OBTENCIÓN DE AROMÁTICOS (BTX)

ORIGEN

Lo que en la industria petroquímica se conoce como hidrocarburos aromáticos, bajo la denominación de fracción BTX, es un conjunto de moléculas que podríamos considerar como derivados básicos de benceno y formado por benceno, tolueno, orto-xileno, meta-xileno, para-xileno y etil-benceno.

Desde un punto de vista histórico, este conjunto de moléculas formaron parte fundamental de la fracción ligera del alquitrán producido en la destilación seca dela hulla y recibieron la denominación genérica de aromáticos, constituyendo la materia prima básica de la industria carboquímica.

Durante la segunda parte del siglo XIX y hasta los años 40 del siglo XX, la industria carboquímica, asociada siempre a la siderúrgica, de donde obtenía fundamentalmente sus materias primas, experimentó en Europa y EE.UU. un desarrollo espectacular.

Hacia finales de los años 40, tiene lugar en EE.UU. la primera obtención de hidrocarburos aromáticos procedentes del petróleo al inventarse el reformado catalítico de naftas; con esta tecnología se buscaba elevar el número de octano que exigían las gasolinas de aviación.

Había nacido la moderna petroquímica basada en naftas del petróleo y procesos catalíticos.

La progresión de la petroquímica es tan rápida que ya en los años 60 se asiste a la práctica desaparición, por conversión de materias primas, de la antes poderosa industria carboquímica.

Actualmente, la petroquímica basada en naftas de petróleo aporta más del 96% dela producción mundial de B.T.X. y permite soportar una muy diversificada y en constante crecimiento industria petroquímica

Los hidrocarburos aromáticos son aquellos hidrocarburos que poseen las propiedades especiales asociadas con el núcleo o anillo del benceno, en el cual hay seis grupos de carbono-hidrógeno unidos a cada uno de los vértices de un hexágono. Los enlaces que unen estos seis grupos al anillo presentan características intermedias, respecto a su comportamiento, entre los enlaces simples y los dobles. Así, aunque el benceno puede reaccionar para formar productos de adición, como el

ciclohexano, la reacción característica del benceno no es una reacción de adición, sino de sustitución, en la cual el hidrógeno es reemplazado por otro sustituto, ya sea un elemento univalente o un grupo. Los hidrocarburos aromáticos y sus derivados son compuestos cuyas moléculas están formadas por una o más estructuras de anillo estables del tipo antes descrito y pueden considerarse derivados del benceno de acuerdo con tres procesos básicos:

1. por sustitución de los átomos de hidrógeno por radicales de hidrocarburo salifáticos.

2. por la unión de dos o más anillos de benceno, ya sea directamente o mediante cadenas alifáticas u otros radicales intermedios.

3. por condensación de los anillos de benceno. Cada una de las estructuras anulares puede constituir la base de series homólogas de hidrocarburos, en las que una sucesión de grupos alquilo, saturados o no saturados, sustituye a uno o más átomos de hidrógeno de los grupos de carbono-hidrógeno.

Las principales fuentes de hidrocarburos aromáticos son la destilación de la hulla y una serie de procesos petroquímicos, en particular la destilación catalítica, la destilación del petróleo crudo y la alquilación de hidrocarburos aromáticos de las series más bajas. Los aceites esenciales, que contienen terpenos y p-cimeno, también pueden obtenerse de los pinos, los eucaliptos y las plantas aromáticas y son un subproducto de las industrias papeleras que utilizan pulpa de pino. Los hidrocarburos policíclicos se encuentran en las atmósferas urbanas.

ESTRUCTURA DEL BENCENO.

El análisis y la determinación del peso molecular demuestran que la fórmula molecular del benceno es C6R6. Siendo el número de átomos de hidrógeno del benceno mucho menor que el hidrocarburo parafinico correspondiente, el hexano, C6R14, es de esperar que aquél dé reacciones de instauración. Esto ocurre, por ejemplo, en lás reacciones que siguen:

a) El benceno adiciona halógenos hasta un máximo de seis átomos.

b) El benceno puede hidrogenarse catalíticamente a ciclohexano, pudiendo adicionar seis átomos de hidrógeno como máximo.

