Evaluación del endulzamiento del petróleo para aplicaciones de compresión de gas natural

El endulzamiento con aceite, o inyección de aceite usado, es una práctica relativamente común entre algunos operadores de compresores de gas natural . Consiste en extraer aceite usado del motor e introducirlo en el compresor para lubricar los empaques y cilindros del equipo.

No es difícil entender por qué algunos operadores han optado por el endulzamiento del aceite. Siempre que la aplicación sea de baja dilución y no sea severa, es posible utilizar un aceite estándar SAE 40 para motores de gas estacionarios para lubricar las varillas y empaquetaduras del compresor . Utilizar, y por lo tanto tener que almacenar, un solo producto en lugar de dos también puede resultar más conveniente para los objetivos financieros de la empresa, ya que el gasto inicial en aceite será menor al haber menos unidades y tanques que llenar.

Sin embargo, algunos expertos del sector argumentan que, si bien el endulzamiento del aceite es posible en ciertas aplicaciones, dista mucho de ser lo ideal. El proceso puede alterar los informes de análisis de aceite usado y, potencialmente, ocultar problemas del motor que podrían ocasionar reparaciones costosas a futuro. El uso de aceites especializados para compresores de gas también puede mejorar el rendimiento del equipo y, de hecho, resultar más económico por litro que los aceites de motor convencionales.

Pero lo más importante es contar con toda la información. En este informe técnico, analizaremos el endulzamiento del petróleo (también conocido como "slipstreaming") desde una perspectiva técnica, consideraremos las ventajas y desventajas de esta práctica y le brindaremos recomendaciones que debe tener en cuenta.

¿Qué es el endulzamiento del aceite?

El endulzamiento del aceite, o recirculación de aceite, es un proceso que consiste en lubricar las varillas y el empaque de un compresor de gas natural con el aceite usado del motor. En lugar de usar un aceite de compresor aparte, la recirculación de aceite implica: (1) extraer aceite usado adecuado (como un SAE 40) del cárter del motor, (2) filtrarlo y (3) alimentarlo a la bomba de alimentación del compresor y luego al (4) bloque distribuidor, donde se utiliza para lubricar las varillas y el empaque. Este proceso de extracción del aceite usado del compresor requiere la adición de aceite nuevo al motor para mantener el nivel óptimo de lubricación. El término "endulzamiento del aceite" también puede referirse a la práctica de drenar un porcentaje del aceite usado del motor de gas natural del cárter y luego rellenarlo con aceite nuevo para evitar un drenaje y reposición total.

Evaluación del endulzante del aceite

Sabemos que el endulzamiento del petróleo es popular entre algunos operadores de compresores de gas natural en Norteamérica y es un proceso relativamente sencillo de llevar a cabo por profesionales experimentados, pero ¿es una práctica que los operadores deberían realizar con sus equipos?

No cabe duda de que esta práctica puede ofrecer algunos beneficios. Pero ¿cuáles son los riesgos de endulzar el petróleo, considerando su efecto en la operación?

En esta sección, analizamos en detalle las principales ventajas y desventajas de llevar a cabo el endulzamiento del petróleo, para que los operadores puedan tomar decisiones informadas.

Los beneficios de endulzar el aceite

SOLO UN TANQUE PARA LLENAR

Una ventaja clave del endulzamiento del aceite es que los operadores solo necesitan llenar un tanque de aceite. Dado que el compresor se lubrica con el aceite del cárter del motor en lugar de un tanque aparte, el endulzamiento del aceite permite adquirir un solo producto.

PROLONGAR LOS INTERVALOS DE CAMBIO DE ACEITE

El endulzamiento del aceite también permite a los operadores prolongar los intervalos de cambio de aceite del motor. Si bien el sistema slipstream utiliza la misma cantidad de aceite en el compresor, el consumo de aceite del motor aumenta significativamente, por lo que será necesario añadir más aceite nuevo. Esto, por supuesto , reduce el tiempo de inactividad del equipo y los costes asociados a los cambios de aceite periódicos.

