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2008 Exxon Mobil Corporation. Al l rights reserved.
Bases y Aditivos
Curso Southern Per - Toquepala
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Bases Lubricantes
Aditivos
ndice
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Bases Lubricantes
Proceso de Produccin de los Lubricantes
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Parmetros de Calidad
CALIDAD DEL ACEITE BASE
SEGURIDADPUNTO DE INFLAM.
TOXICIDAD
VOLATILIDAD
PROPIEDADESVISCOMETRICAS
COMPATIBILIDADPUNTO DE ANILINADEMULSIBILIDAD
ESTABILIDAD A LAOXIDACION
SATURADOS AZUFREUNIFORMIDAD
APARIENCIACOLOR, LIMPIEZA,
CLARIDAD
NITROGENO
NOACK
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Extracci n y Refinaci n
Petrleo
Pozo de
Extraccin de Petrleo Unidad dedestilacin
Tanques de Almacenamiento
Gas Subsuelo
Crudo
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Unidad de destilaci n
Aceites Lubricantes
Gas
Gasolina
Kerosina
Aceites Combustibles
Residuos
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Destilacin al Vaco
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SIN EMBARGO ALGUNOS COMPONENTES SON TAMBIEN DESEABLES
COMPUESTOS AZUFRADOS - SON ANTIOXIDANTES NATURALES
COMPUESTOS PARAFINICOS - TIENEN ALTO IV
LOS ACEITES BASE MINERALES DESPUES DE LA DESTILACION AL VACIO TODAVIA TIENEN
ALGUNOS MATERIALES INDESEABLES
GRANDES MOLECULAS PARAFNICOS (TIPO CERA) - TIENEN ALTO
PUNTO DE ESCURRIMIENTO
AROMATICOS - SE LOS CONSIDERA CARCINOGENOS Y FORMAN BARRO
NO SATURADOS - TIENE POBRE ESTABILIDAD A LA OXIDACIONY FORMAN BARRO Y BARNIZCOMPUESTOS NITROGENADOS - CATALIZAN LA OXIDACION
Refinacin
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Componentes Aceite Base
UN ACEITE BASEUN ACEITE BASE
UN ACEITE BASE
PARAFINICO CONTIENE AROMATICO CONTIENE
NAFTENICO CONTIENE
45-60%20-25%
65-75%
DE COMPONENTES PARAFINICOSDE COMPONENTES AROMATICOS
DE COMPONENTES NAFTENICOS
IS0 - PARAFINICOS ALTO
(CICLO PARAFINICOS)
AROMATICOS BAJO
N - PARAFINICOS MUY ALTO
NAFTENICOS MODERADO
INDICE DEVISCOSIDAD
BAJO
ALTO
BAJO
BAJO
PUNTO DEESCURR.
ALTA
MUY ALTA
ACEPTABLE
BAJA
RESISTENCIA A LA OXIDACION
LOS ACEITES BASE TAMBIEN CONTIENEN COMPUESTOS DE AZUFRE, OXIGENO Y NITRGENO.
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Refinacin
LOS AROMATICOS SE EXTRAEN CON CIERTOS SOLVENTES
LAS CERAS PARAFINICAS SE ELIMINAN POR DESPARAFINADO POR SOLVENTY ENFRIAMIENTO
LOS COMPUESTOS DE AZUFRE, NITROGENO Y LOS NO
SATURADOS SE REDUCEN POR HIDROGENACION
LA POSTERIOR REFINACION ES UN BALANCE ENTRE :
REDUCIR LOS COMPUESTOS INDESEABLES
ELIMINACION NO DESEADA DE ALGUNOS COMPUESTOS DESEABLES
COSTO
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- PROPIEDADES A LOGRAR POR TRATAMIENTO CON ADITIVOS
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Extraccin por Solvente
EXTRACTO AROMTICO
SOLVENTEESPECIAL
DE MEZCLA
ACEITE BASEDE LA TORRE
ALIMENT. DE
DE VACIO
CADA CORTE PARTICULAR DE ACEITE BASESE MEZCLA CON UN SOLVENTE ESPECIAL
