Grupos de aceites base para la producción de aceite de motor | Composición, características, que es mejor
Aceites base para aceites de motor sirven de base, a la que los fabricantes añaden los aditivos necesarios para darles las propiedades y características deseadas. Por lo tanto, los aceites de motor base pueden considerarse como una especie de "base" en la que se basan todas las características de los aceites de motor.
Contenido:
- Clasificación y composición del aceite base
- Los mejores aceites base
- Conseguir base
- Fabricantes
- Composición del producto final
Los aceites base se dividen en cinco grupos, que se diferencian entre sí en la composición química y, por tanto, en las propiedades. Esto determina cómo será el aceite de motor final en los estantes de las tiendas. Y lo más interesante es el hecho de que solo 15 petroleras mundiales se dedican a su producción, así como a los propios aditivos, mientras que hay muchas más marcas del aceite final. Y aquí, seguro, muchos tienen una pregunta lógica: ¿cuál es la diferencia entre los aceites y cuál es el mejor? Pero primero, tiene sentido comprender la clasificación de estos compuestos.
Grupos de aceite base
La clasificación de los aceites base implica dividirlos en cinco grupos. Esto se detalla en API 1509 Apéndice E.
Tabla de clasificación de aceite base API
| Grupo de aceite base | Contenido sulfuroso,% | Contenido de hidrocarburos saturados,% | Índice de viscosidad |
|---|---|---|---|
| Grupo I | >0,03 | < 90 | 80-120 |
| Grupo II | ≤0,03 | ≥90 | 80-120 |
| Grupo III | ≤0,03 | ≥90 | >120 |
| Grupo IV | Poli alfa olefinas | ||
| Grupo V | Otros no incluidos en los grupos I-IV (alcoholes y éteres complejos) | ||
Aceites del grupo 1
Estas composiciones se obtienen purificando los productos del petróleo que quedan tras la obtención de gasolina u otros combustibles y lubricantes utilizando reactivos químicos (disolventes). También se denominan aceites gruesos. Un inconveniente importante de dichos aceites es la presencia de una gran cantidad de azufre, más del 0,03%. En términos de características, tales composiciones tienen indicadores de índice de viscosidad débiles (es decir, la viscosidad depende mucho de la temperatura y solo puede funcionar normalmente en un rango de temperatura estrecho). Actualmente, 1 grupo de aceites base se considera obsoleto y solo se produce aceite de motor mineral a partir de ellos. El índice de viscosidad de dichos aceites base es 80 ... 120. Y el rango de temperatura es 0 ° C ... + 65 ° C. Su única ventaja es su bajo precio.
Aceites del grupo 2
Los aceites base del grupo 2 se obtienen mediante un proceso químico llamado hidrocraqueo. Su otro nombre es aceites altamente refinados. Esta es también la purificación de productos derivados del petróleo, sin embargo, usando hidrógeno y bajo alta presión (de hecho, el proceso es de múltiples etapas y complejo). El resultado es un líquido casi transparente, que es el aceite base. Su contenido de azufre es inferior al 0,03% y tienen propiedades antioxidantes. Debido a su limpieza, la vida útil del aceite de motor obtenido de él aumenta significativamente y se reducen los depósitos y depósitos de carbón en el motor. Sobre la base del aceite base de hidrocraqueo, se fabrican los denominados "HC-sintéticos", que algunos expertos denominan semisintéticos. El índice de viscosidad en este caso también está en el rango de 80 a 120. Este grupo se llama la abreviatura inglesa HVI (High Viscosity Index), que literalmente se traduce como un índice de viscosidad alto.
Aceites de 3 grupos
Estos aceites se obtienen de la misma forma que los anteriores a partir de productos petrolíferos. Sin embargo, las características del grupo 3 son un índice de viscosidad aumentado, su valor excede 120. Cuanto más alto es este indicador, más puede funcionar el aceite de motor resultante en un rango de temperatura más amplio, en particular, en heladas severas. A menudo, los aceites de motor sintéticos se elaboran a base de aceites base del grupo 3.El contenido de azufre aquí es inferior al 0,03% y la composición en sí consiste en un 90% de moléculas saturadas de hidrógeno, químicamente estables. Su otro nombre es sintético, pero en realidad no lo es. El nombre del grupo a veces suena como VHVI (índice de viscosidad muy alto), que se traduce como un índice de viscosidad muy alto.