MENOR COSTE INICIAL DEL PRODUCTO

Dado que el aceite del motor se diluye continuamente, un aceite premium, y por lo tanto más caro, podría no estar justificado en términos de costos. Esto supone un ahorro inicial considerable que, sumado a la necesidad de adquirir un solo producto, representa un argumento de peso tanto para los operadores como para los equipos de compras.

Las desventajas del endulzamiento del aceite

CONTAMINACIÓN

Un riesgo crucial del endulzamiento del aceite es la posible formación de contaminantes en el flujo de gas, como arena, agua o sal, además de contaminantes en el aceite del motor. Estos contaminantes afectan las válvulas, el empaque y el cilindro del compresor, así como el aceite lubricante. Al combinarse con los detergentes del aceite del motor (ausentes en lubricantes específicos para compresores de alta calidad), pueden acumularse en las válvulas y el compresor. La formación de espuma aguas abajo también puede obstruir los filtros coalescentes y contaminar el sistema de deshidratación con trietilenglicol (TEG), lo que ocasiona paradas no programadas por mantenimiento y la necesidad de limpieza adicional del sistema.

EFECTO SOBRE EL MANTENIMIENTO

El endulzamiento del aceite también puede dificultar un programa de mantenimiento eficaz . Este proceso diluye los niveles de metales de desgaste y contaminantes como agua, refrigerante o silicio, enmascarando problemas que podrían estar ocurriendo en el motor y que, de otro modo, se identificarían mediante un análisis de aceite usado . Esto dificulta que los operadores sepan cuándo deben reemplazar el aceite y, por lo tanto, que predigan fallas. Esto puede llevar a que el aceite usado permanezca en aplicaciones con flujo inverso durante demasiado tiempo. Como resultado, la contaminación permanece en el sistema, causando desgaste del motor y, finalmente, fallas en el equipo. El endulzamiento del aceite también tiende a distorsionar las evaluaciones del rendimiento y el consumo de aceite.

DESGASTE DEL MOTOR

El endulzamiento del aceite puede suponer un riesgo real de acumulación de contaminantes en el fondo del cárter y en la circulación, o de que la bomba de aceite los aspire y pasen a través de los filtros. Esto permite que los contaminantes circulen por todo el motor, los cabezales de los filtros, los turbocompresores y las válvulas, aumentando el desgaste del motor en las zonas de lubricación límite.

El rendimiento del filtro puede influir en la gravedad de este problema; sin embargo, los filtros solo pueden retener contaminantes de un tamaño específico y no pueden filtrar con la suficiente finura como para eliminar todos los contaminantes debido a su forma o al tamaño en micras del material del filtro.

Este riesgo se ve incrementado por las tolerancias más estrictas del motor y la presencia de sílice, un material duro y abrasivo. Esta sílice puede desgastar y erosionar el metal en las zonas de lubricación límite, lo cual no se detecta debido a la adición de sal al aceite y la constante dilución del metal de desgaste mediante el reabastecimiento de lubricante que llega al compresor . Esta dilución también dificulta la identificación de la concentración de agua y refrigerante, lo que a su vez afecta la lubricación.

Además del importante mantenimiento que puede ocasionar el desgaste del motor, también podría provocar fallos en los equipos, reparaciones costosas y el consiguiente tiempo de inactividad de la producción .

Sopesando las opciones

Los beneficios a corto plazo de utilizar un aceite más dulce para lubricar los cilindros de su compresor de gas natural son fáciles de calcular. Una comparación de costos, junto con la simplicidad de manejar un solo aceite, resulta convincente para muchos operadores. Sin embargo, puede ser difícil cambiar la opinión de empresas que están acostumbradas a sus métodos y que llevan tiempo utilizando aceites más dulces.

Si este es el caso, es importante realizar correctamente el endulzamiento del aceite para mitigar los riesgos evidentes que puede conllevar.

Endulzamiento del aceite: Cómo hacerlo correctamente

Si va a realizar un proceso de endulzamiento de aceite, asegúrese de seguir estos pasos para mitigar los riesgos asociados al proceso:

Utilice un aceite de motor adecuado; debe ser un aceite SAE 40 apropiado y la aplicación también debe ser compatible con dicho aceite, con bajos niveles de líquido, dilución, H₂S y dióxido de carbono. Esto también puede reducir la presión.

