petroquímica basica

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INTRODUCCIÓN La producción petroquímica, en calidad de materia prima, utiliza los productos de la refinación del petróleo. Las tareas de este rubro, científico y tecnológico, consisten en garantizar muchas producciones orgánicas con materia prima hidrocarbonada (olefinas, acetileno, hidrocarburos aromáticos y gas de síntesis, la producción de sustancias orgánicas de alta masa molecular y de materiales poliméricos sintéticos. En la nomenclatura de producciones de alto volumen y masa se encuentran monomeros, alcoholes, cetonas, ácidos, éteres, óxidos de olefinas y detergentes. Los materiales poliméricos sintéticos son inmensos demandantes de materia prima de petróleo y sin su incremento se puede fácilmente decir que en el tiempo actual los polímeros (masas plásticas, caucho y ceras, gomas, láminas, lacas y otros productos) serían inconcebibles en todos los niveles de la economía. Por eso es importante revisar los fundamentos teóricos de la síntesis de los polímeros y los métodos tecnológicos de su obtención. El tratamiento complejo de la materia prima, el incremento de la efectividad económica de las empresas, el crecimiento del déficit en recursos naturales y los intereses de preservación del medio ambiente llevaron a una organización específica y especializada en el tema de la petroquímica, de producción de algunas sustancias inorgánicas partir del gas, el petróleo y los productos de su refinación al desarrollo del amplio campo orgánico. En una serie de casos esta situación responde a criterios amplios. Por ejemplo, el hidrógeno se utiliza habitualmente allá donde se produce (por las dificultades de transporte). Este químico se obtiene con la conversión del metano y otros gases hidrocarbonados, utilizándolo posteriormente en

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Page 1: Petroquímica Basica

INTRODUCCIÓN

La producción petroquímica, en calidad de materia prima, utiliza los productos de la refinación del petróleo. Las tareas de este rubro, científico y tecnológico, consisten en garantizar muchas producciones orgánicas con materia prima hidrocarbonada (olefinas, acetileno, hidrocarburos aromáticos y gas de síntesis, la producción de sustancias orgánicas de alta masa molecular y de materiales poliméricos sintéticos.

En la nomenclatura de producciones de alto volumen y masa se encuentran monomeros, alcoholes, cetonas, ácidos, éteres, óxidos de olefinas y detergentes.

Los materiales poliméricos sintéticos son inmensos demandantes de materia prima de petróleo y sin su incremento se puede fácilmente decir que en el tiempo actual los polímeros (masas plásticas, caucho y ceras, gomas, láminas, lacas y otros productos) serían inconcebibles en todos los niveles de la economía. Por eso es importante revisar los fundamentos teóricos de la síntesis de los polímeros y los métodos tecnológicos de su obtención.

El tratamiento complejo de la materia prima, el incremento de la efectividad económica de las empresas, el crecimiento del déficit en recursos naturales y los intereses de preservación del medio ambiente llevaron a una organización específica y especializada en el tema de la petroquímica, de producción de algunas sustancias inorgánicas partir del gas, el petróleo y los productos de su refinación al desarrollo del amplio campo orgánico. En una serie de casos esta situación responde a criterios amplios.

Por ejemplo, el hidrógeno se utiliza habitualmente allá donde se produce (por las dificultades de transporte). Este químico se obtiene con la conversión del metano y otros gases hidrocarbonados, utilizándolo posteriormente en procesos de síntesis de amoníaco y en tratamientos hidrogenizantes.

El sulfuro de hidrógeno, extraído de los gases naturales y de la refinación de petróleos azufrosos se utiliza como materia prima para la producción de azufre libre y ácido sulfúrico. El azufre se convierte en materia prima para la generación de ácido sulfúrico y en grandes cantidades sirve como vulcanizador de cauchos sintéticos. El ácido sulfúrico se emplea profusamente en la producción de abonos minerales, alcohol etílico, detergentes y aditivos para los lubricantes.

El amoníaco se usa principalmente en la producción de úrea (un abono efectivo y que se emplea como conservante de alimentos balanceados) y ácido nítrico. En forma de soluciones acuíferas, este componente sirve como abono y componte de alimentos de ganado.

