PRODUCTOS DE REFINERÍA

1. Productos volátiles. – Gases licuados y gasolina natural.2. Aceites ligeros. – Gasolinas, disolventes, combustibles para tractores y

queroseno o petróleo para alumbrado.3. Destilados. – “Range oil”( aceite para cocina u hornillo, queroseno en bruto),

destilados para calefacción, combustible Diesel y gas oil.4. Aceites lubricantes. – Aceites para motores, máquinas, cilindros, ejes,

engranajes, etc.5. Grasas y parafinas. – Parafina sólida, parafina microcristalina, vaselinas,

bases para ungüentos y grasas.6. Residuos. – Fuel oil, coque, asfalto, negro de humo, etc.7. Especialidades. – Productos medicinales, hidrocarburos, productos químicos,

insecticidas, etc.

Productos volátiles. – Los gases licuados del petróleo son clasificadosprincipalmente por su presión de vapor y la temperatura a la cual se evapora el 90%.

Grado Presión de vapor máximaKg/cm2 a 37,8ºC(100F)

Límites del peso específico admitido 15.6ºC/15.56ºC(60ºF/60ºF)

Composición aproximada

A 5,6(80) 0,585-0,555 Predominantemente butanos.B 7,0(100) 0,560-0,545 Mezclas de butano-propano,

principalmente butano.C 8,8(125) 0,550-0,535 Mezclas de butano-propano,

aproximadamente iguales.D 10,5(150) 0,540-0,525 Mezclas de butano-propano,

rico en propano.E 12,3(175) 0,530-0,510 Mezclas de butano-propano,

principalmente propano.F 14,1(200) 0,520-0,504 Predominantemente propano

Gasolina. – La gasolina es el subproducto más importante de todos los de la industria del petróleo; Las características más importantes de los aceites combustibles para motores con vistas a su funcionamiento, se pueden resumir como sigue:

1. Exento de agua, gomas y compuestos corrosivos de azufre.2. Recalentamiento y aceleración.3. Obstrucción por vapor.4. Poder antidetonante.5. Dilución del aceite del cárter.

El color, la densidad, el punto inicial de ebullición, el punto final y los compuestos de azufre no corrosivos son de poca importancia, mientras que el agua, el sedimento o los compuestos de azufre corrosivos provocan enseguida dificultades en el sistema de alimentación del motor. Las gomas que ya se han formado en la gasolina( gomas preformadas), pueden ser toleradas sólo en pequeñas cantidades.

La goma potencial o final que puede formarse con el tiempo en una gasolina, es de poco valor, excepto para indicar las dificultades que pueden producirse si por accidente o error la gasolina no es llevada al mercado en muchos meses.

El período de inducción en horas es, aproximadamente, igual a los meses que la gasolina puede estar almacenada bajo condiciones comerciales. La velocidad de la formación de gomas en el almacenaje ha sido relacionada al tiempo necesario para producir 10 mg de goma en un ensayo de laboratorio de oxidación acelerada, y de aquí que sea posible prever el período por el cual la gasolina puede estar almacenada.

Un elevado contenido en azufre da lugar a corrosiones en el silenciador y en el tubo de escape durante el tiempo frío, debido a la condensación de la humedad y la formación de ácidos sulfurosos y sulfúrico. Los mono y disulfuros y los mercaptanos son extremadamente perjudiciales para la susceptibilidad de las gasolinas al tetraetilo de plomo.

El color de la gasolina dice poco acerca de su calidad, aunque es una indicación de la perfección de las operaciones de refinación y de la tendencia a producir goma. Los compuestos antidetonantes más apreciados son parcialmente eliminados por el tratamiento, y, por lo tanto, las especificaciones del color se han tornado menos importantes. La mayoría de los refinadores recurren al uso de colorantes solubles para enmascarar el color del producto natural, empleándose colorantes que varían entre amarillo y púrpura oscuro, y sirven: para identificar una gasolina y servir de garantía de las cualidades anunciadas; para preservar las propiedades antidetonantes que podrían perderse parcialmente durante el tratamiento químico, y para reducir el costo de refinación.

