API Origins

Origins

The American Petroleum Institute traces its beginning to World War I, when Congress and the domestic natural gas and oil industry worked together to help the war effort.
At the time, the industry included the companies created in 1911 after the court-imposed dissolution of Standard Oil and the "independents", companies that had been "independent" of Standard Oil. They had no experience working together, but they agreed to work with the government to ensure that vital petroleum supplies were rapidly and efficiently deployed to the armed forces.
The National Petroleum War Service Committee, which oversaw this effort, was initially formed under the U.S. Chamber of Commerce and subsequently as a quasi-governmental body.

The National Petroleum War Service Committee.

After the war, momentum began to build to form a national association that could represent the entire industry in the postwar years. The industry’s efforts to supply fuel during World War I not only highlighted the importance of the industry to the country, but also its obligation to the public, as the original charter demonstrates.

The American Petroleum Institute was established on March 20, 1919:

• to afford a means of cooperation with the government in all matters of national concern
• to foster foreign and domestic trade in American petroleum products
• to promote in general the interests of the petroleum industry in all its branches
• to promote the mutual improvement of its members and the study of the arts and sciences connected with the natural gas and oil industry

Modern Origins
In late 1969, API made the decision to move its offices to Washington, D.C. where we remain today.
API is the only national trade association representing all facets of the natural gas and oil industry, which supports 10.3 million U.S. jobs and nearly 8 percent of the U.S. economy. API’s more than 600 members include large integrated companies, as well as exploration and production, refining, marketing, pipeline, and marine businesses, and service and supply firms. They provide most of the nation’s energy and are backed by a growing grassroots movement of more than 47 million Americans. In one generation, the United States has gone from steadily growing energy dependency to a nation that’s largely in control of its energy destiny. Natural gas and oil now drive the U.S. and world economies, and energy analysts project they will continue in that leading role for decades to come. This industry is changing our country’s narrative and altering its trajectory in historic terms, supplying the foundation for modern life and providing the fuel, power and products that make everyday life safer, healthier and more comfortable.
America’s natural gas and oil industry not only creates jobs, but also lifts entire communities, revitalizes manufacturing, strengthens U.S. security and develops the technology of the future; all while leading the charge in solving complex challenges.
That’s why the United States leads the world in both producing natural gas and oil, and in reducing greenhouse gas emissions. The old paradigm of energy and economic growth interlocked with increased emissions has been replaced. Today, growth and decreased emissions have occurred together. U.S. carbon dioxide emissions have plunged to their lowest level in a generation, while CO2 emissions around the globe have risen 50 percent since 1990.
This is where we are today. We are freer and more secure as a nation, able to plan for an optimistic future and global leadership because of abundant, secure domestic natural gas and oil.

SOURCE:

https://www.api.org/

 

Combustible para Motores Diesel Marinos

SABEMOS por la Física que el calor puede transformarse en trabajo y viceversa; estas dos formas de energía van íntimamente ligadas. Pues bien, para conseguir el calor necesario para el funcionamiento de los motores, hemos de introducir en el interior de sus cilindros una cantidad de aire, comprimirlo y en el momento convenido hacer llegar; hasta él, el agente capaz de producir el foco calorífico que nos produzca el movimiento. Al agente lo llamaremos combustible, y al foco calorífico le daremos el nombre de combustión.

👉Se llama combustible a todo cuerpo capaz de combinarse con el oxígeno con desprendimiento de luz y calor, y al fenómeno químico que se desarrolla al efectuarse esta combinación, la más conocida de las reacciones, se la conoce con el nombre de combustión. Al oxígeno se le designa con el nombre de comburente. O sea que para que se produzca una combustión hacen falta siempre dos elementos, uno de ellos habrá de ser el oxígeno, y el otro, el cuerpo que con él se combine para producir el calor. Otros elementos entran también en la combustión, los llamados inertes que son aquellos que aún interviniendo en ella no toman parte activa pasando a formar las cenizas, hollines y escorias.

👉Se designa con el nombre de molécula, a la menor cantidad de materia que podemos tener de un cuerpo, conservando sus propiedades. Las moléculas son de tamaño sumamente pequeño, pero a su vez aún pueden subdividirse en otras partes infinitamente más pequeñas llamadas átomos. Según el número de átomos que se precisen para la formación de una molécula, que puede ser de uno, dos, tres, etc., el cuerpo así formado se llamará monoatómico, biatómico, triatómico, etc.

👉Cuando tenemos dos o más cuerpos y los juntamos todos ellos formando uno nuevo, si en este, cada componente sigue teniendo sus propiedades, características, decimos entonces que tenemos una mezcla. En cambio, si al unir los cuerpos, aparece uno nuevo, de propiedades distintas a los que se han unido, decimos que hemos obtenido una combinación. También podríamos definir estas dos palabras diciendo, que mezcla es la unión de dos o más cuerpos por procedimientos físicos, y combinación, cuando esta unión se lleva a cabo por procedimientos químicos.

👉Se conocen con el nombre de hidrocarburos, a las substancias obtenidas con la combinación del carbono con el hidrógeno. Teniendo en cuenta cuanto hemos dicho acerca de mezcla y combinación, el hidrocarburo se nos presenta ahora, como un cuerpo de propiedades distintas completamente de las de los cuerpos que han entrado en su formación.

El número de combinaciones que se pueden formar con un número de átomos de carbono con otros de hidrogeno, es ilimitado, por tanto también será ilimitado el número de hidrocarburos que pueden existir, más para nuestros estudios solo tres de ellos nos merecen el especial interés.

1. Hidrocarburos de la serie acíclica sobresaturada, llamados también de la "serie grasa,o alifática". Químicamente vienen representados por la formula Cn H2n + 2 en la que C, es el átomo de carbono; H, el de hidrogeno; n el número de átomos de carbono que son necesarios para la formación de la molécula de hidrogeno junto con el 2n + 2, número de átomos de hidrogeno, siendo el metano, de formula CH4, llamado también grisú y gas de los pantanos, el hidrocarburo tipo de esta serie.

2. Hidrocarburos de la serie acíclica, semisaturados llamados también "etilénicos". Su formula Cn H2n., siendo el "etileno" C2 H2N, el tipo de esta serie.

3. Hidrocarburos "serie cíclica o aromática", llamados así por su característico olor, representados por la formula Cn H2n, siendo el benzol. el primero de esta serie C6 H6.

Tras estas breves nociones físicas, pasemos a estudiar los combustibles. Para su aplicación al funcionamiento de los motores, solo nos interesan los llamados combustibles líquidos, y de ellos el petróleo con todos sus derivados.

👉El petróleo natural Q "petróleo bruto" es un líquido inflamable, de menor densidad que el agua, de un característico y desagradable olor con un color que puede ser desde el amarillo al negro, que se encuentra en bolsas en el interior de la tierra, estando formado por una mezcla bastante compleja de hidrocarburos con otros cuerpos, en mucha menor proporción y que generalmente constituyen sus impurezas.

👉Según los componentes que entren en su formación, los petróleos se clasifican de la siguiente forma:

1. De base parafínica, estando constituidos por hidrocarburos de la serie acíclica Cn H2N
+ 2, siendo ricos en combustibles para motores, aceites lubricantes, cera parafínica y
una pequeña proporción de azufres y asfaltos.

2. De base asfáltica, que están constituidos por los hidrocarburos saturados cíclicos Cn H2N, son muy viscosos y de color oscuro por su gran cantidad de asfalto; dan buenas gasolinas si bien sus lubricantes son de peor calidad y dejan, en su destilación, breas y asfaltos.

