UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CÁTEDRA : INDUSTRIAS QUÍMICASCATEDRÁTICO : Ms. Sc. ABRAHAM PALACIOS

VELÁSQUEZINTEGRANTES : CANCHANYA VILCHEZ, Carlos Raúl

CASAS DE LA CRUZ, Nick BrayanGAMARRA ALCANTARA, Marlín

DouglasSEMESTRE : VII

HUANCAYO – PERÚ2012

DETERGENTES Y DISPERSANTES, INHIBIDORES DE CORROSIÓN Y MEJORADORES DE LUBRICACIÓN

DETERGENTES Y DISPERSANTES

Los detergentes-dispersantes son la segunda categoría de aditivos para aceites que se vende en gran volumen, los materiales de este tipo son generalmente moléculas que tienen una larga "cola" hidrocarbonada y un extremo polar. La sección de la "cola" (un grupo oleofílico), sirve como solubilizante en el fluido de base, mientras que el grupo polar es atraído por los contaminantes en el lubricante.

DETERGENTES (DISPERSANTES METÁLICOS)

SULFONATOS

Los sulfonatos son los productos de neutralización de un ácido sulfónico con una base metálica. La reacción se puede ilustrar como:

R-SO3H + MO ó MOH ——> R-SO3M + H2O

Donde:

MO = óxido de metal divalente MOH = hidróxido de metal divalenteR = representa un radical orgánico que actúa como un grupo soluble en el aceite

Son sales metálicas de ácidos sulfónicos que fueron primeramente subproductos del tratamiento de fracciones de petróleo con ácido sulfúrico, en la fabricación de aceites blancos.

SULFONATOS DE PETRÓLEO (O NATURALES)

SULFONATOS SINTÉTICOS

Son sales metálicas de ácidos producidas por la sulfonación de aromáticos alquilados por reacción con trióxido de azufre.

La mayoría de los cationes metálicos de los detergentes en base a sulfonatos son calcio, magnesio y sodio. Los sulfonatos alcalinos térreos se pueden preparar por reacción directa del ácido sulfónico con el óxido metálico o hidróxido, o haciendo reaccionar el sulfonato de sodio con el cloruro del metal.

SALICILATOS

Se preparan generalmente a partir de alquil-fenoles por una reacción química conocida como reacción de Kolbe.

FENATOS Y SALES DE FENOLES SULFURADOSUna amplia clase de fenatos metálicos incluyen las sales de alquil fenoles, sulfuros de alquil fenoles y aldehídos de alquil fenoles. La solubilidad en aceite se logra mediante alquilación del fenol con olefinas que generalmente contienen siete o más átomos de carbono.

El azufre se incorpora en los fenatos por reacción del alquil fenol con cloruro de azufre o azufre elemental. La introducción del azufre y la presencia de un puente metileno bajan la corrosividad de los productos hacia los materiales de los cojinetes y mejora sus características antioxidantes.

Los productos comerciales de este tipo son generalmente derivados de componentes ácidos producidos por la reacción entre polibuteno (en el rango de peso molecular de 500 a 1000), y pentasulfuro de fósforo. Un estudio de la estructura de estos compuestos indica que las sales orgánicas presentes son principalmente tiopirofosfonatos, acompañados en algunos casos por 10 a 25 moles por ciento de tiofosfonatos y fosfonatos.

TIOFOSFONATOS

DISPERSANTES LIBRES DE CENIZAS

Usados para formular aceites multigrados y aditivos de bajo peso molecular que se usan cuando no es necesaria una modificación de la viscosidad. Estos aditivos son mucho más efectivos que los tipos metálicos para controlar los depósitos de barros y barnices que resultan de una operación intermitente a baja temperatura de motores de gasolina.

DISPERSANTES POLIMÉRICOS DE ALTO PESO MOLECULAR

El grupo polar generalmente contiene uno o más de los siguientes elementos: nitrógeno, oxígeno y fósforo.