El límite de ebullición indica la facilidad de arranque, la velocidad de aceleración, la pérdida por dilución del aceite del cárter y la tendencia hacia la obstrucción por formación de burbujas de vapor.

La presión de vapor rige también las pérdidas de almacenamiento y manipulación, especialmente a grandes altitudes. Las pérdidas relativas que tienen lugar en el llenado de tanques a diferentes alturas, utilizando una gasolina de 0,6 Kg/cm2 de presión de vapor, son las siguientes

Altitud Pérdida relativa, por cientoNivel del mar 1,01500m 1,53000m 2,34500m 5,56000m 111,1

La utilización de motores de alta compresión hace necesario considerar la mayor o menor facilidad con que un combustible puede producir el golpeteo de encendido o detonación. El golpeteo o pistoneo se considera debido a la auto inflamación de parte de la mezcla de gasolina-aire frente a la llama; cuando es suave tiene poco efecto sobre el funcionamiento del motor, pero cuando es fuerte puede causar pérdida de potencia y averías en los pistones o cojinetes. Ciertas substancias, tales como el tetraetilplomo, pentacarbonilo de hierro, etc., tienden a impedir el golpeteo. Todos los hidrocarburos tienen distintas propiedades antidetonantes y algunos de éstos, como el benceno, y los de la gasolina de craking, son útiles para la supresión del golpeteo. La altura afecta grandemente al número de octano, pudiendo reducirse aproximadamente en una unidad por cada 100 metros de elevación, por encima del nivel del mar, hasta 2,5 unidades por 100 metros a 3500 metros de altura.

En resumen, nuestros combustibles para motores están formados por butanos y gasolina natural que les proporciona volatilidad, por gasolinas de craking o polimerizadas y agentes antidetonantes que evitan el pistoneo, inhibidores que demoran

la formación de gomas y gasolinas de destilación directa. Las gasolinas de craking térmico son convenientes en los combustibles para motores, porque las máquinas trabajan bien con ellos a pequeña velocidad, debido a la presencia de hidrocarburos olefínicos de bajo punto de ebullición. En cambio, los hidrocarburos aromáticos que se encuentran en las gasolinas de cracking catalítico originan un buen funcionamiento a altas velocidades. Por lo tanto, es conveniente mezclar ambos tipos de combustibles, especialmente en los casos de motores con la culata de los cilindros en L que suelen pistonear a alta velocidad y en los que llevan válvulas en la cabeza que lo hacen a baja velocidad, cuyos defectos quedan así compensados.

Naftas o disolventes. – Las naftas de destilación directa del petróleo contienen solamente pequeñas cantidades de productos, especialmente de lacas de nitrocelulosa, pintura en polvo y ciertas resinas. La naftas de alto poder disolvente solubilizan dichos productos y se emplean en ensayos especiales para determinar su poder disolvente, tales como el punto de anilina, el índice kauri-butanol y las relaciones de dilución de nitrocelulosa en acetato de etilo o butilo. Las naftas de baja densidad, son altamente disolventes, producidas por métodos especiales de elaboración que aumentan el porcentaje de hidrocarburos aromáticos.

Entre las exigencias especiales para los disolventes pueden mencionarse: ser incoloros; contener pequeña proporción de hidrocarburos no saturados y aromáticos, para aumentar su estabilidad; alto contenido de hidrocarburos aromáticos para la disolución de lacas y resinas sintéticas; o bajo punto de ebullición para su rápida evaporación. Sin embargo, por lo general, las naftas deben estar libres de acidez, no ser corrosivas de acuerdo con el ensayo de la lámina de cobre, estar exentas de gomas o materias en suspensión, tener olor agradable, de manera que el olor a petróleo no se transmita a los productos manufacturados y estar perfectamente fraccionada para eliminar en lo posible los riesgos de incendio.

