Cómo se establece la calidad de los combustibles usados en motores de combustión interna

1. Motonaftas, Diesel y Biodiesel
Factores primarios de calidad
Universidad de la Marina Mercante
Buenos Aires- 9-10 de Octubre de 2006

2. REFINERÍA
MTBE/TAME de petroquímica
Isomerización
Naftas
BLEND
H2
Trat. Jet A1
Reforming +JP1
C3= C4=
Crudo Topping Alquilación
Nafta de
C-D Vacío B FCC FCC
A-B HTG Gas Oil
Coke Cracking
HTN B
Coke
Complejo Petroquímico
LAB
Complejo Lubricantes
Lubricantes
Asfalto
Vacío Lubricantes

3. MOTONAFTAS

4. NAFTAS
FACTORES PRIMARIOS DE CALIDAD

5. NAFTAS
CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR “NAFTERO”
 Utiliza bujía para encendido de la mezcla
 En la 2da. etapa, en la cámara de combustión , se
comprime una mezcla de aire / combustible
 Menor rendimiento total que el motor diesel (30%)
debido a la menor relación de compresión (desde
7:1 a 11:1)
 Alimentación del combustible:
-Carburación
-Inyección electrónica

6. CALIDAD DE NAFTAS
FACTORES PRIMARIOS
COMBUSTION Funcionamiento-Rendimiento
ARRANQUE Funcionamiento-Rendimiento
DRIVEABILITY Funcionamiento- Rendimiento
ADITIVOS Vida útil del motor
ESTABILIDAD Almacenaje

7. CALIDAD DE NAFTAS
FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA COMBUSTION
Diseño del motor: Alimentación del combustible
-Carburación
-Inyección electrónica
Diseño del Combustible :
-Calidad antidetonante:
- Eliminaciòn del pistonèo
-Volatilidad
- Curva de destilación
-Tensión de Vapor Reid

8. CALIDAD DE NAFTAS
BUEN ARRANQUE
CORRECTA
EN FRÍO Y/O DEFINICIÓN DE
CALIENTE VOLATILIDAD
CORRECTA
COMBUSTIÓN
ADECUADO
NÚMERO DE
OCTANO

9. COMBUSTION

10. COMBUSTIÓN NORMAL

11. COMBUSTIÓN ANORMAL

12. CALIDAD DE NAFTAS
Condiciones de manejo
Severidad RON BAJAS
Media NUMERO OCTANO RESEARCH REVOLUCIONES
Alta MON ALTAS
Severidad NUMERO OCTANO MOTOR REVOLUCIONES
INDICE OCTANICO (RON+MON) /2

13. CALIDAD DE NAFTAS
CALIDAD ANTIDETONANTE
Condición de Ensayo RON MON
Designación CRC F1 F2
Método ASTM D-2699 D-2700
Vueltas del motor-rpm 600 900
T°de aire de entrada-°C Función de presión 38
barométrica
T° de mezcla No especifica 149
Avance de Ignición -° 13 btdc *
*(función de la relación de compresión)

14. CALIDAD DE NAFTAS
NUMERO DE OCTANO
Fluidos de Referencia
Solvente Calidad antidetonante
2,2,4 trimetil pentano(isoctano) 100
n-heptano 0

15. CALIDAD DE NAFTAS
ESTRUCTURA QUIMICA Y CALIDAD ANTIDETONANTE
Compuesto Estructura RON MON S
n-pentano c-c-c-c-c 62 62 0
1-penteno c=c-c-c-c 91 77 14
iso-pentano c-c-c-c 92 90 2
c
Benceno >100 >100 ∼12

16. CALIDAD DE NAFTAS
1er. Concepto
Números de Octano: Dos
RON y MON
“Marcha desde velocidad cero (RON) o alta velocidad
(MON:ruta) : libre de detonación, , pistoneo o ruido
metálico”
“ Condición necesaria pero no suficiente “

17. CALIDAD DE NAFTAS
BUEN ARRANQUE
CORRECTA
EN FRÍO Y/O DEFINICIÓN DE
CALIENTE VOLATILIDAD
CORRECTA
COMBUSTIÓN
ADECUADO
NÚMERO DE
OCTANO

18. CALIDAD DE NAFTAS

19. CALIDAD DE NAFTAS

20. CALIDAD DE NAFTAS
VOLATILIDAD
•Tensión de Vapor Reid ( Lb/pul2)
•Temperatura de la Relación Vapor/Líquido : 20/1
Parámetros definidos según las características
climáticas reinantes en zonas de : almacenaje,
distribución y comercialización .

