Oli minerali

Gli oli minerali (MOH) acronimo di Mineral Oil Hydrocarbons sono costituiti prevalentemente da miscele di idrocarburi che contengono da 15 a 50 atomi di carbonio tra cui alcani lineari, alcani ramificati, cicloalcani, specie alicicliche e olefiniche, aromatici e aromatici policiclici (PCA) o idrocarburi policiclici aromatici (IPA) con diverse proprietà fisiche e chimiche.

Gli oli minerali sono ottenuti come sottoprodotti del petrolio greggio tramite distillazione e varie fasi di raffinazione come estrazione, cristallizzazione, trattamento acido, raffinazione e/o idrogenazione e sono utilizzati principalmente come lubrificanti in macchinari e motori.

A seconda del tipo di processo di raffinazione gli oli minerali hanno un diverso grado di purezza e quelli meno puri possono essere contaminati da idrocarburi aromatici policiclici, alcuni dei quali sono noti o potenziali cancerogeni. Gli oli minerali sono utilizzati nelle industrie per il loro basso costo, il buon comportamento di scorrimento a freddo e la bassa tendenza alla formazione di fanghi ma non sono preferiti nelle applicazioni ad alta temperatura a causa del loro punto di infiammabilità inferiore a quello degli oli vegetali.

Distillazione

Per ottenere gli oli minerali dopo che il petrolio greggio è stato dissalato, rimuovendo l’acqua salata di giacimento, sia dispersa sia emulsionata, viene inviato attraverso in una fornace dove viene riscaldato e parzialmente vaporizzato. Nella fase successiva viene inviato a una colonna di distillazione. La distillazione è una tecnica già nota agli alchimisti ma fu solo all”inizio del XIX secolo che furono sviluppate le basi delle tecniche moderne e nel 1877 il chimico belga Ernest Solvay ottenne un brevetto statunitense per una colonna di distillazione a piatti.

Le varie sezioni della colonna (piatti) sono occupate dal basso verso l’alto, da miscele via via più ricche del componente più volatile. Giunti in condizioni di regime, ogni piatto della colonna è caratterizzato da una sua temperatura. Questa è la temperatura di ebollizione della miscela ivi presente e delle rispettive composizioni del vapore e del liquido che in esso si trovano in equilibrio.

In ogni piatto si crea una situazione per cui esiste uno scambio continuo tra la fase liquida e quel vapore. Quest’ultima si arricchisce del componente più volatile, che sale verso il piatto successivo. Contemporaneamente, nel piatto preso in considerazione, cade da quello superiore il liquido che trabocca che è più ricco del componente meno volatile.

Gli idrocarburi a 5 a 10 atomi di carbonio salgono fino alla sommità della colonna e sono trasformati in prodotti come la benzina. I composti contenenti da 11 a 13 atomi di carbonio sono trasformati in cherosene e carburante per aerei mentre da quelli con un maggior numero di atomi di carbonio vengono estratti diesel e gasolio. I composti che contengono da 15 a 50 atomi di carbonio atomi di carbonio sono trasformati in oli minerali.

Ottenimento degli oli minerali

Gli oli minerali sono solitamente ottenuti in quattro diversi gradi di viscosità all’interno del processo di distillazione della raffineria. Questi processi sono:

La distillazione atmosferica utilizzata inizialmente per separare il carburante, come benzina e gasolio, dal resto del petrolio greggio. La distillazione sotto vuoto è eseguita per distillare e quindi separare alcune frazioni più pesanti che non distillerebbero a pressione atmosferica senza danneggiarle. E’ utilizzata per ottenere le caratteristiche iniziali di viscosità degli oli minerali e punto di infiammabilità.

Questo processo fornisce le quattro diverse frazioni di viscosità da cui sono realizzati i prodotti petroliferi finiti. La raffinazione è eseguita per rimuovere le strutture chimiche indesiderate dagli oli minerali, per ridurre la loro tendenza a invecchiare durante l’uso e anche per migliorare le caratteristiche di viscosità.