EL SOLVENTE SE LLEVA ENEN SOLUCION A LA MAYORIA
MEJORAS - INDICE DE VISCOSIDAD- COLOR- ESTAB. A LA OXIDACION- DISMINUYE LA
CARCINOGENEIDAD
SE PRODUCEN ACEITES DE PROCESOCOMO PRODUCTO RESIDUAL - ES USADO EN LAINDUSTRIA DEL CAUCHO -
DE LOS AROMATICOS
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Extraccin por Solvente
Parafinas
iso Parafinas
Naftenicos
Aromaticos
Indice deViscosidad
Punto deEscurrimiento
Muy alto
alto
Intermedio
bajo
bajo
bajo
Nota: esto es una simplificacion algunos aromaticos, y compuestos de azufre/nitrogenoquedan en el aceite base Separados como
Extracto Aromatico
Compuestos de
Azufre/Nitrgeno
Destilado
Muy alto
bajobajo bajo
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Desparafinado
CERA
SOLVENTE DEDESPARAFINADO
ACEITE BASE PARA ALIMENTACION DE
LA EXTRACCIONCON SOLVENTE
PARAFINA
LAS GRANDES MOLECULAS PARAFINICAS
PRECIPITAN COMO CERA Y SE ELIMINAN
EFECTO
-
- DISMINUYE EL PUNTO DE
DISMINUYE EL IV
EL PROD. RESIDUAL ES CERA O PARAFINA- USADA EN LA IND. DE VELAS
- PARA FORMAR ACEITES BASESINTETICOS
SE MEZCLA ACEITE Y SOLVENTE Y SE ENFRIAN A UNA TEMPERATURA ESTABLECIDA
POR FILTRADO CENTRIFUGO
ESCURRIMIENTO
(ISOMEROS DE PARAFINA
RESIDUAL)
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Desparafinado
SeparadoscomoCeras o
Parafinas
Indice deViscosidad
Punto deEscurrimiento
Parafinas
iso Parafinas
Naftenicos
Muy alto
alto
Intermedio
bajo
bajo
Muy alto
Nota: esto es una simplificacion algunas parafinasquedan en el aceite base
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Hidroterminado
SE HACE REACCIONAR HIDROGENO CON EL ACEITE BASE
EN PRESENCIA DE UN CATALIZADOR, Y CON ALTA TEMPERATURA Y PRESION
EFECTO
PRODUCE LOS ACEITES BASE TERMINADOS"SOLVENT NEUTRALS" DE DIFERENTES
PRODUCTO RESIDUAL - GASOLINA
- CONVIERTE LOS NO SATURADOS EN SATURADOS- REDUCE AZUFRE, NITROGENO Y OXIGENO
- REDUCE ACIDEZ
- LEVE AUMENTO DEL PUNTO DE
- USADA COMO COMBUSTIBLE PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
- MEJORA EL COLOR
ESCURRIMIENTO
VISCOSIDADES
GASOLINA
PRODUCTOTERMINADO
HIDROGENO
DEL PROCESO DEDE ACEITE BASE
YCATALIZADOR
DESPARAFINADO
ALIMENTACION
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Datos Tpicos de Anlisis
PROCESO
PRODUCTO
DESTILACION AL VACIO
DESTILADO
EXTRACCIONPOR SOLVENTE
REFINADO
DESPARA-FINADO
ACEITEDESPARAFINADO
HIDROTERMI-NADO
ACEITE BASE
VISCOSIDAD a 5.3 4.7 5.4 5.3
40
C 34 24 33.5 33.2INDICE DE VISCOSIDAD 81 114 92 92
COLOR 16 >25
PUNTO DE ESCURRIM. 25 30 -12 -12
AZUFRE % 0.48 0.83 0.16 0.10
NITROGENO 520 24 30 30
AROMATICOS 17 8 10 10
SATURADOS 64.9 83.8 80.0 80.0
100 C
VISCOSIDAD a
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Bases Lubricantes
Proceso de Obtenci n)
PETROLEOCRUDO
REDUCIDO
DESASFALT.
ASFALTO
TORRE ATMOSFERICA
TORREDEVACIO
DESPARAFINADOPOR
CENTRIFUGACIONHIDROTERMINADO
EXTRACTOAROMATICO
PARAFINA NAFTA
NF
ACEITESOLVENTE SOLVENTE H 2
*
*
*
REDUCIDO BASE
EXTRACCION(DE INDESEABLES)
G.O.
CADA CORTE SE ENVIAPOR SEPARADO A LASDIFERENTES TORRES
GASES
D.O.
SOLV.