21. CALIDAD DE NAFTAS
DRIVEABILITY
Capacidad del vehículo a un arranque rápido, buena
respuesta a cambios de marcha, andar sereno en ruta y
buena respuesta al acelerador.
Es crítico durante el calentamiento del motor
Afectada por temperaturas ambientes bajas
ID: 1.5 T10 + 3 T50 + T 90 (USA)
ID: T 50 + M/2 (Europa) M: %vol MTBE

22. CALIDAD DE NAFTAS
VOLATILIDAD
Curva de destilación – Tensión de Vapor Reid
Pie en el acelerador
Rendimiento
Marchas a bajas y altas temperaturas
COMBUSTION: Números de octano
Potencia
Marcha sin detonación, pistoneo
NÚMEROS DE OCTANO + VOLATILIDAD PERFORMANCE

23. CALIDAD DE NAFTAS
FACTORES PRIMARIOS
COMBUSTION Funcionamiento-Rendimiento
ARRANQUE Funcionamiento-Rendimiento
DRIVEABILITY Funcionamiento- Rendimiento
ADITIVOS Vida útil del motor
ESTABILIDAD Almacenaje

24. CALIDAD DE NAFTAS
BUEN ARRANQUE CORRECTA
EN FRÍO Y/O DEFINICIÓN DE
CALIENTE VOLATILIDAD
CORRECTA
COMBUSTIÓN
ADECUADO
NÚMERO DE
OCTANO
LIMPIEZA DEL SISTEMA DE
CARBURACIÓN/INDUCCIÓN
EMPLEO DE ADITIVOS

25. MEDIO AMBIENTE
BUEN ARRANQUE CORRECTA
EN FRÍO Y/O DEFINICIÓN DE
CALIENTE VOLATILIDAD
CORRECTA
COMBUSTIÓN
ADECUADO
NÚMERO DE
OCTANO
BAJO NIVEL DE EMISIONES
LIMPIEZA DEL SISTEMA DE
CARBURACIÓN/INDUCCIÓN
ADECUADA COMPOSICIÓN
EMPLEO DE ADITIVOS  EMPLEO DE ADITIVOS

26. ADITIVOS

27. ADITIVOS PARA NAFTAS
Depositos en el sistema aire/combustible
• Deterioran la relación aire / combustible causando los
siguientes inconvenientes:
• Drivability
• Rendimiento
• Emisiones

28. ADITIVOS PARA NAFTAS

29. ADITIVOS PARA NAFTAS

30. ADITIVOS PARA NAFTAS
• Los detergentes son generalmente largas cadenas de
hidrocarburos que poseen una cabeza polar
• Químicamente consisten en:
• Amidas
• Aminas
• Amino carboxilatos
• Polibuten succinimidas
• Poliéteres aminas
• Poliolefin aminas

31. ADITIVOS PARA NAFTAS
Cómo trabajan:

32. ADITIVOS

33. ADITIVOS PARA NAFTAS
Combustión: - Antidetonantes
- Detergentes/ Dispersantes
- Inhibidor de Corrosión (*)
- Antiherrumbre (*)
- Demulsificantes (*)
- Antioxidantes (*)
Almacenaje: - Deactivadores Metálicos (*)
- Inhibidores de Oxidación-Corrosión (*)
(*) Opcionales

34. ADITIVOS PARA NAFTAS
KEEP CLEAN Y CLEAN UP

35. MEDIO AMBIENTE
Máxima performance
Menor Libre de
Contenido de Metales:
Benceno Pb, Mn, Fe
Mínimo Impacto
Ambiental
Menor
Contenido de CO CO2
N2 H2O
Azufre NOx HC
CO2
N2
H2 O
Menor contenido de
VOC´s, NOx, CO y
Tóxicos

36. MEDIO AMBIENTE

37. MEDIO AMBIENTE

38. CALIDAD DE NAFTAS
FACTORES PRIMARIOS
COMBUSTION Funcionamiento-Rendimiento
ARRANQUE Funcionamiento-Rendimiento
DRIVEABILITY Funcionamiento- Rendimiento
ADITIVOS Vida útil del motor
ESTABILIDAD Almacenaje

39. CALIDAD DE NAFTAS
ESTABILIDAD
Fenómeno y Métodos de Evaluación
Degradación: Oxidación polimérica de las olefinas por efecto de
catalizadores: Oxígeno, Temperatura, Luz , Metales
Métodos de Evaluación:
Aptitud de uso :
•Gomas Existentes: mg/100 ml de muestra
Tiempo de almacenaje:
•Período de Inducción: Minutos
•Gomas Potenciales: mg /100 ml de muestra

40. CALIDAD DE NAFTAS
REQUERIMIENTOS DE CALIDAD DE NAFTAS
Ajustada
Inhibidor de Volatilidad
corrosión
Alto
Efecto sobre el motor contenido
Desemulsionante • Liberación de Potencia energético
• Operación Suave
• Consumo de Combustible
Antioxidante • Bajo costo de mantenimiento
• Mayor vida útil del motor
Deactivador • Bajo nivel de emisiones Balanceada
metálico composición
Alta Resistencia química
a la Detonación
Detergente
dispersante
Aditivos Combustible