«REFINACIÓN DEL PETROLEO” Obtención de Lubricantes CAPITULO II DOCENTE : ING: ROMULO BARBA PEDRAZA
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Santa Cruz, 2013
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CAPITULO Nº2 REFINACION DEL PETROLEO EL PETRÓLEO – SU DEFINICION - SU COMPOSICION PROPIEDADES: La palabra PETRÓLEO proviene de dos voces latinas “Petrum” que significa Piedra y “Oleum”, que significa Aceite, por lo que etimológicamente el Petróleo significa “Aceite de Piedra “, son muchos los nombres que se le ha dado a través del tiempo, como Jugo de la tierra, Betumen, Brea, Nafta, Asfalto, Oro Negro, Betún, Nafta de Persia, Alquitrán de Judea, etc. El petróleo es un líquido aceitoso, inflamable, cuyo color varía desde el incoloro hasta el negro, de olor penetrante, es más ligero ó liviano que el agua, está
compuesto por diferentes tipo de hidrocarburos y muy pequeñas cantidades de otras impurezas tales como, azufre nitrógeno, agua y oxígeno, generalmente se encuentra en el subsuelo a diversas profundidades, de donde se lo extrae mediante perforaciones que permiten su salida a la superficie.
COMPOSICIÓN DEL PETRÓLEO
C1-C2 Gas Combustible C3-C4-C5 GLP C1 al C4 Son Gases C5 al C20 Son Líquidos C21 y superiores Son Sólidos C5 al C10 Gasolinas (Liviana y Media ó Pesada) C10 al C12 Naftas C13 al C15 Kerosene C16 al C21 Diesel Oil C21 al C27 Aceite SAE-10 C27 al C35 Aceite SAE-20 C35 al C45 Aceite SAE-30 Brigth – Stock + Hidrogenación = Aceites Terminados
La Industria mundial de los Hidrocarburos líquido, clasifica al Petróleo de acuerdo a su Densidad en ªAPI (Parámetro internacional del Instituto Americano del Petróleo) y los
clasifica de la siguiente manera: Petróleo Extra pesado Hasta Petróleo Pesado De 10 Petróleo Mediano 27 Petróleo Ligero ó Liviano 34 Petróleo Súper ligero ó muy Liviano
a a a Superior
10 ªAPI 27 ªAPI 34 ªAPI 40 ªAPI 40 ªAPI
En Bolivia los Petróleos Crudo que producimos se encuentran en el orden de los 58 a 62 ªAPI. dependiendo del lugar de su procedencia. , generalmente manejamos petróleo muy liviano ó condensado. Es necesario aclarar que cuando hablamos de petróleo crudo ó de Crudo simplemente, nos estamos refiriendo al petróleo tal como se encuentra en su estado
natural, es decir , sin haber sido sometido a ningún proceso de refinación ó eliminación ó separación del gas ó del agua, ó de cualquier otro material extraño a su propia naturaleza.. El petróleo está compuesto por hidrocarburos desde el C1 hasta el C45.
COMPOSICIÓN DEL GAS NATURAL
COMPOSICIÓN DEL GAS NATURAL COMPONENTE
NOMENCLATURA
COMPOSICIÓN (%)
ESTADO NATURAL
METANO
CH4
90,00
Gas
ETANO
C2H6
5,00
Gas
PROPANO
C3H8
2.00
Gas licuable
BUTANO
C4H10
1.00
Gas licuable
PENTANO
C5H12
2.00
Líquido
HEXANO
C6H14
-----
Líquido
NITROGENO
N2
-----
Gas
GAS CARBONICO
CO2
-----
Gas
Nota: La composición del gas varia según el yacimiento
} }
GAS SECO
GLP
5
EL PETRÓLEO, SU GRAN IMPORTANCIA ECONÓMICA-FINANCIERA, POLÍTICA Y GEOPOLITICA EN LA ECONOMIA MUNDIAL: Petróleo = Aceite de Piedra. Del Latín (Petra= Piedra y Oleum = Aceite) Es un recurso natural NO renovable, que aporta el mayor porcentaje del total de la
Energía que se consume en el mundo. El Petróleo es uno de los más importantes minerales naturales y una de las fuentes más importantes para la obtención de los diferentes combustibles para obtener Energía como agente productor de calor. El Petróleo es una sustancia aceitosa de color oscuro, de origen bituminoso que está compuesto de hidrógenos y carbonos, se le denomina Hidrocarburos, que en su estado natural se encuentra en estado líquido ó gaseoso. Por lo tanto. El Petróleo Crudo es una mezcla compleja de hidrocarburos de
diferentes puntos de ebullición, acompañados de pequeñas impurezas tales como agua, barro, lodo, oxígeno, azufre y compuestos nitrogenados. El Azufre se encuentra como Azufre libre disuelto, como sulfuro de hidrógeno SH2 , ó como compuestos Orgánicos tales como el Tiofeno, ácidos sulfónicos, mercaptanos, sulfatos y sulfuros de alquilo.
El Petróleo tiene una tremenda importancia en nuestras vidas, ya que la vida sin el petróleo no podría ser tal como la conocemos hoy en día. Del petróleo obtenemos las gasolinas, el GLP, el Diesel Oil, el
Jet Fuell, etc, combustibles que son muy necesarios para nuestros autos, autobuses, camiones, barcos y para nuestros aviones. El Gas Natural lo usamos para generar electricidad, obtener energía calorífica para nuestras fábricas, refinerías, hospitales y oficinas y los diversos lubricantes para nuestras maquinarias y vehículos. La matriz energética esta hecha en base al Petróleo. La industria Petroquímica usa productos derivados del petróleo y los usa para hacer plásticos, fibras
sintéticas,
detergentes,
medicinas,
conservadores
alimentos, pinturas, hules y productos agroquímicos, etc, etc.
de
El Petróleo ha transformado la vida de las personas y la economía de las naciones. Su descubrimiento creó riquezas, modernidad, pueblos
industriales prósperos y principalmente muchos empleos, motivando el crecimiento de las industrias. Principalmente para nuestro país, cobra fundamental importancia, ya que una de nuestras principales fuentes de divisas es la Exportación de nuestro Gas natural: De aquí para delante estamos con el objetivo de Industrializar nuestro Gas Natural, instalar plantas de Separación de líquidos, para sacarles el GLP al Gas Natural y luego éste exportarlo lo que nos sobre, instalar plantas de GTL, para
sacar gasolinas y fundamentalmente Diesel Oil, de ésta manera dejar de Importar DO por cerca de 400 MM $us, luego plantas de Petroquímica, Urea, Fertilizante, Metanol, DME, etc. Como se puede apreciar el futuro de nuestro país se presenta muy promisorio y con muy buenas perspectivas para generar fuentes de trabajo.
Las estadísticas indican que en China se consume petróleo alrededor de 1-2 Barriles promedio por año por habitante año, para los países de Latinoamérica y el Caribe el consumo de petróleo es de 4-5 Barriles promedio por año por habitante año, para los países de Europa esta entre 14 a 15 barriles y para los EEUU el consumo es de 24 a 25 Barriles de petróleo promedio por año y por habitante año. Esto producirá una alta presión en la demanda de petróleo, especialmente para uso en el sector de transporte. Los EEUU consumen el 60 % del petróleo producido por la OPEP.