COMPONENTES DEL CRUDO
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Gas (Etano, Etileno)
Sintticos
Aceite Mineral
Asphalt
Fuels
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Sintticos
Hidrocarburo Sinterizado
Es un producto hecho a la medidaa travs de varios procesos, todas
las molculas son de la mismadimensin y forma.
F b i i d G (P i l l )
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Homogenizador
Deflectores
Aceite Bsico, Vapor
Aditivos Acidos Grasos Aceite Bsico Agua Alcali
Contactor Marmita
Grasa
Agitador
Bomba
Filtro
Jabn
Deareador
ZX
ZX
Mobil
Mobil
Mobil
Mobil
Mobil
Mobil
Fabricacin de Grasas (Proceso convencional por lotes)
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Aditivos
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Aditivos
Funciones
Funciones Principales
Limitar el deterioro del lubricante a causa de fenmenos qumicos ocasionados por su entorno o actividad.
Proteger la superficie lubricada de la agresin de ciertos contaminantes
Mejorar las propiedades del lubricante o proporcionarles otras nuevas
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Aditivos
Proporcin
Proporcin de los Aditivos
Desde 0.01% hasta 30%
Aceites para transformador: 0.01%
Aceites hidrulicos y para engranes: 5.00%
Aceites para motor: 15.00%
Aceites emulsionables: 30.00%
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Aditivos
Tipos
Tipos de aditivos
Aditivos para la Proteccin deSuperficies
Aditivos de Desempeo
Aditivos que protegen al Lubricante
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Aditivos para la Proteccin
de Superficies
Agentes Antidesgaste y de Extrema Presin
Inhibidores de Corrosin
Inhibidores de Herrumbre
Detergentes y Dispersantes
Modificadores de Friccin
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Aditivos para la Proteccin
de Superficies
Agentes Anti-Desgaste y de E.P.
Propsito:Reducir Friccin y DesgastePrevencin de Rayaduras
y Fatigas de MaterialFunciones:
Reaccin Qumica con el metal para formar pelcula con menor resistencia al cdel metal anteponindose a ste.Tipos: Sufuros, Xantanatos, Ditiocarbonatos Dialquilditio Carbonatos, Ditiofosf
Zinc.
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Aditivos para la Proteccin
de Superficies
Inhibidores de Corrosin
Propsito:Prevenir la corrosin departes metlicas
No-Ferrosas encontacto con el lubricante
Funciones:Neutralizacin de cidos corrosivosTipos: Dialquil y Diarilditio fosfatos metlicos
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Aditivos para la Proteccin
de Superficies
Inhibidores de Herrumbre
Propsito:Prevenir la oxidacin de partes metlicas ferrosas
en contacto con el lubricanteFunciones:
Adsorcin preferencial delconstituyente polar en lasuperficie metlica parabrindar una pelcula protectora
Tipos: Sulfonatos de Calcio, Sodio, Magnesio y Bario, Aminas fosfatadas, cidos
H2 O EscudoProtector
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Aditivos para la Proteccin
de Superficies
Detergente
Propsito: Mantener las superficies
como ranuras de anillos,
faldas de pistn, vlvulas,etc., libres de depsitos
Funciones:Reaccin qumica con el lodo y el barniz para neutralizarlos y mantenerlos en soluc
aceite.Tipos: Sales sobre-bsicas de Calcio, Bario y Magnesio, Sulfonatos...
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Aditivos para la Proteccin
de Superficies
Dispersante
Propsito:Mantener los insolubles
dispersos en el aceite
Funciones:Los contaminantes quedan atrapados por la atraccin polar de las molculas de
dispersante previniendo su aglomeracin. Los mantiene en suspensin debido a solubilidad del dispersanteTipos: Sales de Bario de alto P.M. conteniendo fsforo, Poliaminas, Succinoam
Polmeros....
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Aditivos para la Proteccin
de Superficies
Modificador de Friccin(Lubricidad)
Propsito: Alterar el coeficientede friccin (Sinfin-Corona)
Funcin: Adsorcin preferencial de materiales activos
Tipos: Acidos - aminas grasos, Mantecas, Aceites Animales y Vegetales
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Aditivos de Desempeo
Tipos
Depresor del Punto de Fluidez
Mejorador del ndice de viscosidad
Agentes de resistencia de pelcula
Agentes de adhesividad
Emulsificantes
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Aditivos de Desempeo
Depresores del Punto Mnimo de Fluidez
Propsito:Permitir el flujo del lubricante
a bajas emperaturas
Funciones:Modifica la formacin de cera
Tipos: Poliacrilatos, Polmeros dehidrocarburos, Polimetacrilatos,
Esteres Polimricos.... Aditivo Cera
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Aditivos de Desempeo
Mejoradores del ndice de Viscosidad
Propsito: Aumentar el ndice
de viscosidad
Funciones:Los polmeros se dilatan con el aumento
de la temperatura, contrarrestando el adelgazamiento del aceite.