SÍNTESIS DEL BENCENO

La primera síntesis del benceno fue realizada por M. Berthelot en 1868, el cual lo obtuvo haciendo pasar acetileno a través de un tubo de porcelana calentado al rojo. Una importante síntesis de laboratorio para obtener anillos aromáticos, es la deshidrogenación de derivados del ciclohexano, empleando como catalizadores S,Se y Pd.

Puesto que los derivados del ciclohexano se pueden obtener por vía sintética, este procedimiento nos permite un método para preparar sustancias aromáticas específicas.

Estas reacciones indican que el benceno tiene tres dobles enlaces. Sin embargo, demuestra que estos enlaces se comportan de una forma especial en comparación los componentes alifáticos, por ejemplo: El

permanganato alcalino no reacciona con el benceno en frío, pero por ebullición prologada lo transforma en C02 y H20.

En ausencia de luz Solar (y de preferencia en presencia de transportadores de con los halógenos), el benceno con los halógenos, reaccione de sustitución. Los halogenuros de hidrógeno no se adicionan al benceno.

LOS MÉTODOS DE OBTENCIÓN

PROPIEDADES FÍSICAS

El benceno es un líquido incoloro, de olor característico, insoluble en el agua, pero soluble en alcohol, el caucho, etc. Disuelve el yodo, el fósforo, el azufre, el alcanfor, las sustancias grasas, el caucho, etc. Es menos denso que el agua, hierve a 80 c

PROPIEDADES QUÍMICAS.

La sustitución aromática puede seguir tres caminos; electrofilico, nucleofilico y de radicales libres. Las reacciones de sustitución aromáticas más corrientes son las originadas por reactivos electrofilicos. Su capacidad para actuar como un dador de electrones se debe a la polarización del núcleo Bencénico. Las reacciones típicas del benceno son las de sustitución. Los agentes de sustitución más frecuentemente utilizados son el cloro, bromo, ácido nítrico y ácido sulfúrico concentrado y caliente.

Halogenación

El cloro y el bromo dan derivados de sustitución que recibe el nombre de haluros de arilo.

FEC6H6 + CL2 ® C6H5CL + HCL

ClorobencenoFEC6H6 + Br2 ® C6H5Br + HBr

BromobencenoLa halogenación está favorecida por la temperatura baja y algún catalizador, como el hierro o tricloruro de aluminio, que polariza al halógeno X ± para que se produzca enérgicamente la reacción. Los

catalizadores suelen ser sustancias que presentan deficiencia de electrones.Sulfonación

Cuando los hidrocarburos bencénicos se tratan con ácido sulfúrico fumante (ácido sulfúrico que contiene anhídrido sulfúrico) H2SO4 + SO3 se forman compuestos característicos que reciben el nombre de ácidos sulfónicos. En realidad, se cree que el agente activo es el SO3

SO3C6H6 + HOSO3H ® C6H5SO3H + H2O

Ácido benceno sulfónicoNitraciónEl ácido nítrico fumante o también una mezcla de ácidos nítrico y sulfúricos(mezcla sulfonítrica), una parte de ácido nítrico y tres sulfúricos, produce derivados nitrados, por sustitución. El ácido sulfúrico absorbe el agua producida en la nitración y así se evita la reacción inversa:

H2so4C6h6 + hono2 ® C6H5NO2 + H2O

Nitro – bencenoCombustión.El benceno es inflamable y arde con llama fuliginosa, propiedad característica de mayoría de los compuestos aromáticos y que se debe a su alto contenido en carbono.C6h6 +71 ¤ 2 o2 ® 6co2 + 3h2o

Hidrogenación.El núcleo Bencénico, por catálisis, fija seis átomos de hidrógeno, formando elciclohexano, manteniendo así la estructura de la cadena cerrada.

Síntesis de Friedel y Crafts, AlquilaciónEl benceno reacciona con los haluros de alquilo, en presencia de Cloruro de aluminio anhidro como catalizador, formando homólogos.

AlCl3C6H6 + CH3Cl ® C6H5CH3 + HCl

ToluenoEl ataque sobre el anillo bencénico por el ion CH3 electrofilico es semejante al realizado por el ion Cl en la halogenación.

Síntesis de Wurtz –Fitting.Es una modificación de la de Wurtz de la serie grasa. Los homólogos del benceno pueden prepararse calentando una solución etérea de un halogenuro de alquilo y otro de arilo con sodio.

