Os tipos de processamentos dos Óleos Básicos: entendendo as diferenças de cada processo e produtos gerados

A tecnologia de processamento dos óleos básicos sofreu uma grande evolução tecnológica no último século. Inicialmente as gorduras animais e vegetais foram usadas como lubrificantes. Nos últimos 3.000 anos pouca coisa mudou, onde a banha e a gordura continuavam a ser empregadas em processos de lubrificação.

Com início da prospecção em larga escala do petróleo em meados do século XIX, e com o avanço da modernização da indústrias com a adoção de vários maquinários para realizarem diversas operações, surgiu a necessidade da produção de óleos lubrificantes de melhor qualidade. Muitos destes passaram a ser formulados com o óleo básico lubrificante.

A princípio a disponibilidade era limitada e o óleo básico mineral obtido não era muito bom, o que resultava em lubrificantes não tão eficaz quanto os produtos de origem animal. A produção industrial do óleo básico lubrificante ainda estava apenas no seu estágio inicial, carecendo de muita experiência técnica para aprimorar o produto.

Com o crescimento da frota de veículos com motores à combustão no início do século XX, também cresceu a demanda por lubrificantes melhores. Os fabricantes logo perceberam que as matérias-primas derivadas do petróleo eram ideais para se produzir os melhores lubrificantes. Para normatizar o mercado de óleo lubrificante automotivo e aumentar o rigor na fabricação do óleo básico lubrificante, em 1923, a Society of Automotive and Transportation Engineers (SAE), implantou uma classificação de viscosidade para óleos de motores, separando-os por viscosidades e classificando-os por: óleo leve, óleo médio e óleo lubrificante pesado. Nesta época, os óleos para motores automotivos não continham aditivos e precisavam ser trocados a cada 1.500 km.

Na década de 1920 a qualidade do óleo básico lubrificante ainda era muito ruim e para melhorar o desempenho do produto, muitos fabricantes de óleos lubrificantes passaram a processar os óleos básicos minerais então adquiridos, aplicando vários processos de purificação como os de limpeza com argilas, de limpeza com ácido sulfúrico, de tratamento SO2, da purificação com solventes e até a de remoção de hidrocarbonetos aromáticos por extração com solventes.

Conhecendo os processos de purificação do Óleo Básico Mineral

A seguir, vamos dar um breve relato de como eram os processos para o tratamento e a purificação do óleo básico lubrificante.

Limpeza com argila

Para absorver e remover os componentes mais nocivos presentes no óleo básico mineral, era utilizada uma argila. Ao passar o óleo básico lubrificante por um recipiente contendo a argila, esta promove a remoção dos compostos aromáticos ou altamente polares contendo enxofre e nitrogênio. Era um processo simples de filtragem que removia os contaminantes mais agressivos presentes no óleo básico.

Purificação com Ácido Sulfúrico

Neste processo o ácido é usado para reagir com componentes do óleo básico mineral, onde o ácido por ser mais pesado, arrasta para o fundo os compostos contaminantes do óleo básico lubrificante. O lodo formado precisa ser neutralizado e descartado. Embora essa tecnologia fornecesse uma purificação muito eficiente do óleo básico mineral, ela era muito cara. Devido às restrições ambientais, essa tecnologia está quase completamente abandonada em boa parte do mundo.

Tratamento com Dióxido de Enxofre (SO2)

Este é um processo de extração simples no qual os compostos indesejáveis do óleo básico lubrificante são removidos com o uso um solvente reciclável. Infelizmente, o SO2 é um produto altamente tóxico. Apesar desta tecnologia ter sido de grande valia no desenvolvimento do aprimoramento do tratamento do óleo básico mineral, hoje ela está completamente eliminada dos processos de purificação deste produto.

Refinação com solvente

Por volta de 1930, o tratamento do óleo básico lubrificante com solvente surgiu como uma tecnologia aceitável para melhorar o desempenho de purificação, além do que, era um processo razoavelmente seguro e que permitia a reciclagem do solvente. Essa tecnologia ainda é usada pela maioria dos fabricantes mundiais de óleo básico mineral.

Óleo Básico do Grupo 1 (ou óleo básico grupo I)

O óleo básico lubrificante obtido pela refinação por solvente também recebe a denominação de óleo básico do grupo I. Como mencionado, este foi um dos primeiros processos de tratamento seletivo adotado em larga escala para purificar o óleo básico mineral. Neste processo é feita a extração de compostos aromáticos e desparafinização por solvente, com ou sem hidroacabamento. O óleo básico lubrificante obtido por este processo é o menos refinado da classificação abaixo.

Como características deste processo o óleo básico grupo I obtido apresenta os seguintes resultados: apresentam menos de 90% de hidrocarbonetos saturados (>10% de aromáticos) e mais de 0,03% de enxofre. O óleo básico do grupo 1 também apresenta um índice de viscosidade que varia de 80-120. A demanda por óleo básico grupo I está diminuindo a cada ano, porque são produtos que contêm ainda um quantidade elevada de enxofre e compostos aromáticos em sua composição. A sua grande utilização atual está na fabricação do óleo lubrificante industrial, do óleo para o transporte marítimo e do óleo de motores combustão interna de veículos antigos.