La técnica de la destilación y el fraccionamiento ha evolucionado en tal grado, que a partir del petróleo, se pueden obtener compuestos casi puros, y entre éstos se hallan el propano, butano, pentano y los correspondientes iso-compuestos.

Los disolventes obtenidos del petróleo no deben considerarse como sustitutos de otros disolventes actualmente empleados, pues poseen características especiales de gran utilidad que los hacen utilizables para muchas aplicaciones, para las que no son adecuados los otros disolventes.

Aceites de alumbrado. – Estos aceites están representados por el queroseno, el aceite de alumbrado de larga duración, el queroseno para faros y el aceite de foca mineral de 150ºC, los cuales se usan, en el alumbrado doméstico, en la marina, en trenes de pasajeros y en las lámparas para iluminación de vías férreas.

El valor del queroseno depende directamente de su comportamiento en la prueba de combustión o de lámpara. Los resultados no satisfactorios de este ensayo están determinados por la producción de humo, la formación de una nube blanca en la chimenea, o por el hinchamiento de la mecha. La producción de humo se debe en gran parte a los hidrocarburos aromáticos; la nube blanca es producida por los disulfuros(más de 0,01%) y el hinchamiento de la mecha se considera que la causan los disulfuros y los hidrocarburos aromáticos.

La termo viscosidad Saybolt es también una buena indicación del comportamiento del aceite en una lámpara. Un aceite puede tener una viscosidad apropiada, pero no una combustión satisfactoria. Se necesita una pequeña cantidad de material ligero(nafta) para producir queroseno o aceite de alumbrado de alta calidad.

Por esta razón debe hallarse algo de gasolina pesada en el queroseno, y por tanto, los límites de ebullición de este último y de la gasolina(o nafta) se superponen en cierta medida. Si la gasolina(o nafta) y el queroseno están bien fraccionados, el punto de inflamación y el punto inicial de ebullición del queroseno serán tan altos que éste no quemará en forma apropiada. Esta superposición debe ser siempre tenida en cuenta cuando la gasolina y el queroseno son evaluados de la curva de destilación de un petróleo crudo.

La inestabilidad del color de algunos querosenos, ha constituido a veces una dificultad inexplicable y se han revelado varios inhibidores y pruebas para la inestabilidad del color.

Los combustibles para motores a chorro de aviación abarcan desde productos de bajo punto de ebullición(46ºC) hasta los de 315ºC. También la presión de vapor asciende hasta 0,5 Kg/cm2 abs. Los combustibles volátiles presentan facilidad de arranque, mejor rendimiento en la combustión y depósitos menores en el motor, pero tienden a producir obstrucciones y pérdidas por evaporación, además de peligro de incendio. El orden de preferencia de los hidrocarburos es: parafínicos, olefínicos y aromáticos y, por consiguiente, los combustibles de craking(térmicos o catalíticos) son inferiores. La estabilidad (de acuerdo con los ensayos especiales de gomas) debe ser excelente y se requiere un punto de congelamiento bajo(máximo –60ºC).

Combustibles destilados. – Entre éstos se hallan la gasolina para estufa, combustibles para tractores, fuel Oliz, para uso doméstico, combustibles destilados industriales, aceites para pulverizar, insecticidas, aceites para fumigar, aceite paja, aceite de absorción y gas oil.

El punto de inflamación de los combustibles de uso doméstico está limitado por razones de seguridad y se impone un límite más elevado para asegurar el fácil encendido en los quemadores del tipo vaporizador. La viscosidad se halla naturalmente comprendida dentro de ciertos límites, pero en general, todos los quemadores del tipo atomizador tienen un rendimiento máximo para una viscosidad intermedia.

El azufre tiene normalmente poca importancia, pero debe ser especificado cuando se destina a incubadoras, tratamientos por calor y hornos para vidrio y cerámica. El color y el olor no son de vital importancia, pero los consumidores los perciben. El color y la estabilidad pueden ser mejorados mediante tratamiento con ácido sulfúrico seguido de redestilación o por tratamiento con metanol cáustico seguido por ácido sulfúrico diluido al 25%.