Este método tiene la ventaja sobre el de Friedel–Crafts, de que se conoce la estructura del producto y puede introducirse fácilmente cadenas largas normales.

Derivados del benceno, Influencia orientadora de los elementos que sustituyen al benceno.

Cuando se introduce un segundo sustituyente y en un derivado del benceno del tipo C6H5X, la posición que ocupa Y depende del carácter electrónico del grupo X, que ya está presente en el núcleo. Los productos de la reacción pueden ser orto y para o meta disustituidos y eso depende de la velocidad de la reacción de sustitución en cada una de las tres posiciones.

A continuación damos las reglas de orientación:

Los grupos de laclase1 (dadores de electrones) orientan la sustitución a las posiciones orto y para. En esta clase puede ser uno de los grupos que siguen, OH,NH2, Cl, Br, I, F, CH2CI, SH, C6H5, etc.

Los grupos de la clase II (aceptores de electrones) orientan la sustitución a la posición meta. En esta clase puede ser: N02, SO3H, CN, COOH, CHO, etc.

Hay un método sencillo de orientación para los derivados disustituidos que fue establecido por Körner. Frecuentemente es llamado método 2,3.1 de Körner. Se basa en el principio de que la introducción de un tercer sustituyente en un compuesto para da un producto tri sustituido, en el isómero orto dos y en el metatres. Körner aplicó este principio para establecer la orientación de los dibromo bencenos isómeros: nitró cada uno de ellos y examinó el número de productos nitrados. El isómero que dio un solo dibromo-nitrobenceno es él para; el que dio dos derivados nitrados, el orto, y el tercero que dio tres, es el compuesto meta.

Hidrocarburos de la serie homologa del benceno

Los hidrocarburos tales como el tolueno, etil benceno, etc. tienen carácter alifático y aromático. El benceno es no polar lo mismo que el metano, siendo cero el momento dipolar de cada uno de los compuestos. Sin embrago, el tolueno tiene un pequeño momento dipolar

(=0,4D) con la carga negativa sobre el núcleo y la positiva sobre el grupo metilo. Los homólogos del benceno experimentan la cloración, ya sea en el núcleo o en la cadena lateral, según sean las condiciones de la reacción.

PROPIEDADES DE ESOS HIDROCARBUROS

El tolueno o metil benceno (C6H5 –CH3) se obtiene, como ya hemos dicho, por destilación de los aceites ligeros de hulla y en la síntesis de Friedel –Crafts. Se emplea en la fabricación de materias colorantes del radical metilo, facilita la sustitución. Halogenación:La halogenación del núcleo aromático del tolueno con ayuda de un catalizador es más rápida que en el benceno, pues la mayor densidad electrónica en el núcleo, producido a por el efecto inductivo del radical metilo, facilita la sustitución.

Nitración. Los homólogos del benceno Se nitran más fácilmente que éste, debido al efecto de activación del grupo alquilo. Cuando se nitra tolueno con mezcla nitrante Se origina una mezcla de orto y para nitrotoluenos.

El trinitrotolueno puede prepararse en una sola operación, pero su fabricación se realiza generalmente pasando por las tres etapas.

Sulfonación.

La Sulfonación del tolueno, lo mismo que en la nitración, se produce la sustitución en orto y para, produciéndose más de un 95 por 100 de este último.

Etilbenceno.

Ya mencionado anteriormente, es un isómero de los xilenos y por oxidación condicromato de potasio y ácido sulfúrico se obtiene ácido benzoico.

O½C6H5CH3+Cr3O7-- + 8H ® C6h5C - OH + 2Cr +5H20

El Etilbenceno y otros homólogos del benceno, cuando reaccionan en presencia de la luz solar, la sustitución se hace en la cadena lateral y no en el anillo. Primero se forma una mezcla de cloroetilbenceno y, finalmente, pentacloroetilbenceno.