Tal es la importancia y la gran demanda de petróleo y de gas
natural, que cada año se perforan más de 50 000 pozos en los países occidentales. Se ha calculado que hay en el mundo un número superior a los 9 000 equipos de perforación rotatoria funcionando, esto requiere un promedio de 150 000 hombres trabajando solamente en éste rubro de la industria petrolera. Es difícil pensar en otro grupo humano que se encuentre trabajando en una actividad que afecte tanto la vida del resto de la población mundial. De los pozos perforados por éste números de hombres relativamente pequeños, se producen 75 millones de barriles de petróleo por día, 75 MM BPD o sea más de 9 millones de toneladas métricas de petróleo.
CARACTERISTICAS
CARACTERISTICAS
CARACTERISTICAS
CARACTERISTICAS
CARACTERISTICAS
DEFINICIÓN DE UNA DESTILACIÓN, DIFERENTES TIPOS DE DESTILACIÓN, CORTES DE DESTILACIÓN. LA DESTILACIÓN es una operación en la que los vapores que ascienden a través de las bandejas de fraccionamiento en la torre, entran íntimamente en contacto con el liquido que desciende a través de las bandejas o platos de burbujeo de modo que los componentes de alto punto de ebullición se condensan y se concentran en el fondo de la torre mientras que los livianos se concentran y pasan a través de la cabeza de la torre. De esta manera los productos se van acomodando dentro de la torre de destilación según sus puntos de ebullición o según sus componentes. La destilación es la separación parcial de los componentes de una mezcla mediante vaporización y condensación selectiva.
Se destilan 100 ml de muestra a una velocidad uniforme de 5 ml por minutos, el destilado se condensa en un tubo de latón rodeado de hielo picado, la temperatura de vapor cuando cae la primer gota de condensado del refrigerante, se anota como punto inicial de ebullición, luego se registra la temperatura de vapor en forma sucesivas a
medida que se recogen cantidades de 10 en 10 ml hasta llegar al punto final de destilación, que es la temperatura máxima obtenida durante el ensayo.
Existen tres tipos de destilación que son: 1.- Destilación Atmosférica o Weathering.-ASTM D-3588 : que se lo aplica para el Gas Natural y para el GLP, en al cual es una simple evaporación de hidrocarburos livianos a temperatura ambiente con el fin de descubrir la presencia de los hidrocarburos pesados, estos nos dan una idea aproximada de la
cantidad de constituyentes de alto punto de ebullición en la mezcla gaseosa GLP. 2.- Destilación Engler.-ASTM –D-86: Es una destilación atmosférica que se la aplica para todos los productos terminados llámense gasolina, kerosén, diesel etc. en un balón de destilación de 100 ml. Se destila a razón de 5 ml por minuto y se anotan los siguientes valores: Punto inicial. Es la temperatura a la que cae la primer gota de condensado. Punto final.- es la máxima temperatura obtenida durante el ensayo. Recuperado % Vol.- es el volumen en ml recuperado en la probeta al final del ensayo
Residuo % Vol.- es el volumen de muestra en ml que queda en el balón después de ensayo. Perdida % vol.- Es la diferencia entre el volumen de muestra de 100 ml y la suma de recuperado más residuo.
3 .- Destilación Hempell.-ASTM D-285: Se usa especialmente para destilar el petróleo crudo con el fin de conocer los diferentes componentes o constituyentes del crudo, también se usa para los productos contaminados con el fin de conocer los porcentajes de contaminación. En un balón de destilación de 300 ml – balón Henpell con una cadena introducida dentro del balón que simula los platos de destilación y con reflujo. Se usa la misma técnica que la destilación Henpell, se toma en cuenta los diferentes cortes de destilación a 760 mm Hg, para calcular su rendimiento se va anotando la temperatura cada 15 ml de volumen recuperado conforme se van avanzando en corte de destilación.
DIFERENTES CORTES DE DESTILACIÓN automotor entre 212 – 248 ºF, y la gasolina de aviación entre 158 – 212 ºF de la misma manera se pueden obtenestilación repetida o fraccionada de las fracciones ligeras de los crudos, actualmente es posible dividir en diferentes cortes de destilación que tengan puntos de ebullición mucho más estrechos, por ejemplo de la fracción de la gasolina se puede separar el éter de petróleo entre 104 – 158 ºF. La gasolina er fracciones mucho mas estrechas para el kerosén y para el Diesel Oíl. De las fracciones altas temperaturas de ebullición se separa los hidrocarburos individuales tales como: Pentanos, Hexanos, Ciclo pentanos, Ciclo hexanos, y sus derivados metílicos y los hidrocarburos aromáticos tales como: el Benceno, tolueno y Xileno. Del petróleo se han separado o identificado alrededor de 150 hidrocarburos puros con los puntos de ebullición que fluctúan hasta 250 º C (482 ºF), los cortes de destilación que se usan en las refinerías de Santa Cruz son las siguientes:
•Gasolina Liviana LSR •Gasolina media MSR •Destilado Liviano DL- Nafta •Destilado Medio DM – Kerosene •Destilado Pesado DP – Diesel Oil •Crudo Reducido
punto inicial desde 200 desde 320 desde 375 desde 500 superior
a -
200 ºF * 320 ºF * 375 ºF ** 500 ºF ** 680 ºF *** 680ºF
Pi — 93.3 ºC 93.3-- 160ºC 160--- 190.5ºC 190.5--260ºC 260----360ºC 360ºC
Los vehículos modernos están exigiendo combustible o Gasolinas de mayor calidad o Gasolinas de altos octanajes con mínima cantidad de residuos con el fin de no contaminar el medio ambiente. Para obtener Gasolinas de algo octanaje existen los procesos de Reformación catalítica o plantas de Hydrobon – Platforming, el craqueo catalítico es un proceso que consiste en someter a la gasolina en estado de vapor a altas temperaturas provocando la descomposición de las moléculas de los hidrocarburos de alto puntos de ebullición en moléculas mas simples de baja temperatura de ebullición lo que permite aumentar el rendimiento de las gasolinas varias veces y mejorando su calidad con un alto octanaje .
Punto inicial de destilación es la temperatura a la que cae la primer gota de condensado, es una medida indirecta del punto de inflamación y por lo tanto, de la seguridad y riesgo de incendio. El 50 % de Recuperado muestra una relación aproximada por la velocidad de evaporación. Cuanto más baja sea la temperatura del 50 % de evaporación, más rápida será la evaporación. Las temperaturas del 50 % y del 90 % indican las características de calentamiento, cuanto más bajas sean mejor será el calentamiento. Si la temperatura correspondiente al 50 % es baja, eso indica que habrá buena aceleración. Si la temperatura correspondiente al 90 % es baja, la combustión será completa, es decir la distribución de combustible a los cilindros, será uniforme y habrá menor formación de depósitos en la cámara de combustión. Se especifica una temperatura máxima para el 90 % de destilación, para prevenir la entrada excesiva de combustible líquido a los cilindros, lo que ocasionaría pérdidas de energía y además evitar una mala distribución a los cilindros. Una temperatura correspondiente al 90% demasiada alta puede producir una dilución elevada del aceite lubricante. Se fija un intervalo máximo de temperatura para el 90% y el punto final de destilación para prevenir contra la presencia de componentes de puntos de ebullición demasiados altos lo que puede ocasionar mala distribución a los cilindros, suciedad en la bujías, perdidas de energías, altas temperaturas, gastos de combustibles, bajo rendimiento y dilución de los aceites lubricantes.
