Elaboración de aceites lubricantes mediante procesos de extracción con solventes

Abstract

Prácticamente todos los mecanismos deben ser lubricados para disminuir la pérdida de energía por fricción. Cualquier sustancia introducida entre dos superficies en contacto que produzca este efecto, se denomina lubricante. De todas las sustancias capaces de realizar este objetivo, las más difundidas y largamente empleadas, debido a sus cualidades específicas como también a su costo relativamente bajo; son las derivadas del petróleo. Estas son usadas para lubricar todo tipo de máquinas, desde el más delicado mecanismo de un reloj, hasta la más pesada maquina y engranaje. Todas estas diferentes aplicaciones exigen la producción de una variedad de lubricantes. Algunos son de empleo muy limitado, razón por la cual son considerados como especiales, y otros como los usados en motores de combustión interna, son consumidos en gran volumen. Los aceites lubricantes para realizar una lubricación económica y adecuada deben poseer un cierto número de requisitos, siendo uno de los más importantes, el mantenerse lo suficientemente viscoso para ser bombeado a todas las partes de una maquina o motor. Esta capacidad de ser bombeable está determinada por la fluidez o por la tendencia a congelarse a las temperaturas de servicio, propiedades que a su vez son medidas por la viscosidad y el punto de fluidez respectivamente. Otras características que los aceites lubricantes de ben poseer, son: estabilidad, detergencia, untuosidad, y otras especificaciones adicionales, dentro de las que destacan el punto de inflamación, residuo de carbón, etc. Primariamente, estos requisitos o propiedades eran alcanzados por métodos apropiados de refinación, y secundariamente por adición de agentes químicos o aditivos; esto cuando la refinación por sí sola no brindaba a los aceites, las características suficientes o indispensables para su buen desempeño en su servicio. Los aceites lubricantes son usados para lubricar los más diversos mecanismos, los cuales operan en las más diferentes condiciones de trabajo, como son; la temperatura, velocidad, presión, etc., por lo cual los aceites lubrican tes se fabrican en diferentes tipos, cada uno con propiedades adecuadas para cada caso en particular. Por métodos normales de refinación no se logra producir todos estos tipos de aceites; solamente se producen unos pocos llamados aceites lubricantes bases. Estos luego son mezclados entre sí, en proporciones adecuadas para satisfacer las especificaciones de viscosidad, fluidez, etc. existiendo de esta forma innumerables clases o tipos de aceites lubricantes, conforme existen variados tipos de maquinarias y diversas condiciones de trabajo en que son empleados. Los aceites derivados del petróleo, dotados de propiedades lubricantes, de acuerdo con sus empleos pueden ser reunidos en tres grupos generales, a saber: a) aceites lubricantes para motores de combustión interna; b) aceites lubricantes industriales en general; c) aceites para fines ajenos a la lubricación. El primer grupo reúne a los aceites específicamente empleados en la lubricación de los motores de gasolina de vehículos terrestres o de aviones y los motores Diesel estacionarios o móviles. El segundo grupo comprende un gran número de aceites, dentro de los cuales destacamos los siguientes: aceites para maquinas a vapor (alternativas y turbinas), aceites para engranajes, aceites para la industria textil, aceites para máquinas de refrigeración, aceites para bombas de vacío, aceites para trabajar metales (cortar, laminar), etc. El tercer grupo, comprende los aceites derivados del petróleo empleados en otros fines que no son precisamente de lubricación, estos son, por ejemplo: los aceites para trasformadores, para cables de alta tensión, para condensadores eléctricos, aceites medicinales, aceites blancos, aceites para el tratamiento de metales, aceites para la transmisión de calor, etc. La destilación fraccionada de los aceites, por métodos convencionales separa los aceites en fracciones que difieren apenas en su punto de ebullición o peso molecular, y por tanto su composición permanece aproximadamente igual a la del componente original. El fraccionamiento por extracción con solventes es lo contrario, ya que actúa afectando la composición química relativa de los aceites, de modo que, dependiendo de la severidad del tratamiento, existirá una considerable diferencia en el análisis de un aceite acabado y el de un aceite original. Con referencia a los aceites lubricantes, las siguientes generalizaciones y comentarios pueden ser admitidos: a) El número de átomos de carbono, en los diferentes hidrocarburos componentes de los aceites lubricantes varia de 20 a 50, dependiendo de la temperatura de ebullición y de la estructura química de la fracción. b) Los porcentajes de componentes parafínicos de cadena lateral, varían desde el 80 #, para los aceites altamente parafínicos, hasta el 40 # en los aceites de base asfáltica. Cuando más altos son los porcentajes de hidrocarburos de cadena lateral parafínica, mejor será el índice de viscosidad de los aceites. c) Las cadenas laterales parafínicas varían desde siete átomos de carbono, para los aceites asfalticos, hasta veinte o más átomos, para los productos viscosos provenientes de petróleos de base parafínica o mixta. d) Las cadenas laterales parafínicas largas se asocian con hidrocarburos nafténicos, y las cortas, generalmente, con los aromáticos. Una cadena parafínica lateral larga es más eficaz en aumentar el índice de viscosidad que el mismo número correspondiente de átomos de carbono divididos en dos o más cadenas laterales. e) El promedio de anillos por molécula varia de 1.5, para los aceites lubricantes de base parafínica; a 4 o más para los aceites de base asfáltica. Para un mismo peso mole cular y una misma temperatura de ebullición, cuanto mayor sea el número de anillos, más alta será la viscosidad del aceite. f) Las cantidades de los hidrocarburos aromáticos en los aceites lubricantes tratados, varia desde el 10 %, para los aceites de base parafínica, al 40 %, para los aceites de base asfáltica, pudiendo llegar excepcionalmente al 72 % como en el caso del petróleo de Perú, en Rusia. Como los hidrocarburos aromáticos dan fracciones lubricantes de bajo índice de viscosidad y susceptibles de oxidarse, su cantidad existente en los aceites constituye una medida aproximada de los constituyentes indeseables que deben ser removidos por la refinación.