Todos ellos, como ya dijimos, se encuentran en los aceites ligeros del alquitrán de hulla y son difíciles de separar, dada la proximidad entre sus puntos de ebullición. Los cuatro isómeros mezclados constituyen el disolvente llamado xilol, empleado en trabajos histológicos. Hidrocarburos polibencénicos. Resultan de la asociación de dos o más anillos bencénicos, unión se verifica unas veces directamente, como en el difenilo y en el naftaleno: Y otras por medio de cadenas a cíclicas, como en el difenilmetano, trifenilmetano y antraceno. Naftaleno. De fórmula C10H8, llamado también naftalina. Está constituido por dos núcleos bencénicos condensados. Su fórmula estructural es: Presenta dos clases de derivados monosustituidos: el de los carbonos 1,4,5 y 8 se denomina. a g el de los 2,3,6,7 se denominan b. Se obtiene por destilación del alquitrán de hulla: es un sólido blando insoluble enagua, soluble en alcohol y en éter. Se emplea como antiséptico o insecticida y para fabricar materias colorantes. Antraceno. De fórmula C14H10, se extrae de los aceites pesados del alquitrán de hulla Su fórmula de estructura es: Da tres clases de derivados monosustituidos: Derivados a ---------- Posición: 1,4,5 8Derivados b ---------- Posición: 2,3,6,7.Derivados g ----------- Posición: 9,10.

Es un sólido blanco, cristalino, insoluble en agua y soluble en éter, alcohol y benceno. Se emplea para fabricar materias colorantes Hidrocarburos Aromáticos de cadena cerrada; nucleicos

1)PROCESO DE REFORMACIÓN CATALÍTICA (BTX), DENTRO DEL CONTEXTO DE LA PRODUCCIÓN DE INSUMOS PETROQUÍMICOS.

Es un proceso mediante el cual se deshidrogenan alifáticos (alcanos) tanto de cadena abierta como cíclicos para obtener aromáticos, principalmente benceno, tolueno y xilenos (BTX), empleando catalizadores de platino -renio-alúmina. Es de gran importancia para elevar el octanaje en las gasolinas sin aditivos antidetonantes. En la reformación catalítica el número de átomos de carbono de los constituyentes de la carga no varía . Por ejemplo, el ciclohexanose transforma en benceno. No obstante, el proceso es algo más complicado. Es posible convertir ciclohexanos sustituidos en bencenos sustituidos; parafinas lineales como el n-heptano se convierten en tolueno y también los ciclopentanossustituidos pueden experimentar una expansión en el anillo y convertirse en aromáticos. Cuando se emplean naftas pesadas como carga, se forman metilnaftalenos. Al igual que la desintegración catalítica, la reformación catalítica es una reacción a través de iones carboneo, sin embargo, se ven favorecidas las reacciones de producción de aromáticos. En el complejo aromáticos se produce fundamentalmente Benceno, Tolueno y xileno (BTX) mediante un proceso de transformación química de hidrocarburos en presencia de hidrógeno, denominado "Reforming ".El proceso toma lugar a alta temperatura 450º a 530 °C a presionesentre3.5 a 40 atm dependiendo de la tecnología. El componente clave de este proceso es un catalizador compuesto principalmente de un soporte de alúmina recubierta con platino. Es de gran importancia para elevar el octanaje en las gasolinas sin aditivos antidetonantes.

El mejoramiento mediante la reformación puede hacerse, en parte, por un incremento en la volatilidad (la reducción de tamaño molecular) o por la conversión de n-parafinas a isoparafinas, olefinas, y aromáticos, y de naftenos(cicloalcanos) a aromáticos. La naturaleza del producto final es influenciada por la estructura y composición de la nafta alimentada (la mezcla de hidrocarburos). En la reformación térmica, las reacciones se parecen a aquellas en el craqueo de gasóleos. El tamaño molecular es reducido, mientras las olefinas y algunos aromáticas son sintetizados. Por ejemplo, un alcano puede ser convertido a otro alcano y una olefina [reacción ( 1 )], donde n >x + y, o un alcano puede ser convertido a un cicloalcano, el cual es a la vez convertido a un compuesto aromático [reacción ( 2 )].

Hidrocracking de parafinas de pesos moleculares altos a parafinas de pesos moleculares bajos y una olefina:

(1)

1. Dehidriciclización de compuestos paranínficos a compuestos aromáticos:

(2)

2. Hydrocracking de parafinas de alto peso molecular a parafinas de bajo peso molecular:

(3)3. Isomerización de n -parafinas a isoparafinas:

(4)

4. Isomerización de metilciclopentano a ciclohexano:

(5)