Una ves que el petróleo crudo a sido recolectado de los diferentes campos de producción, una ves purgado y libre de toda clase de impurezas a sido transportado hasta los tanques de almacenamiento de las refinerías y ya se encuentra fiscalizado, el proceso que va a recorrer el crudo hasta entrar a la torre de destilación ó Topping T- 1001 los diferentes procesos de calentamiento que sufre hasta final llegar al horno donde se termina de calentar a una temperatura de 320ºC – 340 ºC este crudo, entra a la zona Flash, en la refinería de palmasola la torre de destilación tiene 32 plantas, el crudo entra por el plato Nº 29 por la parte del fondo de la torre previamente este crudo que estaba en los tanques de almacenamiento a temperatura ambiente hace su recorrido para entrar a la torre de destilación de tal manera que la finalidad es que el crudo se vaya calentando a medida que avanza a la torre, poniéndose en contacto con los diferentes intercambiadores con los productos calientes que salen de la torre y a medida que este crudo va avanzando hacia la torre se pone en contacto con los diferentes productos que salen de ella para que al llegar al horno de calentamiento ahí se termine de calentar a 320ºC – 340ºC es decir se evaporice y entre a la zona Flash al estado de vapor.
Por la parte del fondo de la torre se lo caliente con vapor de media de 150 Psi en este momento los componentes del crudo se separan en sus diferentes puntos de ebullición los mas livianos suben rápidamente a la parte superior de la torre incluso arrastrando parte de los componentes pesados y se ponen en contacto en contra corriente con los productos pesados que fueron arrastrados por los livianos y los productos de reflujo de tal manera que los diferentes componentes del petróleo crudo se acomodan en la torre de destilación según sus puntos de ebullición.
1.- Por la parte superior de la Torre T-1001, salen, todos los gases y gasolinas liviana tales como el C1 Metano, C2 Etano, C3 propano, Propileno que se lo mandan a la UNIDAD RECUPERADORA DE GASES URG, o torre DEBUTANIZADORA –T-1002 , que tiene 30 platos y una Presión de 10 Kg/cm2 que es calentada por Aceite caliente por el fondo de la torre . 2.- De la torre de destilación principal o Topping de 32 platos del plato 12 extraemos el DESTILADO LIVIANO o Nafta a 150 ºC que luego de pasar por el stripper o el
rectificador de productos livianos con vapor de 150 Psig, se lo enfría y una parte se lo manda para el tratamiento del Jet Fuel A-1 (30 % DL + 70 % DM - Kerosene) y la otra parte de la producción (70 %) se lo manda a su tanque de almacenamiento o carga a Hydrobom el cual se lo almacena a presión con gas Blanqueting para evitar su evaporación .
3.- De la torre de destilación o Topping, del plato 20 se separa el
DESTILADO MEDIO O KEROSENE a 230ºC, que luego pasa a su stripper que rectifica los productos livianos con vapor de 150 Psig, luego `por medio de bombas pasa a través de los intercambiadores crudo/producto, el cual lo calienta al crudo de entrada y los enfría al producto de salida, que luego lo mandamos como reflujo externo encima de la bandeja 19, el resto del DM, luego de ser enfriado, el 70% se lo manda para el tratamiento del Jet Fuel A-1 y el resto 30% se lo manda al TK de Kerosene o al tanque de diesel.
4.- EL DESTILADO PESADO DP DIESEL OIL, se retira de la bandeja 26 a 270ºC enviando al stripper, donde se rectifican los productos livianos con vapor de 150 Psi, los productos livianos y el vapor vuelven a la columna de fraccionamiento por encima de la bandeja 26, el destilado pesado o diesel oil deja el stripper impulsado por bombas, que luego de pasar por un intercambiador crudo/diesel, va por un
enfriador y luego se lo manda a su tanque de almacenamiento como DO o se lo puede mandar al Tanque de fuel oil. 5.- Por el fondo de la torre, se retira el CRUDO REDUCIDO O FUEL OIL, a 320ºC
luego de intercambiar calor por el crudo de entrada de la torre, pasa por un enfriador y luego es enviado su tanque de almacenamiento por unas cañerías que tienen acompañamiento de vapor y el tanque con serpentín de vapor y agitación permanente para evitar que se congele o se cristalice el producto.
DIAGRAMA DE FLUJO DE LA UNIDAD DE CRUDO
DIGRAMA DE UNIDAD RECUPERADORA DE GASES
Gas combustible C1-C2
Propano a Tk
CHORIZOS CRISPLAN
C4
Distribución y Comercialización
- De la cabeza de la Torre Topping t-1001, salen todos los gases y las gasolinas, que se lo manda a la torre DEBUTANIZADORA - T-1002, que por la cabeza de ésta torre sacamos todos los gases
desde el C1 hasta el C5 y lo mandamos a la TORRE DEETANIZADORA T-1101, que por la cabeza salen los gases los gases C1-C2-H2 como GAS COMBUSTIBLE directamente a quemar a los Hornos, calderos, etc. Del Fondo de la torre Debutanizadora - T-1002, sacamos las gasolinas que lo mandamos a su torre SEPARADORA Ó STRIPPER
- T-1003, que por la cabeza de ésta torre sacamos la NAFTA LIVIANA que lo mandamos a su Tanque, presurizado con gas blanqueting, para evitar su evaporación., y por el Fondo de la torre Separadora ó T-1003 sacamos la Gasolina Media, que lo mandamos a
su Tanque. - Del fondo de la Torre DEETANIZADORA T-1101 sacamos los C3-C4-C5, que lo mandamos a su torre Separadora T-1102, que por la cabeza de ésta torre sacamos el Propano C3 que lo mandamos a su esfera de almacenamiento y por el fondo de ésta
torre T-1102 sacamos el Butano C4, que lo mandamos a su esfera correspondiente. Luego en una esfera aparte succionamos el 60 % del volúmen a preparar de Propano C3 y el 40 % de C4 y preparamos el GLP, una vez en especificaciones previo Laboratorio, lo transferimos a los Chorizos de la Crisplant para proceder a su Engarrafado y posterior
Comercialización y Distribucion.
N° 1
PLANTA RIO GRANDE
EMPRESA ANDINA
TM/D 263,9
2 3 4
REGINERIAS GEB/GV VUELTA GRANDE CARRASCO
YPFB CHACO CHACO
323 189,5 104,5
5 6 7
KANATA PALOMA COLPA – CARANDA
74 21,3 22,7
8 9
ORO NEGRO Planta sep. Liq. Rio Gde TOTAL PRODUCCION
CHACO REPSOL PETROBRAS ENERGIA S.A. (PESA) EQUIPETROL
10
256,4 1 265,3 TMD
Para preparar el GLP (Gas licuado de Petróleo) que es de uso doméstico y a precio subvencionado se prepara en una esfera independiente , de tal manera que se succiona por medio de bombas el Propano C3 (60 %) y el Butano C4 (40%) y se lo almacena en su esfera correspondiente. Esta es la esfera de GLP de la Refineria. De ésta esfera de GLP de la Refinería, se bombea a los CHORIZOS DE LA CRISPLANT (Tks de almacenamiento de la Gerencia de Comercial), De éstos Chorizos Se empieza a cargar a las Garrafas y se procede a despachar para la venta al público.
El Proceso de Hydrobon es un proceso de Refinamiento con hidrógeno, en el cual se utiliza un catalizador selectivo que hace
que
los
compuestos
de
AZUFRE,
OXIGENO,
ARSÉNICO, NITROGENO, PLOMO, CLORUROS, contenido en la Nafta se descompongan en presencia de corrientes de gas ricas en Nitrógeno, adicionalmente a éste proceso separa también los contaminantes metálicos y proporciona
además la saturación de los compuestos Olefínicos.. Este proceso
involucra
HIDROGENACIÓN
la para
aplicación separar
de las
envenenan el catalizador de Platforming.
reacciones sustancias
de que
VENTAJAS DEL PROCESO DE HYDROBON: Es sabido que los metales de Plomo, Arsénico, Azufre, nitrógeno,
compuestos de oxígeno, grandes cantidades de Olefinas
son Veneno
permanente para el catalizador de Platforming, porque contribuyen a la Carbonización del catalizador, es por eso que la sección de Hydrobon es
muy beneficiosa para proteger el catalizador de Platforming.
