs. minerales para sinfín-corona
ACEITE Mineral EP 220 Diester 220 PAG 220
Pot. Absorbida (kW)
1,24
1,35
1,56
Pot. Suministrada(kW)
0,94
1,07
1,26
Rendimiento (%)
75,8
79,3
80,7
Aumento de la pot.
suministrada respecto al
aceite mineral (%)
0
14
34
P A G
P A O
50 100 150
MIN.
Torque nominal (%)
Ten
den
cia
al d
esg
aste
Aceites sintéticos vs. minerales