PRODUCTOS QUÍMICOS DERIVADOS DE HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS

DERIVADOS DEL ETILENO

REACCIONES MAS IMPORTANTES DEL ETILENO

P o l i m e r i z a c i ó n

La polimerización del etileno representa el segmento más grande de la industria petroquímica con el polietileno ranqueado en el primer lugar como consumidor del etileno. El etileno (99,9 % de pureza), es polimerizado bajo específicas condiciones de temperatura y presión y con la presencia de un iniciador catalítico, generándose una reacción exotérmica.

Las reacciones de oxidación del etileno dan oxido de etilenglicol, acetaldehído y acetato de vinilo.

REACCIONES MÁS IMPORTANTES DEL ETILENO

• El derivado más importante obtenido por adición es el dicloruro de etileno y del que se obtiene el PVC.

Para la producción de

Halogenación-Hidrohalogenación

Dicloruro de etileno Cloruro de etileno Dibromuro de etileno

Alquilación Etilbenceno Etiltolueno

Oligonnerización Alfaolefinas Alcoholes primarios lineales

Hidratación Etanol

DERIVADOS DEL ETILENO

P O L I E T I L E N O

• Se denomina polietileno a cada uno de los polímeros del etileno. La fabricación de polímeros consume el 60% del etileno que se produce.

H H H H H H H H I I I I I I I I

, M M A ^ C - C - C - C - C - C - C - C - - ' ' ^ V ^ I I I ¡ I I I I

H H H H H H H H

Polietileno de baja densidad

H - C - H

H - C - H I

H - C - H H H H H H H H

Se obtiene por polimerización del etileno a altas presiones (aprox. 1200 atm y 200° C) con oxígeno o catalizador de peróxido y por mecanismo de radicales libres.

H - c — ¿ - . c - c - c - c - c - c — E s un sólido más o menos flexible, H - C - H H H H H H H H sogún ol grosor, ligero y buen H - C - H aislante eléctrico. H - C - H Se trata de un material plástico que K-c-K por sus características y bajo coste

se utiliza muctio en envasado, revestimiento de cables y en la fabricación de tuberías.

POLIETILENO

• Se obtiene por polimerización del etileno a presiones relativamente bajas (1-200 atm), con catalizador alquílmetálico (catálisis de Ziegler) o un óxido metálico sobre sílice o alúmina.

• Su resistencia química y térmica, así como su opacidad, impermeabilidad y dureza son superiores a las del polietileno de baja densidad. Se emplea en la construcción y también para fabricar prótesis, envases, bombonas para gases y contenedores de agua y combustible.

CLORURO DE VINILO

• El cloruro de vinilo se obtiene a partir del etileno mediante el siguiente proceso;

: CH2 = CH2 ^ C H 2 - C H 2 C H 2 = CHC1 • : \ E t i l e s o D i c l o r u r o de Cloruro ds v m i l o :

e t i l e n o

• Es un líquido incoloro o gas en ausencia de inhibidores, de olor agradable. Es tóxico por inhalación e ingestión. Es muy inflamable y sus vapores son muy explosivos.

• Debido a la acción del oxígeno y la luz se polimeríza y constituye el cloruro de polivinilo (PVC) cuya fórmula es la siguiente:

f— CH2 -C l I

- CH- CH2-I

-CH -CH2 -C l

- C H — I

• El PVC es un material termoplástico, es decir, se reblandece al calentarlo (140 a 2509 c), pudiendo moldearlo fácilmente.

• Cuando se enfría recupera la consistencia inicial adoptando la nueva forma. En su estado original es un polvo de color blanco.

• Es ligero, inerte e inocuo. Resiste ai fuego (no propaga la llama), aislante (térmico, eléctrico y acústico), impermeable y reciclable.

ESTIRENO El estireno se obtiene a partir de etileno y benceno mediante el siguiente proceso:

C H 2 - C H 3

OOH [ 1 — {-

K

1

OH

C H , — C H ,

C H , . - C H " C H , I ^ C H , — C H

CH = CH2

A n y

E s t - i r e

F - C : c a t , a l i : i a d a r d » F r i e d e l - C r a f t,s

• El estireno se polimeriza lentamente a temperatura ambiente. Su velocidad de polimerización aumenta al aumentar la temperatura.