Tipos: Poliisobutilenos, Copolmeros, Metacrilatos, Polmeros con Nitrgeno.
Frio Caliente
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Aditivos de Desempeo
Agentes de resistencia de pelcula
Propsito: Incrementar la capacidad
de soportar cargas
Funciones:Los aditivos se concentran sobre las superficies metlicas formando pelculas que
minimizan la posibilidad de contacto directo metal - metal
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Aditivos de Desempeo
Agentes de adhesividad
Propsito:Incrementar las caractersticas
de adhesividad de los lubricantes,tornndolos mas "pegajosos"
Funciones:Bajo condiciones de pelcula delgada,
evitan que el aceite se escurra.Tipos: Polmeros de Isobutileno
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Aditivos de Desempeo
Emulsificantes
Propsito:Facilitan la emulsin agua-aceite
y lamantienen estable
Funcin:Reducir la tensin superficial para
facilitar la emulsin del agua y el aceiteTipos: Detergentes de hidrocarburos, sulfonatos de petrleo, jabones alcalinos y
alcalinotrreos
Aceite
Agua
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Aditivos para Proteger el Lubricante
Aditivos para Proteger el Lubricante
Antioxidante
Antiespumante
Demulsificante
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Aditivos para Proteger el Lubricante
Antioxidante
Propsito:Extender la vida til del aceite
Funciones:Prevenir la reaccin entre el oxgeno y los hidrocarburos, minimizando adems el efecto catalizador de algunos metales enproceso.
Tipos: Fenoles Alquilados y bloqueados, Diaril Dialquilditio fosfatos metlicos....
Oxidacin:Reaccin en Cadena
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Aditivos para Proteger el Lubricante
Antiespumante
Propsito:Impedir que se formeen el lubricante una
espuma demasiado persistente
Funciones:Reducir la tensin superficial para acelerar el colapso de la espuma.
Tipos: Silicones, Copolmeros orgnicos...
d l b
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Aditivos para Proteger el Lubricante
Demulsificante
Propsito: Aumentar la rapidez de
separacin del agua
Funciones: Aumentar la tensin superficialpara obtener gotas grandes de agua
Tipos: Tricresil fosfato, Duodesil sulfonato de calcio....
Aditivos
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Aditivos
Influencia en el aceite
Su influencia sobre las caractersticas del lubricante
Detergente sobre el contenido de cenizas
Detergente sobre el T.B.N.
Aditivos
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Aditivos
Influencia con otros Aditivos
Su influencia sobre otras propiedades
Antiespumantes sobre la liberacin del aire
Dispersantes sobre la demulsibilidad
Inhibidor de corrosin sobre Anti-desgaste y Extrema Presin
Aditivos
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Aditivos
Sus daos con otros Agentes
Daos:
El agente de E.P. con la Temperatura
El Antiespumante con la contaminacin de detergente
El mejorador de ndice de viscosidad por un alto esfuerzo de corte (Motores de 2tiempos)
El ZDDP (Ditiofosfato de Zinc) por humedad (hidrlisis)
Aditivos
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Aditivos
En Componentes Comunes
Componentes Problemas Tpicos Requisitos del Aditivo
Sistema hidrulico
Engranes
Temperatura
Contaminacin
Condensacin
Altas Cargas
Temperatura
Contaminacion con agua
Resistencia a la oxidacinResistencia a la espuma
Demulsibilidad
Propiedades AD y EPResistencia a la oxidacinPreventivo de herrumbre
Aditivos
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Aditivos
En Componentes Comunes
Componentes
Problemas Tpicos
Requisitos del Aditivo
Guas y Correderas
Motor
Deslizamiento Irregular
Altas Cargas
Formacin de depsitos Arranque en frio
Viscosidad suficientemente Alta
Modificador de friccinResistencia de pelculaPropiedades AD y EP
Propiedades Detergentes y DispersantesDepresor del Punto Mnimo de Fluidz
Mejorador del Indice de Viscosidad