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Óleos básicos

Por GUSTAVO EDUARDO ZAMBONI

Engenheiro industrial graduado pela Universidade de Buenos Aires.

Al Gore e o IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) das Nações Unidas sobre mudanças climáticasganharam, em 2007, o prêmio Nobel da Paz por seu filme “Uma verdade inconveniente”, que já tinha sido premiado

previamente com dois Oscars, um pelo Melhor Documentário e outro pela Melhor Canção, pela Academia Americana

de Cinema.

Isto mostra claramente a direção que o mundo está tomando. A cada ano, as leis ambientais serão mais estritas e

exigirão, das pessoas e empresas, consciência e responsabilidade social e ambiental.

Essa nova visão do mundo está exigindo, das empresas produtoras de lubrificantes, óleos básicos de alta qualidade

e desempenho. Como conseqüência, é necessário o desenvolvimento de novas tecnologias que aumentem o grau

de refino dos básicos e melhorem o seu valor agregado.

As estritas especificações requeridas para os produtos finais exigem dos básicos:

Produtos de menor viscosidade para aumentar a economia de combustível;Menor volatilidade para reduzir o consumo de óleo;Maior estabilidade à oxidação e térmica visando ao aumento do período entre trocas;Melhoria do desempenho dos lubrificantes, em baixa e alta temperatura, para atingir as especificaçõesrequeridas pelas máquinas modernas.

Tipos e classificação de óleos básicos

Os óleos lubrificantes minerais podem ser classificados, de acordo com sua origem, em parafínicos naftênicos e

aromáticos. Como os óleos aromáticos não são adequados para fins de lubrificação, só abordaremos neste artigo os

dois primeiros.

Esses dois tipos apresentam propriedades peculiares que os indicam para umas aplicações, contra-indicando-os

para outras. Não há, pois, sentido em dizer que um óleo é melhor do que outro por ser parafínico ou naftênico.

Lembramos, entretanto, que os modernos processos de refino podem modificar as características do óleo. Pode-se,

através de uma refinação adequada, melhorar a resistência à oxidação do lubrificante, reduzir seu ponto de fluidez,

aumentar seu índice de viscosidade, torná-lo mais claro etc.

Para se ter uma idéia da diferença entre os tipos de

bases utilizadas em lubrificantes, vemos, na tabelaabaixo, o impacto da origem do óleo no índice de

viscosidade.

Atendendo às necessidades de qualidade da

indústria automobilística, o API (American Petroleum

Institute) nos Estados Unidos e a ATIEL (Association

Technique de L’Industrie Europeanne des Lubrifiants)

na Europa, adotaram um sistema de classificação, com a finalidade de padronizar as especificações de óleos

básicos para todas as refinarias existentes no mundo. Assim, foram adotados três parâmetros como referência: Teor

de Enxofre, Teor de Saturados e o Índice de Viscosidade (I.V.).

Segundo esses critérios, foram criados cinco grupos:

http://www.lubes.com.br/revista/ed05n03.htm

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Grupo I – Rota Solvente - Os óleos básicos deste

grupo são geralmente produzidos pela rota solvente

(processos de extração de aromáticos e

desparafinização por solvente, com ou sem

hidroacabamento) e são os menos refinados da

classificação. São uma mistura, não uniforme, de

diferentes cadeias de hidrocarbonetos e sãoutilizados para formular a maioria dos óleos

automotivos.

Grupo II – Hidrorrefino - Os óleos básicos do Grupo II são produzidos por um processo mais moderno denominado

de rota hidrorrefino. São muito utilizados para fabricação de óleos para motor. Tem um desempenho adequado em

propriedades como volatilidade, estabilidade à oxidação e ponto de fulgor, porém seu desempenho é regular no que

se refere a ponto de fluidez e viscosidade a baixa temperatura. Esses óleos tipo II são produzidos principalmente na

América do Norte, onde tem uma participação de mercado de 45%.

Grupo III – Hidroprocessamento e Refino - Os óleos

deste grupo são produzidos pelo processo de

Hidrodraqueamento e, apesar de não terem

modificações químicas especiais, têm excelente

desempenho em uma grande variedade de

propriedades, como uniformidade molecular e

estabilidade. São utilizados para fabricação de óleos

lubrificantes sintéticos e semi-sintéticos, produzidos

principalmente na Europa e na Ásia.

Grupo IV – Reações Químicas - Os básicos do

Grupo IV são obtidos através de reações químicasdas matérias-primas sintéticas, como Poli-Alfa-

Olefinas (PAOs). Esses produtos, combinados com

aditivos, oferecem um excelente desempenho dos

atributos relacionados à lubrificação. Têm uma

composição química estável e cadeias moleculares

uniformes.