• El poliestireno es el producto resultante de la polimerización del estireno. Tiene la siguiente fórmula:

-CH, -CH2 — CH-1

V lU El poliestireno es un plástico económico y resistente. Existen diferentes tipos dependiendo de la disposición espacial de los grupos fenilo (poliestireno atáctico y sindiotáctico). Asimismo existen otros tipos de poliestireno dependiendo de los aditivos utilizados en el proceso de fabricación y del proceso de fabricación en sí (poliestireno de impacto y poliestireno expandido).

OXIDO DE ETILENO • El óxido de etileno se obtiene a partir del etileno mediante

una reacción que se lleva a cabo en fase gaseosa, haciendo ^ pasar el etileno y el oxígeno por una columna con un

catalizador a base de sales de plata dispersas en un soporte sólido.

• Es incoloro y de olor muy agradable, miscible en agua y en muchos disolventes orgánicos. Su punto de fusión es de -113,39C, su punto de ebullición de 10,72C y su densidad en estado líquido es 0,882.

• El óxido de etileno, como tal , se usa para madurar fruta, como agente esterilizante, desinfectante, herbicida y fumigante. Sus aplicaciones como materia prima son innumerables, siendo su derivado más importante el etilenglicol.

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ETILENGLICOL El etilenglicol se obtiene por adición de agua al óxido de etileno:

' l\ .66 K,C-CHj * ^fi' HOCHrCHH» H = .80Vi'mol

1 !0 a:H;SO,(cal)(Pí1aWT»60°C

b:P«3aaW 1=203 "C

El etilenglicol es un líquido incoloro, poco volátil, viscoso y soluble en agua y en muchos componentes orgánicos. Su punto de fusión es de -135 c, su punto de ebullición de 1952 c y su densidad es 1.1155.

• Tiene dos aplicaciones principales. Una es como anticongelante en el circuito de refrigeración de los motores y otra como diol para la obtención de poliesteres, entre éstos el más importante es el tereftalato de polietileno (PET).

Usos del etilenglicol (%) USA Eur. Occ. Japón Mundo

Anticoísgelonte 25 29 20 16 fibras peliester 32 35 61 57 Ptiicéas/resims pctíestíf' 28 8 5 Otroj USOS' 15 28 22

Vto total {10* Tm) 1.2 ! .03 0.30 13.6

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TEREFTALATO DE POLIETILENO • El tereftalato de polietileno o polietilén

tereftalato (PET) se obtiene a partir de etilenglicol y ácido tereftálico mediante policondensacion:

OH OH I I CH2-CH2

Fohetiién tereftalato

• Se pueden distinguir dos tipos fundamentales de PET, el grado textil y el grado botella.

HOOCHl jV-COOH

-0-C

USOS Y APLICACIONES MÁS FRECUENTES

• Envases para bebidas gaseosas, aceites y agua mineral.

• Frascos varios. • Películas transparentes. • Fibras textiles. • Envases al vacío. • Bolsas para horno. • Bandejas para microondas. • Cintas de video y audio. • Películas radiográficas.

4

ACETATO DE VINILO La mayor parte de la producción de acetato de vinilo se obtiene mediante el llamado proceso Wacker, haciendo reaccionar etileno, oxígeno y ácido acético en presencia de un catalizador de paladio:

•Es un líquido incoloro, muy inflamable, soluble en la mayoría de los disolventes orgánicos e insoluble en agua. Se polimeriza espontáneamente dando lugar al poliacetato de vinilo. •De este polímero se derivan otros como el alcohol polivinílico y el copolímero poli(acetato de vinilo-co-alcohol vinílico). Estos productos constituyen la base de muchos adhesivos y pinturas de emulsión de agua.