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La producción petroquímica es parte de una amplísima variedad de sustancias químicas.

Lo dicho caracteriza la síntesis petroquímica consistente en la producción de una gran cantidad de compuestos químicos de diferentes clases, parte de múltiples procesos y su generación con el uso de catalizadores de distinta naturaleza y propiedades. Para la petroquímica es usual el desarrollo dinámico con la renovación indefinida del surtido de productos, la implementación de nuevos procesos y aparatos y la introducción de nueva tecnología de alcances a la par de los tiempos de desarrollo de la ciencia en pleno siglo XXI.

Hoy se crean, en el rubro de la petroquímica, productos en plantas de alta capacidad y en el tratamiento de los cuales se utilizan métodos de modelación matemática y optimización, específicamente de la cibernética ligada a la química y la técnica de cálculo. Y la conducción de los procesos se efectúa con ayuda de modernos dispositivos de control computarizado.

La parte más sustancial de la producción de millones de toneladas de productos en la industria petroquímica se basa en la refinación de gas natural y el extraído a partir de la refinación de hidrocarburos (especialmente de los procesos de craqueo y pirólisis no difundidos todavía en Bolivia), en el tratamiento de fracciones líquidas de petróleo y los productos de sus procesos secundarios, además de las parafinas sólidas y semisólidas. Y a pesar del enorme surtido de productos, estos se los obtiene a partir de una cantidad relativamente pequeña de reacciones de transformación las que son especialmente de alquilación, hidrogenación y deshidrogenación, pirólisis, oxidación, hidratación, polimerización y policondensación.

Las plantas petroquímicas en funcionamiento en otros países están estrechamente ligadas a la refinación de petróleo y gas, pero, también pueden constituirse en empresas autónomas. El procesamiento en una misma instalación, refinería, incrementa su rentabilidad, recorta los gastos energéticos, de explotación, de transporte y otros complementarios.

La generación de la producción petroquímica influye significativamente en los esquemas tecnológicos de refinación. En una serie de casos se incluyen procesos de pirólisis para asegurar la producción de olefinas de baja molecularidad, la producción de polietileno y polipropileno, etil e isopropilbenceno, alcohol etílico y otros. Por eso, la característica particular de las empresas modernas es el tratamiento complejo de materia prima de refinación y petroquímica.

La experiencia lograda con el tratamiento de la materia prima petroquímica aromática y la obtención de hidrocarburos alquilaromáticos para la generación de gasolinas de alto octanaje permitió reorientar las plantas hidrocarburíferas y

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de otro tipo en la producción de sustancias aromáticas con un enfoque de transformación profunda. Se ha incrementado el rol de los gases refinados en procesos secundarios para la petroquímica básica y profunda, específicamente el de los de estructura C4 y C5 para la producción de butileno, butadienos, isopentano, isopreno y otros. Se desarrollan síntesis sobre la base del dióxido de carbono y del hidrógeno.

La más importante tarea de la industria petroquímica en la actualidad es el incremento de la selectividad de los procesos a cuenta del uso de catalizadores significativamente activos. Su capacidad de producción, gracias a su actividad y selectividad, hasta un 90-96%, reduce ostensiblemente el gasto de materia prima en cada tonelada de producto final. Es importante también aumentar la profundidad de producción de los reactivos en un solo paso a través del reactor, hecho que hace crecer la rentabilidad y disminuye los gastos de explotación.

La refinación de petróleo y la petroquímica exigen el uso de importantes recursos energéticos. Es imprescindible garantizar su uso racional vía introducción de tecnologías modernas y con poco gasto de recursos, liquidando la producción de aguas residuales y de aire contaminado que se expulsa a la atmósfera.

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1. MATERIAS PRIMAS DE LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA

1.1 El petróleo

El petróleo es una mezcla líquida compleja de hidrocarburos livianos y pesados de bajo y alto peso molecular. En él están disueltos hidrocarburos gaseosos (hasta un 4%) y sólidos. Los hidrocarburos con números de átomos de 1 a 4, o sea metano, etano, propano, butano e isobutano son gaseosos. Los hidrocarburos C5 a C15 en condiciones normales se encuentran en estado líquido. En cambio, los hidrocarburos C16 a C34 y más son sólidos y conforman parafinas y ceras. Su contenido en los petróleos alcanza al 5% y a veces hasta el 12%. En el petróleo se encuentran también en concentraciones bajas compuestos no hidrocarbonados, ácidos orgánicos y otras sustancias.