3. Los de base mixta, o sea la mezcla de los parafínicos con los asfálticos.

👉En cuanto a las diversas teorías que existen para explicamos la formación del petróleo, podemos reducirlas a dos, que se consideran fundamentales: la teoría que le atribuye un origen mineral y la otra, que le supone una formación orgánica, siendo ésta última, la generalmente aceptada en nuestros días.

La teoría orgánica atribuye la formación del petróleo, a la descomposición de diversas materias grasas, que por largo tiempo han estado sometidas a grandes presiones y temperaturas. Estas grandes cantidades de grasa provienen al parecer, de restos de peces y animales marinos.

En épocas remotas y cuando por la constitución de la tierra eran muy frecuentes las convulsiones geológicas, originando levantamientos y hundimientos de la corteza terrestre, debieron quedar incomunicados trozos de mares que se transformaron en grandes lagos salados. En estos lagos la vida de las especies marinas siguió desarrollándose con la proliferación rápida de aquellos tiempos, a la par que, con la evaporación, el agua iba siendo más densa cada vez, con lo que al transcurso de los siglos, toda la fauna dejó de existir y sus restos siguieron un proceso de putrefacción, quedando tan sólo sus materias grasas de difícil descomposición.

Esta sustancia orgánica se fue acumulando en el fondo de estas aguas y, bajo la acción de determinados elementos se fue transformando en una especie de fango, el cual, con la intervención de las sales del agua y al ser cubiertas con los sedimentos del terreno, estuvieron durante largo tiempo sometidas al alto calor y presión de la tierra, dando lugar a la formación de la masa viscosa que son los hidrocarburos, base de los petróleos.

Por lo que se refiere a la teoría mineral, ésta atribuye la formación del petróleo, a la acción del agua de los mares sobre grandes cantidades de carburos metálicos existentes en el interior de la tierra, estando también sometidos a las altas presiones Y temperaturas existentes en las capas inferiores de la superficie de la tierra.

👉En cuanto al conocimiento del petróleo se remonta a tiempos lejanos, pues incluso en hechos bíblicos tales como el Arca de Noé o la Torre de Babel, ya se nos habla de él; los antiguos egipcios lo emplearon en medicina; griegos Y romanos en sus guerras, yendo evolucionando sucesivamente sus empleos pero siempre a base de pequeñas cantidades.

En el año 1859, en Pensilvania (Estados Unidos), se conseguía abrir el primer pozo importante, haciendo surgir de él unas 3 toneladas diarias.

Normalmente, el petróleo se encuentra cerrado en grandes bolsas de la superficie terrestre Y a distintas profundidades, siendo la mayor registrada hasta la fecha de 6.000 metros. Para llegar a estas bolsas se emplean distintos tipos de máquinas, las cuales son como enormes taladros que abriendo agujeros llegan hasta estas cavidades donde está el petróleo, y según se acierte el punto de la bolsa, el petróleo fluirá a la superficie impulsado por las presiones a que está sometido debido a los gases allí existentes, o bien habrá que utilizar un sistema de bombas para su extracción.

👉La distribución geográfica de estas bolsas, o mejor dicho, los países productores de petróleo son: Estados Unidos, Rusia, Arabia Saudí, Irán, Irak y Venezuela, y según cálculos basados en los estudios geológicos, las reservas existentes de petróleo, dan cifras fabulosas de miles de millones de toneladas, siendo la reserva más importante la del Oriente Medio, conocida con el nombre de «Polo del petróleo».

Tal y como encontramos el petróleo en la naturaleza es de difícil aplicación para fines industriales, ya que viene acompañado de otras substancias tales como, oxígeno, azufre, nitrógeno, sales minerales, agua, arena..., por lo que hay que refinarlo para poderlo utilizar.

Esta operación se lleva a cabo mediante su destilación fraccionada, obteniendo así una serie de productos, cada uno de los cuales presenta unas propiedades características dependientes de la temperatura a que se efectúa dicha destilación.

Pueden agruparse estos productos en tres grupos: 1.º, los obtenidos entre la temperatura normal y los 150º; 2.º, los obtenidos entre los 150 y 250º, y 3.º, los que se obtienen entre los 250 y 400º.

Si a su vez los productos así obtenidos volvemos a destilarlos haciéndolos pasar por temperaturas intermedias, obtendremos una nueva serie de ellos, más para nosotros bastará agruparles de la siguiente manera:

1. Volátiles (pertenecen al primer grupo anterior), los que fraccionando la temperatura entre normal y 150°, se consiguen el éter, obtenido entre los 30 y 50º; la gasolina, entre los 50 y los 80°; bencina, entre los 80 y 150 °.

2. Medios (corresponden al segundo grupo anterior). - El petróleo lampante entre los 150 y 250°; gas-oil, entre los 200 y 350º.

3. Pesados (son el tercer grupo anterior). - El Diesel oil, los aceites lubricantes y las parafinas.

De todos estos productos el que mejores ventajas presenta para su aplicación en los motores Diesel es el gas-oil que, como vemos, es un producto intermedio cuya destilación está entre los 200 y los 350º.

Pero generalmente para el funcionamiento de los motores se emplea el Diesel-oil, combustible de calidad inferior al anterior de precio más económico.

Debido al alto grado de perfeccionamiento que se ha conseguido en la construcción de los sistemas de inyección de combustible en el cilindro, en nuestros días se está empleando con magnífico resultado el llamado fuel-oil. Se designa con este nombre a la sustancia que queda del petróleo bruto tras extraerle los productos más ligeros, comprendiendo fácilmente que si este combustible es de más baja categoría que los gas-oil y Diesel-oil, en cuanto a su refinado se refiere, también será menor su precio de coste, razón por la cual se impone su empleo.

Pasemos ahora a estudiar las diversas propiedades de los combustibles.
👉Por definición se llama peso específico de un cuerpo, al peso en kilos de un litro de esta sustancia.
En el caso de los combustibles este dato se obtiene fácilmente, ya que tomando una cantidad de agua (cuyo peso específico se toma por unidad), se pesa; seguidamente se toma un volumen igual del combustible que estamos tratando, y se pesa también. El cociente entre el peso del combustible y el del agua, es su peso específico, que en el caso de los petróleos es siempre menor que la unidad, oscilando normalmente entre 0'820 y 0'900.

👉Poder calorífico es el número de calorías que es capaz de desprender un kilo de combustible, siendo la caloría el calor que hace falta para aumentar la temperatura de un litro de agua en un grado. Se comprende que cuanto mayor poder calorífico tenga un combustible, mejor será su rendimiento. La determinación del poder calorífico se lleva a cabo en los laboratorios debiendo añadir que en el caso del gas-oil, Diesel-oil y fuel-oil éste oscila alrededor de las 10.000 calorías.

👉La viscosidad es la resistencia que todo líquido opone cuando se le hace pasar por un orificio; Este dato merece especial interés por cuanto a los combustibles pesados se refiere, tales como el fuel-oil, ya que para que los sistemas de inyección trabajen satisfactoriamente, al combustible hay que darle la suficiente fluidez para que pueda atravesar todos los conductos de tuberías, bombas e inyectores.

Figura 1 - Viscosímetro Engler

Figura 2 - Aparato para la medición del punto de inflamación

Como vemos, viscosidad y temperatura van ligadas entre sí, observando que, al aumentar la temperatura, disminuye la viscosidad (aumenta la fluidez), y viceversa, siendo norma general expresar la viscosidad a la temperatura de 20°.