El producto líquido (reformado) tiene el potencial para posterior reacción en virtud de la presencia de los componentes olefinicos, pero todavía contiene cantidades apreciables de materiales no saturados y, por lo tanto, son consideradas como ser inestables. Hidrotratamiento posterior es requerido para la estabilización. En presencia de catalizadores y en presencia del hidrógeno disponible delas reacciones de deshidrogenación, toma lugar el hydrocracking de parafinas para dar dos parafinas de peso molecular inferior, y olefinas que no experimentan deshidrociclización (la deshidrogenación acompañada por la formación de compuestos cíclicos) son deshidrogenados (con o sin isomerización) a fin de que el producto final contiene sólo vestigios de olefinas. Los ejemplos de reacciones típicas son [reacción ( 2 )] de deshidrociclización y de deshidrogenación, hydrocracking [reacción ( 3 )], e isomerización[reacciones ( 4 ), y ( 5 )].

2)OBTENCIÓN DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS, SEPARACION DEBENCENO, TOLUENO, ETILBENCENO, XILENOS

La necesidad de producir aromáticos a partir del petróleo surgió con la segunda Guerra Mundial, debido a la enorme demanda de tolueno para producir trinitrotolueno (TNT), llamado comúnmente dinamita.

Anteriormente, el tolueno se producía a partir del carbón mineral, pero esta industria fue insuficiente para satisfacer las demandas del mercado, lo que obligó a desarrollar procesos de producción y extracción de tolueno contenido en las fracciones del petróleo.

Después de la guerra, se mantuvo el mercado de los hidrocarburos aromáticos debido al desarrollo de los plásticos, detergentes, y una serie

de productos sintéticos, además de la demanda creciente de gasolina de alto octano.

Los aromáticos de mayor importancia en la industria petroquímica son: el benceno, el tolueno y los xilenos. Estos hidrocarburos se encuentran en la gasolina natural en mínimas concentraciones, por lo que resulta incosteable su extracción.

Por lo tanto, para producirlos se desarrolló el proceso denominado de desintegración catalítica, cuya materia prima de carga es la gasolina natural o nafta pesada, cuyo alto contenido de parafinas lineales y cíclicas (naftenos)constituye el precursor de los aromáticos.

Uno de los procesos más comunes de reformación catalítica es el llamado de"platforming" que usa como catalizador platino soportado sobre alúmina.

Los productos líquidos de la reacción se someten a otros procesos en donde se separan los aromáticos del resto de los hidrocarburos.

Para separar los aromáticos entre sí, se puede utilizar cualquiera de los métodos siguientes: a) destilación azeotrópica (ver cuadro),b) destilación extractiva, c)extracción con solvente, d) adsorción sólida, y e) cristalización.

COMPLEJO AROMATICOS

En el complejo aromáticos se produce fundamentalmente Benceno, Tolueno y xileno (BTX) mediante un proceso de transformación química de hidrocarburos en presencia de hidrógeno, denominado "Reforming ".

El proceso toma lugar a alta temperatura 450º a 530 °C a presiones entre 3.5 a 40atm dependiendo de la tecnología. El componente clave de este proceso es un catalizador compuesto principalmente de un soporte de alúmina recubierta con platino.

De estas naftas se utiliza una fracción intermedia denominada Corte Corazón, el cual se obtiene por fraccionamiento en dos columnas de destilación. A esta sección se la denomina pre-fraccionamiento.

El corte corazón posteriormente es purificado de contaminantes en otro proceso posterior: HDS donde se eliminan fundamentalmente los compuestos de azufre y nitrógeno por ser ellos venenos del catalizador de platino.

Luego entramos en una serie de 4 reactores rellenos con el catalizador de platino(proceso Magnaforming), donde las reacciones de reformado toman lugar.

Las reacciones básicamente conducen a la producción de BTX. Los compuestos más refractarios (parafinas livianas) permanecen sin reaccionar y son aprovechadas parcialmente para la producción de solventes. El resto se vende para la producción de olefinas a unidades de steam cracking por ser su composición muy apropiada para este último proceso.

Es muy difícil de separar al BTX de las parafinas por simple destilación ya que los puntos de ebullición de los diferentes compuestos se cruzan.

Para obviar este inconveniente primero se separan las parafinas y nafténicos sin reaccionar de los aromáticos por extracción con solvente. En nuestro caso se utiliza un proceso basado en el solvente Sulfolane cuya afinidad por los hidrocarburos aromáticos es muy superior a la que tiene por las parafinas, por lo tanto de este proceso se obtienen dos corrientes:

De extracto conteniendo el BTX De refinado conteniendo las parafinas

El solvente se recupera por fraccionamiento y vuelve al sistema.

