• 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

Hidrofraccionados

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

Lubricantes por hidrocracking

¿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

Aceites sintéticos vs. minerales para compresores

010002000300040005000600070008000

HORAS

VIDA ÚTIL

MINERAL

SINTÉTICO

MAYOR VIDA DEL ACEITE

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Semanas en Laboratorio

cS

t 4

0°C

Mineral ISO 46

Mineral ISO 32