👉Diversos aparatos se emplean para hallar la viscosidad de un combustible, siendo el llamado viscosímetro de Engler, el más conocido. Consiste en un recipiente A (figura 1), que va colocado en el interior de otro mayor B, en el que se coloca agua a fin de poder calentar el primero de forma muy lenta. El recipiente A, tiene en su fondo un orificio con un grifo a través del cual habrá de pasar el combustible, estando además dotado de un termómetro para saber la temperatura a que se lleve a cabo la prueba. En el recipiente A, se coloca una cantidad del combustible cuya viscosidad estamos tratando de averiguar; entonces mediante la aplicación de un mechero m, se va calentando muy poco a poco el agua del recipiente B, que a su vez irá calentando muy lentamente el combustible colocado en A. Cuando este combustible alcance la temperatura deseada (generalmente los 20°), se retira el mechero y abriendo el grifo g, mediante el reloj, se mide el tiempo que el combustible tarda en pasar por el orificio, recogiéndole en la vasija V. Seguidamente se repite la operación pero llenando ahora el depósito A con agua, igual cantidad de la de combustible. Dividiendo el tiempo que tardó en pasar el combustible por el que ha tardado el agua, nos dará la viscosidad del primero expresada en “grados Engler”.

👉Punto de inflamación es la temperatura a que ha de estar un combustible para que desprenda vapores inflamables que arderán al contacto de una llama, pero sin que la masa líquida entre en combustión; Este dato es importante conocerle con el fin de evitar el peligro que pueda ocasionar el manejo del combustible.

Para averiguar el punto de inflamación podemos valemos del aparato representado en la figura 2. Consiste en un recipiente A,' dotado de un termómetro t, y provisto de un orificio o en su parte alta; este recipiente va colocado en el interior de otro mayor B, que se llena de agua para que rodee al primero, de manera que al aplicar un mechero y a medida que vaya calentándose el agua, se calienta A, lentamente. En el citado recipiente A colocaremos el combustible a ensayar que no deberá llenarlo del todo sino dejar, como mínimo, una altura de un centímetro, para los gases. A medida que aumentemos la temperatura del agua irá aumentando la del combustible desprendiendo gases. Sobre el orificio o dirigiremos la llama de un mechero. En el momento en que los gases desprendidos ardan (cual una pequeña explosión), habremos alcanzado su "punto de inflamación», cuya temperatura nos la dará el termómetro t.

👉Punto de combustión, es la temperatura que debe alcanzar un combustible para que al acercarle una llama, éste arda de forma continua hasta su consumo total. En el mismo aparato que hemos empleado para averiguar el punto de inflamación podemos hallar el ”punto de combustión”. Acerca del punto de combustión podemos decir también, lo dicho para el punto de inflamación, o sea que es un dato cuyo único valor nos sirve para evitar los peligros que entraña el manejo o almacenamiento del combustible.

👉Se llama punto de encendido, a la temperatura que debe alcanzar un combustible para que pueda arder de forma espontánea. Según la constitución de los combustibles este dato varía notablemente, influyendo también, en gran manera, la presión del aire con el que el combustible ha de efectuar su combustión, pudiendo decir que, en el gas-oil, por regla general, alcanza los 200°C cuando el aire está baj o la presión de 30 kilos.

Además de todas las propiedades enunciadas anteriormente, todo combustible ha de presentarse exento de impurezas, tales como el azufre, asfaltos, arenas, etc., ya que todas ellas influyen grandemente en la buena marcha del motor, con pérdida de su rendimiento.

Con la destilación fraccionada del petróleo y cuando ya se han obtenido todos sus productos ligeros hasta llegar al gas-oil, nos queda entonces una sustancia viscosa, que sometida a un nuevo proceso de destilado entre los 250 Y 400° de temperatura, nos proporciona los aceites minerales tan necesarios para la lubricación de toda máquina. Según que estos aceites se obtengan de menor a mayor temperatura, su fluidez irá de mayor a menor, y así los tendremos en sus distintos grados de viscosidad.

👉El aceite lubricante es indispensable para el funcionamiento de cualquier clase de máquina, debido a que todas las superficies que están en contacto y sometidas a las presiones y roces del movimiento, por muy bien trabajadas que estén, aun con rectificado y pulido final, siempre presentan, unas rugosidades, imperceptibles al tacto, debidas a la constitución del material. En estas condiciones, al deslizar una pieza sobre la otra rápidamente, éstas se agarran produciendo gran cantidad de calor, consiguiendo que en pocos minutos se produzca un agarrotamiento o fundan los materiales. Manera de evitar el que esto pueda ocurrir es introduciendo entre las dos superficies de contacto una capa de aceite lubricante, el cual, al rellenar las rugosidades existentes en sus materiales, hace que las piezas se deslicen ahora sobre una superficie suave y además de facilitar su deslizamiento evita la formación del calor. Comprendida la importancia de los aceites diremos una serie de cualidades que deben reunir para poder ser aceptados.

1. Deben ser de constitución homogénea y de difícil descomposición, no debiendo tener cuerpo duro alguno, ya que esto traería consigo la destrucción del material de las superficies de contacto.

2. Estar exentos de cualquier sustancia alcalina o ácida, pues en este caso, deterioran el material corroyéndolo.

3. El aceite no debe emulsionarse (saponificarse), aunque se mezcle y agite con agua.

4. Debe tener un punto de inflamación alto a fin de evitar que por el calor que se desarrolla en los roces de las piezas en movimiento, llegue a inflamarse causando las consiguientes averías. Generalmente la temperatura de inflamabilidad debe ser superior a los 200°.

5. La viscosidad ha de ser lo suficientemente alta para que pueda adherirse a las superficies que lubrique, sin empastarlas ni poder ser despedido.

6. Hay que tener en cuenta su peso específico, ya que el aceite habrá de circular por un sistema de tuberías que forman el circuito del motor. Normalmente oscilará entre 0'87 y 0'90.

Además de los aceites minerales aquí tratados, existen también, otros de origen vegetal y animal que prácticamente carecen de Importancia, en cuanto a su aplicación a los motores se refiere.

_____________________________________________________________________________________

ENTRADAS RELACIONADAS

• MTD UNIDAD 2: LUBRICANTES Y COMBUSTIBLES
• MTD UNIDAD 9: Cojinetes y lubricación hidrodinámica
• MTD UNIDAD 10: SISTEMAS DEL MOTOR. Parte 1
• MTD UNIDAD 18: CONDUCCIÓN DEL MOTOR MARINO
• MTD UNIDAD 20: MANTENIMIENTO DEL MOTOR.   
• PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO
• Chequeos y trabajos a efectuar en elementos del sistema de inyección a bordo (detección de fallas)
• Sellado de Equipos Rotativos
• Principios de sellos mecánicos
• Juntas dinámicas y anillos retén
• GRASAS LUBRICANTES
• LA VISCOSIDAD DE LOS LUBRICANTES
• MEDICIÓN DE LA VISCOSIDAD EN ACEITES
• TIPOS DE LUBRICANTES 
• TRIBOLOGIA
• Propiedadesde los Aceites Lubricantes (compresores frigoríficos)
• APLICACIÓN DE LAS GRASAS  
• APLICACIÓN DE LOS LUBRICANTES  

_____________________________________________________________________________________


FUENTE:

MONOGRAFÍAS C.E.A.C "Motores Diésel Marinos"

 

TBN - Numero Total de Base o Total Base Number

TBN - Numero Total de Base o Total Base Number

Los aceites lubricantes tanto química como físicamente, deben ser aptos para ser utilizados en un motor. Estas propiedades se determinan mediante pruebas .