A veces, el grupo 3+ se separa por separado, cuya base no se obtiene del petróleo, sino del gas natural. La tecnología para su creación se llama GTL (gas-to-liquids), es decir, la conversión de gas en hidrocarburos líquidos. El resultado es un aceite base muy puro, similar al agua. Sus moléculas tienen enlaces fuertes que son resistentes a condiciones agresivas. Los aceites creados sobre una base de este tipo se consideran completamente sintéticos, a pesar de que el hidrocraqueo se utiliza en el proceso de su creación.
Las materias primas del tercer grupo son excelentes para el desarrollo de formulaciones de aceites de motor universales sintéticos que ahorran combustible en el rango de 5W-20 a 10W-40.
4 grupos de aceites
Estos aceites se crean a base de polialfaolefinas y son la base de los llamados "sintéticos reales", que se distinguen por su alta calidad. Este es el llamado aceite base de polialfaolefina. Se produce mediante síntesis química. Sin embargo, una característica de los aceites de motor obtenidos sobre esta base es su alto costo, por lo que a menudo se usan solo en autos deportivos y en autos premium.
5 grupos de aceites
Hay tipos separados de aceites base, que incluyen todas las demás formulaciones que no están incluidas en los cuatro grupos enumerados anteriormente (hablando en términos generales, esto incluye todos los lubricantes, incluso los lubricantes no automotrices que no están incluidos en los cuatro primeros). En particular, silicona, éster de fosfato, polialquilenglicol (PAG), poliésteres, biolubricantes, vaselina y aceites blancos, etc. De hecho, son aditivos de otras formulaciones. Por ejemplo, los ésteres se utilizan como aditivos de los aceites base para mejorar el rendimiento. Por lo tanto, una mezcla de aceite esencial y polialfaolefinas funciona normalmente a altas temperaturas, lo que proporciona una mayor detergencia del aceite y aumenta su vida útil. Otro nombre para tales formulaciones es aceites esenciales. Actualmente son de la más alta calidad y de más alto rendimiento. Estos incluyen aceites de éster, que, sin embargo, se producen en cantidades muy pequeñas debido a su alto costo (alrededor del 3% de la producción mundial).
Por tanto, las características de los aceites base dependen de la forma en que se obtengan. Y esto, a su vez, afecta la calidad y las características de los aceites de motor prefabricados utilizados en los motores de los automóviles. Además, los aceites obtenidos del petróleo están influenciados por su composición química. Después de todo, depende de dónde (en qué región del planeta) y cómo se produjo el petróleo.
¿Cuáles son los mejores aceites base?
Volatilidad de los aceites base según Noack
Estabilidad a la oxidación
La pregunta de qué aceites base son los mejores no es del todo correcta, ya que todo depende de qué aceite necesita obtener y usar al final. Para la mayoría de los coches económicos, los "semisintéticos", creados a partir de una mezcla de aceites de 2, 3 y 4 grupos, son bastante adecuados. Si hablamos de buenos “sintéticos” para automóviles extranjeros premium costosos, entonces es mejor comprar petróleo basado en la base del grupo 4.
Hasta 2006, los fabricantes de aceites de motor podían denominarse aceites "sintéticos" obtenidos sobre la base de los grupos cuarto y quinto. Los cuales se consideran los mejores aceites base. Sin embargo, en la actualidad se permite hacer esto incluso si se usó un aceite base del segundo o tercer grupo. Es decir, solo las composiciones basadas en el primer grupo básico permanecieron "minerales".
¿Qué sucede cuando se mezclan especies?