El proceso Hydrobon emplea una cámara ó un Reactor Catalítico, un
stripper de producto, un circuito de intercambio de calor de los productos y Hornos de fuego directo para suministrar calor adicional.
FLUJO DEL PROCESO: En la sección de Hydrobon, la carga de Nafta Media ó Nafta Pesada se mezcla con una corriente de Gas rico en
Hidrógeno, se calienta en los intercambiadores de calor y luego pasa a un Horno de fuego directo y de ahí se carga al reactor de Hydrobon, el efluente del reactor se enfría y
entra en el separador de Hydrobon, donde se separa en una corriente líquida de hidrocarburos, agua y otra corriente de gas rica en hidrógeno.
El Proceso de Reformación catalítica , es un proceso donde
se utiliza un Catalizador que contiene PLATINO Y RENIO, que se encarga de convertir la gasolina de bajo octanaje proveniente de una destilación primaria ó Topping , lo transforma en una gasolina de alto octanaje, para lo cual se requiere la utilización de Hidrógeno en las reacciones químicas que suceden en los reactores como ser : DESHIDROGENACION
HIDROCRACKING
de
Naftenos
DE
a
Aromáticos,
PARAFINAS,
ISOMERIZACION,CICLACION DE PARAFINAS A NAFTENOS Y DESCOMPOSICION DE CONTAMINANTES (Azufre).
La Unidad de Platforming está compuesta por 4 reactores
de
reacción
catalítica,
una
sección
de
estabilización, un circuito de intercambio de calor, un
sistema de Hornos de fuego directo, 2 unidades de Compresores de reciclo de hidrógeno y un sistema de aceite caliente.
Las principales reacciones que se llevan a cabo en el proceso de Reformación Catalítica son:
1, DESHIDROGENACION de Naftenos a Aromáticos
llamada
Aromatización, ésta reacción es la más importante, quita átomos de hidrógeno de los naftenos para formar Aromáticos. La reacción de Deshidrogenación tiene las siguientes características:
a) Velocidad de reacción muy rápida b) Reacción muy Endotérmica, consume mucho calor. c) La función ácida promueve ésta reacción d) Es favorecida por la elevación de la temperatura y disminución de la presión.
2,
HYDROCRACKING-
Rompimiento
de
moléculas
parafínicas convirtiéndola en moléculas también Parafínica pero de menor peso molecular, ésta reacción consume hidrógeno, el mismo que se genera en la reacción de Deshidrogenación, en el 1er reactor. El grado de conversión de la reacción se puede detectar por: La elevada disminución de la Temp. de salida del Reactor con respecto a la Temp. de Entrada del reactor. Análisis del porcentaje de Aromáticos en el Reformado-Análisis de PONA. Incremento de la producción de hidrógeno por barril de carga.
UNIDAD DE PLATFORMING 3.- ISOMERIZACION DE PARAFINAS Y NAFTENOS: Es aquella en la que el Peso Molecular permanece igual, pero cambia
la
forma
de
la
molécula,
se
produce
una
redistribución de la estructura molecular. Esta reacción contribuye al mejoramiento del octanaje de la gasolina automotriz.
4.- DESHIDROCICLIZACION DE PARAFINAS. Esta reacción es la más difícil de promover. consiste en u reordenamiento molecular muy dificultoso a partir de la parafina para obtener un compuesto Nafténica.
El objetivo de ésta unidad es de obtener un corte de mayor octanaje para ser utilizado en la formulación de la Gasolina de Aviación. En ésta ocasión
se alimenta al A-300 con la Gasolina Preformada de 95 Octanos que se encuentra en su Tk de almacenamiento, es enviada a ésta unidad para ingresar al Horno H-3201 donde adquiere temperatura , luego el producto caliente ingresa a la Torre T-3203 donde se destila y se obtiene por la cabeza de la Torre un Redestilado del platformado rico en Aromáticos (Xilenos y Toluenos) con Octanaje que oscila entre los 92 y 95, dependiendo del Octanaje del Platformado de entrada a planta, luego pasa a un Acumulador donde una parte se utiliza como Reflujo a la torre y la otra parte previo enfriamiento es bombeado a su Tk de almacenamiento respectivo y por el Fondo de la Torre obtenemos productos tales como los Nafténicos y Parafínicos pesados , donde se lo manda al Tk de Diesel Oíl.
El Objetivo de ésta Unidad es Obtener un Isopentano (Isómero del
Normal Pentano es el 2-metil Butano) con alto grado de pureza para su utilización en la elaboración de la gasolina de Aviación. Se alimenta con Gasolina Liviana que se encuentra en su Tk de almacenamiento
Tk
2906
y
se
alimenta
a
la
Torre
DESISOPENTANIZADORA T-3207, donde por Destilación se obtiene como Producto de Cabeza, compuestos formados por C1, C2, C3, C4, C5. , una parte regresa como Reflujo a la torre y el resto como Carga a la Torre DEBUTANIZADORA T-3208, donde se retiran por la cabeza de la torre todos los compuestos inferiores a iguales al Butano desde el C1 al C 4 y son enviados a los Tks de Nafta
GASOLINA ESPECIAL Gasolina Platformado de 95 octanos - 92
65 % -73 %
Gasolina Liviana de 65 Octanos
35 % - 27 %
Aditivo MMT. O MTBE Aumenta 1.4 Octanos – 10 ppm MMT = Metil Manganeso Tricarbonil MTBE = Metil Terbutil Eter CALCULO DEL OCTANAJE DE LA MEZCLA A PREPARAR
95 x 0.65 = 61.75 65 x 0.35 = 22.75 84.50 + Aditivo MMT
85 RON
Gasolina Platformada de 95 Octanos 80%
Isopentano de 92 Octanos
20 %
Aditivo MMT + Color Violeta 95 x 0.80 = 76.00 92 x 0.20 = 18.40
94.40 + ADITIVO MMT
95
RON
Gasolina Redestilada de 92 Octanos Isopentano de 92 Octanos
86 % 14 %
1 Tambor de TETRAETILO DE PLOMO AVIGAS de 402 Kg. para 280 Mt3 de gasolina a preparar+2 Lts de color verde 92 x 0.86 = 79.12 92 x 0.14 = 12.88 92.00 + 1 TB TELAVIGAS + color verde = 101102 RON Gasolina Redestilada 55 % Alquilatos 21 % Iso pentano 17 % Iso octano Importado 7% 100 %
FORMULACIONES PARA PREPARAR GASOLINA ESPECIAL SCZ Gasolina Liviana-65 Ron 27 % Gasolina Platformada-95 Ron73 %
CBBA 35 % 65 %
Aditivo MMT 10 ppm 10 ppm MMT = Metil-Ciclopentadienil Manganeso Tricarbonil
DIESEL OIL Destilado Liviano Destilado Medio Destilado Pesado
12.5 % 30.2 % 57.3 %
3.90 % 19.70 % 68.50 %
CRUDO RECONSTITUIDO—RECON
NORMAS ASTM QUE DEBE CUMPLIR EL G L P 1 Gravedad específica a 60°F
D- 1657 0,52 - 0,57
2 Tension Vapor Reid -TvR a 100°F
D-1267
80-170 Psig
3 ResiduoVolatil - 95% Vol Dest D- 1837 36°F 4 Contenodo de Etano
D -2163 2% Molar
5 Contenido de pentanos y más superiores D-2163
2 % Molar Máx
6 Residuo Por Vaporizacion
D-2158
0,05 ml
7 Corrosion a la Lamina de cobre
D-1838
N° 1
8 Contenido de Azufre Total
D-2784
200 ppm/p
9 Humedad
D-2713
Negativa
NORMAS ASTM QUE DEBE CUMPLIR EL DIESEL OIL
1.- Gasolina Especial
3.74 Bs/ lt
2.- Gasolina Premium
4.79
“
3.- Gasolina de Aviación
4.57
“
4.- Jet Fuel – Nacional
2.77
“
5.- Jet Fuel – Internacional
8,05
“
6.- Diesel Oil
3.72
“
7.- GLP
2.25
Bs/Kg
8.- GNC-GNV
- 6.432 $us/106BTU
1.66 Bs/mt3
9.- Fuel Oil
2.78 Bs/lt
10.- Agro Fuel
2.55 Bs/lt
**
GNV--- 1.66 Bs/mt3x 1 $us/ 6.96 Bs x1 Mt3/35.314 Pie3 x 1 Pie3/ 1050 BTU = 6, 4322$us/106BTU
La carga es el Crudo Reducido para alimentar a la unidad de vacío 1 que tiene Como función fraccionar el crudo reducido en tres cortes. La finalidad del vacío es la de disminuir la
temperatura de ebullición de tal manera de no descomponer los compuestos más valiosos como lubricantes. El vacío se consigue mediante los eyectores de vapor a unos 630 mmHg.