En orden de su importancia, aproximadamente, las pruebas son:

a) Viscosidad.
b ) El punto de derrame..
c) Residuo de carbono.
d) Punto de inflamación.
e) Agua y sedimento.
f ) Acidez / TBN
g) Emulsión.
h) Oxidación.
i) Cenizas.
j) Azufre.
El color del aceite no tiene relación con sus propiedades lubricantes.

TBN  es un termino utilizado en Tribologia, que es la Ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la lubricación que tiene lugar durante el contacto entre superficies sólidas en movimiento.

El TBN (Total Base Number) o Numero Total de Base, actualmente llamado también BN (Número Básico), es un valor que mide la capacidad de del aceite de motor para neutralizar la alcalinidad o acidez de los aditivos del mismo, el cual le permite neutralizar el ácido sulfúrico formado en la combustión del diésel, debido al azufre presente en la composición de éste.

La alcalinidad del aceite surge a partir de los aditivos usados para la detergencia del mismo, el cual su objetivo es mantener en suspensión las partículas contaminantes en el seno del aceite evitando así el contacto con las partes metálicas.

El numero base calcula la cantidad de base necesaria para neutralizar la base incluida en 1 gramo de aceite de motor y convierte esta cifra a mg para Hidróxido de Potasio (KOH). Esta cifra se expresa como mg.KOH/g.

En simples palabras es necesario que los aceite de motor posean un alto indice de TBN, para así poder neutralizar el ácido sulfúrico, de esta manera controlar la corrosión del motor y la acidez interna que tiende a descomponer el lubricante.

Otro tema muy importante, es no juzgar la calidad de un aceite por su indice de TBN, ya que debido las normativas medioambientales actuales, regulan y limitan extraordinariamente el contenido de azufre en el combustible diésel, en efecto hoy en día no es necesario tener un aceite con altos indices de TBN.

🔔¿En el análisis de aceite qué representa el TBN, en qué influye si es mayor o menor, y cuál es su relación?

El TBN (Número Básico Total), actualmente llamado también BN (Número Básico), representa la reserva alcalina en miligramos de Hidróxido de Potasio que contiene un gramo de aceite (mgKOH/g). En otras palabras, es la capacidad que tiene el aceite para neutralizar los ácidos que se forman durante la combustión y pasan a través de los aros de pistón (blow-by) al aceite lubricante. Es más acentuado en la medida en que el combustible contiene mayor porcentaje de Azufre (motores diesel o petróleo). Por tal razón, a mayor azufre mayor será la reserva alcalina o TBN exigida al lubricante para proteger al motor.

Durante su funcionamiento, el TBN del aceite debe irse reduciendo en la medida en que va neutralizando los ácidos. Entonces, cuando se interpreta el análisis de aceite, se debe comparar el resultado del aceite usado vs. el del aceite nuevo y estimar en función de la diferencia y de los límites establecidos, si el aceite puede continuar en uso o no.

Las Cenizas Sulfatadas están relacionadas con la cantidad de depósitos metálicos que puede dejar un lubricante cuando es sometido a un proceso de calcinación (eliminación de la parte orgánica del aceite) y luego tratando esos depósitos con ácido (sulfúrico) para formar la sal metálica correspondiente. Pueden imaginarse el aceite entrando en la cámara de combustión de un motor, cuya temperatura puede estar por encima de los 350°C. A esa temperatura el aceite se quema y deja residuos tanto de carbón como de metales.

Tabla demostrativa de la ación de distintos aditivos sobre el valor de TBN

Esos metales están relacionados con el contenido de aditivos que lleva el lubricante. Por lo general, los detergentes alcalinos (que dan el TBN) y el antidesgaste, y están formados por compuestos organometálicos que contienen Zinc, Calcio, Magnesio, Bario, Molibdeno, y otros, que al quemarse contribuyen a la formación de depósitos en la cámara, corona, anillos, asiento de válvulas, pistón, etc. Por lo tanto, a mayor contenido de estos aditivos, mayor será el contenido de Cenizas Sulfatadas. Esta prueba se realiza principalmente en aceites nuevos.

FUENTES:

https://noria.mx/lublearn/q-a-que-es-el-tbn-y-que-indica-en-el-analisis-de-aceite/

https://hidroneumaticaaplicada.blogspot.com/2014/08/tbn-numero-total-de-base-o-total-base.html

AMSOIL Puerto Rico

MAQ 305 MOTORES DIESEL CAPITULO 4 Combustible.

TIPOS DE LUBRICANTES

TIPOS DE LUBRICANTES

De acuerdo a su estado los lubricantes se pueden clasificar así:
1. Gaseoso (aire)
2. Líquidos (aceite)
3. Semi-sólidos (grasas)
4. Sólidos, Por ejemplo: (Bisulfuro de molibdeno, grafito, talco)
Se destacan por su mayor utilización en la industria los aceites y las grasas.

SEGÚN SU NATURALEZA LOS LUBRICANTES SE CLASIFICAN:
1. VEGETALES:
Extraídos de las plantas y frutos, poco usados en la lubricación industrial pues comparados con los lubricantes minerales quedan en gran desventaja en lo que respecta al poder lubricante. Se les da mayor utilización en los alimentos.
Podemos citar entre otros: Los aceites de oliva, soya, maíz, coco, algodón, higuerilla, etc.
2. ANIMALES:
Son extraídos de la lana, de los huesos y tejidos adíposo de los animales terrestres y marinos. También son poco usados en la lubricación industrial, se les utiliza en procesos industriales. Por ejemplo, en la fabricación de jabones.
Entre los más conocidos citaremos: La lanolina, la manteca de cerdo, el aceite de ballena, etc.
3. MINERALES:
Los lubricantes minerales por sus características son los más utilizados en la industria. Se pueden clasificar así:
a. Los derivados de los hidrocarburos, del petróleo, del carbón de piedra.
b. Los lubricantes sólidos como; el bisulfuro de molibdeno, el grafito, el tungsteno, el talco y otros.

ELABORACION DE LUBRICANTES A PARTIR DE CRUDOS DE
PETROLEO
La palabra petróleo está formada por “Petra” piedra y “Oleum” aceite, esto es aceite de piedra y lo componen en su mayor porcentaje hidrocarburos, contienen además, en pequeños porcentajes oxígeno, nitrógeno, azufre, etc.
Se encuentra una gran variedad de petróleos crudos y se puede decir que no existen en el mundo dos pozos que contengan petróleo crudo de igual composición química, pero en forma general se han agrupado según la base predominante, esto es:
Base parafínica
Base nafténica o asfáltica
Base mixta (parafínica- nafténica)

