Reporte de investigación-1 - ALINE CARRILLO

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UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO
DAMJM – ING.PETROQUÍMICA
MATERIA:
ADITIVOS MEJORADORES DE DIESEL Y GASOLINAS 
PROFESORA:
DRA. ESVEIDI MONTSERRAT VALDOVINOS GARCÍA 
ALUMNOS:
ALINE MICHELLE CARRILLO TORRES 
HEBERT GARCÍA LÓPEZ 
JUAN CARLOS TEPATE GONZÁLEZ 
KEVIN MICHEL MAGAÑA LUCIANO 
REPORTE DE INVESTIGACIÓN:
ADITIVOS MEJORADORES DEL FLUJO EN FRÍO 
FECHA DE ENTREGA:
04/11/2022
INTRODUCCIÓN
El gasóleo se obtiene mediante un proceso de refino y destilación del crudo, que separa el petróleo en las distintas fracciones, que van desde los gases más ligeros hasta los componentes más pesados, pasando por las gasolinas (C4-C10), querosenos y gasóleos (C10-C25).
El gasóleo está compuesto por hidrocarburos de cadena más larga que en la gasolina, lo cual le confiere unas buenas propiedades de combustión, pero también causa problemas de comportamiento en frío.
Los combustibles diésel, están compuestos por distintos tipos de moléculas, cada una con un determinado punto de congelación. Cuando disminuye la temperatura del gasóleo, comienza la formación y crecimiento de cristales. Las parafinas lineales, cristalizan a temperaturas relativamente elevadas, y pueden precipitar provocando la obstrucción de los filtros en los vehículos. Para evitar este problema se utilizan los aditivos de frío. consiste en interactuar con los cristales de parafina que se forman, evitando que estos alcancen un determinado tamaño y precipiten, colmatando los filtros.
La presencia de hidrocarburos parafinados en el gasóleo, puede provocar su cristalización especialmente a bajas temperaturas y obstruir el filtro colocado en el circuito de alimentación lo que puede suponer una inmovilización total del vehículo por falta de circulación del combustible. Las características consideradas en este campo son: punto de niebla, punto de congelación y temperatura límite de filtrabilidad. El punto de niebla o enturbiamiento, frecuentemente comprendido entre 0°C y -10°C, se determina visualmente siguiendo la norma ASTM D 2500 y representa la temperatura a la que los cristales de parafina comienzan a separarse y afectar la transparencia del producto. A temperaturas más bajas los cristales aumentan de tamaño, se alcanza entonces el punto de congelación o de vertido que puede variar entre -15 y -30°C (norma ASTM D 97). La temperatura límite de filtrabilidad (TLF) o punto de obturación de filtro frío (POFF), es la temperatura mínima para la cual un volumen determinado de gasóleo atraviesa en un tiempo limitado un aparato de filtración muy bien definido y se determina siguiendo la norma ASTM D 6371-99. Para gasóleos clásicos, en periodo de invierno, el POFF se encuentra entre -15 y -25°C.
QUE SON LAS PARAFINAS Y POR QUE PRECIPITAN A BAJAS TEMPERATURAS 
La parafina es un derivado de hidrocarburos propios del petróleo y otros minerales como el carbón. 
La parafina se disuelve con los componentes más ligeros del petróleo. Cuando la temperatura del petróleo cae, la solubilidad de las fracciones pesadas disminuye y comienzan a precipitar en forma de pequeños cristales sólidos. Si la temperatura disminuye aún más, la cantidad de sólidos precipitados se incrementará de manera importante y al encontrar una superficie donde puedan adherirse como en equipos e instalaciones de producción y recolección de hidrocarburos, va a dar comienzo a la depositación y esto provoca la obstrucción del combustible en el vehículo. 
El motivo es que el diésel está constituido por diversos elementos, el más significativo la parafina, una composición que sirve para incrementar la eficacia calorífica del carburante, principalmente en los gasóleos de calefacción. Pero también se puede solidificar, en condiciones meteorológicas extremas, a consecuencia de la existencia de las ceras referidas. Cuanta más parafina tenga el diésel, mayor probabilidad de congelación existe. Una vez que se ha producido la congelación, los efectos sobre el combustible son irreversibles, no recuperando este las propiedades iniciales, al contrario de lo que sucedería si se tratase de agua, que no pierde las propiedades en este caso.