Óleo Básico do Grupo 2 (ou óleo básico grupo I)

O óleo básico grupo II é obtido por um processo mais moderno chamado de hidrorrefino. O óleo básico mineral hidrotratado apresenta uma menor volatilidade, uma maior estabilidade à oxidação e um ponto de fulgor mais elevado, mas um desempenho apenas regular no que se refere ao ponto de fluidez e a viscosidade à baixa temperatura. É um óleo básico lubrificante que apresenta teor de hidrocarbonetos insaturados acima de 99%. Hoje mais de50% do total de óleos lubrificantes automotivos disponibilizados no mundo é produzido a partir do óleo básico do grupo II. O óleo básico do grupo 2é usado em aplicações ​​onde um índice de viscosidade mais alto e uma baixa volatilidade são necessários.

Óleo Básico do Grupo 3 (ou óleo básico grupo III)

O processo de obtenção do óleo básico grupo III é semelhante ao do óleo básico grupo II.O óleo básico mineral é submetido a um processo de hidroprocessamento e refino. A diferença entre eles é que o óleo básico do grupo 3 tem índice de viscosidade maior, superior à120, uma maior uniformidade molecular e uma maior estabilidade. O óleo básico grupo III é usado principalmente para a fabricação de óleos de motores para veículos mais modernos que possuem propriedades de economia de energia.

O óleo básico do grupo 3 também é usado para a produção de óleo lubrificante automotivo sintético e semissintético. Cabe esclarecer que apesar do melhor desempenho que o óleo básico grupo III possa propiciar a um motor à combustão, é fato que este produto continua sendo um óleo mineral derivado do petróleo. A indústria automotiva vende o lubrificante feito com o óleo básico grupo III como sendo um óleo sintético.

Tal tipo de venda não pode ser feita junto à indústria, pois FISPQ do produto “entrega” a origem mineral do produto, que comprova que um óleo básico do grupo 3 não contém compostos sintéticos em sua composição. Trata-se apenas de uma jogada de marketing, para oferecer um produto “sintético” de menor custo ao consumidor.

Óleo Básico do Grupo 4 (ou óleo básico grupo IV)

Neste grupo ou tipo de processamento verdadeiramente encontramos um óleo sintético, obtido através de reações químicas de matérias-primas sintéticas, como a Polialfaolefina (ou óleo básico de polialfaolefina – PAO). A polialfaolefina é obtida através da síntese de monômeros de etileno ou butileno a partir de monômeros curtos em cadeias longas e estáveis. Os óleos lubrificantes sintéticos formulados à base de PAO apresentam alta viscosidade, não contêm moléculas de parafina, têm uma composição estável, sendo um fluído totalmente isento de enxofre e impurezas metálicas.

Óleo Básico do Grupo 5 (ou óleo básico grupo V)

Esta classificação engloba os produtos que não se encaixam no quatros grupos anteriores. Encontramos neste grupo os polialquilenoglicóis (PAG), que são óleos que possuem uma alta durabilidade térmica, são resistentes ao processo de oxidação e possuem alto índice de viscosidade e não deixam resíduos, propiciando a diminuição do atrito líquido. Também é incluído nesta classificação os diésteres, que apresentam propriedades semelhantes aos polialquilenoglicóis, mas propiciando uma alta solubilidade dos resíduos. Os ésteres de fosfato são outros produtos que fazem parte deste grupo. Eles criam uma barreira protetora para superfícies metálicas contra aumento de pressão ou temperatura. Também são incluídos neste os poliésteres como o poliisobuteno e o poli-alquileno.

Em algumas classificações encontramos o óleo básico naftênico sendo incluído no grupo V. Como este óleo básico apresenta propriedades físico-químicas diferentes dos óleos básicos pertencentes aos grupos de I a II, e como é um produto que possui uma limitada utilização como lubrificante, neste texto iremos isolar o óleo básico naftênico dos demais grupos.

O último grupo, o Grupo 6 (óleo básico grupo VI), inclui os demais óleos sintéticos que não se encaixam nos grupos anteriores.

A classificação acima pode variar dependendo de quando é feita a sua consulta, pois com a evolução tecnológica, novos produtos vão sendo descobertos ou sintetizados, obrigando que a classificação seja atualizada. Mas é fato que os óleos básicos pertencentes aos grupos I ao III são produtos de origem mineral derivados do petróleo e os demais, a exceção dos óleos naftênicos, que são pertencentes às categorias de IV à VI são produtos de origem sintética, obtidos através de sínteses químicas ou petroquímicas.

Em resumo, podemos classificar o óleo básico lubrificante de acordo com o seguinte quadro resumo:

GRUPO TEOR DE ENXOFRE TEOR DE HIDROCABONETOS ÍNDICE DE CLASSIFICAÇÃO
  % EM PESO SATURADOS VISCOSIDADE (I.V.) PELA ORIGEM
I >0,0 3 < 90 80-120 MINERAL
II ≤ 0,03 ≥90 80-120 MINERAL
II ≤0,03 ≥90 ≥120 MINERAL
IV PAOs (Polialfaolefinas) SINTÉTICO
V Todos os outros não incluídos nos Grupos I a IV SINTÉTICO
Óleos de Base Naftênica MINERAL
VI Outros Óleos SINTÉTICO

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