En la planta de lubricantes de YPFB en Cochabamba en la Refinería Gualberto Villarroel, la planta de vacío en la torre T301, por la parte superior se obtiene el Gas Oil ó Diesel Oil, una
parte se utiliza como reflujo externo y la otra parte se almacena en su Tk de almacenaje.
El producto de fondo, el corte más pesado es separado del asfalto por extracción, utilizando como solvente selectivo el Propano líquido en la planta de Desasfaltización por propano,
previamente agotado su contenido de livianos por inyección de vapor en el fondo de la torre, sirve como producto de alimentación a la Unidad de Desasfaltización por Propano –PDA.
El Segundo sistema de destilación al vacío denominado T-302 recibe como carga el producto del T-301. El producto de Cabeza es un Básico SAE-10, el producto Lateral es un aceite básico SAE-20 y el producto de Fondo rectificado es un SAE-30.
La Desasfaltización por propano, es un proceso de extracción por
solventes, para la separación de materiales asfálticos, (el petróleo Boliviano tiene muy bajo contenido de asfalto) de las fracciones pesadas del petróleo.
Este proceso generalmente se utiliza para tratar los productos residuales en utilidades de vacío ó atmosférica. El propano tiene la propiedad de disolver preferentemente el Asfalto en los cortes de aceite que se procesan, luego es posible recuperarlo, tanto del aceite desasfaltizado como del asfalto.
El proceso de refinación por furfural es una licencia de la Texaco Development Corporation de los EUA. Este proceso tiene la ventaja de tener baja inversión y los costos de operación son muy económicos. El proceso de extracción utilizando furfural como Solvente, se emplea para eliminar todos los Aromáticos poli cíclicos y otros compuestos no deseables, los cuales son relativamente inestables bajo la acción del oxígeno, incluyendo compuestos que incrementan el
color
de
carbonizadles.
los
aceites,
resinas
y
compuestos
fácilmente
El furfural tiene un alto poder disolvente de todos los compuestos y a las temperaturas en que opera, tiene un bajo poder disolvente de los aceites lubricantes. La principal función del furfural es de remover todos aquellos hidrocarburos de tipo Aromático, los cuales tienen baja lubricidad, bajo índice de viscosidad, pobre ó baja estabilidad a la oxidación , alto residuo carbonoso y por consiguiente un elevado color. Otra ventaja del furfural anhidro es que mantiene la Selectividad mencionada anteriormente a altas temperaturas , lo que no ocurre con los otros solventes ; ello ofrece dos ventajas a su vez: Las viscosidades a altas temperaturas permiten un mejor contacto entre el aceite y el solvente. Cargas altamente parafínicas pueden ser procesadas sin dificultad.
La desparasitación por solvente MEK-Tolueno es el proceso que en general se ha utilizado para la producción de aceites lubricantes con bajo punto de escurrimiento y para la producción de parafina terminada al estado de comercialización. El solvente utilizado es una mezcla del 50 % Volumen de Metil-Etilcetona (MEK) y 50 % Vol. de Tolueno. La Cetona tiene la propiedad de provocar una fácil solidificación de las parafinas, llevándolas a su forma cristalina, de tal manera que se las puede separar sin dificultad por filtración, simultáneamente el Tolueno incrementa la capacidad del solvente para disolver el aceite.
El proceso de hidrogenación es utilizado como el tratamiento final de los aceites lubricantes después de la desparasitación. El objetivo de éste proceso es mejorar el color de los aceites, mejorar la estabilidad química y desulfurizar, todo esto es posible y con alta eficiencia utilizando una moderna hidrogenación en presencia de catalizador para eliminar los compuestos de azufre, mejorar el color (compuestos nitrogenados ), eliminar metales y darles una mayor estabilidad química. Muchas reacciones químicas están involucradas con distinto nivel de severidad para eliminar elementos indeseables en los aceites bases, como ser Olefinas, Aromáticos y algunos compuestos oxigenados.
Los aceites bases que salen de la Unidad de hidrogenación, por la parte superior sale el aceite base SAE-10, que se ha denominado en YPFB como BNL-10H (Básico Neutro Liviano y H significa Hidroterminado), que internacionalmente es similar al Solvente Neutral 150. Por la parte Lateral sale el Básico SAE-20, que tiene la denominación BNM-20 H (Básico Neutro Mediano, que internacionalmente es similar al Solvente Neutral 250. Por la parte inferior sale el básico SAE-30 que se ha denominado como BNP-30 H (Básico Neutro Pesado, que internacionalmente es similar al Solvent Neutral 500 y por el fondo de la torre sale el “Brigth Stock” que se ha denominado como BAU-120 H (Básico Automotriz) que mundialmente es similar al “Brigth Stock 150”.
Con todos los aceites bases mencionadas anteriormente se hacen las mezclas correspondientes para preparar los aceites terminados, tanto de la línea automotriz como industrial, añadiendo a las mezclas correspondientes los aditivos químicos que son necesarios para que cumplan con todas las normas y especificaciones Internacionales.
Los Aditivos Químicos les confieren las propiedades requeridas para cada aplicación como ser: Detergentes, Dispersantes, Inhibidores de oxidación, Inhibidores de corrosión, Mejoradores de Índice de Viscosidad, Agentes de Extrema Presión, etc. Una vez preparados los aceites lubricantes terminados, la división de Control de Calidad efectúa los análisis físicos y químicos correspondientes , hacen los análisis de cada uno de los parámetros que deben cumplir cada uno de éstos aceites terminados y recién con el visto bueno del laboratorio, se efectúa el envasado en los
La segunda guerra mundial causó escasez de petróleo en el mundo, especialmente en Alemania, Francia y Japón, por ésta razón algunos hidrocarburos líquidos fueron preparados sintéticamente. La Standard Oíl Co. en los primeros años de la década del 1930, preparo aceites bases sintéticas. La industria de la Lubricación no tiene una definición totalmente aceptada sobre los aceites lubricantes sintéticos, por éste motivo que la Sociedad de Ingenieros Automotrices SAE ha reconocido ésta necesidad y ha pedido a la Sociedad Americana para Pruebas de Materiales ASTM desarrollar una definición científica y aceptable. Muchos expertos aceptan la siguiente definición: “Aceite Lubricante Sintético es un producto hecho por medio de reacciones químicas de materiales de bajo peso molecular con propiedades planificadas y predecibles”
La estructura química de los aceites bases de petróleo está limitada al tipo de petróleo del que se refina, mientras que los aceites bases sintéticos están planificadas de antemano. Las ventajas de los lubricantes sintéticos son: La temperatura amplia de operación desde menos – 60ºC hasta 325ºC La Fluidez en condiciones de muy bajas temperaturas Su estabilidad en condiciones de altas temperaturas. Los lubricantes sintéticos se clasifican en: Hidrocarburos Sintetizados, ésteres orgánicos, poli glicoles y ésteres de ácido fosfórico, todos los cuales cubren el 90 % de las aplicaciones.