Grupo V – Neste grupo encontramos os básicos

naftênicos, além de ésteres sintéticos e poliolesteres

como poli-isobuteno e poli-alquileno. Esses básicos

são principalmente utilizados para desenvolvimento

de aditivos e em processos petroquímicos.

Grupo VI – Foi criado exclusivamente para abrigar

um tipo de oligômero de olefina fabricado na Europa,

chamado de Poli-internal Olefina (PIO), a fim de

simplificar os processos de aprovação.

Por questões comerciais, e para atender uma demanda de mercado, algumas refinarias realizaram melhorias nos

processos de refino, com vistas a aumentar o Índice de Viscosidade dos produtos finais, embora os teores de

enxofre e saturados continuassem enquadrados nos mesmos grupos. Foram criadas então, algumas categorias nãooficiais, mas com grande aceitação pelo mercado.


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São elas:

Grupo I+: Ainda com alto teor de enxofre e baixo teor de saturados, mas com condições de processo ajustadas para

um I.V. mais elevado, variando entre 100 e 105.

Grupo II+: Algumas refinarias, com ajustes nas condições de processo conseguem fazer um grupo II com I.V. na

faixa de 110 a 120.

Grupo III+: Não disponível comercialmente ainda. Tendo o gás natural com fonte, é chamado também de tecnologia

Gas To Liquidou simplesmente GTL. Terão um I.V. acima de 140.

O mercado Mundial

Apesar de, nos últimos anos, algumas refinarias terem sido desativadas, ainda existem no mundo 147 unidades

produzindo básicos dos tipos I a V, com uma capacidade instalada total de aproximadamente 54 milhões de metros

cúbicos por ano, distribuídas pelos 5 continentes (Fig. 1). Dentro desse mercado Global, a ExxonMobil é a empresa

que apresenta a maior capacidade de produção: 14,1% do total global, enquanto a Petrobras, com 4 plantas,

participa com cerca de 2,2 % desse total, ocupando o 8º lugar.

A demanda mundial de óleos básicos, por outro lado,é da ordem de 41 milhões de metros cúbicos por

ano, distribuídos como mostrado no gráfico abaixo.

A produção de óleos básicos do Grupo I domina

ainda o cenário mundial, exceto na América do

Norte, onde existe uma forte presença de óleos

Grupo II, 45% do mercado local. Japão, Coréia e

China dispõem também de grande capacidade de

produção dos Grupos II e III. Na América do Sul, a

produção de Grupo I chega a 72% do total, sendo os

restantes 28% de básicos naftênicos. Embora a

capacidade instalada seja maior que a demanda atual, cerca de 13 milhões m3, diversas projeções de mercado

apresentam um cenário menos folgado e com menor disponibilidade de básicos no mercado internacional,


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confirmado com a escassez verificada desde 2005 no mercado internacional.

O mercado brasileiro

Atualmente a Petrobras possui uma capacidade nominal de produção de óleos básicos parafínicos do grupo I da

ordem de 750.000 m3/ano, divididos por duas de suas refinarias, a REDUC no Rio de Janeiro e a RLAM na Bahia.

Com relação aos óleos básicos naftênicos (Grupo V), a empresa tem uma fábrica em Fortaleza – LUBNOR – que

possui uma capacidade nominal de produção de 60.000 m3/ano.

O Brasil ocupa a quinta colocação mundial em termos de consumo de óleos básicos lubrificantes (1.085.000

m3/ano), e a primeira colocação na América Latina, seguido do México (768.000 m3/ano), Argentina (276.000

m3/ano) e Venezuela (177.000 m3/ano).

A Petrobras possui atualmente uma participação da

ordem de 64% no mercado brasileiro de óleos

lubrificantes básicos, através de produção própria, e

de 76%, incluindo as importações e revenda de

produtos. Em 2006 o Brasil importou um total

aproximado de 200.000 m3, dos quais 63% eram

importação da Petrobras e 37%, importação de

terceiros.

A partir do ano 2000 as importações brasileiras de

óleos básicos cresceram 74%, no entanto,

verificamos que a proporção do volume importado

por terceiros se manteve relativamente estávelentre 30% e 40%.

Tudo isso parece simples, porém é importante lembrar que, a medida que aumenta o volume de óleos básicos

importados, aumenta geralmente também a quantidade dos fornecedores, acarretando alguns inconvenientes para

os fabricantes de produtos lubrificantes. Os básicos provenientes de cada refinaria têm especificações diferentes, o

que muitas vezes obriga as empresas a aprovar novas formulações para essas matérias-primas gerando custos

adicionais além do tempo necessário para essa aprovação. Obriga também a dispor de maior quantidade de tanques

de estocagem, tanto nos clientes quanto nos terminais, para básicos de diferentes origens.