ALQUENIL SUCCINIMIDAS DE CADENA LARGA N-SUSTITUIDAS

El intermediario ácido alquenil succínico se obtiene por condensación de una olefina polimerizada, generalmente un poliisobutileno con un peso molecular en el rango de 800 a 1200, con anhídrido maleico. La parte básica del aditivo usualmente proviene de N-amino alquilpoliaminas, especialmente las polialquilenaminas tales como trietilentetramina, tetraetilenpentamina, etc.

ESTERES DE ALTO PESO MOLECULAR

Los materiales de interés comercial en esta área incluyen productos formados por la esterificación de olefinas sustituidas de ácidos succínicos con alcoholes alifáticos. En esta reacción se pueden emplear polialcoholes tales como glicerol, pentaeritritol y sorbitol.

BASES DE MANNICH A PARTIR DE FENOLESALQUILADOS DE ALTO PESO MOLECULAR

Se forman por la condensación de un fenol alquil sustituido de alto peso molecular, una alquilenpoliamina, y un aldehído tal como formaldehído. Una descripción de la reacción de polipropilenfenol, tetraetilenpentamina y formaldehído es:

Tienen dos características estructurales diferentes: aquellas que son similares a los materiales empleados como modificadores de viscosidad y aquellas de los compuestos polares (que imparten propiedades dispersivas).

DISPERSANTES POLIMÉRICOS

Donde la porción hidrocarbonada es un grupo oleofílico.A = grupo polarR = grupo alquilo C1-6, grupo alquenilo C4-C6, o alquilo.

Algunas de las muchas posibilidades de grupos polares son:

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

Como aditivos detergentes se entienden aquellos productos capaces de evitar o reducir la formación de depósitos carbonosos.

Como aditivos antiácidos, alcalinos o súper básicos.

DETERGENTES

DISPERSANTES

El término dispersante se reserva para designar aquellos aditivos capaces de dispersar los «lodos húmedos» originados en el funcionamiento frío del motor.

Los dispersantes recubren a cada partícula de una película por medio de fuerzas polares, que repelen eléctricamente a las otras partículas, evitando se aglomeren.

INHIBIDORES DE CORROSIÓN

La corrosión de los metales es un fenómeno natural que ocurre debido a la inestabilidad termodinámica de la mayoría de los metales. En efecto, salvo raras excepciones (el oro, el hierro de origen meteorítico) los metales están presentes en la Tierra en forma de óxido, en los minerales (como la bauxita si es aluminio, la hematita si es hierro). A menudo se habla del acero inoxidable; el término es impropio por dos razones:

Este tipo de acero contiene elementos de aleación (cromo, níquel) que se oxidan; a esta capa de óxido se debe la protección del acero.

No está protegido más que en ciertos tipos de ambiente, y se corroerá en ambientes distintos.

La mayoría de ellos actúa neutralizando el material acido formando películas moleculares que se adhieren con fuerza sobre las superficies metálicas y que resisten al desplazamiento por los agentes corrosivos.

Hay muchas sustancias que actúan como inhibidores; Molibdatos, nitratos, fosfatos, carbonatos, etc.

FOSFATO 

Es el inhibidor mas común y el mas discutido. Es un conocido inhibidor de la corrosión en los metales ferrosos, desde que el fosfato trisódico se usa para limpiar las hojas de metal.

Los efectos benéficos encuentran su punto máximo en concentraciones de 3 g/L.

NITRATOEs incluido en todas las formulas por su eficacia en la prevención del picado de los radiadores de aluminio, sin ningún efecto negativo con el resto de los metales. Una concentración típica es 2 g/L.

TOLITRIAZOL

Es similarmente incluido en todas las formulas por su efectividad en prevenir la corrosión en el cobre. Una concentración típica es 1 g/L.

MOLIBDATOEs un aditivo ampliamente benéfico. Previene la corrosión de muchos metales y actúa sinérgicamente con fosfatos y silicatos para prevenir la corrosión en otros. Concentraciones típicas son de 2 a 3 g/L.

BENZOATOEs parte de la formula de anticongelamiento y inhibición de corrosión del British Standards Institute's [BSI]. Benzoato es mas común en las formulas europeas que en las americanas.Una concentración típica es 5 g/L.