ACEITE BASE.- aceite derivado del petróleo, que
después de destilado a sido sometido a un proceso de refinación, encontrándose libre de aditivos o cualquier otro producto que modifique sus características.
ACEITE
BASE
PARAFINICA.-
aceite
derivado
del
petróleo, cuya característica principal es la de contener un alto porcentaje de hidrocarburos parafinicos. Poseen un alto índice de viscosidad superior a 80.
ACEITE DE BASE NAFTENICA.- aceite derivado del petróleo, cuya características principal es la de contener
un
alto
porcentaje
de
hidrocarburos
nafténicos. Sus índices de viscosidad son bajos. ACEITE DE BASE MIXTA.- es aquel que contiene una mezcla de hidrocarburos parafínicos y nafténicos, en el cual no predomina ninguno de los dos.
ADITIVO.- es cualquier añadido al aceite base para cambiar
sus
propiedades,
características
o
rendimiento. BARNIZ.- cuando se trata de lubricación es un deposito que resulta de la oxidación y polimerización del combustible y del lubricante similar a la laca, pero mas suave que esta.
Densidad y Gravedad Específica En al industria petrolera la Densidad se expresa en grados API (American Petroleum Institutte), cuya escala es arbitraria y esta relacionada con el peso especifico por medio de la siguiente formula
141,5 API 131.5 Gesp
141.5 Gesp º API 131.5
El peso específico ó la Gravedad Específica es la relación que existe entre el peso de un volumen unitario de producto y el peso de un volumen igual de agua a la misma temperatura. Como los volúmenes varían con al temperatura se elige una temperatura estándar que es a 60ºF, salvo que se establezca otra cosa; estos datos deben ser referidos a 60ºF (15,56ºC) para todo los productos, menos para los aceites y los asfaltos para carretera que deben referirse a 25 ºC.
TENSION DE VAPOR REID: TvR La presión de vapor es la fuerza ejercitada sobre las paredes de un recipiente cerrado por la vaporización de una parte del líquido. La tendencia a evaporarse en un liquido será mayor a medida que aumenta la temperatura y menor la presión ejercitada sobre el. La presión de vapor no solo depende de la temperatura sino de la concentración relativa de los hidrocarburos presentes. Las gasolinas, la TvR depende de la concentración relativa de los hidrocarburos que poseen un punto de ebullición por debajo de 100ºF. El valor obtenido mediante este ensayo refleja el efecto acumulativo de las presiones de vapor individuales de las diferentes fracciones del combustible. Si la TvR es demasiado baja el arranque del motor será difícil y a veces hasta imposible especialmente a bajas temperaturas, en cambio si la TvR es demasiado alta el exceso de gas dentro de la bomba y en la tuberías se reduce y hasta puede interrumpirse el flujo del combustible causando lo que se conoce con el nombre de “TAPON DE VAPOR”.
BRIGHT STOCK.- aceite base pesado con bajo punto de escurrimiento usado en formulaciones de aceites lubricantes para proporcionar buena resistencia de películas en cojinetes, prevenir el rayado y reducir el consumo de aceite. Se lo identifica usualmente por su viscosidad a 100°C cSt ( centi stock) DETERGENTE.- es un aditivo que tiene la propiedad de mantener en suspensión los insolubles en el aceite. También neutraliza los ácidos presentes en el lubricante. Este aditivo realiza mejor su trabajo a altas temperaturas.
RELACION VAPOR LÍQUIDO: Relación V/L = 114,6 – 4, 1 x TvR + 0.20 x 10 % dest. + 0.17 x 50 % dest.
En los combustibles de aviación la TvR debe ser lo suficientemente baja para evitar el tapón de vapor y para minimizar las perdidas por evaporación durante el almacenaje y manipuleo. Para los solventes la TvR junto con el punto de inflamación son valores que deben tenerse en cuenta para evitar los peligros de explosión por efecto de la evaporación. En el GLP la TvR es una propiedad que permite caracterizar el producto. Además es un valor que determina la resistencia que deben tener los envases usados para el almacenaje y transporte de estos productos. Para determinar la TvR la experiencia consiste de una bomba para TvR, que tiene dos cámaras, una de aire y otra de gasolina unido a un manómetro graduado en PSI y conectada a la cámara de aire y un baño de agua mantenido a 100 º F +/- 0.2 º F. Para el GLP el aparato de TvR consta de dos cámaras, una inferior y otra superior a la que esta conectada el manómetro y un baño de agua mantenido a 100 º F.
OCTANAJE – ASTM-D-2699 -D-614: En los motores de combustión interna, bajo ciertas condiciones una porción de mezcla aire-combustible, arderá espontáneamente en el interior de la cámara en vez de irse consumiendo poco a poco a medida que avanza a través de la cámara de combustión. Este fenómeno causa golpeteo detonaciones y en casi extremo un violento incremento de la temperatura. Para expresar las cualidades antidetonantes de un combustible se hace uso de la escala del Número de Octano, ésta escala se basa en las propiedades antidetonante de dos hidrocarburo. El ISO octano (2,2, 4 Trimetil Pentano) que tiene propiedades altamente antidetonantes y se le ha asignado un número de octanos igual a 100 y el normal Heptano de bajas cualidades antidetonante se le ha asignado un número de octano igual a cero-0. Los valores intermedios de la escala se obtienen mezclando estos dos hidrocarburos. El número de octanos es igual al porcentaje de ISO octanos en el combustible de referencia. Se ha observado que los carburantes con un alto contenido de aromáticos y olefinas manifiestan una mayor tendencia a la detonación que los constituidos por parafinas y naftenos. Las pruebas se realizan en un motor mono cilíndrico con relación de compresión variable. La muestra a evaluarse arde dentro del motor.
El número de octanos en una gasolina es una medida de su habilidad para arder sin causar un golpeteo. Los golpeteos en los motores de combustión producen una pérdida de potencia y daños mecánicos en las piezas del motor.
CH3
CH3 – C – CH2 – CH – CH3
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
CH3 CH3 ISO Octano (2, 2, 4 Trimetil Pentano) Nº de Octano = 100
Normal HEPTANO Nº OCTANOS = 0
Las propiedades antidetonantes del carburante se puede elevar agregándole pequeñas cantidades de Tetra etilo de Plomo Pb (C2H5)4. Al añadirle de 1-3 ml. de TEL a la gasolina, el índice de Octanos aumenta en 8-10 unidades, pero no se recomienda añadir grandes cantidades ya que en la combustión del combustible el plomo se desprende en forma de Oxido de Plomo, el cual se deposita en las paredes del motor. Actualmente a partir del año 1975 esta prohibido el uso del tetra etilo de Plomo en las gasolinas automotrices. Solamente se le agrega el tetra etilo de plomo a la gasolina de aviación. El Di-bromo Etano y el Di-Cloro Etano que se le añade al tetra etilo de Plomo, convierte el oxido de plomo en Haluros de plomo que es volátil que salen del cilindro junto con los gases de escape creando por consiguiente un escape venenoso. La detonación en los motores a gasolina se perciben como un sonido metálico de tono variable que se produce cuando el motor esta en marcha acompañado de un recalentamiento y pérdida de potencia. La tendencia a la detonancia en un combustible varía con la composición del mismo. Compuestos Dietil Éter, pequeñas cantidades de nitritos y nitratos orgánicos, peróxidos y ozono incrementan esta tendencia a la detonación.