1.1.1 Composición por elementos del petróleo

De acuerdo a su composición por elementos, en el petróleo están contenidos (en porcentajes de masa): carbono 82.6-87.1, hidrógeno 11.1-15.0, oxígeno hasta 0.9, azufre hasta 3.5 y nitrógeno hasta 0.4. En pocas cantidades en el petróleo se tienen residuos de muchos metales (hierro, níquel, vanadio y otros).

1.1.2 Composición química del petróleo

Por su composición química, los hidrocarburos del petróleo se ubican en la siguiente clase de compuestos: parafínicos, nafténicos y aromáticos. Los hidrocarburos no saturados son escasos en el petróleo, no obstante, ellos se forman en gran cantidad en los procesos térmicos de refinación del petróleo.

Los hidrocarburos parafínicos son del tipo de cadena no ramificada (estructura normal) y cadena ramificada (estructura iso), por ejemplo butano normal e isobutano:

CH3 C CH2 C CH2 C CH3 CH3 C CH C CH3

│ CH3

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Los hidrocarburos parafínicos de estructura normal en los petróleos son más numerosos que los de estructura iso. No obstante, la finalidad de una serie de procesos de refinación de petróleo es la obtención de los últimos, por cuanto su presencia mejora significativamente las propiedades de explotación de los combustibles. Así, con el incremento del contenido de hidrocarburos de estructura iso en las gasolinas, crece su octanaje.

De los hidrocarburos nafténicos, en calidad de ejemplo se puede mencionar al ciclopentano C5H10 y al ciclohexano C6H12:

CH2 CH2

H2C H2C CH2 CH2

H2C H2C CH2

CH2

CH2

La presencia de hidrocarburos nafténicos en el jet fuel y el diesel incide positivamente en sus propiedades de explotación. Ellos poseen mayor estabilidad térmica que los hidrocarburos parafínicos y son menos propensos a la formación de residuos de carbón, sarro, en el motor que los hidrocarburos aromáticos.

En el proceso de reformación catalítica, de los naftenos se forman hidrocarburos aromáticos, cuyo contenido en los petróleos no es significativo. Los hidrocarburos aromáticos que forman parte de las gasolinas incrementan su octanaje. A la par de esto, ellos son una valiosa materia prima de la industria química, por ejemplo el benceno C6H6 y el tolueno C7H8:

CH CH CH3

HC CH HC C HC CH HC CH

CH CH

Los elementos oxígeno, azufre, nitrógeno y cloro forman parte del petróleo en forma de distintos compuestos. La presencia de los compuestos del azufre en el petróleo y los destilados no es deseable por cuanto ellas provocan la

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corrosión del equipo, tuberías y motores, además de constituirse en veneno para los catalizadores en una serie de procesos de refinación de petróleo.

El conocimiento de la composición química permite realizar la clasificación de los petróleos y determinar correctamente el curso de su refinación.

Por su contenido de azufre, los petróleos se dividen en tres clases: I- poco azufrosos (contenido no mayor a 0.5%), II- azufrosos (entre 0.51 a 2%) y III- altamente azufrosos (más de 2%). Por el contenido de fracciones que ebullen hasta 350 1C: T1 (no menos de 45%), T2 (30-44.9%) y T3 (menos de 30%).

Por el contenido potencial de aceites básicos, destilados y residuales se dividen en: L1 (no menos de 25%), L2 (15-25%, pero no menos de 45% en el cálculo sobre el mazut), L3 (15-25%, pero 35-45% en el cálculo sobre el mazut) y L4 (no menos de 15%).

Por el contenido de parafinas se dividen en tres tipos: P1 B poco parafínicos (no más de 1.5%), P2 Bparafínicos (1.51-6%) y P3 Baltamente parafínicos (más de 6%).

1.2 El gas natural

El gas natural se extrae junto con el petróleo o por separado. Sus principales componentes son el metano, etano, propano e hidrocarburos más pesados. Además, en su composición se insertan el dióxido de carbono, nitrógeno, helio y sulfuro de hidrógeno.