Óleos Básicos Não Convencionais

Denominamos assim aqueles óleos obtidos por processos de refino especiais de derivados de petróleo ou pela

utilização de síntese a partir do gás natural. Outras tecnologias estão em desenvolvimento, partindo de matérias-

primas diversas, porém consideraremos apenas dois tipos de bases que se enquadram nessa categoria.

a) Óleos de Alto ou Altíssimo Índice de Viscosidade. Esses óleos são básicos refinados de petróleo que recebem um

tratamento severo com hidrogênio, aumentando substancialmente seu índice de viscosidade, obtendo-se um

produtocom excelente estabilidade à oxidação, sendo o produto final livre de compostos aromáticos. O processo

pode ser dividido em três seções principais:

Hidrocraqueamento e Saturação;1.

Hidroisomerização;2.Hidroacabamento.3.


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b) Tecnologia GTL (Gas To Liquid): Essa tecnologia converte o gás de síntese em combustível e lubrificante sintético.

Muito utilizado pelos alemães na Segunda Guerra Mundial, ficou abandonado até a década de 1990, quando, como

resultado de novas descobertas de reservas de gás natural, desenvolvimento de novos catalisadores, restrições

ambientais e a alta nos preços do petróleo, estimulou-se sua utilização. Essa tecnologia produz produtos com um

grau de pureza extremamente elevado sem sub-produtos indesejáveis. No Brasil, existem grandes ocorrências de

gás natural e as rotas GTL podem ampliar a viabilidade econômica para essas reservas.

Processos de Produção

A matéria-prima do óleo básico mineral é o petróleo cru. Este passa por vários processos de refino, nos quais

componentes indesejáveis como parafina, enxofre ou nitrogênio são retirados.

Nesse processo, moléculas de hidrocarbonetos não-saturadas são eliminadas ou convertidas em moléculas mais

estáveis.

O óleo cru é primeiro separado através de um processo de destilação a vácuo, em que diversas frações são

separadas por faixa de viscosidade. As frações que são destinadas à produção de óleos básicos são processadas

usando diferentes combinações dos procedimentos que seguem:

Rota solvente: Este processo tem como objetivo separar os hidrocarbonetos saturados dos não-saturados, eé usado pela maior parte dos produtores de básicos parafínicos, obtendo-se, como resultado, básicos doGrupo I. O processo tem duas etapas: a remoção dos aromáticos pela extração solvente, com o objetivo demelhorar o índice de viscosidade, e a desparafinização por solvente, que procura evitar a cristalização doproduto, a baixa temperatura reduzindo o ponto de congelamento.

Hidrotratamento: Converte parte dos hidrocarbonetos não-saturados para saturados com o objetivo demelhorar o rendimento antes da extração por solvente. Esse processo retira grande quantidade de compostosde enxofre e de nitrogênio. Consiste na adição de hidrogênioao óleo básico em condições de alta pressão etemperatura na presença de um catalisador. Como resultado, o procedimento elimina impurezas, geramoléculas estáveis, melhora a cor e aumenta a vida útil do óleo básico.Hidrocraqueamento: É um processo sofisticado no qual as moléculas da matéria-prima reagem para formar


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novos compostos de hidrocarbonetos saturados. O rendimento das moléculas saturadas e muito maior que oalcançado com hidrotratamento e extração por solvente. O processo consiste na passagem da base por umleito com catalisador em condições de alta pressão e temperatura. Dessa forma, as moléculas são quebradase reagrupadas em compostos mais estáveis. Simultaneamente o enxofre e o nitrogênio são removidos quasena sua totalidade. Parte dos compostos aromáticos formados tem alto índice de viscosidade e baixo ponto defluidez.Hidroisomerização: Quando usado em conjunto com hidrocraqueamento, transforma as moléculas damatéria-prima em moléculas de hidrocarboneto altamente estáveis. Esse processo acontece em condições dealta pressão e temperatura na presença de um catalisador adequado. Como resultado, se obtém um óleo

básico de altíssima qualidade.Hidroacabamento: É um processo que elimina compostos de nitrogênio e enxofre, melhora a cor da base esua estabilidade térmica e à oxidação. Ë usada nas mais modernas plantas de produção de óleos básicoscomo a fase final do processo. Utilizando catalisadores especiais e altíssimas pressões, converte impurezasremanescentes em compostos estáveis eretira os restos de nitrogênio e enxofre.