Según distintos estudios realizados por laboratorios expertos en esta materia, la cifra puede oscilar entre los dos grados sobre cero y los doce bajo cero.
A continuación, se muestra un ejemplo de un gasóleo antes y después de ser tratado con un aditivo de frío:
 
CONSECUENCIAS PARA LOS VEHICULOS 
La obstrucción por la congelación del gasoil en frío se produce a -15ºC aproximadamente, a causa de las parafinas del gasóleo que empiezan a cristalizarse a -10ºC, llegando a obstruir filtros y tuberías. En la práctica, por la calidad del gasoil, la cristalización puede aparecer antes de los -10ºC.
En los gasóleos, lo que cambia en las diferentes estaciones es el P.O.F.F. o Punto de Obstrucción de Filtro en Frío, por eso hay un diésel de invierno y otro de verano. El diésel está formado principalmente por moléculas lineales y estás poseen un elevado punto de congelación. Por lo tanto, en invierno a bajas temperaturas, estás moléculas con altos puntos de congelación cristalizarán en el tanque del combustible y obstruirán el filtro y por lo tanto no dejaría que llegue el suficiente diésel a la cámara de combustión.
QÚE SON LOS ADITIVOS MEJORADORES DEL FLUJO EN FRIO DIESEL 
Estos aditivos no están diseñados para prevenir la formación de cristales, sino para controlar su tamaño, la cinética de su crecimiento y su forma. De hecho, tienden a promover la formación de una mayor cantidad de cristales de menor tamaño en lugar de una pequeña cantidad de cristales grandes. Al retrasar la formación de la red de cristales, permiten que el combustible continúe fluyendo (evitando bloqueos de filtros y líneas, permitiendo su normal funcionamiento a bajas temperaturas).
consisten en interactuar con los cristales de parafina que se forman, evitando que estos alcancen un determinado tamaño y precipiten, colmatando los filtros. 
EJEMPLO DE ADITIVOS MEJORADORES 
Los aditivos de frío suelen ser copolímeros orgánicos con uno o más ésteres carboxílicos. Un
ejemplo de aditivos de frío son los siguientes:
PUNTO DE OBSTRUCCION DE FILTRO EN FRIO 
Si se sigue enfriando el combustible, al bajar la temperatura ambiente a que éste se encuentra sometido, llega un momento en que la cantidad de cristales de parafina formados es suficiente para que el flujo del combustible a través de un filtro metálico de tamaño de poro especificado se obstaculice de tal modo que el flujo de combustible a través de él no sea el adecuado para garantizar un correcto funcionamiento del motor.
Se define pues un parámetro denominado Punto de obstrucción del filtro en frío (POFF) como: La Tª más alta a la cual deja de fluir correctamente por un equipo estándar de filtración en un tiempo determinado un volumen dado de combustible, después de haberlo enfriado en condiciones normalizadas, (Fernández Feal, 2006).
PUNTO NUBE 
El punto de nube de un destilado medio es la temperatura que al enfriarse aparecen los primeros cristales de cera. El Punto de nube se mide de acuerdo con EN 23015/ASTM D2500.
El Punto de Nube es un índice de la temperatura más baja de un producto de petróleo o una utilidad de combustibles de biodiesel para ciertas aplicaciones.
Los cristales de cera de cantidad suficiente pueden taponar los filtros utilizados en algunos sistemas de combustible.
El punto nube indica el punto más bajo en el que los productos derivados del petróleo pueden enfriarse sin la generación de cristales de cera, los cuales, de producirse, pueden tapar los filtros utilizados en motores y máquinas que funcionen a base de este combustible. 
PUNTO DE FLUIDEZ 
Indica el punto más bajo en el cual el combustible mantiene la habilidad de ser vertido en un vaso. Esto indicará también el contenido de parafina del combustible, determinado así el tipo de crudo del que es derivado.
El punto de fluidez de un aceite es la temperatura más baja a la que se observa que un aceite fluye por gravedad en una prueba de laboratorio específica.El punto de fluidez es 3 ºC (5 ºF) por encima de la temperatura a la que el aceite no muestra movimiento cuando un recipiente de muestra de laboratorio se mantiene horizontalmente durante 5 segundos.