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2. PRODUCTOS PETROQUÍMICOS DE HIDROCARBUROS PARAFÍNICOS

2.1 Productos del metano

El metano, CH4, en el tiempo actual, se utiliza fundamentalmente para la producción de compuestos de cloro y nitrógeno: cloruro de metilo, cloruro de metileno, cloroformo, cloruro de carbono y ácido cianhídrico, los que se usan como disolventes en distintos rubros de la técnica. En la pirólisis del metano se forman acetileno, sarro e hidrógeno, productos que tienen una importante perspectiva propia. Además, el metano se emplea en procesos de oxidación para obtener formaldehído, metanol y acetaldehído, así como en materia prima para la generación de alimento para ganado vía síntesis microbiológica.

2.2 Productos del etano

El etano, C2H6, por sus rumbos de refinación, es en mucho parecido al metano. En base a su procesamiento se obtienen productos analógicos: cloruro de etilo, que se usaba para la preparación de tetraetilo de plomo, antidetonante de la gasolina, pero que pasó a la historia por sus propiedades cancerígenas en el organismo de las personas; nitroetano, un disolvente que se utiliza en los mismos rubros que el nitrometano. Pero el principal campo del etano es la producción de etileno vía pirólisis.

2.3 Productos del propano

Con la oxidación del propano, C3H8, se obtienen acetaldehído, formaldehído, ácido acético y acetona. En su pirólisis se forman etileno y propileno. Este compuesto, a la par del metano y etano, se puede utilizar para la producción de acetileno y con su nitrificación se generan nitrometano, nitroetano y nitropropano.

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2.4 Productos del butano normal

El butano normal se usa en calidad de materia prima para la producción de olefinas: etileno, propileno, butilenos y también acetileno y butadieno. En la oxidación del butano se forman acetaldehído, ácido acético, acetona y otros productos. Y en la nitrificación se obtienen 1 y 2-nitrobutanos. En la isomerización el butano normal se convierte en isobutano.

2.5 Productos del isobutano

El isobutano, iso-C4H10, El isobutano se usa en los procesos de alquilación para la obtención de componentes altamente antidetonantes. En la deshidrogenación del isobutano se forma el isobutileno, materia prima para la generación del butilo-caucho, del completo isobutileno, gasolina polimérica, no obstante que este último se constituye en materia prima valiosa de muchos procesos.

2.6 Productos del isopentano

El isopentano, iso-C5H12, prácticamente se utiliza en su totalidad para producir amilenos con su deshidrogenación, los que, a su vez, se isomerizan y deshidrogenan, utilizándose para la obtención de caucho isoprénico.

2.7 Productos del ciclohexano

De todos los hidrocarburos se utilizan con más preferencia en la síntesis petroquímica los ciclohexanos. Él sirve de materia prima para la producción de ácido adipínovo, en la base del que se produce el nailon. Del ciclohexano se obtiene el ciclohexanón, el que se utiliza en la síntesis del caprolactano, el que se usa en la síntesis de la película de caprón. Ese ciclohexano se produce mediante agentes alquilantes. 2.8 Parafinas de alto peso molecular

Estas parafinas, C10H22-C40H82, por su estado agregado, se dividen en líquidas (temperatura de fusión aproximadamente igual a 25 1C) y sólidas (con temperatura de fusión aproximada a 52-55 1C). Los estados de su uso son diferentes.

2.8.1 Parafinas líquidas

Las parafinas líquidas, C10H22-C20H42, se someten a la oxidación para la obtención de ácidos grasos y alcoholes de alto peso molecular, los que a su vez se utilizan en la generación de detergentes. Para tal fin se utilizan los productos de cloración de los compuestos líquidos de parafjnación:

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cloroparafinas. Además, las parafinas líquidas son materia prima de la industrialización microbiológica (concentrados proteínicos para ganado). 2.8.2 Parafinas sólidas

Las parafinas sólidas, C20H42-C40H82, en su oxidación, también producen ácidos grasos de elevado peso molecular. En el craqueo térmico de estas parafinas se forman olefinas como materia prima para la producción de detergentes (alquilsulfatos secundarios) y también alquilbencenos y alquilfenoles para la producción de detergentes poco disolvibles en agua (difícilmente tensionantes en la superficie), incluyendo aditivos para los lubricantes.