Estructura Básica de los Lubricantes
La mayoría de los lubricantes son derivados de hidratos de carbono (hidrocarburos). Hay lubricantes basados en otras químicas, pero en general son para usos muy especializados, donde lubricantes comunes no se pueden usar.
La materia prima para lubricantes puede ser derivada de grasas y aceites animales, vegetales o aceites crudas (petróleo). Como verán, no he listado los lubricantes sintéticos por separado, ya que los lubricantes sintéticos son basados en las mismas materias primas. Increíble, no? Sigan leyendo…
Sea el tipo de lubricante que sea, siempre se empieza con la “base”. La base se prepara con un proceso de refinado. El refinado es una especie de destilación de elementos componentes de la materia prima que son evaporados a distintas temperaturas y condensados en distintos receptáculos. A este lubricante básico se le agregan aditivos antioxidantes y anticorrosivos.
Estos aditivos son absolutamente necesarios en todos los lubricantes base o básicos para brindar resistencia a la corrosión a los metales con los que el lubricante va a estar en contacto y resistencia a la oxidación para el lubricante mismo. La oxidación es muy común entre los aceites, y es fácilmente
reconocida, por ejemplo, en la cocina de casa (la manteca y otras cosas que contienen aceite y se ponen rancias). Todos los lubricantes base eventualmente se oxidan y se degradan. Esto es lo que hace que la grasa vieja se oscurezca y se endurezca. Los aditivos son importantísimos y esenciales para brindar durabilidad y consistencia a los lubricantes.
Una vez que el lubricante base ha sido combinado con los dos aditivos mencionados anteriormente (anti-óxido y anti-corrosión), cosa que se hace inmediatamente después de refinarse, se la agrega un segundo “paquete” de aditivos. Este paquete provee a cada lubricante sus características. Lo que es
interesante saber es que la materia prima afecta la calidad final tanto como cada uno de los aditivos que integran la mezcla. Una materia prima de baja calidad va a pasar los requerimientos legales para la venta, pero se va a degradar mucho más rápido que un lubricante hecho con los mismos aditivos pero con una mejor materia prima. A su vez, una buena materia prima combinada con aditivos de baja calidad va a producir un lubricante que no posee todo su “potencial”.

ACEITES LUBRICANTES
En la actualidad los aceites se derivan del petróleo. El petróleo crudo es esencialmente una mezcla de gasolina, kerosene, aceite combustible y diesel, fracciones lubricantes, asfalto y gas natural disuelto. Estos productos a su vez son mezclas a menudo de miles de compuestos diferentes, cada uno de los
cuales hierve a una temperatura definida.
Para aplicaciones en las cuales las condiciones son extremadamente severas, los aceites de petróleo se refuerzan a menudo con la adición de ciertos agentes especiales (aditivos).
La elección del lubricante adecuado es de suma importancia puesto que se tienen numerosos puntos para considerar en vista del servicio que se deba prestar.
Si tomamos como referencia lo concerniente al coeficiente de fricción debe observarse:
1. La viscosidad y hasta cierto punto que de sus propiedades depende la facultad de un aceite para quedar entre dos superficies en movimiento.
2. Con el aumento de temperatura se reduce la viscosidad y viceversa.
3. Con una película completa de espesor constante crece la fricción líquida a medida que aumenta la velocidad del movimiento.
Para elegir en cada caso el lubricante adecuado se dispone de aceites de petróleo que varían en viscosidad, punto de ebullición, estabilidad química y otras características ya que todo lubricante debe:
1. Humedecer las superficies que necesitan lubricación.
2. Poseer la viscosidad adecuada.
3. No evaporarse excesivamente en el servicio.
4. No ser perjudicial a las sustancias con las que se pone en contacto y no tener tendencia a formar goma, barniz, sedimento y otros materiales que puedan estorbar su acción propia.
5. Poseer tal estabilidad contra las alteraciones químicas, que ninguna de las propiedades mencionadas se haga insuficiente en el servicio.
El aceite lubricante o simplemente “aceite” es una compleja mezcla de hidrocarburos que representa una de las clasificaciones más importantes de productos derivados de la refinación del petróleo crudo, encontrándose una gran variedad tanto de tipos como de grados.
Una de las propiedades más importantes y toda la historia de la lubricación gira alrededor de ella, es la viscosidad.

LA VISCOSIDAD de un fluido es su resistencia a fluir libremente.

____________________________________________________________________________________

ENTRADAS RELACIONADAS

• MTD UNIDAD 2: LUBRICANTES Y COMBUSTIBLES 
• MTD UNIDAD 9: Cojinetes y lubricación hidrodinámica
• MEDICIÓN DE LA VISCOSIDAD EN ACEITES 
• PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO
• TRIBOLOGIA   
• APLICACIÓN DE LOS LUBRICANTES  
• APLICACIÓN DE LAS GRASAS  

____________________________________________________________________________________

FUENTE:

Luis Burgio "SEMINARIO DE TRIBOLOGIA Y LUBRICACIÓN"

BIBLIOGRAFÍA
• ELEMENTOS DE MAQUINAS, Lubricación de maquinarias, SENA.1985.
• TRIBOLOGIA Y LUBRICACIÓN INDUSTRIAL Y AUTOMOTRIZ. Albarracin Pedro. Tomo 1, segunda edición.
• MECANICA DE FLUIDOS. Mott. Ed. Prentice Hall.
• FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA. Groover, J:P. Ed. Prentice Hall.

PRINCIPIOS DEL FRACCIONAMIENTO DEL PETRÓLEO

PRINCIPIOS DEL FRACCIONAMIENTO DEL PETRÓLEO

El desarrollo del fraccionamiento estuvo inicialmente limitado a la industria del alcohol, en donde se denominaba destilación. A medida que la industria petrolera se expandió, recibió considerable atención, gracias a que el fraccionamiento ocupa un puesto especial en la producción de productos de petróleo. No fue sino mucho después cuando el fraccionamiento dejó de ser un arte, y pasó a considerarse una ciencia.
Hoy, el fraccionamiento ha llegado a ser una especialización, y las compañías petroleras emplean los ingenieros con base a su conocimiento del campo. Como consecuencia, numerosos datos se han podido recopilar. Los principios que soportan tan complicados diseños, son bastantes simples, y una vez que se entienden, permiten obtener una mejor información del equipo disponible.
La ciencia del fraccionamiento puede dividirse en tres clasificaciones: diseño de equipo nuevo, conversión de equipo viejo para nuevas operaciones, y mejoramiento del equipo existente. En el diseño de equipo nuevo, la inversión inicial ocupa un segundo plano, y suele diseñarse para operación económica.
Cuando se invierte en equipos viejos, la inversión inicial ocupa un primer plano . El mejoramiento del equipo existente, puede hacerse bien mejorando las instalaciones para disminuir costos o aumentando la calidad del producto.

CONSIDERACIONES TEÓRICAS

Una columna de fraccionamiento se usa para separar una mezcla en dos o más componentes en virtud de la diferencia en sus volatilidades o puntos de burbujeo.

La volatilidad relativa de dos componentes, determina su dificultad en la separación por fraccionamiento. La separación es tanto más difícil cuanto más baja sea la volatilidad relativa (o más cerca estén los puntos de burbujeo). En la separación de una mezcla binaria es costumbre hablar del componente más volátil, aquel de punto de burbujeo más bajo y el componente menos volátil, aquel de punto de burbujeo más alto).
Debido a que el calor se suple por el fondo del fraccionador y se retira por el tope, se crea un gradiente de temperatura entre los platos del tope y los del fondo de la columna. El calor que entra al rehervidor, produce vapor en el fondo de la columna, el cual fluye hacia arriba, plato a plato. Debido a que el vapor encuentra continuamente puntos de baja temperatura, el componente menos volátil se condensa; su condensación produce calor, que a su vez vaporiza el componente más volátil del líquido que entra al plato, desde el plato inmediato superior. Este proceso de condensación y vaporización alternativa origina un producto de tope, enriquecido en el componente más volátil y un producto de fondo enriquecido en el componente menos volátil.
Cuando la carga está formada por dos o más componentes éstos se distribuyen hacia el tope y el fondo de la columna en cantidades apreciables. Si existen solamente dos componentes, el más volátil se denomina componente llave liviano y, el menos volátil, componente llave pesado. Estos componentes representan la sección donde se desea la separación. Si se fracciona un sistema multicomponente, pueden haber más de dos componentes distribuidos, en este caso los componentes llave serán aquellos que muestren mayor cambio en la composición entre el tope y el fondo. Cuando existan más de dos componentes que muestren esta posibilidad, la columna deberá diseñarse en condiciones de producir la separación más difícil.
Una columna de fraccionamiento esta dividida en dos secciones a ambos lados del plato de carga, la sección del tope se llama zona de rectificación y la del fondo, zona de despojamiento (stripping). En la zona superior el componente más volátil es enriquecido o rectificado. En la zona del fondo el componente más volátil es removido del componente menos volátil. En la zona de despojamiento, cada plato, tiene una mayor cantidad de líquido que de vapor, mientras en la zona de rectificación ocurre lo contrario. Cuando la columna se opera a reflujo total, la cantidad del líquido y vapor, que dejan cada plato, se hacen igual en ambas secciones.