Le compagnie petrolifere utilizzano tre processi di raffinazione di base:
Raffinazione dell’acido solforico/argilla che è ormai una tecnologia caduta in disuso
Estrazione con solvente
Idrogenazione catalitica o idrotrattamento

Seguono ulteriori processi per rimuove i residui pesanti di asfalto dalle frazioni utili del distillato e per ridurre il contenuto di cera negli oli minerali, al fine di migliorare le sue proprietà a bassa temperatura. La miscelazione è il processo finale per produrre un olio lubrificante finito.

Comporta la miscelazione di diversi oli minerali per ottenere la viscosità necessaria, nonché l’aggiunta di additivi specifici per garantire che abbia le giuste proprietà per fornire la capacità lubrificante prevista. In base alla fonte del petrolio greggio e al metodo di raffinazione utilizzato, gli oli minerali possono variare notevolmente l’uno dall’altro.

Tipi di oli minerali

Gli oli minerali sono possono essere classificati in base alle loro aree di utilizzo e viscosità. I ​​principali tipi di oli minerali sono i seguenti:

Oli per auto: utilizzati nei motori a benzina e diesel. Essi contengono inibitori dell’ossidazione, detergenti, disperdenti, antischiuma, antiusura, inibitori della corrosione, antigelo e modificatori dell’indice di viscosità che riducono la differenza di viscosità dell’olio quando è caldo e quando è freddo

Oli industriali: utilizzati in vari settori come fluidi termici, isolanti o refrigeranti non conduttivi. Essi contribuiscono a ridurre l’attrito e l’usura, prolungano i tempi di lubrificazione e riducono i costi di manutenzione e sostituzione nelle applicazioni in cui i lubrificanti convenzionali non sono adatti.

Grassi: utilizzati in parti di macchine e cuscinetti che operano in condizioni di temperatura e carico elevati. Sono solitamente utilizzati per la lubrificazione di componenti meccanici, come cuscinetti, catene, ingranaggi, guide e collegamenti filettati, dove le temperature di esercizio variano solitamente da -17°C a 150°C.

Oli per trasformatori:  utilizzati nei trasformatori, alcuni tipi di condensatori ad alta tensione, reattori per lampade fluorescenti e alcuni tipi di interruttori ad alta tensione e interruttori automatici per la loro stabilità ad alte temperature e eccellenti proprietà di isolamento elettrico

Usi

Oltre che in applicazioni industriali gli oli minerali sono utilizzati in campo cosmetico e nei prodotti per la cura della persona. Hanno un potere idratante occlusivo ed emolliente, il che significa che non è assorbente e ammorbidisce la pelle.

Quando sono applicati gli oli minerali creano una barriera superficiale che protegge la pelle dalla disidratazione e aiutano anche a lenire, idratare, ammorbidire e detergere. Al di là dei dibattiti la sicurezza degli oli minerali utilizzati nei cosmetici è stata confermata dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS).

Gli oli minerali possono avere vari benefici per i capelli per la loro capacità di limitare l’idratazione e formare una barriera sul fusto del capello, il che può essere molto utile per le persone che hanno capelli secchi o danneggiati. Aiuta a ridurre la perdita di acqua e può migliorare i livelli generali di idratazione nei capelli, rendendoli più lisci e lucenti.

Gli oli minerali di grado farmaceutico sono raffinati, privi di impurità che potrebbero reagire con i principi attivi farmaceutici o compromettere l’efficacia e la sicurezza dei prodotti medici. Gli oli minerali sono spesso applicati per rivestire le compresse, per evitare che si fissino tra loro durante la produzione garantendo così un processo produttivo regolare.

Costituiscono il principio attivo di alcuni lassativi per la cura della stitichezza occasionale acuta. In campo otorino sono usati per sciogliere il cerume e idratare il condotto uditivo, facilitandone lo sgombero. Sono utilizzati negli oli per bambini come idratante per trattare o prevenire la pelle secca, ruvida, squamosa, pruriginosa e le irritazioni cutanee minori come l’eritema da pannolino.

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