Explicación de los grupos de bases lubricantes

9 de septiembre de 2019

Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America

Casi todos los lubricantes utilizados actualmente en las plantas comenzaron como una base lubricante, también conocida como aceite base. El Instituto Americano del Petróleo (API, por sus siglas en inglés) ha clasificado las bases lubricantes en cinco categorías (API 1509, Apéndice E). Los primeros tres grupos son refinados a partir del petróleo crudo.Los aceites base del Grupo IV son aceites totalmente sintéticos (polialfaolefinas). El Grupo V es para todos los demás aceites base no incluidos en los Grupos I a IV, incluyendo a los aceites minerales nafténicos (no está limitado a sintéticos). Antes de agregar todos los aditivos a la mezcla, los aceites lubricantes comienzan como uno o más de estos cinco grupos API.

tabla1 Explicación de los grupos de bases lubricantesFigura 1. Categorías de bases lubricantes API

Grupo I

Los aceites base del Grupo I contienen menos de 90 por ciento de saturados, más de 0.03 por ciento de azufre y un rango de índice de viscosidad de 80 a 120. El rango de temperatura para estos aceites es de 0 ºC (32ºF) a 65 ºC (150 ºF). Los aceites base del Grupo I son refinados por solventes, que es un proceso de refinación más simple. Es por eso por lo que son los aceites base más baratos del mercado.

fig2 Explicación de los grupos de bases lubricantesFigura 2. Proceso de refinación de básicos Grupo I

Grupo II

Las bases lubricantes del Grupo II tienen más del 90 por ciento de saturados, menos del 0.03 por ciento de azufre y un índice de viscosidad de 80 a 120. A menudo se fabrican por hidroprocesado ligero, que es un proceso más complejo que el que se usa para las bases lubricantes del Grupo I. Como las moléculas de hidrocarburos de estos aceites están más saturadas, los aceites base del Grupo II tienen mejores propiedades antioxidantes. También tienen un color más claro y cuestan más en comparación con las bases del Grupo I. Aún así, los aceites base del Grupo II se están volviendo muy comunes en el mercado actual y tienen un precio muy cercano a las bases del Grupo I.

Grupo III

Los aceites base del Grupo III tienen más de 90 por ciento de saturados, menos de 0.03 por ciento de azufre y tienen un índice de viscosidad superior a 120. Estos aceites se refinan aún más que los aceites base del Grupo II y generalmente están severamente hidrofraccionados (mayor presión y calor). Este proceso más largo está diseñado para lograr un aceite base más puro.

Aunque están hechos de petróleo crudo, los aceites base del Grupo III a veces se describen como hidrocarburos sintetizados. Al igual que los aceites base del Grupo II, estos aceites también son cada vez más frecuentes.

Grupo IV

Los aceites base del Grupo IV son polialfaolefinas (PAO). Estas bases lubricantes sintéticas se elaboran mediante un proceso llamado síntesis. Tienen un rango de temperatura mucho más amplio y son excelentes para usarse en condiciones de frío extremo y aplicaciones de alta temperatura.

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Grupo V

Las bases lubricantes del Grupo V incluyen todas las demás bases, incluidas la silicona, éster fosfatado,polialquilenglicol (PAG),poliol éster, biolubricantes, etc. Estos aceites base a veces se mezclan con otras bases lubricantes para mejorar las propiedades del aceite. Un ejemplo sería un aceite de compresor a base de PAO que se mezcla con un poliol éster.

Los ésteres son aceites base comunes del Grupo V, utilizados en diferentes formulaciones de lubricantes para mejorar las propiedades del aceite base existente. Los aceites a base de ésteres pueden resistir mejor temperaturas más altas y proporcionarán una detergencia superior en comparación con un aceite base sintético PAO, lo que a su vez aumenta la vida útil del lubricante.

Grupos API de bases lubricantes

A principios de la década de 1990, el Instituto Americano del Petróleo implementó un sistema para describir varios tipos de bases lubricantes. El resultado fue el desarrollo y la introducción de cinco grupos de bases lubricantes.

Los básicos del Grupo I son las bases lubricantes más antiguas, creadas por una tecnología de refinación por solventes utilizada para eliminar las estructuras químicas más débiles o que pudieran tener un mal desempeño (estructuras en forma de anillo, estructuras con dobles enlaces) del petróleo crudo. La refinación por solventes fue la tecnología principal utilizada en las refinerías construidas entre 1940 y 1980.