PARÁMETROS FUNDAMENTALES DE DISEÑO
a. Tipos de Torres
La selección del tipo de equipo, las partes interiores de esos equipos, la razón líquido/gas, el diámetro y la altura de la columna tienen efectos importantes desde el punto de vista económico al seleccionar el tipo de torre para una operación de fraccionamiento.
En este caso nombraremos algunas ventajas importantes para la elección de torres empacadas y de platos:

Torres Empacadas:
Hay muchos casos en que las torres empacadas tienen ventajas importantes.
Entre éstas se incluyen:

1. Operaciones al vacío. La caída de presión en una torre empacada se puede diseñar con frecuencia para un nivel más bajo que en el caso de una torre de platos y obtener, de todos modos, un contacto adecuado en el vapor y el líquido.

2. Los líquidos espumantes se pueden manejar con frecuencia en forma más satisfactoria en una torre empacada.

3. La retención de líquido suele ser generalmente menor, por lo que se puede manejar materiales sensibles al calor junto con procesos que pueden tener reacciones secundarias indeseables.

4. La construcción suele ser más sencilla y barata cuando el sistema es corrosivo para los materiales de construcción normales.

5. Para columnas pequeñas (menores que, aproximadamente, 2 pies de diámetros), las torres empacadas serán casi siempre más baratas que las de platos.

Torres Platos:
Las torres de tipo platos tienen ventajas importantes en muchos campos:

1. Se instalan con facilidad serpentines de enfriamiento en los platos, lo que las hace más conveniente cuando el calor de solución requiere enfriamiento interno.

2. Con el diseño apropiado para la longitud del flujo transversal de líquido, las torres de platos pueden manejar flujos más altos de líquido.

3. Para flujos de líquido extremadamente bajos (por ejemplo, en la deshidratación de gas natural en el cual se utiliza un glicol), las torres de platos tienen ventajas, puesto que se pueden diseñar para retener una cantidad dada de líquido en el plato.

4. Se puede preferir ciertos tipos de torres de plato, cuando hay disposiciones de materiales sólidos que se deben retirar periódicamente. La limpieza de las otras torres de platos se puede hacer por bocas de acceso, mientras que las torres empacadas requieren que caiga el empaque para facilitar la limpieza.

5. El peso total de la torre de platos suele ser menor que el de una torre empacada, diseñada para el mismo servicio. La resistencia limitada a la trituración de muchos materiales de relleno puede hacer obligatorio el uso de platos múltiples de soporte del empaque, para sostener el peso alto, de la columna empacada.

6. Se prefieren en general columnas de platos para las operaciones que requieren un gran número de unidades de transferencia o platos teóricos.
Las torres empacadas tienden a someterse al encauzamiento de las corrientes de vapor y líquido y la distribución adecuada es difícil de mantener, sin patrones bastantes elaborados de redistribución.

b. Bases de Diseño
Para diseñar una columna de fraccionamiento es necesario seguir los siguientes pasos:

1. Definir la alimentación, recuperación de productos (Rata de Flujo) y especificaciones de los mismos (Caracterización).

2. Definir el componente Llave Pesado y el componente Llave Liviano.

3. Establecer la presión de la columna de acuerdo al medio enfriante en el condensador.

4. Calcular el punto de rocío para el destilado y el punto de burbujeo para el fondo. (Temperatura de tope y fondo).

5. Calcular el mínimo número de platos teóricos.

6. Calcular el mínimo reflujo.

7. Determinar el punto de operación de reflujo y el número de platos teóricos.

8. Determinar el plato de alimentación.

9. Calcular con la eficiencia de la columna (o plato) y determinar el número de platos.

10.Calcular el diámetro y altura de la torre.

AUTOR: Ing. Jorge Barrientos, MSc.

_________________________________________________________________________________

ENTRADAS RELACIONADAS

• MTD UNIDAD 2: LUBRICANTES Y COMBUSTIBLES

• PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO

• Propiedades de los Aceites Lubricantes (compresores frigoríficos)

_________________________________________________________________________________

PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO

PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO

1. Definición de petróleo.
El petróleo se presenta en la naturaleza como un líquido oleoso, bituminoso, de origen natural, compuesto por diferentes sustancias orgánicas. Se encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se emplea como combustible, como materia prima para la producción industrial de lubricantes de base mineral y en la industria química. Además, el petróleo y sus derivados se emplean para fabricar medicinas, fertilizantes, productos alimenticios, industria del plástico, materiales de construcción, pinturas, textiles, etc.

2. Características.
Todos los tipos de petróleo se componen de hidrocarburos, aunque también suelen contener componentes de azufre y de oxígeno; el contenido de azufre varía entre un O, 1 % y un 5%. El petróleo contiene elementos sólidos, líquidos y gaseosos. Su consistencia varía desde un líquido tan poco viscoso como la gasolina hasta uno tan espeso que apenas fluye. Por lo general hay pequeñas cantidades de compuestos gaseosos disueltos en el líquido; cuando las cantidades de estos compuestos son mayores, el yacimiento de petróleo está asociado con un depósito de gas natural.
Existen tres grandes categorías de petróleos crudos (denominados simplemente "crudos"): los de tipo paraímicos, los de tipos asfálticos o nafténicos y los de base mixta.

2.1. Crudos de características parafinicas.
Los crudos de características parafinicas son aquellos que en su composición existe una preponderancia del enlace carbono-hidrógeno del tipo parafinico. Los enlaces parafinicos están compuestos por moléculas en las que el número de átomos de hidrógeno es siempre superior en dos unidades al doble del número de átomos de carbono. Estos responden a la fórmula general:

Los átomos de carbono tienen cuatro valencias, tomando cada una de ellas un átomo de hidrógeno.

2.2. Crudos de características asfálticas o nafténicas.
Los crudos de características asfálticas o nafténicas son aquellos que en su composición existe una
preponderancia del enlace carbono-hidrógeno del tipo nafténico. Los enlace~ nafténicos están compuestos por moléculas de hidrocarburos cíclicas. Las moléculas características de estos petróleos contienen exactamente el doble de átomos de hidrógeno que de carbono. Responden a la fórmula general:

Los átomos de carbono tienen cuatro valencias, tomando dos de ellas a los átomos de carbono del enlace cíclico y las restantes dos valencias a los átomos de hidrógeno.

2.3. Crudos de características mixtas.
Los crudos de características mixtas son aquellos que en su composición no existe una preponderancia del enlace carbono-hidrógeno del tipo nafténico ni del parafinico.