Se permite la mezcla de aceites base separados que pertenecen a diferentes grupos. De esta forma puede ajustar las características de las formulaciones finales.Por ejemplo, si mezcla aceites base de 3 o 4 grupos con composiciones similares del grupo 2, obtendrá "semisintéticos" con mayor rendimiento. Si los aceites mencionados se mezclan con 1 grupo, también obtendrá "semisintéticos", pero con características ya más bajas, en particular, un alto contenido de azufre u otras impurezas (dependiendo de la composición específica). Es interesante que los aceites del quinto grupo en su forma pura no se utilicen como base. A estos se añaden composiciones del tercer y / o cuarto grupo. Esto se debe a su alta volatilidad y alto costo.
Una característica distintiva de los aceites a base de PAO es que es imposible hacer una composición 100% PAO. La razón radica en su escasa solubilidad. Y es necesario disolver los aditivos que se agregan durante el proceso de fabricación. Por lo tanto, siempre se agrega una cierta cantidad de fondos de los grupos inferiores (tercero y / o cuarto) a los aceites PAO.
La estructura de los enlaces moleculares en los aceites que pertenecen a diferentes grupos es diferente. Entonces, en grupos bajos (primero, segundo, es decir, aceites minerales), las cadenas moleculares son similares a la copa ramificada de un árbol con un montón de ramas "torcidas". Es más fácil para esta forma acurrucarse en una bola, lo que sucede cuando se congela. En consecuencia, tales aceites se congelarán a una temperatura más alta. Por el contrario, en los aceites de grupos altos, las cadenas de hidrocarburos tienen una estructura larga y recta y les resulta más difícil "enrollar". Por lo tanto, se congelan a temperaturas más bajas.
Producción y recepción de aceites base
En la producción de aceites base modernos, el índice de viscosidad, el punto de fluidez, la volatilidad y la estabilidad a la oxidación se pueden controlar de forma independiente. Como se mencionó anteriormente, los aceites base se producen a partir de petróleo o productos derivados del petróleo (por ejemplo, fueloil), y también se produce a partir de gas natural por conversión en hidrocarburos líquidos.
¿Cómo se elabora el aceite de motor básico?
El aceite en sí es un compuesto químico complejo que incluye parafinas saturadas y naftenos, olefinas aromáticas insaturadas, etc. Cada uno de estos compuestos tiene propiedades positivas y negativas.
En particular, las parafinas tienen una buena estabilidad a la oxidación, pero a bajas temperaturas, se reduce a nada. Los ácidos nafténicos forman un precipitado en el aceite a altas temperaturas. Los hidrocarburos aromáticos afectan negativamente la estabilidad oxidativa y la lubricidad. Además, forman depósitos de laca.
Los hidrocarburos insaturados son inestables, es decir, cambian sus propiedades con el tiempo y a diferentes temperaturas. Por lo tanto, se deben eliminar todas las sustancias enumeradas en los aceites base. Y esto se hace de diferentes formas.
| Nombre de la sustancia | Índice de viscosidad | Comportamiento a baja temperatura | Resistencia a la oxidación |
|---|---|---|---|
| H-parafina | Muy alto, más de 175 | Malo | Bien |
| Cicloparafinas con un anillo y cadenas largas. | Bueno, alrededor de 130 | Promedio | Promedio |
| Naftenos policondensados | Bajo, alrededor de 60 | Promedio | Promedio |
| Compuestos monoaromáticos de cadena larga | Bajo, alrededor de 60 | Promedio | Promedio |
| Compuestos poliaromáticos | Muy bajo, cercano a cero | Bien | Muy mal |
| Isoparafinas de cadena altamente ramificada (PAO) | Bueno, más de 130 | Excelente | Excelente |
El metano es un gas natural que no tiene color ni olor, es el hidrocarburo más simple que consiste en alcanos y parafinas. Los alcanos, que son la base de este gas, a diferencia del aceite, tienen fuertes enlaces moleculares y, como resultado, son resistentes a las reacciones con azufre y álcalis, no forman precipitaciones ni depósitos de barniz, pero son susceptibles a la oxidación a 200ºC. ° C.