Una vez separadas las parafinas de los aromáticos, se utiliza la destilación para separar los aromáticos entre sí, aprovechando la gran diferencia de puntos de ebullición que existe entre ellos.

Los xilenos están compuestos de una mezcla en equilibrio entre:

Es muy fácil separar el ortoxileno de los demás xilenos por ser el más pesado de mayor punto de ebullición, pero los puntos de ebullición del meta y el paraxilenoson tan próximos que es imposible separarlos por destilación. Afortunadamente sí presentan grandes diferencias en sus puntos de congelación por lo cual es esta propiedad la que se utiliza para la separación del paraxileno del metaxileno. El proceso se denomina cristalización y toma lugar a temperaturas sub-cero. De este proceso se obtiene paraxileno de alta pureza materia prima básica para la producción de poliesters.

Dado que el metaxileno está en exceso y la demanda de paraxileno es muy superior , se dispone de un proceso de Isomerización que

transforma el exceso demetaxileno en paraxileno y ortoxileno extinguiéndose prácticamente todo el metaxileno.

o FUENTES DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS.Las principales fuentes de obtención de hidrocarburos aromáticos son el alquitrán de la hulla y el petróleo. Cuando se calienta la hulla en ausencia de aire se descompone dando tres productos principales que son: gas de coquería, alquitrán de hulla y el coque. El gas de coquerías está constituido fundamentalmente por metano (32%) e hidrógeno (52%) se purifica haciéndolo pasar a través de unas columnas y luego se utiliza como combustible doméstico e industrial. El coque que es carbono casi puro, se emplea en la reducción del mineral de hierro en los altos hornos. El alquitrán de hulla se somete a un proceso de destilación fraccionada y a procesos de separación química con el fin de recuperar los constituyentes aromáticos y heterocíclicos que contiene.

De esta manera y en diferentes intervalos de destilación se obtienen una primera fracción de la que se extrae por destilación fraccionada la mezcla BTX (Benceno, Tolueno, Xileno), así como etilbenceno. En las siguientes fracciones y por extracción con NaOH se obtiene fenoles y un residuo. Finalmente en las siguientes fracciones y por procesos de cristalización se obtienen naftaleno y fenantreno.

La otra fuente fundamental de aromáticos la constituye el petróleo. El propio petróleo en cada yacimiento contiene hidrocarburos aromáticos en cantidades variables, aunque en algunos yacimientos este contenido es bastante considerable. Los principales compuestos aromáticos que se obtienen del petróleo son el benceno, tolueno y xilenos, y en menor medida, naftaleno y antraceno. La mayor parte de las mezclas BTX que se producen en las refinerías se suelen obtener por los procesos de reformado catalítico y craqueo al vapor fundamentalmente.

Algunos compuestos aromáticos se encuentran presentes en la naturaleza, obteniéndose a partir de sustancias de origen vegetal y con frecuencia constituyen una fuente de derivados aromáticos específicos. Ejemplos de algunos de ellos, los tenemos en algunos colorantes que más se han empleado desde la antigüedad como son el púrpura de Tiro que se extraía de un molusco, el Murex brandaris (cañailla), y el azul índigo que se extraía de las distintas especies de la planta del índigo, concretamente de la Indigofera tinctoria y cuyas estructuras se señalan a continuación:

Asimismo se pueden también considerar otros derivados como son las naftoquinonas y las antraquinonas. Un ejemplo de estas últimas lo constituye un pigmento conocido como ácido carmínico, que es el pigmento principal de la cochinilla, que es un colorante escarlata que se obtienen después de secar y pulverizar las cochinillas de la especie Coccus cacti y que también se emplea en la industria alimentaria (yoghurts) y en la cosmética.

En los umbrales del siglo XXI, las fuentes de hidrocarburos BTX son prácticamente:

1. Crackers de etileno/ propileno alimentados con nafta o gases del petróleo-naftapirolítica.2. El reformado catalítico de naftas en refinerías.3. La desproporcionarían y desalquilación del tolueno.

La calidad de la carga en los reformados catalíticos y en los crackers de etileno determinan la producción y concentración del BTX en el reformado y la naftapirolítica.