1

ACETALDEHIDO • La forma más habitual de obtener acetaldehído es el

proceso Wacker, en el cual se hace burbujear etileno y oxígeno en una solución acidificada de PdCIj-CuClj:

I O , , P d C l , / C u C l - i / HCl I :M2 = CH2 í '-^ CH3CHO •

•El acetaldehído es un líquido incoloro y volátil, con un penetrante olor a frutas.

•Es importante como intermedio en la fabricación de numerosos productos químicos, medicamentos y plásticos, incluidos el ácido etanoico (ácido acético), el butanol (alcohol butílico), el tricloroetanal (doral) y la piridina. Es miscible con agua y con la mayoría de los disolventes orgánicos comunes.

CLORURO DE ETILO (CLOROETANO) • La mayor parte de la producción de cloruro de etilo

(cloroetano) se obtiene mediante la adición en fase líquida de HCl a etileno con catalizador de AICI3.

• El cloruro de etilo tiene aplicaciones como refrigerante, anestésico y en la producción de etilcelulosa. También se empleaba para la producción de tetraetilo de plomo, un aditivo de la gasolina.

PROPIONALDEHIDO • La reacción de liidroformilación sirve para obtener aldehidos que

contienen un átomo de carbono más que la defina original. En el caso del etileno, el producto de la reacción es el propionaldehído que tiene tres átomos de carbono en su molécula.

• Este producto se obtiene industrialmente, haciendo reaccionar el etileno con gas de síntesis (hidrógeno + monóxido de carbono).

USOS: • n-propanol: para la producción de herbicidas y solventes • ácido propiónico como preservativo de granos, herbicidas y plásticos

de celulosa.

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D E R I V A D O S DEL P R O P I L E N O

PROPILENO El propileno constituye una de las principales definas ligeras. Se trata de un gas muy volátil y se suele almacenar como un líquido a presión.

• Temperatura normal de ebullición: -47,75C

• Temperatura crítica: 91,85C

• Presión crítica: 4,47 MPa

H . C = C

• REACCIONES: de pol imerización, de adición electrófi la y de sust i tución.

• O B T E N C I Ó N se lleva a cabo pr incipalmente como subproducto junto con el eti leno y otras olefinas. Como consecuencia de ello, la producc ión de propi leno queda determinada en gran medida no sólo por su demanda, sino también por In del et i leno y la de los productos de refinería.

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PROCESO DE ORTENCION DEL PROPILENO POR CRAQUEO DE VAPOR

©

FRACClONMÍieNTO BAJA TEMP.

COtJPRESION 43 ^ "jvs ifííKJ

1

PIROLISIS FRACCIONADOR PRIMARIO

FRACCfONAMIENTO ALTA TEMP.

• Las cinco unidades básicas que constituyen el craqueo de vapor son:

1. - Piról is is : la a l imentac ión se calienta y vaporiza parcialmente en la sección de c o n v e n c i ó n del horno inyectándo le seguidamente vapor precalentado y se la introduce en la zona convectiva del horno para recalentar la mezcla. El gas saliente del horno de pirólisis debe enfriarse ráp idamente en una caldera de recuperac ión de calor y termina su enfriamiento con agua o con aire de ref r igerac ión

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2. - Fraccionamiento Primario: en una columna de destilación atmosférica se rectifica la corriente saliente del horno de pirólisis, separándose por fondo un gas oil o fue oil de pirólisis negro, rico en oleofinas que suele quemarse como combustible en el horno. Se separa el agua y una nafta que por contener un gran numero de olefinas y aromáticos tienen un buen numero de octano y reciben el nombre de gasolina de pirólisis pero debe ser estabilizada mediante tratamiento con hidrógeno para que no polimerice.

3. - Compresión: el gas craqueado se comprime en un compresor de 4 o 5 etapas, con refrigeración intermedia para evitar la polimerización de oleofinas . La salida de la tercera etapa el gas se lava con hidróxido de sodio para eliminar H2S y el C02. al final de la última etapa el gas se seca mediante alúmina activada o tamices moleculares

4. - Fraccionamiento a baja temperatura: el gas seco se enfría y se introduce en la desmetanizadora en la que se separa el hidrógeno CO y el metano. La corriente de fondo de la desmetanizadora pasa a la desetanizadora que seguidamente pasa al convertidor de acetileno en el que se hidrogena selectivamente a etileno. El gas saliente del convertidor de acetileno se enfría y pasa al spiitter del que se obtiene de fondo etano, y de cabeza etileno impurificado con restos de metano.