La principal dificultad radica precisamente en la síntesis de hidrocarburos líquidos, pero el proceso final en sí es el hidrocraqueo, donde largas cadenas de hidrocarburos se separan en diferentes fracciones, una de las cuales es un aceite base completamente transparente sin cenizas sulfatadas. La pureza del aceite es del 99,5%.
El índice de viscosidad es significativamente más alto que los fabricados con PAO, se utilizan para fabricar aceites automotrices de bajo consumo de combustible con una larga vida útil. Este aceite tiene una volatilidad muy baja y una excelente estabilidad tanto a temperaturas muy altas como extremadamente bajas.
Producción de aceite base
Consideremos con más detalle los aceites de cada grupo enumerado anteriormente, cómo se diferencian en su tecnología de producción.
Grupo 1... Se obtienen a partir de aceite puro u otros materiales aceitosos (a menudo productos de desecho en la fabricación de gasolina y otros combustibles y lubricantes) mediante refinado selectivo. Para esto, se usa uno de los tres elementos: arcilla, ácido sulfúrico y solventes.
Entonces, con la ayuda de la arcilla, se deshacen de los compuestos de nitrógeno y azufre. El ácido sulfúrico en combinación con impurezas proporciona un lodo de lodo. Y los disolventes eliminan la parafina y los aromáticos. Los disolventes se utilizan con mayor frecuencia porque son más eficaces.
Grupo 2... Aquí la tecnología es similar, pero se complementa con una purificación altamente refinada con elementos con bajo contenido en compuestos aromáticos y parafinas. Esto aumenta la estabilidad oxidativa.
Grupo 3... Los aceites base del tercer grupo se obtienen inicialmente como los aceites del segundo. Sin embargo, su característica es el proceso de hidrocraqueo. En este caso, los hidrocarburos de petróleo se someten a hidrogenación y craqueo.
En el proceso de hidrogenación, los hidrocarburos aromáticos se eliminan del aceite (posteriormente forman depósitos de barniz y carbón en el motor). También elimina azufre, nitrógeno y sus compuestos químicos. Luego tiene lugar la etapa de craqueo catalítico, en la que los hidrocarburos parafínicos se desdoblan y "esponjan", es decir, tiene lugar el proceso de isomerización. Debido a esto, se obtienen enlaces moleculares de tipo lineal. Los compuestos nocivos de azufre, nitrógeno y otros elementos que quedan en el aceite se neutralizan mediante la adición de aditivos.
Grupo 3+... Dichos aceites base se producen mediante el método de hidrocraqueo en sí, solo las materias primas que se pueden separar, no el petróleo crudo, sino los hidrocarburos líquidos sintetizados a partir del gas natural. El gas se puede sintetizar para obtener hidrocarburos líquidos de acuerdo con la tecnología Fischer-Tropsch desarrollada en la década de 1920, pero al mismo tiempo utilizando un catalizador especial. La producción del producto requerido comenzó solo a fines de 2011 en la planta Pearl GTL Shell junto con Qatar Petroleum.
La producción de dicho aceite base comienza con el suministro de gas y oxígeno a la planta. Luego comienza la etapa de gasificación con la producción de gas de síntesis, que es una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno. Luego tiene lugar la síntesis de hidrocarburos líquidos. Y ya un proceso adicional en la cadena GTL es el hidrocraqueo de la masa cerosa transparente resultante.
El proceso de conversión gas-líquido produce un aceite base cristalino que está prácticamente libre de las impurezas que se encuentran en el petróleo crudo. El representante más importante de estos aceites, fabricados con tecnología PurePlus, son los aceites de motor Shell Helix Ultra, Pennzoil Ultra y Platinum Full Synthetic.