Se da salida a las excesivas existencias de gas oil, de los craking en gasolinas. A veces los refinadores mezclan parte de sus destilados con otros productos similares, tales como las “colas” de los destilados a presión con alquitrán pesado, para reducir la viscosidad de este último, a fin de que sea puesto a la venta como fuel oil.

Combustibles Diesel. – Las especificaciones se están estableciendo en forma lenta, debido en primer lugar a las grandes diferencias que existen entre los motores, y en segundo lugar a los destilados de craking catalítico poco satisfactorios, a los que se deben dar alguna salida.

Las principales características de funcionamiento de los combustibles Diesel, más o menos en orden de importancia, son:

1. Limpieza - residuo carbonoso, agua y sedimentos, azufre, etc.2. Característica de ignición – número de cetano o índice Diesel.3. Fluidez y atomización – viscosidad, punto de fluidez, etc.

4. Volatilidad – punto de inflamación, destilación y residuo carbonoso.

Hasta la pequeña cantidad de impurezas transportadas por el aire puede contaminar el combustible Diesel, porque el pistón de la bomba de inyección se rectifica con una tolerancia de 0,00025 mm. Se considera que las cantidades excesivamente grandes azufre contribuyen al desgaste del motor y que lógicamente, pueden causar la corrosión del silenciador y del escape.

Los combustibles de elevada viscosidad y alto intervalo de ebullición dan lugar a la formación de depósitos en el motor, humo y olor, pero una viscosidad demasiado baja puede originar un rendimiento ligeramente inferior debido a la pobre lubricación de los inyectores, fugas o al bajo poder calorífico de dicho combustible.

La facilidad de puesta en marcha del motor, depende principalmente de la característica de ignición, pero también de la viscosidad y del punto de fluidez. El número de cetano debe ser suficientemente alto para permitir la ignición cuando el aire que se inyecta a presión es frío.

Aceites lubricantes. Generalidades. – los aceites minerales tienen tantas aplicaciones que ha surgido una enorme cantidad de nombres basados en los distintos usos. Cada tipo de aceite puede ser usado en distintos grados de viscosidad, pero la caso totalidad de las necesidades de la industria se satisfacen con un número relativamente pequeño de los mismos.

1. Aceites para motores y máquinas. – Los aceites de alto índice de viscosidad se utilizan para motores de aviación y automóviles que funcionan en climas templados y árticos y para maquinarias e instrumentos que soportan una amplia variación de temperatura.

Los aceites de índice de viscosidad medio son apropiados para la casi totalidad de las maquinarias industriales, inclusive para los motores fijos de encendido por chispa y los automotores en climas templados o cálidos.

Los aceites de bajo índice de viscosidad son adecuados para la mayor parte de la lubricación industrial y para los motores Diesel.

En general la duración de un aceite es reducida a la mitad por cada aumento de 8ºC sobre la temperatura de funcionamiento(superior a 60ºC). En relación con los sistemas de alimentación por gravedad, etc., es útil reconocer que la viscosidad disminuye a la mitad por cada 10ºC de aumento de la temperatura.

2.- Aceites compuestos. – El agregado de substancias grasas tales como grasa de cerdo, sebo, aceites de nabina, castor y esperma, hace que el aceite mineral se extienda y moje más perfectamente una superficie metálica, permitiendo además la formación de emulsiones con el agua que se adherirán a aquélla, por lo que estas mezclas se practican con los aceites para máquinas de vapor, compresores de aire, para templado, herramientas cortantes, motores marinos y para recocido. Los aceites grasos aumentan ligeramente la resistencia de la película. Son útiles los ensayos de emulsión, número de neutralización y porcentaje de aceite graso.