El punto de fluidez de una sustancia es la temperatura mínima a la que todavía fluye. A menudo medimos el punto de fluidez del petróleo crudo, Diesel, fuel oil , fluido hidráulico o lubricante para determinar la viabilidad del bombeo.
La técnica y el procedimiento de medición están definidos por las normas francesas (NF), inglesas (BP) o americanas (ASTM). La norma ISO 3016 permite una medición internacional de esta propiedad física.
OPERATIVIDAD 
La operatividad se refiere al rendimiento operativo en frío de un combustible dado, lo que significa que un vehículo funcionará satisfactoriamente a cierta temperatura hasta que finalmente el motor deje de funcionar sin problemas. Cuando el motor deja de funcionar, debido a una obstrucción extrema del filtro de combustible o incluso a la solidificación del combustible, significa que se ha alcanzado el llamado límite de operatividad.
La operatividad de campo del vehículo, como podríamos llamarlo, depende de cuatro factores importantes:
· Condiciones climáticas (proporción de enfriamiento y temperatura más baja alcanzada)
· Construcción del vehículo (revestimiento para combustible/filtro para combustible protegido o expuesto)
· Rendimiento de flujo en frío del diésel
· Tiempo que el vehículo permanece expuesto a las condiciones de frío
NORMAS INTERNACIONALES PARA LA DETERMINACION DEL FLUJO EN FRIO 
· EN 116
· ASTM D6371
· IP 309
· ASTM D2500b
· ASTM D7689
BIODIESEL 
Los gasóleos comercializados actualmente contienen un porcentaje de alrededor del 5% de biodiesel. En la composición de estos aceites vegetales, se encuentran, en pequeña concentración, sustancias de elevado peso molecular, como los monoglicéridos saturados o los esteroles glucósidos. Estos compuestos forman unas ceras, con un mal comportamiento en frío, que también pueden afectar a la filtrabilidad.
La influencia de la composición de los FAMEs en la filtrabilidad es un tema que está siendo investigado en la actualidad. Es necesario conocer cómo influyen estas sustancias en el bloqueo de los filtros, y buscar un valor límite para ellos. Los estudios que se están realizando actualmente están enfocados a encontrar una relación entre los problemas de filtrabilidad y el contenido de monoglicéridos saturados, así como de esterol glucósidos.
Existen muchos tipos de biocombustibles diferentes en el mercado. Algunos contienen ésteres metílicos de ácidos grasos obtenidos por transesterificación de aceites vegetales, aceites de cocina o grasas animales con ésteres de ácidos grasos productores de alcohol, mientras que otros están basados en hidrocarburos, por ejemplo, producidos en procesos similares a los de Fischer-Tropsch. El biodiésel se utiliza mayormente en motores diésel estándar como combustible puro o mezcla. Las mezclas de biodiésel o diésel convencional basadas en hidrocarburos están rotuladas con factor B en la mayoría de los casos. Los depresores del punto de fluidez se utilizan para un mayor contenido de B (p.ej. biocontenido > 20%) o cuando se manejan sustancias puras, por ejemplo, antes de mezclar o cuando se transporta o almaceno biodiésel puro. El B100 (biodiésel puro) también se utiliza en algunos motores, pero necesita modificaciones en los puntos de fluidez y puntos de nube.
LEGISLACIÓN 
La legislación vigente estable unos límites para ciertos parámetros para asegurar el buen funcionamiento de los motores. La especificación requerida para los gasóleos y FAME se recoge en los Anexos I y II. En lo que respecta al comportamiento en frío de los gasóleos, se limita el valor del POFF (Punto de obstrucción de filtros en frío). El valor máximo permitido es de -10 ºC en invierno, y 0 ºC en verano, para los gasóleos A (automoción) y los gasóleos B (uso agrícola). Para los gasóleos C (calefacción) el límite es -6 ºC tanto en invierno como en verano. Pero aparte del cumplimiento de estos valores, CLH establece un objetivo interno de -15 ºC, con el fin de asegurar un mayor margen. En cuanto al PE, la ley no lo limita, pero el valor que marca el CLH como límite para sus gasóleos es de 0ºC.
Estudio de la mejora en la sedimentación de parafinas (NF M-07-085/95).
El estudio de sedimentación consiste en someter las muestras a un enfriamiento prolongado, provocando así la precipitación de las parafinas para, acto seguido separar la fase superior e inferior y analizarlas individualmente.