Son los mejores protectores para el aluminio. El problema con los silicatos es que no son indefinidamente estables en solución, 2 g/L. es una concentración efectiva.

SILICATOS

APLICACIÓN DE INHIBIDORES ASOCIADOSA UNA PELÍCULA DE FIJACIÓN

En este caso, caen las pinturas anticorrosivas cuyas formulaciones aparte de aportar con un film de aislamiento de tipo epóxico fenólico o epoxi-ureico llevan asociados un paquete anticorrosivo compuesto por moléculas orgánicas o minerales aceptores de electrones tales como los azoles.

EXPOSICIÓN A SOLUCIONES REDUCTORAS   La superficie es expuesta a la permanente exposición de elementos químicos disueltos en una solución a bajas concentraciones, dichas especies son pares reductores que se oxidan ellos mismos a cambio de la pieza y además contribuyen con la pasivación o inactivación de la superficie formando micropelículas químicas estables.

NUEVA TECNOLOGIA PARA LOS INHIBIDORES DE CORROSIÓN

La gama de productos Zitrec está compuesta por un rango de fluidos frigoríficos indirectos (glicoles) que incorporan una nueva clase de inhibidores de corrosión. Estos nuevos inhibidores de corrosión se basan en la combinación de sales de ácidos carboxílicos e inhibidores de corrosión orgánicos. A esta nueva tecnología se la denomina OAT (Organic Acid Technology).Los glicoles tradicionales incorporan inhibidores de corrosión inorgánicos, los cuales son menos eficientes, más inestables y se degradan más rápidamente: entre ellos están los nitritos, fosfatos, carbonatos, nitratos, molibdatos, silicatos, boratos, etc. Aunque todos estos elementos son útiles en la lucha contra la corrosión

Algunas desventajas:

-Los fosfatos y carbonatos son muy inestables con aguas muy duras, precipitando muy rápidamente.

-Los nitritos pueden ser muy agresivos con las soldaduras y el aluminio, e incluso cuando se degradan hacia metales ferrosos como hierro forjado y acero.

- Los silicatos, a pesar de que siempre se intenta mantenerlos en solución, presentan el riesgo de depositarse en las superficies en forma de geles ó en forma sólida.

INHIBIDORES COMERCIALES

•INHIBIDOR DE CORROSIÓN TIPO CEROSO •INHIBIDOR DE CORROSIÓN TIPO CEROSO (CRC  LECTRA SHIELD)•PROTERTOR SECO ANTICORROSIVA (SP-250)•INHIBIDORES DE ACIDO

APLICACION INDUSTRIAL

•En el campo de los sistemas de enfriamiento o disipadores de calor tales como los radiadores, torres de enfriamiento, calderas y "chillers".•Como refrigerante para el parque automotor•Los productos Zitrec (para fluidos frigoríficos) no solo ofrecen una excelente protección anticorrosión.

MEJORADORES DE LUBRICACIÓN

La desulfurización es un paso clave en el camino hacia combustibles más limpios. A medida que el nivel azufre (<500ppm) del combustible diesel se reduce, las características de lubricidad inherentes del combustible también se reducen. Existen dos mecanismos que causen esto:

• En una refinería, el nivel de azufre del combustible diesel se reduce por la aplicación de diversos procesos de hidrotratamiento que eliminan de forma eficaz los compuestos son reconocidos por su buena lubricidad natural.

• El proceso de producción de combustible diesel con bajo contenido de azufre también genera una reducción de los compuestos aromáticos y estos compuestos son reconocidos por tener una mejor lubricidad que los compuestos alifáticos.

MEJORADORES DEL INDICE DE VISCOSIDADEstos aditivos tienen la capacidad de controlar los posibles cambios de viscosidad, debido a efectos de la temperatura. Son generalmente polímeros de alto peso molecular (50.000- 125.000) que a bajas temperaturas tienen su cadena ovillada y a medida que la temperatura aumenta se va extendiendoaumentando de esa forma la viscosidad del aceite.

Las ventajas operacionales de un lubricante con un alto índice de viscosidad son: menor fricción, menor pérdida de lubricante y menor desgaste.