Grupo 4... El papel de la base sintética para tales composiciones lo desempeñan las polialfaolefinas (PAO) ya mencionadas. Son hidrocarburos con una longitud de cadena de unos 10 ... 12 átomos. Se obtienen polimerizando (combinando) los llamados monómeros (hidrocarburos cortos con una longitud de 5 ... 6 átomos. Y las materias primas para esto son los gases de petróleo butileno y etileno (otro nombre para moléculas largas - decenas). El proceso se asemeja a la "reticulación" en máquinas químicas especiales. Consta de varias etapas.
En la primera etapa, oligomerización del deceno para obtener alfa olefina lineal. El proceso de oligomerización tiene lugar en presencia de catalizadores, a alta temperatura y alta presión. La segunda etapa es la polimerización de alfa olefinas lineales, que da como resultado los PAO deseados. Este proceso de polimerización se realiza a baja presión y en presencia de catalizadores organometálicos. En la etapa final, la destilación fraccionada se lleva a cabo en PAO-2, PAO-4, PAO-6, etc.Para garantizar las características requeridas del aceite de motor base, se seleccionan las fracciones y polialfaolefinas adecuadas.
Grupo 5... En cuanto al quinto grupo, dichos aceites se basan en ésteres: ésteres o ácidos grasos, es decir, compuestos de ácidos orgánicos. Estos compuestos se forman como resultado de reacciones químicas entre ácidos (generalmente ácidos carboxílicos) y alcoholes. Las materias primas para su producción son materiales orgánicos: aceites vegetales (coco, colza). Además, a veces los aceites del quinto grupo están hechos de naftalenos alquilados. Se obtienen por alquilación de naftalenos con olefinas.
Como puede ver, la tecnología de fabricación se vuelve más complicada de un grupo a otro, lo que significa que se vuelve más cara. Es por eso que los aceites minerales tienen un precio bajo y los aceites sintéticos PAO son caros. Sin embargo, hay muchas características diferentes a considerar al elegir un aceite de motor, no solo el precio y el tipo de aceite.
Curiosamente, los aceites que pertenecen al quinto grupo contienen partículas polarizadas que son magnéticas para las partes metálicas del motor. Por lo tanto, brindan la mejor protección en comparación con otros aceites. Además, tienen muy buenas propiedades detergentes, por lo que se minimiza (o simplemente se elimina) la cantidad de aditivos detergentes.
Los aceites a base de éster (el quinto grupo básico) se utilizan en la aviación, porque los aviones vuelan a altitudes en las que la temperatura es mucho más baja que la registrada incluso en el extremo norte.Las tecnologías modernas permiten crear aceites de éster completamente biodegradables, ya que los ésteres mencionados anteriormente son productos ecológicos y fácilmente biodegradables. Por tanto, estos aceites son respetuosos con el medio ambiente. Sin embargo, debido a su alto costo, los automovilistas no podrán usarlos en todas partes pronto.
Fabricantes de aceite base
El aceite de motor terminado es una mezcla de un aceite base y un paquete de aditivos. Además, es interesante que solo hay 5 empresas en el mundo que producen estos mismos aditivos: Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton y Chevron. Todas las empresas conocidas y no tan famosas que producen sus propios fluidos lubricantes les compran aditivos. Con el tiempo, su composición cambia, se modifica, las empresas realizan investigaciones en campos químicos y tratan no solo de mejorar el rendimiento de los aceites, sino también de hacerlos más amigables con el medio ambiente.
En cuanto a los fabricantes de aceites base, en realidad no hay tantos, y se trata principalmente de grandes empresas de fama mundial, como ExonMobil, que ocupa el primer lugar en el mundo en este indicador (alrededor del 50% del volumen mundial de aceite base del cuarto grupo, así como una gran parte en los grupos 2, 3 y 5). Además de ella, también hay grandes en el mundo con su propio centro de investigación. Además, su producción se divide en los cinco grupos antes mencionados. Por ejemplo, "ballenas" como ExxonMobil, Castrol y Shell no producen aceites base del primer grupo porque están "fuera de servicio".