3. TRANSFORMACIÓN DE HIDROCARBUROS (MATERIA PRIMA)

3.1 Gas natural

La materia prima para la síntesis petroquímica es la mezcla de hidrocarburos gaseosos, líquidos y sólidos.

Los gases naturales se conforman en lo principal de metano y otros hidrocarburos saturados, incluyendo nitrógeno, helio, argón, xenón y dióxido de carbono. Estos gases se obtienen en el tratamiento de gases naturales y gases condensados (de estructuras profundas con altas presiones de conformación).

3.2 Gases de entubamiento

Se producen como producto residual de la producción de petróleo. Están disueltos en el petróleo de pozo y se extraen a cuenta de la disminución de presión. Su contenido consiste en un 32-90 % de metano y depende del tipo de yacimiento y de las condiciones de explotación del petróleo.

3.3 Gases de refinación Se forman en los procesos de craqueo, coquificación, reformación, y también se extraen en las plantas de estabilización y destilación primaria del petróleo. En dependencia de la estructura química del proceso, su contenido de gases cambia en niveles amplios. Por ejemplo, el gas de la reformación catalítica contiene hasta un 60% de hidrógeno. Los gases de craqueo y coquificación se componen de hidrocarburos saturados y no saturados.

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3.4 Gases de estabilización

Se diferencian por su alto contenido de propano, butano, pentano e isopentano, lo que los hace excelente materia prima para la obtención de butadieno e isopreno.

3.5 Gasolinas gaseosas

Habitualmente se evaporan, o ebullen, en el intervalo 30-120 1C y contienen butano, pentano, isopentano, y también hidrocarburos C6 y C7 de estructura normal e iso.

3.6 Condensados gaseosos

Se evaporan en el intervalo de 40-360 1 C. Contienen de 15 a 30% de hidrocarburos aromáticos, 25 a 40% de naftenos y 20 a 60% de parafinas (en dependencia del lugar del yacimiento).

3.7 Destilados líquidos y sus productos

Se forman en distintos procesos de refinación de petróleo, utilizando los mismos para la obtención de variados productos.

Así, de los productos de reformación catalítica, se extraen hidrocarburos aromáticos, de los productos del craqueo térmico y catalítico: olefinas (hidrocarburos no saturados) y de la desparafinación del diesel: parafinas. Con esto, la obtención de materia prima para la síntesis petroquímica está relacionada estrechamente con la producción de derivados del petróleo. Al mismo tiempo, el tratamiento de la materia prima petroquímica en volumen general se incrementa constantemente.

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4. PRODUCTOS PETROQUÍMICOS DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

El benceno (C6H6) sirve como materia prima para la producción de ciclohexano, etilbenceno, isopropilbenceno y otros productos de peso molecular superior.

El tolueno (C6H5-CH3) se somete a hidroalquilación con la obtención de benceno. También se usa en la producción de ácido bencénico y bencenolaldehído. También, de él, se pueden formar xilenos. El benceno y los toluenosulfoácidos se constituyen en catalizadores de la alquilación con olefinas.

Los xilenos, C6H4(CH3)2, poseen tres isomeros: orto, para y meta. El xileno normal, para, se transforma fundamentalmente en la producción de ácido para la obtención de fibras de labsan, la oxidación de o-xileno en la producción de anhídrido ftalénico y la oxidación de m-xileno en la obtención de ácido isonafténico que se destina a la generación de polimeros alquílicos.

El etilbenceno, C6H5-C2H3, va a la producción de estireno que desemboca en la generación de poliestireno y caucho sintético mediante la sopolimerización del estireno y del butadieno.

El isopropilbenceno, C6H5-CH(CH3)2, se utiliza en la obtención de cumol, ideal en la generación de ά-metil-estireno, así como estireno, como monomeros para

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la formación de caucho sintético y para la obtención de fenol y acetona a través de la producción intermedia de isopropilbenceno-hidroperóxido.