5. - Fraccionamiento de Alta Temperatura: la corriente de la desetanizadora pasa a la despropanizadora, que por hidrogenación selectiva se elimina el propanodieno y el propino, al pasar al spiitter se obtiene por cabeza el propileno y por cola el propano. De otra fracción se separan el butadieno y los butanos

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Producción de Propileno en Refinería En refinería, el propileno se obtiene principalmente como subproducto del craqueo catalítico en lecho fluido (FCC) de gasóleos. Dado que el propileno de refinería va acompañado de mayor proporción de propano el grado obtenido en general es inferior al correspondiente al propileno de craqueo con vapor

USOS DEL PROPILENO • 60 % Polipropileno • 9 % Acrilonitrilo, utilizado como fibra sintética y para la obtención

de resinas termoplásticas, cauchos especiales y otros derivados. • 7 % Óxido de propileno, intermedio para la obtención del

propilenglicol, polipropoxidados y otros productos. • 7 % Derivados oxo, butiraldehído y n-butanol. • 6 % eumeno, intermedio para la obtención de fenol y acetona. • 2 % Alcohol isopropílico, disolvente intermedio para la obtención de

acetona. • 9 % Otras aplicaciones (epiclorhidrina, cloruro de alilo, etc.).

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PRODUCTOS DERIVADOS DE PROPILENO Los derivados del propileno se pueden clasificar según el propósito al que se destinen, en productos de refinería y productos químicos.

El primer caso cuando hablamos de la producción de combustibles de alto octano por medio de los procesos de Alquilación y de polimerización.

El segundo caso es el que implica la producción de petroquímicos, aprovechando la elevada reactividad que tiene las moléculas de propileno, su doble ligadura nos permite introducir dentro de la misma una gran variedad de heteroátomos como el oxigeno, nitrógeno, agua, y otros hidrocarburos.

^ Se trata de uno de los plásticos más baratos, y ocupa el tercer lugar en ventas.

^ Encuentra aplicaciones en campos como el de la automocion, productos para el hogar, electrodomésticos, embalajes, utensilios de laboratorio, botellas, etc.

^ Los catalizadores empleados son organometálicos (TÍC13 y alquil-aluminio)

PROCESOS DE POLIMERIZACIÓN DEL PROPILENO

Una de las principales aplicaciones del propileno consiste en su polimerización para dar lugar al polipropileno. Los procesos comerciales de obtención del polipropileno son variables, pero pueden clasificarse en tres grandes tipos:

FROI'U KXO-»

—cioturo ttc aUlo ^cpidorhidrina —2-etilhe)ia(iol 1—k2-«ilhcxil acrilaio

—íuiáú aaHiti} (

POLIPROPILENO

• Procesos en suspensión o "slurry • Procesos en masa • Procesos en fase gas

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El PROCESO SPHERIPOL Es uno de los más empleados para la obtención del polipropileno. Se trata de un proceso versátil que permite preparar diferentes tipos de productos con propiedades óptimas. Se trata de un híbrido con dos reactores en serie:

- primero para trabajar en suspensión o masa - segundo en fase gas.

El primer reactor es de tipo bucle, en el cual se hace circular catalizador y polímero a gran velocidad para que permanezcan en suspensión en el diluyente. El diluyente es en realidad el propio propileno líquido, el cual, dadas las condiciones de operación, facilita la evacuación el calor generado por la reacción y al mismo t iempo permite aumentar el rendimiento del sistema catalítico. En el segundo reactor, el de fase gas, se incorpora el polímero producido en el reactor t ipo bucle. En esta fase se preparan grados con características especiales añadiendo un co-monómero (etileno) además del monómero. Tras separar el polímero fabricado de las corrientes de propileno, y de desactivar el catalizador, el polvo de polipropileno obtenido se envía a la línea de acabado donde se añaden aditivos y se le da la forma de granza requerida para su distribución comercial.