Filtrar correctamente: el aceite debe filtrarse de acuerdo con las especificaciones del fabricante del equipo original (OEM) para la marca y modelo del motor.

Monitoreo eficaz del aceite: tenga en cuenta y considere los metales de desgaste y los contaminantes que se diluirán en el aceite.

Establezca intervalos de drenaje realistas: si bien los problemas de oxidación y nitración generalmente se evitan con el endulzamiento, se recomienda asegurarse de que se establezcan y respeten intervalos de drenaje razonables según la marca y el modelo del motor, el tamaño del cárter y las condiciones de funcionamiento específicas.

Los riesgos a largo plazo del endulzamiento del aceite pueden superar los beneficios financieros a corto plazo. El endulzamiento del aceite puede enmascarar problemas del motor y afectar el proceso posterior o las válvulas del compresor si el aceite no se filtra correctamente, además de limitar el rendimiento del propio aceite.

Los compresores de gas natural pueden costar millones de dólares, por lo que existe un riesgo considerable al confiar en un producto de bajo costo para obtener un rendimiento óptimo. Los aceites de alta calidad ayudan a prolongar la vida útil del aceite. Por ello, recomendamos utilizar un aceite de primera calidad para cilindros de compresores de gas natural para lubricar las varillas y empaquetaduras del compresor, así como un aceite de primera calidad para motores de gas estacionarios en el motor de gas natural; el objetivo debe ser obtener el máximo rendimiento de su equipo.

Un aceite de motor de alta calidad ofrece mayor resistencia a la oxidación y la nitración, además de un mejor rendimiento a altas temperaturas (la mayoría de los motores funcionan a más de 82 °C). Esto se combina con una mayor capacidad para limpiar el motor y reducir la acumulación de barniz , que puede provocar desgaste y averías.

Un producto de alto rendimiento también puede ofrecer una de las principales ventajas del endulzamiento del aceite: la posibilidad de prolongar los intervalos de cambio de aceite. De hecho, un producto de alta calidad puede reducir la cantidad de aceite que se compra durante la vida útil del equipo e impactar drásticamente el costo total de operación, sin los riesgos asociados al endulzamiento del aceite.

Un aceite de compresor de primera calidad

Los beneficios de un aceite premium para cilindros de compresor son similares a los de un aceite de motor. Los aceites premium para cilindros de compresor poseen cualidades parecidas a las de los aceites premium para motor que hemos analizado. Al elegir un aceite premium para compresor, puede lograr una mejora significativa en el rendimiento y la eficiencia general de su sistema.

¿Por qué?

La lubricación de los cilindros del compresor representa hasta dos tercios del consumo de lubricante.

El compresor presenta desafíos únicos —calidad del gas, presiones y temperaturas— y el aceite del motor puede influir en ellos.

Si se produce formación de espuma, acumulación de residuos en las válvulas y contaminación del sistema TEG, puede ocasionar días de pérdida de producción, llamadas de emergencia y gastos de mano de obra.

El uso de un producto diseñado específicamente para el compresor aumentará la eficiencia y reducirá el desgaste, en particular al prolongar la vida útil de los empaques y pistones. La calidad del lubricante para empaques y pistones del compresor permite reducir las tasas de lubricación, extender la vida útil del equipo y gestionar los problemas del flujo de gas que afectan el costo total de operación.

El uso de petróleo de menor calidad en el proceso de endulzamiento conlleva costos ocultos. Sin embargo, cuando no hay problemas aparentes y el método tradicional parece funcionar, puede que no resulte evidente la necesidad inmediata de aumentar la inversión en petróleo. Además, comprendemos que muchas empresas carecen del personal y las herramientas necesarias para documentar y demostrar el rendimiento y los ahorros correspondientes.

Con acceso a los datos, el equipo de Petro-Canada Lubricants puede revisar el rendimiento de su máquina, recomendarle el aceite premium adecuado y demostrarle cuánto puede ahorrar.