Los alquilbencenos de alto peso molecular, con cadena larga C10-C18, son materia prima para la preparación de alquilbencenos sulfonados, detergentes, así como también para la obtención de aditivos para lubricantes.

5. CRAQUEO A OLEFINAS (PIRÓLISIS)

5.1 Producción de olefinas de bajo peso molecular

El etileno y el propileno, que se utilizan ampliamente en procesos de síntesis, son sumamente importantes. Ellos se producen a partir de la pirólisis de la materia prima de petróleo

La pirólisis representa un proceso de división profunda de hidrocarburos a alta temperatura. Sus productos son hidrocarburos gaseosos y líquidos, en los que predominan las olefinas C2-C4 e hidrocarburos aromáticos. Su materia prima son las parafinas de baja densidad: etano, propano y butano, además de gasolinas de poco octanaje, el refinado desaromatizado de la reformación. Sin embargo, por situaciones de carencia de materia prima apropiada, al proceso se dirigen fracciones medias y pesadas, inclusive el propio crudo.

En la pirólisis, como resultado de la división, se producen hidrógeno, metano, etileno, propileno y otras olefinas, además de reacciones de hidrogenación y deshidrogenación de éstas con el producto de parafinas, dienos, acetileno y sus productos, Además se desarrollan reacciones de condensación y compresión.

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La pirólisis se desarrolla por un mecanismo radical y de cadena. El primer estadio del inicio de la cadena se constituye a parir de la formación de radicales metílicos a una alta temperatura:

CH3—CH3 → 2CH3·

Y el segundo estadio es la producción del proceso de cadena:

CH3· + CH3—CH3 → CH4 + CH3—CH2·

CH3—CH2· → CH2═CH2 + H·

H· + CH3—CH3 → H2 + CH3—CH2·

El tercer estadio consiste en la quiebra de la cadena a cuenta de la recombinación de los radicales o su reestructuración:

H· + CH3—CH2· → CH3—CH3

CH3· + CH3—CH2· → CH3—CH2—CH3

2CH3—CH2· → CH2═CH2 + CH3—CH3

5.2 Producción de olefinas de alto peso molecular

En muchos procesos petroquímicos (alquilación de benceno y fenol, la producción de detergentes y aditivos para los aceites minerales, de alcoholes grasos de alto peso molecular, mediante la oxidación sintética, se utilizan hidrocarburos no saturados líquidos con cadena regular y ramificada. Las olefinas ramificadas C8-C15 (dimeros del isobutileno, trimeros, tetrameros y pentameros del propileno) se emplean como agentes alquilizadores y en la oxidación sintética. Últimamente tienen una gran difusión las ά-olefinas, hidrocarburos no saturados de cadena recta con enlace doble en el inicio de la cadena. Ellas se obtienen por distintos métodos: craqueo térmico de las parafinas y oligomerización del etileno en presencia de un catalizador.

5.2.1 Producción de ά-olefinas mediante craqueo térmico de las parafinas

Para la obtención de ά-olefinas se utilizan parafinas livianas (temperatura de fusión de 22-26 ºC), las que se producen en la desparafinación del diesel, y parafinas sólidas (temperatura de fusión de 52-64 ºC), obtenidas en la desparafinación de aceites, los que ebullen en el intervalo 350-500 ºC. Para la producción de hidrocarburos no saturados con buena salida es imprescindible depurar los aceites y diesel de sustancias alquitranosas y aromáticas.

El craqueo de parafinas se efectúa en fase gaseosa a 550 ºC en presencia de vapor de agua en hornos tubulares. El nivel de conversión de las parafinas se

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ubica en el orden de 25-30% en una sola fase, hecho por el que se requiere repetir la transformación vía recirculación. Los productos del proceso son las fracciones de olefinas C4 y sus homólogos con temperatura de ebullición 240-320 ºC.

El contenido de olefinas en las fracciones es de 75-90%. Y depende de la calidad y tipo de la materia prima, por ejemplo en el caso de producción de parafinas livianas su contenido de olefinas llega al 92-96%. Las parfinas se convierten en hidorcarburos no saturados gaseosos y líquidos hasta un 70% (en porcentajes de masa).