PODER CALORIFICO Y CALOR NETO DE COMBUSTION: Poder Calorífico: Es la cantidad de calor liberada cuando se quema la unidad de cantidad de un combustible. Poder Calorífico neto o inferior: Es la cantidad de calor liberada cuando se quema 1Kg. de combustible que se halla a la temperatura de 15ºC y los productos de la combustión se enfrían a 15ºC a esto se llama Poder Calorífico neto o inferior. Si los productos de la combustión se enfrían a 15ºC y además se condensa el vapor de agua contenida en el gas de combustión, se obtiene el poder calorífico superior o bruto. El poder calorífico de las fracciones del petróleo aumenta con la densidad según la siguiente formula: Poder Calorífico BTU/Lbs = (ºAPI-10) 40 + 18 650 Gasolinas –K-DO-FO
El Calor Neto de Combustión es un parámetro que se especifica para los combustibles de aviación, como la gasolina de aviación y el Jet Fuel, donde se lo relaciona el ºAPI del combustible y su punto de Anilina según la siguiente fórmula: A = Punto de Anilina
QNC AVIGAS
BTU Lbs.
BTU JET FUEL Lbs. QNC
QNC JET FUEL
M.JOULE Kg
=
=
=
18037.7 + 0.088
x º API x A
41.6796 + 0.00025407 x º API x A
17919 + 0.10923 x ºAPI x A
CALOR NETO DE COMBUSTION: Cuando un combustible se quema la energía química del producto se convierte en calor. La cantidad de calor desarrollada durante la combustión total del producto se llama Calor de Combustión siendo esta una propiedad importante por ser una medida de la energía disponible en el combustible. Los motores de aviación se construyen en base a la energía disponible en un combustible, por ello siempre se especifica un valor mínimo de calor de combustión para estos productos. Los combustibles usados en aviación tiene limitaciones criticas, por ello para estos combustibles el calor neto de combustión se expresa en base al peso (BTU/lb.). Para los vehículos de tierras las limitaciones no son tan críticas y despreciando las pequeñas variaciones en precios se expresa en BTU por galón.
PUNTO DE ANILINA: Es la temperatura mínima a la cuál se mezclan completamente volúmenes iguales de Anilina y la muestra a analizar. Una muestra con un elevado punto de anilina, tendrá un bajo contenido de Aromáticos y Nafténica y un alto contenido de Parafínica. La Anilina tiene una acción solvente selectiva. Los hidrocarburos Aromáticos son más solubles que los Nafténica y los Parafínicos. El punto de anilina tiene importancia en la caracterización de los productos. Por otra parte produce la calidad en cuanto al encendido. Un elevado contenido de Aromáticos en el combustible, producirá una llama Humeante. Cuanto más bajo es el punto de Anilina, mayor será el poder Disolvente.
PUNTO DE INFLAMACION: Es la temperatura mínima a la cual los productos hidrocarburíferos se inflaman ó arden. Es una medida de seguridad para el manipuleo de los productos. Desde la temperatura de Inflamación para abajo, se pueden manejar los productos sin ningún problema. La fórmula para calcular el punto de inflamación es la siguiente: Punto de Inf ºF = P. Inf. Leído + 0.06 (760 – Presión Barométrica del lugar)
PUNTO DE ESCURRIMIENTO Los derivados del petróleo pueden volverse más ó menos pastosos cuando se los enfría a temperaturas suficientemente bajas. El comportamiento de estos productos pueden especificarse mediante ciertos índices experimentales como ser: Punto de Escurrimiento, punto de Enturbiamiento y punto de Congelación. El Punto de escurrimiento es la temperatura más baja a la cuál el producto aún puede escurrir ó moverse dentro de la tubería, cuando se lo enfría bajo condiciones específicas sin perturbaciones. El Punto de Enturbiamiento es la temperatura a la cuál las parafinas sólidas presente en la muestra comienzan a cristalizarse ó ha separarse, haciendo que el aceite aparezca turbio. Punto de Congelamiento es la temperatura a la cuál los cristales de los hidrocarburos formados por enfriamiento, desaparecen cuando se eleva la temperatura de la muestra.
La característica de un producto a bajas temperaturas, depende del tipo de crudo del cuál se lo obtuvo, del método de refinación y de la presencia de aditivos. En los productos de base Parafínica, las Parafinas sólidas se encuentran disueltas a temperatura ambiente, cuando se las enfría las parafinas comienzan a solidificarse a la temperatura de enturbiamiento. Conforme la temperatura disminuye, la cristalización aumenta, hasta que el aceite ó la muestra dejan de fluir por la acción de la gravedad. Esto no quiere decir que el producto se ha solidificado completamente, sino más bien que el flujo se ve obstaculizado por la presencia de las estructuras cristalinas. Si se rompe éstas estructuras por agitación, el producto fluirá aún a temperaturas inferiores al punto de escurrimiento. Por otra parte, la conducta de un aceite de base Nafténica es distinta, si bien estos aceites presentan puntos de escurrimientos inferiores a los de base Parafínica, al comparar un aceite de base Parafínica en el que se han eliminado las parafinas sólidas, con un aceite Nafténica de viscosidad semejante, éstos últimos se espesan más cuando se los enfría. Los aceites de base Nafténica no presentan punto de enturbiamiento y la agitación prácticamente no tiene efecto sobre la fluidez.
El punto de Enturbiamiento y el de Escurrimiento, se puede determinar mediante el ensayo ASTM D-97. El punto de Congelamiento en los combustibles de Aviación se lo determina por el método ASTM D-2386. En los Combustibles de Aviación, el punto de congelamiento debe ser lo más bajo posible para soportar ó prevenir la solidificación de los hidrocarburos, así de ésta manera evitar los taponamientos ó problemas de flujo a través de los filtros a las temperaturas bajas a las que operan los aviones y las elevadas alturas. Para el Diesel Oil, el Fuel Oil y el Crudo Reducido ó el Crudo Reconstituído, lo que interesa es el valor del Punto de Escurrimiento, para establecer la temperatura mínima a la que fluirá el producto y podrá bombearse para su transferencia.
INDICE DE CETANO: Los motores Diesel son del tipo de Inyección, en los cuales se comprime el aire y el combustible se pulveriza dentro de la cámara de combustión, al final de la carrera de compresión. Al inyectar el combustible en la cámara de combustión, la ignición no debe ser inmediata. El intervalo de tiempo entre la inyección del combustible y el auto-encendido, se conoce con el nombre de retraso de ignición. Este Retraso de Ignición depende del combustible, diseño del motor y condiciones de operación. Si el tiempo de retraso es demasiado largo, habrá dificultades en el arranque del motor, y si el combustible inyectado arde inmediatamente, la presión, temperatura y acumulación del combustible llegan a un punto tal, que produce detonaciones. Con un retraso de ignición adecuado, el combustible arderá uniformemente con un mayor rendimiento.