REACCIONES TÍPICAS

Las etapas básicas del reformado catalítico de naftas.

Composición según la fuente

o USOSLa importancia económica de los hidrocarburos aromáticos ha aumentado progresivamente desde que a principios del siglo XIX se utilizaba la nafta de alquitrán de hulla como disolvente del caucho. En la actualidad, los principales usos de los compuestos aromáticos como productos puros son: la síntesis química de plásticos, caucho sintético, pinturas, pigmentos, explosivos, pesticidas, detergentes, perfumes y fármacos. También se utilizan, principalmente en forma de mezclas, como disolventes y como constituyentes, en proporción variable, de la gasolina..

El benceno se ha prohibido como componente de productos destinados al uso doméstico y en muchos países también se ha prohibido su uso como disolvente y componente de los líquidos de limpieza en seco. El benceno se ha utilizado ampliamente en la fabricación de estireno, fenoles, anhídrido maleico, detergentes, explosivos, productos farmacéuticos y colorantes. También se ha empleado como combustible, reactivo químico y agente de extracción para semillas y frutos secos.

Los derivados mono, di y trialquilados del benceno se utilizan principalmente como disolventes y diluyentes y en la fabricación de

perfumes y productos intermedios en la producción de colorantes. Estas sustancias se encuentran en algunos petróleos y en los destilados el alquitrán de hulla

Existen tres isómeros del xileno :orto - (o -),para - (p -) y meta - (m -). El producto comercial es una mezcla de estos isómeros, con el somero meta - en mayor proporción (hasta un 60 a 70 %) y l para- en menor proporción (hasta un 5 %). El xileno se utiliza como diluyente de pinturas y barnices, en productos farmacéuticos, como aditivo de alto octanaje en combustibles de aviones, en la síntesis decolorantes y en la producción de ácidos ftálicos. Debido a que el xileno es un buen disolvente de la parafina, el bálsamo de Canadá y el poliestireno, también se utiliza en histología

o BENCENO El benceno se conoce generalmente como “Benzol” cuando se encuentra en formacomercial (que es una mezcla de benceno y sus homólogos) y no debe confundirse con la bencina, un disolvente comercial compuesto por una mezcla dehidrocarburos alifáticos.

Mecanismo de acción. La absorción del benceno tiene lugar principalmente por vía respiratoria y digestiva. Esta sustancia no penetra fácilmente por vía cutánea, a menos que la exposición sea excepcionalmente alta. Una pequeña cantidad del benceno se exhala sin cambios. El benceno se distribuye ampliamente por todo el organismo y se metaboliza principalmente en fenol, que se excreta en la orina trassu conjugación. Una vez que cesa la exposición, los niveles en los tejidos corporales disminuyen rápidamente.

Desde el punto de vista biológico, parece ser que las alteraciones hemáticas y dela médula ósea encontradas en los casos de intoxicación crónica con benceno pueden atribuirse a la conversión del benceno en epóxido de benceno. Se ha sugerido que el benceno podría oxidarse directamente a epóxido en las células dela médula ósea, como los eritroblastos. En lo que se refiere al mecanismo de toxicidad, los metabolitos del benceno parecen interferir con los ácidos nucleicos. Tanto en las personas como en los animales expuestos al benceno, se ha detectado un aumento de la frecuencia de aberraciones cromosómicas. Cualquier factor que inhiba el metabolismo del epóxido de benceno y las reacciones de conjugación, especialmente las alteraciones hepáticas, tenderá a potenciar los efectos tóxicos del benceno. Estos factores son importantes cuando se consideran las susceptibilidades individuales a este agente tóxico. El benceno se trata con más detalle en otros artículos de esta Enciclopedia. Incendio y explosión. El benceno es un líquido inflamable y sus vapores forman

mezclas inflamables o explosivas con el aire en una amplia gama de concentraciones. El benceno líquido puede emitir vapores a temperaturas tan bajas como -11 °C. Por ello, si no se observan las necesarias precauciones durante el almacenamiento, la manipulación o el uso del benceno líquido, es seguro que, a las temperaturas normales de trabajo, se formarán concentraciones inflamables. Este riesgo aumentará cuando se produzcan salpicaduras o derrames accidentales.