5.2.2 Producción de ά-olefinas de cadena lineal mediante la oligomerización del etileno

El proceso se efectúa en presencia del trietilaluminio. La primera fase, en particular la oligomerización del etileno, se desarrolla a 100 ºC y 10 Mpa hasta la generación de oligomeros con cadena larga no mayor a C20.

(CH2CH2)x–C2H5

2(C2H5)3Al + (x + y + x)CH2=CH2 → Al–(CH2CH2)y–C2H5 + Al(C2H5))3

(CH2CH2)z–C2H5

Alcanzando el nivel necesario de oligomerización, se incrementa la temperatura hasta 200-300 ºC, con lo que se proiduce la reacción de sustitución, o sea se genera la regeneración del trietilaluminio y se forman las ά-olefinas con distinta longitud de la cadena: (CH2CH2)x–C2H5 ا → C2H5–(CH2CH2)x-1–CH=CH2

Al–(CH2CH2)y–C2H5 + 3CH2–CH2ا → C2H5–(CH2CH2)y-1–CH=CH2

(CH2CH2)z–C2H5 – (C2H5)3Al ا → C2H5–(CH2CH2)z-1–CH=CH2

La segunda etapa se puede efectuar catalíticamente en presencia de una solución al 0,01% de níquel coloidal.

La mezcla de los oligomeros homólogos posee una fracción amplia de C4-C20. , donde las olefinas más valiosas son las C10-C18, cuya salida se ubica en la suma de 65-68%. Así como el proceso de obtención de oligomeros no es posible realizarlo con una conformación de bajo peso molecular, es imprescindible desarrollar métodos complejos de uso de las olefinas con distinta longitud de la cadena, en particular las C6 (con salida de hasta un 10%) y C8 (salida de hasta 16%).

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6. PRODUCCIÓN DE ACETILENO

Actualmente el acetileno se obtiene por dos métodos: a partir del carburo de calcio y de la pirólisis de los hidrocarburos de bajo peso molecular. En el tratamiento del carburo de calcio con agua, en principio, se produce óxido de calcio:

CaC2 + H2O → CaO + C2H2 (∆H = -61,8 KJ/mol)

El producto ingresa a la reacción con agua de la siguiente manera:

CaO + H2O → Ca(OH)2

Su ∆H es de 68.1 KJ/mol. La reacción sumaria se realiza así:

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

Su ∆H es de 129.9 KJ/mol.

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Y el carburo de calcio se produce con intervención del coque en hornos industriales a 1700-1800 ºC:

CaO + 3C → CaC2 + CO (∆H es de 464,8 KJ/mol)

En el proceso se gasta energía eléctrica en cantidad: 10-11 KW/hora en una tonelada de acetileno.

En dependencia del surtido de carburo de calcio, de un Kg de CaC2 se produce una cantidad variada de acetileno, cuya cantidad en litros (medida a 20 1C a presión atmosférica), formado de un Kg de materia prima, alcanza a 230-300 litros de C2H2.

El acetileno que se obtiene del carburo de calcio tiene una pureza del 99,5% y contiene residuos de NH3, PH3 y H2S. Cuando el acetileno es tratado químicamente, se debe depurar con una mezcla de ácido crómico (con este proceso, el PH3 y el H2S se oxidan en ácidos fosfórico y sulfúrico). Para la depuración se utilizan hipocloritos.

El acetileno es un gas sin color, que muestra un olor a éter en situación pura. En modo líquido él se puede conservar exclusivamente a alta presión. Se disuelve en agua a 18 1C y a una presión atmosférica. En un volumen de agua se disuelve un volumen de acetileno.

La existencia de un enlace triple en la molécula de acetileno condiciona su alta capacidad reaccionante, lo que permite utilizarlo en muchos procesos de síntesis.

El acetileno es termodinámicamente apto. Sus reacciones de formación a partir del metano son convenientes:

2C + H2 ↔ C2H2 (∆H es de 226,2 KJ/mol)

2CH4 ↔ C2H2 + 3H2 (∆H es de 380,3 KJ/mol)

La salida de acetileno se incrementa con el aumento de la temperatura y con la disminución de la presión: en el intervalo de 1000 a 2400 1K su producción crece a 0,01 MPa de 4,8 a 99,99%. Y a 0,1 MPa, se eleva a 99,87%.

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