3. Química de los procesos de refinado.
3 .1. Destilado atmosférico o topping.
El petróleo (crudo) formado en la naturaleza es un compuesto en el cual intervienen distintos componentes de enlace carbono-hidrógeno de variados pesos moleculares, como así también la diversidad de la gradación del punto de ebullición. Por ello se transforma en su característica principal la heterogeneidad, es decir que el petróleo tiene puntos de ebullición variables que irán en aumento a medida que se desprenden los elementos más volátiles (menor peso molecular) quedando, en consecuencia, los más pesados.
En el siguiente gráfico se puede apreciar esquemáticamente, como trabaja el proceso de destilación
simple o topping:

El proceso consiste en separar los productos del crudo de acuerdo a su peso molecular, es decir separando los gases (propano y butano), naftas, querosén / JP, gasoil, bases de aceites lubricantes,
fuel-oil, y asfalto. Este proceso se basa en introducir el crudo en un alambique para un adecuado
calentamiento. Posteriormente se lo deriva a una torre la cual separa, por medio de unos platos intermedios, los distintos cortes. Estos se regulan de acuerdo a las necesidades de la industria.

Por la parte superior de la torre salen los productos más livianos y, descendiendo, los más pesados.
Los productos asfálticos obtenidos de la base de la torre de topping y principalmente la de vacío,
tienen un elevado peso molecular. Estos productos tienen una utilidad relativa para ser usados para
la combustión, en máquinas térmicas, dado su elevado punto de ebullición.

3.2. Proceso de refinado por cracking.
El cracking permite obtener derivados del petróleo de menor peso molecular (menor punto de ebullición) mediante la ruptura de los enlaces moleculares. Esto se consigue a elevadas temperaturas y mediante el uso de catalizadores apropiados, que aceleran el proceso.
Los catalizadores adecuados para cada tipo de proceso, permiten trabajar con menores presiones y
obtener un rendimiento superior. En el gráfico siguiente se puede apreciar esquemáticamente el proceso de cracking:

3.3. Proceso de destilación por polimerización.
Es un proceso químico mediante el cual se llega, partiendo de un hidrocarburo liviano, a otro de mayor peso molecular. Consiste en trabajar con catalizadores adecuados para pasar finalmente a un
proceso de hidrogenación (agregado de hidrógeno para anular los dobles enlaces entre los átomós de
carbono).
De esta forma se puede tener, por ejemplo: Partiendo del isobutileno C4 Ha, gas normalmente quemado y de poca aplicación como combustible comercial, dada su alta volatilidad (punto de ebullición bajo), mediante la polimerización puede obtenerse el octileno Ca H16, compuesto que si bien es inestable, por la formación de gomas y bajo número octánico, puede ser reconvertido mediante hidrogenación en isooctano (número octano 100) de elevado poder antidetonante.

3.4. Proceso de destilación por alkilación o isomerización.
La alkilación es un proceso mediante el cual se une una cadena olefinica a una parafinica (caso especial de polimerización) obteniéndose un compuesto de mayor peso molecular. Este proceso catalítico permite la formación de combustibles de mayor número octánico, siendo la materia prima,
combustibles gaseosos.
El proceso de isomerización consiste en convertir a los hidrocarburos en isómeros, combustibles de
excelente calidad para ser utilizados en motores con encendido a chispa.

3.5. Relación de carbono/hidrógeno en los hidrocarburos.
Un hidrocarburo está conformado, principalmente, por enlaces de carbono e hidrógeno. El carbono
se encuentra presente en rangos del orden del 80 al 87% mientras que el hidrógeno es del 11 al 15%,
en peso. Los restantes elementos que forman la molécula del hidrocarburo son: oxígeno, azufre y
nitrógeno.

4. Hidrocarburos típicos generados por la destilación del petróleo.
De los procesos de destilación del petróleo se obtienen distintos productos con variadas aplicaciones finales.
Entre ellos se pueden destacar los siguientes:

4.1. Metano.
Este producto es el de menor peso molecular y tiene una participación importante en el gas natural
de petróleo. Obtenido como gas residual en el proceso de la destilería, tiene relativa aplicación. Si
bien puede ser licuado, como todo gas, éste requiere elevada presión y ser mantenido a muy bajas
temperaturas. Esto dificulta la tarea y la posibilidad de un fácil manipuleo. Por estos inconvenientes,
normalmente se destina a ser quemado.

4.2. Propano y Butano.
Ambos productos pueden ser licuados. Esto permite una mejor manipulación para su distribución a
granel en camiones o buques, mediante cilindros contenedores de hasta varios cientos de kilogramos.
Comercialmente se los utiliza mezclados, como combustible, dado que no se justifica su separación.

4.3. Naftas.
Las naftas para motores de ciclo Otto o encendido por chispa (de bajo, medio y alto número octánico)
se forman con una mezcla de distintos cortes de hidrocarburos. Es deseable obtener siempre cortes que contengan un alto porcentaje de isoparafinicos, o en su defecto de aromáticos (derivados del benceno), para que el número octánico sea lo más elevado posible.

4.4. Querosén/JP
Este corte de combustible es esencialmente utilizado domésticamente y en la combustión en turbinas
de gas. Es elaborado en base a cadenas del tipo parafinicas, lográndose, de esta forma, una adecuada
llama libre de humo. Es un corte de destilado óptimo para ser utilizado en forma continua en las cámaras de combustión de turbinas de gas, independientemente de la temperatura, tal como sucede en
las aeronaves.

4.5. Gasoil.
Este combustible es utilizado en motores de ciclo diesel. Debe tener propiedades esenciales, siendo
las de mayor importancia la facilidad para la combustión y un punto de inflamación elevado (superior
a los 50ºC). Esto es logrado mediante cadenas de corte parafinico que otorgará al combustible un número de cetano óptimo para el funcionamiento del motor, de forma tal que se reducirá el retardo
diesel de la combustión.

4.6. Crudo reducido.
Es un hidrocarburo de elevado peso molecular del que puede obtenerse, dadas sus características y
según el tipo de crudo tratado, combustibles o materia prima para la elaboración de lubricantes.

5. Lubricantes.
Los lubricantes están formados por cadenas pesadas de hidrocarburos y estructuras principalmente parafinicas.
Este tipo de estructura logra una adecuada respuesta de la viscosidad con respecto a la temperatura.
Los aceites base se obtienen mediante distintos procedimientos, de modo tal que el producto final sea
adecuado al tipo de lubricación a realizar u otro uso que se le de al aceite.

