APLICACIÓN DE ALCANOS, CICLOALCANOS, ARENOS E HIDROCARBUROS NO SATURADOS EN LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA

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Algunos polímeros sintéticos tales como el polietileno y el polipropileno son alcanos con cadenas que contienen cientos de miles de átomos de carbono. Estos materiales se usan en innumerables aplicaciones, y se fabrican y usan millones de toneladas de estos materiales al año.

- Cicloparafinas

Aunque sólo un pequeño número de representantes se han aislado hasta el momento, derivados de ciclohexano, derivados de ciclopentano, y derivados de decahidronaftaleno (decalina) se representan en gran medida en las fracciones de petróleo. Los anillos nafténicos pueden estar construidos de un número variable de átomos de carbono, de tres, cuatro, cinco, seis, siete, y ocho átomos de carbono. En la actualidad se establece que generalmente las fracciones de petróleo crudo contienen anillos principalmente cinco y seis carbonos. Estudios termodinámicos muestran que los anillos nafténicos con cinco y seis átomos de carbono son los más estables. Los ácidos nafténicos contienen pentano ciclo, principalmente, así como anillos de ciclohexano. (GARY, 2001)

- HIDROCARBUROS NO SATURADOS

Aunque una cantidad sustancial de olefinas C3 y C4 son producidas por la unidad de craqueo catalítico de fluido en la refinería y algunas olefinas C2 y C3 por la unidad de craqueo a vapor de los gasóleos y naftas que es el proceso más importante para la producción de una amplia gama de hidrocarburos insaturados para uso petroquímico. El etileno también es producido por craqueo térmico de etano y propano.

Las monoolefinas lineales también son producidas por varios procesos catalíticos. El proceso generalmente consiste en una unidad de deshidrogenación catalítica en fase de vapor seguido por una unidad de extracción para extraer las olefinas lineales de los hidrocarburos parafínicos por adsorción sobre un lecho de material adsorbente sólido. Las olefinas son desorbidas con un punto de ebullición de hidrocarburos a una temperatura más baja que el producto de olefina para hacer más fácil para separar el producto olefínico a partir de la desorbente. El hidrocarburo desorbente se recicla internamente en la sección de extracción. El producto olefina contiene aproximadamente 96% de olefinas lineales de los cuales alrededor del 98% son mono-olefinas. (GARY, 2001)

- Alquenos

La aplicación más importante de los alquenos es como materia prima para elaboración de plásticos. El alqueno de mayor uso industrial es el etileno que se emplea en su mayoría para la producción de polietileno, que es de gran uso en cañerías, envases, bolsas y aislantes eléctricos, y se usa para producir cloruro de vinilo y estireno.

Otro alqueno empleado en la industria es el propileno para fabricar el polipropileno, usado en la industria textil y para fabricar tubos y cuerdas. Y por último, el isobutileno que se usa para obtener tetra etilo de plomo que sirve como aditivo para las naftas.

- Alquinos

El acetileno es el alquino de mayor uso, es un gas que cuando combustiona produce una llama de alrededor de 2800 ºC por lo que se emplea en soldaduras. Como agente calorífico es un combustible de altos rendimientos. Las temperaturas alcanzadas pueden llegar a más de 300 ºC.

A partir del acetileno también se sintetizan una gran cantidad de compuestos orgánicos como el ácido acético junto a otros hidrocarburos insaturados capaces de polimerizarse y producir caucho y plásticos.

- COMPUESTOS AROMÁTICOS

El crudo es una mezcla de compuestos, y los aromáticos son comunes en todo el petróleo. La mayoría de estos compuestos aromáticos contiene cadenas parafínicas, anillos nafténicos, y anillos aromáticos de lado a lado. Hay un aumento general en la proporción de hidrocarburos aromáticos con el aumento de peso molecular del crudo.

Para la producción de compuestos aromáticos para uso petroquímico, en el reformado catalítico se puede operar a niveles de gravedad más alto que para la producción de gasolina motor. La reacción más eficiente y que ofrece el más alto rendimiento de compuestos aromáticos es la deshidratación de naftenos.

Los compuestos aromáticos C6-C8 (benceno, tolueno, xileno, y etilbenceno) son los aromáticos mayormente utilizados por la industria petroquímica. El producto del reformador catalítico contiene todos estos compuestos aromáticos y se separa en sus componentes puros por una combinación de disolvente de extracción, destilación, y cristalización. Además, debido a la alta demanda para el benceno, el exceso de tolueno y xileno sobre las necesidades del mercado se puede convertir en benceno por hidrodesalquilación. (SPEIGTH, 2007)

3.1 Benceno

La fuente primaria de benceno se obtiene de la unidad de reformación catalítica, pero otras cantidades importantes de benceno también son producidas por la hidrodesalquilación de tolueno o xileno. El flujo de proceso para una unidad de hidrodesalquilación (HDA) también es similar a la de una unidad de isomerización. La alimentación puede ser tolueno o una mezcla de tolueno y xilenos. Se calienta a 1175 ° F (630 ° C) a 600 psig (4140 kPa) y se carga a un reactor no catalítico abierto (L / D? 20) donde la desalquilación térmica de tolueno y xilenos tiene lugar durante el tiempo de residencia de 25-30 segundos. La etapa de hidrogenación en la reacción de desalquilación es altamente exotérmica, y la temperatura se controla mediante la inyección de hidrógeno de enfriamiento en varios puntos a lo largo del reactor. La reacción de hidrodesalquilación resulta en la conversión de aproximadamente 90% de los aromáticos en la alimentación y favorece selectivamente sobre 95% de la conversión de benceno. También se forma una pequeña cantidad de polímero, principalmente de difenilo. Una pequeña cantidad de sulfuro de hidrógeno o disulfuro de carbono se añade a la alimentación para evitar la corrosión catastrófica de los tubos del horno, y una pequeña cantidad del polímero se recicla para minimizar la formación de polímero. (GARY, 2001)

CONCLUSION:

La vida sin el petróleo no podría ser como la conocemos. Del crudo se obtiene gasolina y diesel para autos y autobuses, combustible para barcos y aviones. Se emplea para generar electricidad, obtener energía calorífica para fábricas, hospitales y oficinas y diversos lubricantes para maquinaria y vehículos.

La industria petroquímica usa una gran variedad de productos derivados para hacer plásticos, fibras sintéticas,