o TOLUENO Y SUS DERIVADOS El tolueno se absorbe en el organismo principalmente a través del tracto respiratorio y, en menor proporción, a través de la piel. Traspasa la membrana alveolar. La mezclas angre/aire se mantiene en una proporción de 11,2 a 15,6 a37 °C y, entonces, se distribuye por los distintos tejidos en cantidades variables que dependen de sus características de perfusión y solubilidad, respectivamente. La proporción tejido/sangre es de1:3, excepto en el caso de los tejidos ricos en grasas, que presentan un coeficiente de 80/100. A continuación, el tolueno es oxidado en su cadena lateral por los micro somas hepáticos (mono-oxigenación microsomal). El producto más importante de esta transformación, que representa aproximadamente un 68 % del tolueno absorbido, es el ácido hipúrico (AH), que aparece en la orina debido a la excreción renal que suele producirse en los túbulos proximales. También pueden detectarse en la orina pequeñas cantidades deo -cresol (0,1 %) y p -cresol (1 %),como resultado de la oxidación del núcleo aromático.

o XILENO Al igual que el benceno, el xileno es un narcótico, por lo que la exposición prolongada al mismo provoca alteraciones de los órganos hematopoyéticos y del sistema nervioso central. El cuadro clínico de la intoxicación aguda es similar al dela intoxicación por benceno. Los síntomas son: fatiga, mareo, sensación de borrachera, temblores, disnea y, en ocasiones, náuseas y vómitos. En los casos más graves puede producirse pérdida de la consciencia. También se observa irritación de las mucosas oculares, de las vías respiratorias altas y de los riñones.

La exposición crónica produce debilidad general, excesiva fatiga, mareo, cefalea, irritabilidad, insomnio, pérdida de memoria y zumbidos en los oídos. Los síntomas típicos son alteraciones cardiovasculares, sabor dulzón en la boca, náuseas, en ocasiones vómitos, pérdida del apetito, mucha sed, sensación de quemazón en los ojos y hemorragia nasal. En algunos casos se han observado alteraciones funcionales del sistema nervioso central asociadas con efectos neurológicos pronunciados (por ejemplo, distonía), alteración de la síntesis de proteínas y deterioro de la actividad inmunológica. Las mujeres pueden sufrir alteraciones en los ciclos menstruales (menorragia o metrorragia). Se ha visto que las

trabajadoras expuestas a tolueno y xileno en concentraciones que sobre pasaban periódicamente los límites de exposición, también se vieron afectadas por problemas durante sus embarazos (toxicosis, amenaza de aborto, hemorragias durante el parto) y esterilidad. Las alteraciones hematológicas se manifiestan enforma de anemia, poiquilocitosis, anisocitosis (en ocasiones leucocitosis) conlinfocitosis relativa y, a veces, una trombocitopenia muy pronunciada.Existen datos sobre diferencias en la susceptibilidad individual al xileno. En algunos trabajadores expuestos durante varias décadas al xileno no se han producido intoxicaciones por este compuesto, mientras que una tercera parte del personal que trabajaba en las mismas condiciones de exposición presentó síntomas de intoxicación crónica por xileno y fueron inhabilitados.

La exposición prolongada al xileno puede reducir la resistencia del organismo y hacerlo más vulnerable a diversos tipos de factores patógenos. Los análisis de orina muestran la presencia de proteínas, sangre, urobilina y urobilinógeno en la orina. Se han producido casos mortales consecutivos a intoxicaciones crónicas, sobre todo en trabajadores de imprenta, aunque también en otros sectores de la industria. Asimismo, se han descrito casos de intoxicación grave y mortal en trabajadoras embarazadas con hemofilia y aplasia de la médula ósea. El xileno también puede causar alteraciones cutáneas, particularmente eczema.

En los casos de intoxicación crónica se detectan vestigios de xileno en todos los órganos y, en especial, en las glándulas suprarrenales, la médula ósea, el bazo y el tejido nervioso. El xileno se oxida en el organismo para formar ácidos toluicos (ácidos o -,m – y p -metilbenzoico), que a su vez reaccionan con la glicina y el ácido glucurónico. Durante la producción o el uso del xileno pueden darse concentraciones elevadas en la atmósfera del lugar de trabajo si las instalaciones no son totalmente estancas o si se realizan procesos abiertos, en ocasiones con grandes superficies de evaporación. También pueden liberarse al ambiente grandes cantidades dexileno durante las labores de reparación y limpieza de los equipos.