PROCESO DE FABRICACIÓN DEL POLIPROPILENO (SPHERIPOL)

Vapor

Cataiíadsf« CotaiaMadoí

AE

EíJíeno

I ,

AE

i -L

BULK Lava*

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ACRILONITRILO Descripción: — ^ Líquido de incoloro a amarillo pálido

Soluble en agua y en disolventes orgánicos como acetona, benceno, tetracloruro de carbono, etil

acetato y,tolueno

Puede explotar cuando esta expuesto a las llamas

Es reactivo con oxidantes fuertes ácidos y bases

Obtenc ión :

l2C=CH-CH3 + NH3 + 3/2O2 — • H C CH-CN + 3 H.0

CO CO, N.O

<f<i

H.O

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Aplicaciones:

Co-monómero en la producción de fibras acrílicas y modacrílicas

Producción de plásticos, coberturas de superficie, elastómeros de nitri lo, resinas de barrera y adhesivos

Intermediario químico en la síntesis de varios antioxidantes, productos farmacéuticos, tintes y agentes

activos de superficie

ÚXIDO DE PROPILENO Existen dos procesos industriales para hacer este petroquímico, que son el proceso de la clorhidrina y el proceso oxirane

El óxido de propileno se usa como fumigante de alimentos tales como la cocoa, especias, almidones, nueces sin cascara, gomas, etc.

La importancia del óxido de propileno se debe, sobre todo, a las múltiples aplicaciones que tienen sus derivados

Óxido de propileno vía clorhidrina

H3C CH=CH2 -H HCIO *-H3C CH-CHjCI + H3C CH-CH2OH

OH Cl «rtfa beta

Ca(OH)2 H3C-HC—CHj 4- CaCl2 + H2O

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• óx ido de propileno por oxidación indirecta del propileno

HjCrrCH-CHj + ROOH >• '2*^~CH-CH3 + rqH O

H2C=CH-CH3 + ROOOH ^zC—CH-CH3 4. roOH O

• Pueden emplearse diferentes portadores del oxígeno peroxídico obteniéndose diferentes coproductos, siendo los más utilizados los que se incluyen en la siguiente tabla:

M a t e r i a p r i m a C o p r o d u c t o D e r i v a d o

Acetaldehído Ácido acético Isobiitaiio Teitbiitaiiol Isobuteno Etileiibeiiceiio Metilfenilcarbiiiol Estireno Isopentano Isopentanol Isopenteno Isopropanol Acetona Isopropanol

r

Derivados del óxido de propileno Propilenglicol. No es tóxico por lo que encuentra aplicación como solvente en alimentos y cosméticos. Su principal aplicación industrial es el de la fabricación de resinas poliéster También se usa como anticongelante y para hacer fluidos hidráulicos.

Di y tripropilenglicol. El dipropilenglicol se usa en la fabricación de lubricantes tanto hidráulicos como en la industria textil. Otros usos incluyen el de solvente, aditivo en alimentos y fabricación de jabones industriales.

Polipropilenglicoles:. Estos productos de bajo peso molecular son líquidos que se obtienen a partir del óxido de propileno y agua o propilenglicol. Las aplicaciones más importantes se encuentran en el terreno de los lubricantes de hule, y de máquinas, antiadherentes y fluidos hidráulicos.

Éteres de glicol. Los éteres de los monos, di y tripropilenglicoles se obtienen haciendo reaccionar el óxido de propileno con un alcohol. Generalmente éstos son el metanol o el etanol. Se suelen utilizar como solventes de pinturas, resinas y tintas.

Isopropilaminas. Estas aminas se obtienen haciendo reaccionar el óxido de propileno con amoniaco. Junto con los ácidos grasos se usan como emulsificantes en los cosméticos, y como jabones y detergentes.