Los aceites base del Grupo I generalmente varían de color ámbar a marrón dorado debido a las estructuras anillos y al contenido de azufre y nitrógeno que queda en el aceite. Por lo general, tienen un índice de viscosidad (IV) de 80 a 105. Los aceites base en el extremo superior de la escala a menudo se dice que tienen un alto índice de viscosidad (HVI). Esto se relaciona con cuánto cambia la viscosidad con la temperatura, es decir, cuánto se adelgaza a temperaturas más altas y se espesa a bajas temperaturas. Los aceites base del Grupo I son el tipo más comúnmente utilizado para fabricar aceites industriales, aunque cada vez se usan más los aceites base del Grupo II.

Los aceites base del Grupo II se crean mediante un proceso de hidroprocesado que sustituye el proceso tradicional de refinación por solventes. Su usa gas hidrógeno para eliminar los componentes indeseables del petróleo crudo. Esto da como resultado una base lubricante transparente e incolora, con muy pocas estructuras de azufre, nitrógeno o anillos.

El IV es típicamente superior a 100. En los últimos años, el precio se ha vuelto muy similar al de los aceites base del Grupo I. Estas bases del Grupo II todavía se consideran aceites minerales. Se usan comúnmente en formulaciones de aceites para motores de automóviles.

Grupo II “Plus” es un término utilizado para las bases lubricantes del Grupo II y tienen un IV ligeramente más alto, aproximadamente de 115, aunque esta no es una clasificación oficialmente reconocida por la API.

Las bases lubricantes del Grupo III se crean también mediante el uso de un proceso que involucra gas hidrógeno para limpiar el petróleo crudo, pero esta vez el proceso es más severo y se opera a temperaturas y presiones más altas que las usadas para los aceites base del Grupo II. La base lubricante resultante es transparente e incolora, pero también tiene un IV superior a 120. Además, es más resistente a la oxidación que los aceites del Grupo I y II.

El costo de las bases lubricantes del Grupo III es más alto que el delos Grupos I y II. Los aceites base del Grupo III son considerados aceites minerales por muchos técnicos porque se derivan directamente de la refinación del petróleo crudo. Sin embargo, otras personas las consideran bases lubricantes sintéticas con fines de comercialización debido a la creencia de que el proceso de hidrogenación más severo ha creado nuevas estructuras químicas que no estaban presentes antes del proceso. Ha sintetizado (creado) estas nuevas estructuras de hidrocarburos.

Las bases lubricantes de los grupos I, II y III reflejan básicamente la evolución de la tecnología de refinación en los últimos 70 u 80 años.

Las bases lubricantes del Grupo IV son aceites base sintéticos de polialfaolefina (PAO) que han existido por más de 50 años. Son productos químicos puros creados en una planta química en lugar de ser creados por destilación y refinación de petróleo crudo (como lo fueron los grupos anteriores).

Los PAO entran en la categoría de los hidrocarburos sintéticos (SHC, por sus siglas en inglés). Tienen un IV superior a 120 y son significativamente más caros que los aceites base del Grupo III debido al alto grado de procesamiento necesario para fabricarlos.

Los aceites base del Grupo V comprenden todos los aceites base no incluidos en los Grupos I, II, III o IV. Por lo tanto, los aceites base nafténicos, varios ésteres sintéticos, polialquilenglicoles (PAG), ésteres fosfatados y otros pertenecen a este grupo.

El uso cambiante de las bases lubricantes

Un estudio reciente sobre el uso de las bases lubricantes en las plantas actuales en comparación con las de hace poco más de una década encontró un cambio dramático. Las bases lubricantes actuales del Grupo II son las más utilizadas, representando el 47 por ciento de la capacidad de las plantas en las que se realizó el estudio.

Esto se compara con el 21 por ciento para las bases lubricantes del Grupo II y III hace solo una década. Actualmente, el Grupo III representa menos del 1 por ciento de la capacidad instalada en las plantas. Los aceites base del Grupo I anteriormente representaban el 56 por ciento de la capacidad, en comparación con el 28 por ciento de la capacidad en las plantas actuales.

Recuerde, cualquiera que sea la base lubricante que elija, solo asegúrese de que sea apropiada para la aplicación, el rango de temperatura y las condiciones en su planta.

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