Las cualidades de ignición del Diesel Oíl, pueden evaluarse mediante el INDICE DE CETANO. La escala para el índice de Citano se basa en las cualidades de ignición de dos hidrocarburos: El Normal Cetano con un retraso de ignición corto-Índice de Cetano = 100. y el Metil Naftaleno con bajas cualidades de Ignición –Índice de Cetano = 0. El Índice de Cetano en un combustible es el porcentaje en volumen del Normal Cetano en una mezcla de referencia con el Metil Naftaleno. Los requerimientos para el Índice de Cetano varían con la clase de motor, siendo su velocidad, de alta ó bajas revoluciones, uno de los factores más influyentes. Para grandes unidades de baja velocidad unas 500 rpm ó menos, las necesidades no son tan exigentes. Los cilindros son grandes, de forma que pueden emplearse pulverizaciones de productos pesados y viscosos. Estos motores funcionan bien con combustibles de índice de Cetano de 30. Para unidades más pequeñas con revoluciones de 1 000 rpm, necesitan un combustible con un retraso de ignición más corto, que tenga un índice de Cetano entre 40 y 45.
Los índices de Cetano superiores a 50 son apropiados para combustibles usados en motores diesel de alta velocidad. Estos combustibles deben entrar en combustión casi instantánea, por ello se exige un alto número de Cetano. Un alto Nº de Cetano, significa, ignición rápida a temperaturas bajas, menos humo, menos ruido y operación uniforme. Los valores del Índice de Cetano calculado, pueden ser determinados más rápidamente por medio de una gráfica mostrado en la siguiente figura, se determina el punto medio de ebullición y se calcula con el ºAPI de la muestra se unen los dos valores y el punto donde convergen la recta con el Índice de Cetano, se lee el valor de éste.
VISCOSIDAD E INDICE DE VISCOSIDAD: La viscosidad es una medida de las características reflujo de los aceites, es decir es una medida de su fricción interna, de su resistencia a fluir. Puede considerarse la viscosidad, atendiendo únicamente al movimiento ó a las fuerzas que lo producen, designándose con los nombres de Viscosidad Cinemática y Viscosidad absoluta. La Viscosidad Absoluta se define como la fuerza necesaria para mover una superficie plana de 1 cm2 sobre otra superficie plana con una velocidad de 1 Cm/seg, cuando las dos superficies planas están separadas por una capa líquida de 1 cm. de espesor. Esta fuerza se llama Poise ó unidad de viscosidad absoluta. La Viscosidad Cinemática es la razón de la viscosidad absoluta de un aceite a la densidad del aceite a la temperatura a la que se mide la viscosidad. En la práctica la viscosidad cinemática es una medida del tiempo, para que un volumen dado de muestra fluya por gravedad a través de un capilar. Se determina el tiempo en segundos y se multiplica por el factor de calibración del tubo capilar, que nos dá en Centistocke Cst, que es la centésima parte del Stocke. La unidad cgs de viscosidad cinemática es el Stocke, que tiene dimensiones de Cm2/seg = Stocke. En la industria petrolera se usa generalmente el Centistocke-Cst.
La Viscosidad Saybolt Universal es el tiempo de flujo de 60 ml de muestra que fluyen a través de un orificio universal calibrado bajo condiciones específicas. La Viscosidad Saybolt Furol es el tiempo de flujo de 60 ml de muestra que fluyen a través de un orificio Furol calibrado bajo condiciones específicas. La viscosidad furol es aproximadamente un décimo 1/10 de la viscosidad Saybolt universal. Los líquidos tienden a fluidificarse a medida que aumenta la temperatura y se espesan cuando se enfrían. Estas variaciones de la viscosidad con la temperatura en algunos líquidos es más pronunciada que en otros. Índice de Viscosidad la propiedad de resistir los cambios de la viscosidad a los cambios de temperaturas se puede evaluar numéricamente y al resultado se llama índice de viscosidad. I.V. El IV depende del tipo de crudo del cuál proviene el aceite, del método de refinación y de la presencia de ciertos aditivos. Cuanto mayor es el IV, menores serán las variaciones de la viscosidad con la temperatura. Para la determinación de la Viscosidad cinemática se usa un instrumento llamado Viscosímetro por medio del método ASTM D-445, se toma el tiempo que tarda en pasar una cierta cantidad de muestra por un tubo capilar, por medio de la acción de la gravedad.
EQUIPO PARA DETERMINAR LA CORROSION A LA LAMINA DE COBRE
LUBRICANTES AUTOMOTRICES 1.- clasificación de los aceites para motor Existen dos sistemas principales de clasificación de aceites para motor: el sistema de clasificación de viscosidad SAE, que clasifica a los aceites según la viscosidad a 100°C y a diversas temperaturas, bajas dependiendo del grado de viscosidad. El sistema de clasificación API de servicio en motores, que clasifica a los aceites para motor según su comportamiento en motores seleccionados y condiciones contraladas, simulando un servicio severo en el terreno. Este sistema abarca una amplia gama de categorías de servicios, incluyendo ciertas pruebas de motor para especiaciones militares y de la industria. Clasificación de viscosidad SAE Las clasificaciones más recientes establecidas por SAE (Society of Automotive Engineers de EE.UU.) corresponden a SAE J 300 APR 84, tal como se muestra en la tabla.
TABLA 1.- GRADOS DE VISCOSIDAD SAE PARA PARA ACEITES PARA MOTOR Grado de
Visc. (CP)
Temp. Limite de bombeo,
Punto de escurr.
Visc. (cSt)
a
100°C
Visc.
A Temp. (°C)
estable
SAE OW
Max. 3250 a-30
°C Max -35
5W
3500 a-25
-30
-35
3.8
-
10W
3500 a-20
-25
-30
4.1
-
15W
3500 a-15
-20
-
5.6
-
20W
4500 a-10
-15
-
5.6
-
25W
6000 a-5
-10
-
9.3
-
(°C) Max. -
Min. 3.8
Max. -
20
-
-
-
5.6
menor a 9.3
30
-
-
-
9.3
menor a 12.5
40
-
-
-
12.5
menor a 16.3
50
-
-
-
16.3
menor a 21.9
60
-
-
-
21.9
menor a 26.1
Equivalencia con el sistema internacional de unidades SI 1Cp (Centipoise) = 1mPa.s (SI); 1 cSt (Centistoke) = 1 mm2/s (SI) Dónde: °C - Grados Centígrados mPa - Milipascal s - Segundo
CLASIFICACION API DE SERVICIO EN MOTERES Las descripciones de la clasificación API de servicio en motores son las siguientes: Sigla S (servició) motores a gasolina. Corresponde a especificaciones que va desde letra: A-B-C-D-E-F-G-H-J: SJ esta categoría de aceite remplaza a la SH a partir de enero de 1997 permitiendo mayor rendimiento que especificaciones anteriores. Sigla C (comercial) motores a diesel. Servicio típico de motores a diesel que va desde la categoría A-B-C-D-E-F-CF-2-CF4-CG4-4 SG4 esta categoría está vigente desde 1995 describe aceites para uso en motores diesel de cuatro tiempos de alta velocidad ya sea para trabajo pesado, en autopista o en carreteras.
ACEITES MONOGRADOS SUPER ESPECIAL son lubricantes de alta calidad y alto rendimiento para vehículos con motores a gasolina con formulación que incorpora los últimos adelantos de la tecnología de refinación y aditivos químicos de resiente desarrollo se caracteriza por alta estabilidad química gran potenció antidesgaste y contra la corrosión las especificaciones que deben cumplir son los siguientes:
PRUEBA Grav. Especifica 15.6/15.6°C Visc. Cinemática a 100°C
ESPECIFICACION SAE 30 SAE 40 0,8900 0,9000
UNIDAD
9,3/