| Fabricantes de aceites base por grupo | ||||
|---|---|---|---|---|
| I | II | III | IV | V |
| Lukoil (Federación de Rusia) | Exxon Mobil (EHC) | Petronas (ETRO) | ExxonMobil | Inolex |
| Total (Francia) | Cheurón | ExxonMobil (VISOM) | Idemitsu Kosan Co | Exxon Mobil |
| Kuwait Petroleum (Kuwait) | Excell Paralubes | Aceite Neste (Nexbase) | INEOS | DOW |
| Neste (Finlandia) | Ergon | Repsol YPF | Chemtura | BASF |
| SK (Corea del Sur) | Motiva | Shell (Shell XHVI y GTL) | Phillips de Chevron | Chemtura |
| Petronas (Malasia) | Suncor Petro-Canada | British Petroleum (Burmah-Castrol) | INEOS | |
| GS Caltex (Kixx LUBO) | Lukoil | Hatco | ||
| Lubricantes SK | Nyco america | |||
| Petronas | Afton | |||
| H&R Chempharm GmbH | Croda | |||
| Eni | Synester | |||
| Motiva | ||||
Los aceites base enumerados se dividen inicialmente por viscosidad. Y cada uno de los grupos tiene sus propias designaciones:
- Primer grupo: SN-80, SN-150, SN-400, SN-500, SN-600, SN-650, SN-1200 y así sucesivamente.
- El segundo grupo: 70N, 100N, 150N, 500N (aunque la viscosidad puede diferir de un fabricante a otro).
- El tercer grupo: 60R, 100R, 150R, 220R, 600R (aquí también los números pueden diferir según el fabricante).
Composición de los aceites de motor
Dependiendo de las características que deba tener el aceite de motor de automóvil terminado, cada fabricante elige su composición y la proporción de sus sustancias constituyentes. Por ejemplo, un aceite semisintético generalmente consta de aproximadamente un 70% de aceite de base mineral (1 o 2 grupos), o un 30% de sintético hidrocraqueado (a veces, 80% y 20%).Luego viene el "juego" con aditivos (son antioxidantes, antiespuma, antifricción, espesantes, dispersantes, detergentes, dispersantes, modificadores de fricción), que se agregan a la mezcla resultante. Los aditivos suelen ser de mala calidad, por lo tanto, el producto terminado resultante no tiene buenas características, y se puede utilizar en máquinas económicas y / o antiguas.
Las formulaciones sintéticas y semisintéticas basadas en aceites base del grupo 3 son las más comunes en el mundo actual. Tienen la designación inglesa Semi Syntetic. Su tecnología de fabricación es similar. Consisten en aproximadamente un 80% de aceite base (a menudo se mezclan diferentes grupos de aceite base) y un aditivo. A veces se agregan reguladores de viscosidad.
Los aceites sintéticos basados en la base del grupo 4 son ya auténticos "sintéticos" Full Syntetic, basados en polialfaolefonas. Tienen un rendimiento muy alto y una larga vida útil, pero son muy costosos. En cuanto a los aceites de motor de éster raro, están compuestos por una mezcla de aceites base de 3 y 4 grupos, y con la adición de un componente éster en una cantidad volumétrica del 5 al 30%.
Recientemente, hay "artesanos populares" que agregan alrededor del 10% del componente de éster final al aceite de motor del automóvil para supuestamente aumentar sus características. ¡No debería estar haciendo eso! Esto cambiará la viscosidad y puede dar lugar a resultados impredecibles.La tecnología para fabricar un aceite de motor terminado no es solo una mezcla de componentes individuales, en particular, una base y aditivos. De hecho, esta mezcla se realiza en etapas, a diferentes temperaturas, a diferentes intervalos. Por lo tanto, para su producción, es necesario tener información sobre la tecnología y el equipo adecuado.
La mayoría de las empresas actuales con tales equipos producen aceites de motor utilizando los desarrollos de los principales fabricantes de aceites base y fabricantes de aditivos, por lo que es bastante común encontrar la afirmación de que los fabricantes se están burlando de Nosotros y de hecho todos los aceites son iguales. .