3.Aceites para turbinas. – Las máquinas de alta velocidad, tales como las turbinas a vapor y las dinamos pueden originar emulsiones con el agua y por ello son útiles el número de emulsión por vapor A.S.T.M. o el ensayo de desemulsibilidad del Gobierno Federal. Es necesaria una estabilidad extrema que se logra principalmente con una filtración prolongada a través de tierra de batán, porque estos aceites pueden ser usados durante varios años.

4.Aceites resistentes al frío. – El punto de fluidez, la viscosidad y a veces el índice de viscosidad son datos importantes para los aceites usados en los equipos de

refrigeración, mecanismos hidráulicos, ametralladoras, instrumentos y cualquier maquinaria en clima ártico.

5.Aceites para transformadores. – Éstos y los aceites para aislamiento deben soportar grandes voltajes, por ello, es de importancia la resistencia dieléctrica.

6.Aceites coloreados. – La elaboración de alimentos, las industrias textil y papelera y los preparados medicinales, requieren el empleo de aceites incoloros o apenas coloreados. La cualidad lubricante es destruida en gran parte por la decoloración. Podrían incluirse también aquí los aceites negros ordinarios, pues su color no tiene importancia.

7.Aceites corrosivos. – Algunas aplicaciones dependen en parte de la corrosividad de un aceite, por lo menos a ciertas temperaturas. Tales productos, como los lubricantes de extrema presión para engranajes de trabajo pesado y aceites para herramientas cortantes, requieren la adición de azufre, cloro o compuestos de éstos. Cada aplicación necesita los ensayos adecuados de corrosión y especiales de funcionamiento.

Aceites para motores. – Los aceites para motores de encendido a chispa y Diesel difieren principalmente porque los segundos deben poseer propiedades detergentes, a fin de evitar la acumulación de carbón en el motor después de algunas horas de funcionamiento. Los aceites de base nafténica son bastante satisfactorios como aceites Diesel, pero la mayoría de los aceites para trabajo pesado se elaboran agregando un agente detergente a un aceite, obtenido de crudos parafínicos o de base mixta.

Se ha dado mucha importancia al índice de viscosidad porque éste mide la aptitud de un aceite para lubricar adecuadamente a las temperaturas elevadas de la máquina y al mismo tiempo no ser demasiado viscoso durante la puesta en marcha del motor.

Se considera que se logra una fácil puesta en marcha se la viscosidad no excede de 40000 segundos Saybolt Universal a la temperatura de arranque, y por supuesto, el punto de fluidez debe ser suficientemente bajo.

La viscosidad propiamente dicha parece tener poca significación directa, dado que los aros del pistón hacen escasamente fuerza contra las paredes del cilindro. Los factores que afectan el consumo de aceite son: 1) aceites de bajo punto de ebullición o bajo punto de inflamación; 2) aceites de baja viscosidad, lo que facilita su infiltración al cárter; 3) temperaturas de motor excesivamente elecadas;4) alta velocidad o carga excesiva del motor; 5) pérdidas en las juntas o prensaestopas; 6) deficiente ajuste del carburador de manera que se produce dilución en el aceite del cárter; y 7) un motor muy gastado.

El punto de inflamación o de combustión no tiene relación con el funcionamiento del motor pero indica el origen del aceite y si es una mezcla de aceites de bajo y alto punto de ebullición. El azufre tiene escaso efecto directo.

El residuo carbonoso no tiene relación directa con la formación de carbón en el motor.

Los agentes aditivos se emplean ahora ampliamente para variar las propiedades de los aceites lubricantes. Los rebajadores del punto de fluidez actúan diferentemente sobre cada aceite, pero en el término medio causan reducciones en el punto de fluidez.

Para la reducción del punto de fluidez se usan parafinas cloradas que contienen pequeñas cantidades de algunos derivados nafténicos clorados. El índice de viscosidad se puede mejorar agregando polímeros del buteno. Los agentes detergentes, tales como los jabones de calcio del ácido dicloroesteárico o los naftenatos metálicos, tienden a prevenir en el aceite la sedimentación de los materiales carbonosos o lodosos, y además

limpiarán un motor que está sucio de esos productos. Cuando se emplea un aceite detergente, el aceite del cárter aparece inmediatamente oscuro y sucio debido al lodo.