5 .1. Descripción de la obtención de los aceites base.
La búsqueda tecnológica para la elaboración de los lubricantes se ha basado, desde sus orígenes en la obtención de productos de mayor refinación para que su utilización en las maquinarias sea eficiente y, de esta forma, obtener el mayor rendimiento de las mismas.
Los periodos que se han sucedido en la refinación, han sido:
- Desde los orígenes hasta la década del 40, la obtención de los aceites base fue mediante la refinación utilizando ácido sulfúrico seguido de un lavado básico por medio de soda cáustica o un tratamiento con arcillas para llegar, de este modo, a un valor adecuado de neutralidad.
- Posteriormente se empezó a utilizar la producción de aceite mediante solventes selectivos apropiados. Estos solventes separan al aceite refinado de componentes indeseables y luego son recuperados para continuar con el proceso de refinación.
- Por último aparece, manteniéndose hasta el presente, la refinación mediante el uso de la hidrogenación catalítica. Los elementos indeseables son eliminados con el agregado de hidrógeno, que a partir de los años 70 se obtiene en abundancia en las destilerías al ser reformuladas las naftas para mejorar su índice octánico. El hidrógeno, obtenido como un producto residual, resulta muy económico y se utiliza en catalizadores separando los productos que deben ser eliminados del lubricante del aceite base.
Partiendo de un crudo que resulte apropiado para obtener aceite base, se procesa como una destilación atmosférica o topping. Su producto más pesado, denominado crudo reducido, será la materia prima para elaborar los distintos cortes con que se obtendrán los aceites base para llegar a los distintos productos finales.
El crudo reducido es procesado en una destilación de vacío, es decir que se continúa destilando,
controlando que la temperatura no se eleve como para que se rompan los enlaces carbono-hidrógeno
de elevado peso molecular. Esto se logra mediante el control de la presión de la torre (por debajo de
la atmosférica). El vacío se obtiene por medio de eyectores de agua que operan acoplados a la torre
de destilación, bajando el punto de ebullición. Los productos derivados del petróleo, no condensables,
son extraídos de la torre mediante los mencionados eyectores.
Los productos obtenidos de esta forma, son: aceites livianos, medios y pesados y como residuo asfalto, que contiene aún una cierta cantidad de aceites viscosos que pueden ser extraídos en una posterior destilación.

De pretender obtener los aceites del asfalto mediante temperatura (destilación), se corre el riesgo,
aún en una torre de vacío, de romper las cadenas de enlaces ( crackeo ). Esto se evita separándolo
mediante la extracción con solventes, por ejemplo, el propano líquido que permite obtener dos aceites
base más como son el bright stock y el cilindro. Como residuo queda asfalto duro recuperándose el propano para su posterior reutilización.

En definitiva se han obtenido cinco cortes de aceites base crudos, que serán la materia prima para la
obtención de los lubricantes finales, posteriormente a su refinación.

5.2. Características de los aceites base.
Los aceites base deben tener las siguientes tres cualidades, de modo tal que sea apto para la elaboración de lubricantes.
- Alta resistencia a la oxidación: Para adecuarse satisfactoriamente a las altas temperaturas durante el uso del aceite.
- Alto índice de viscosidad (IV): La viscosidad debe mantenerse lo mas uniforme posible con el aumento de la temperatura, es decir que la viscosidad debe caer con menor gradiente con respecto a
la temperatura. Esto se logra con estructuras moleculares del tipo parafinico.
- Bajo punto de escurrimiento: El aceite debe fluir ·con facilidad a bajas temperaturas, es decir que
los cristales de parafina no deben cristalizarse o el contenido de parafina debe estar acotado.

La siguiente tabla muestra como se comportan los distintos tipos de enlaces, en función de estas características:

De la misma tabla se desprende la necesidad de que en el proceso de refinación de las bases de los
aceites deben reducirse los contenidos.de aromáticos y en menor medida las parafinas.

5.3. Refinación.
El concepto de refinación de los aceites es el de reducir el contenido de aromáticos y de cierta cantidad de parafinas sólidas para enriquecer el aceite en sus componentes aptos. Siendo las parafinas
buenos lubricantes, se trata de separar la menor cantidad posible. Finalmente, se deberán reducir los
contenidos de azufre y oxígeno y mejorar el color final del corte, lo que se lpgra mediante un tratamiento con hidrógeno y catalizadores.

Los métodos de refinación son los siguientes:

5.3.1. Refinación por solventes.
La refinación por solventes reemplazó al antiguo sistema de utilización de ácidos (normalmente
ácido sulfúrico) para la extracción de aromáticos.
Utilizando el solvente apropiado se consigue la separación de los aromáticos del aceite base.
Al mezclarse la carga a ser refinada con el solvente, éste arrastra a los aromáticos que, por diferencia
de densidad, quedan en la parte inferior de la columna, obteniéndose de la superior el aceite refinado. El solvente es recuperado para continuar con su utilización, obteniéndose un extracto de aromáticos que será posteriormente utilizado en otros procesos. El solvente más utilizado es el Furfural (aldehído aromático obtenido de productos vegetales).

5.3.2. Desparafinización.
El aceite obtenido mediante la refinación por solventes tiene un alto contenido de parafinas, las cuales no permiten disponer de un producto con un punto de escurrimiento adecuado, por lo que se deberán extraer aquellos hidrocarburos de características parafinicas que no permiten satisfacer dicha condición.
Teniendo en cuenta que los buenos aceites deben tener parafinas, la extracción de éstas debe ser en la menor medida posible de modo de obtener un producto adecuado como lubricante, teniendo en cuenta las condiciones climatológicas donde va a ser usado.
En nuestro país el punto de escurrimiento normalmente utilizado es de -1 OºC, aproximadamente.
La desparafinización puede hacerse por medio de solventes y un posterior enfriamiento.

5.3.3. Hidrogenación.
El objeto de la hidrogenación es la de refinar ciertos productos, entre los que se incluye las bases de los lubricantes. Su descubrimiento data de 1920 pero el elevado costo de producción del hidrógeno limitó su utilización hasta 1970, en que se abarató su obtención. Es el método más moderno para la producción de lubricantes.
Se utilizan tres tipos de refinado por hidrogenación:
- Hidroterminado: Utilizado como proceso final, estabilizando los elementos no deseados. Tiene mayor rendimiento que los tratamientos con arcilla, eliminando una cantidad superior de azufre. Mejora notablemente el color del producto, obteniéndose gran transparencia del mismo.
- Hidrotratamiento moderado: Es un tratamiento más severo que el anterior, donde se utilizan mayores presiones que modifican la estructura de los hidrocarburos de la carga. De esta forma, una elevada saturación de hidrógeno provoca la conversión de cargas con alto contenido de nitrógeno, azufre y aromáticos, en aceites nafténicos estables y de alto rendimiento.
- Hidrotratamiento severo: Utilizando altas presiones y temperaturas, en presencia de catalizadores, se produce el hidrocracking de los aromáticos, transformándolos en parafmicos, obteniéndose un producto final de elevado índice de viscosidad.

_____________________________________________________________________________________

ENTRADAS RELACIONADAS

• MTD UNIDAD 2: LUBRICANTES Y COMBUSTIBLES
• MTD UNIDAD 9: Cojinetes y lubricación hidrodinámica
• MTD UNIDAD 10: SISTEMAS DEL MOTOR. Parte 1
• MTD UNIDAD 18: CONDUCCIÓN DEL MOTOR MARINO
• MTD UNIDAD 20: MANTENIMIENTO DEL MOTOR.   
• PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO
• Chequeos y trabajos a efectuar en elementos del sistema de inyección a bordo (detección de fallas)
• Sellado de Equipos Rotativos
• Principios de sellos mecánicos
• Juntas dinámicas y anillos retén
• GRASAS LUBRICANTES
• LA VISCOSIDAD DE LOS LUBRICANTES
• MEDICIÓN DE LA VISCOSIDAD EN ACEITES
• TIPOS DE LUBRICANTES 
• TRIBOLOGIA
• Propiedadesde los Aceites Lubricantes (compresores frigoríficos)
• APLICACIÓN DE LAS GRASAS  
• APLICACIÓN DE LOS LUBRICANTES  
• Combustible para Motores Diesel Marinos 

_____________________________________________________________________________________ 

FUENTE:

NORMAS PARA EL USO Y CONSERVACIÓN DEL MATERIAL DE CASCO, ELECTRICIDAD Y MAQUINAS NAVALES (NOCEM) CAPITULO 23 LUBRICANTES Y SISTEMAS RELACIONADOS 3ª Edición 1999