Tendências mundiais

Como resultado do aumento das exigências tecnológicas e ambientais, existe uma tendência crescente de aumento

da produção de óleos básicos dos Grupos II e III, porém é consenso que os básicos do Grupo I ainda terão uma

participação representativa no mercado por longo tempo.

Isto é resultado de:

Redução do número de refinarias que produzem óleos básicos;Paradas para manutenção das refinariasexistentes;Projetos de refinarias com hidrocraqueamento, que permitem produzir tanto combustíveis quanto óleosbásicos lubrificantes; em épocas de alta volatilidade de preços do petróleo, as empresas priorizam a produçãode combustíveis, visando aumentar seus lucros.

Analisando outro aspecto, as grandes companhias utilizam suas marcas para desenvolver, nos clientes, percepções

de alta tecnologia e excelência em desempenho que, juntamente com as exigências ambientais, cada vez mais

restritivas, vêm requerendo a utilização de óleos lubrificantes de maior rendimento. A evolução das especificações

para óleos de motor exige, cada vez mais, o uso de básicos de menor viscosidade (menor consumo de combustível),

baixa volatilidade (menor consumo de óleo) e melhor estabilidade térmica e à oxidação (extensão do período detroca).

Porém, para o desenvolvimento de produtos de baixa viscosidade e baixa volatilidade, tornase indispensável o uso

de básicos de alta parafinicidade e alto índice de viscosidade. Essas características são encontradas dentro dos

básicos de Grupo IV, as Poli-Alfa-Olefinas, e em óleos minerais obtidos por hidrorrefino, que permite obter tanto

básicos minerais do Grupo II com índice de viscosidade entre 95 e 105, quanto óleos não convencionais do Grupo

III, com índice de viscosidade maior que 120.

História dos Lubrificantes

Cedo na sua história o homem descobriu a importância da lubrificação, ao perceber que o uso de gordura animal ou

azeites vegetais facilitava o carregamento de grandes pesos ou reduzia o atrito dos eixos das charretes. Após

séculos sem grandes avanços, isto finalmente começou a mudar com o primeiro poço furado, em 1959, em Oil Creek

– Pennysilvania, por Edwin L. Drake, que deu início à história moderna da Indústria do Petróleo.

Apesar de o petróleo já ser conhecido e utilizado em diversos lugares do planeta, foi a partir dessa perfuração que

começou um grande período de desenvolvimento tecnológico e um grande boom de petróleo na região e no mundo,

primeiro usando-se o petróleo para iluminação e aquecimento e, posteriormente, desenvolvendo-se novas

aplicações para o produto. Após este descobrimento, outros centros também aproveitaram seus recursos, dando

início a uma nova indústria, a Indústria do Petróleo.

Com o desenvolvimento da indústria automotiva, novas necessidades surgiram. Os primeiros carros utilizavamsubprodutos lubrificantes, resultado de um refino primário, obtidos do petróleo cru refinado para fabricar o

combustível, para lubrificar as partes metálicas deslizantes e rotativas dos primeiros motores de combustão interna.


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Inicialmente cada projetista tinha sua própria especificação, tanto para o combustível quanto para o lubrificante;

porém, à medida que aumentou o número de automóveis, ficou evidente a necessidade de padronizar alguns

componentes, nascendo assim a Indústria de Autopeças e os Fabricantes de Combustíveis e Lubrificantes, em

particular, que logo tiveram uma demanda global do seus produtos. No início da década de 1930, as montadoras

identificaram a necessidade de determinar padrões de desempenho de lubrificantes e combustíveis, de forma a

poder comercializar seus veículos em qualquer lugar do mundo, sem grandes modificações ou ajustes.

Partindo daqueles primeiros lubrificantes à base de petróleo, um longo caminho foi percorrido até os dias de hoje,em que processos altamente sofisticados melhoraram os atributos dos lubrificantes para satisfazer as severas

exigências ambientais dos dias de hoje.

O futuro

Com certeza podemos afirmar que o futuro nos depara com lubrificantes com maior grau de pureza, baixa

volatilidade e uma maior vida útil.

Neste cenário, e frente aos novos requisitos ambientais, é provável que a tecnologia GTL ocupará uma posição de

grande importância na fabricação de óleos básicos, nos próximos anos, fornecendo produtos de altíssima pureza,

excelente desempenho e de reduzido impacto ambiental. Entretanto a disponibilidade de gás natural é que vai

determinar o futuro dessa tecnologia.

Assim a qualidade dos óleos básicos continuará a evoluir para satisfazer cada dia mais as necessidades do exigente

consumidor do século XXI.

Índice de viscosidade: E um coeficiente que mede a variação da viscosidade de um líquido frente à variação da

temperatura.


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