Los agentes antioxidantes para disminuir la oxidación, la formación de lodo o la corrosión, son ampliamente usados. Destacamos los sulfonatos de petróleo y calcio, sales de calcio o bario de los ácidos esteáricos o grasos, triderivados alifáticos o aromáticos del fósforo y zinc metilciclohexiltiofosfato. Los agentes antiespumantes , considerados como compuestos de silicona, son de alta efectividad cuando se emplean en cantidades mínimas.

Lubricantes. – Con este término se designan especialmente las grasas, las composiciones semisólidas y los aceites para engranajes, aun cuando algunos de los materiales son tan semejantes a los aceites líquidos como a los sólidos. Las grasas pueden agruparse en tres clases:

1. Mezclas de aceite mineral y lubricante sólido. Algunos de los lubricantes sólidos corrientes son el grafito, la mica, el talco, el azufre y el amianto fibroso. Estas grasas son inestimables para la lubricación de partes de máquinas mal ajustadas que funcionan bajo cargas pesadas o intermitentes.

2. Mezclas de residuos, parafinas, grasas no combinadas, aceite de resina y breas. Este grupo se usa especialmente en la lubricación de barrenos, cables de acero, bombas de agua, dragas y cadenas, y engranajes que funcionan bajo agua o expuestos a la intemperie.

3. Aceites espesados con jabón. Los espesadores habituales son los jabones de sodio, calcio, aluminio y plomo, que se preparan por saponificación de un glicérido graso de origen animal o vegetal.

Hay también tres bases generales usadas para manufacturar los lubricantes de extrema presión.

1. Mezclas de aceites saponificables conteniendo azufre químicamente combinado con un aceite lubricante apropiado, o aceites minerales a los que se les ha agregado flor de azufre.

2. Mezclas de una base de aceite saponificable tratado con cloruro de azufre y un aceite lubricante de apropiada viscosidad, o cloro combinado directamente con fracciones seleccionadas de aceite mineral.

3. Lubricantes conteniendo jabones de plomo provenientes de ácido graso o nafténico y azufre.

Parafinas. – Las ceras parafínicas y microcristalinas son empleadas en aplicaciones tan diferentes que, aparte del punto de fusión, no se han adoptado otras especificaciones. Las ceras microcristalinas pueden contener sustancias naturales o agregadas que inhiben parcialmente el desarrollo cristalino. Esto tiende, generalmente, a aumentar la flexibilidad o plasticidad de la cera, y en efecto, la cera parafínica puede ser adicionada a algunas ceras microcristalinas sin destruir su flexibilidad.

El color fluctúa entre negro a blanco en la mayor parte de todos los grados y , por supuesto, el olor y, a veces, el gusto, son propiedades importantes.

Residuos. – Los productos residuales del petróleo, no alcanzan usualmente un alto precio en el mercado. A menudo son considerados como simples subproductos de la operación corriente de la refinación y algunos de ellos son: fuel oil, fuel oil para motores Diesel, aceite para carretera, aceite para pulverizar, coque y asfalto para

pavimentos, techos o pintura. La viscosidad es la propiedad más importante, debido a las dificultades en el manejo y pulverización de los aceites viscosos. Los fuel oils de craking son apreciados como combustibles porque tienen comúnmente un punto de fluidez más bajo, menor viscosidad y un poder calorífico ligeramente superior que los materiales residuales de los cuales proceden.

El coque del petróleo se usa comercialmente de la siguiente manera: como combustible de refinería y comercial; en la fabricación de electrodos de carbón, escobillas y placas; en la manufactura de abrasivos y grafito artificial; en la preparación del carburo de calcio; como combustible en metalurgia; en pinturas y pigmentos; en la elaboración de gas y en las industrias de cerámica.