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ACETONA

Se obtiene por procesos fermentativos o como subproducto en la oxidación directa de hidrocarburos, obteniéndose la mayor parte a partir del propileno, directamente o a través de un producto intermedio. Los procesos más utilizados son:

• En la oxidación directa (tecnología Wacker-Hoechst) :

H3CHC=CH2 + 1/2 O2 *• CH3COCH3

• La deshidrogenación del alcohol isopropílico, puede hacerse con diferentes catalizadores y en distintas condiciones de operación:

Deshidrogenación en presencia de oxígeno, en fase gas, con catalizadores de Ago Cu, a 4 0 0 - 6 0 0 9C.

Deshidrogenación puro con distintos tipos de catalizadores (ZnO, Cu, Ni) y en diferentes condiciones (fase gas o fase líquida).

• Oxidación autocatalítica en presencia de agua oxigenada, obteniéndose conjuntamente acetona y agua oxigenada . A pesar de la baja conversión por paso del alcohol (15 %), el proceso resulta económico por la producción conjunta de ambos productos.

(CH3)2CHOH -t- O2 ^ CH3COCH3 + H j O j

La vía más utilizada es la fabricación conjunta de fenol y acetona a partir del eumeno.

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POR HIDRATACION DEL PROPILENO

En los procesos más modernos, la hidratación se efectúa catalíticamente por adición del agua directamente al propileno

La reacción puede efectuarse en:

• Con catalizadores ácido soportados

• Con el empleo de resinas de intercambio iónico

Con catalizadores solubles en agua (sales de ácidos sílicowolfrámicos)

OTROS DERIVADOS DEL PROPILENO

El Cloruro de alilo ~ obtenido por cloración (o por oxidación) del propileno a 500 ^c

H2C-CHCH3 + í\¡ — • íi.CrCHCHjCi + m

La epiclorhidrina Es materia prima para la obtención de resinas epoxi, y se obtiene por epoxidacion del cloruro

V d e a l i l a ,

Se emplea principalmente para la obtención de: •alcohol alílico, tepiclorhidrina y

1.a.

H2C=CHCHjCi + HCCI H,C—CH-CH,CI + H,C—CH-CH,Ci I I "M Ci OH OH C!

IcaiOH),

HjC—CH-CHjCi + CaClj + Hp

O

epidofhiírina

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Derivados del buti leno

• Principalmente por el buteno-1 y el buteno-2

b i í t c n o - l

o b u t e n o - 2

>•

j,

- > . p o l i b u t e ! i o

-*<>xido de b u t i l e n o

Ksec-lHUanoI - » n i e t i l e t i ! caonix - • á c i d o a c é t i c o - ^ a n h í d r i d o m a l c i c o - • b u t a d i e n o

D E R I V A D O S Q U E S E O B T I E N E N A P A R T I R D E L

1 - R U T E N O Y X - R U T E N O .

OBTENCIÓN DEL POLIBUTILENO

ti leno -1 es resina de la

19

S I N T E S I S

El poiibutileno es produciddi por la polimerización del 1-buteno con ayuda de catalizadores de Natta.

Las dos ventajas tecnológicas más importantes de estos catalizadores son la alta productividad y la alta proporc ión de pol ímero isotáctico cristalino que se producen a 70-80°C bajo condiciones de polimerización estándar.

Ziegl«r-Matta i' 1

1-buten o Poiibutileno

A P L I C A C I O N E S

Tubería de presión, envases flexibles, calentadores de agua.

Otras aplicaciones incluyen suelas de zapatos y la modificación de poliolefinas.

Elaboración de compuestos y adhesivos termoplásticos, y Masterbatches.

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OBTENCIÓN DEL ÓXIDO DE BUTILENO

El oxido de 1-2, butileno o oxide de butileno es un l íqu ido incoloro transparente con un olor dulce y desagradable.se utiliza en h e laborac ión de po l ímeros y otras sustancias qu ímicas .

OH

CH2 CH3

o Formula: Familia química: Éter.

química:

S I N T E S I S

CH3CH2CH=CH2+H0C1

El óxido de Butileno, como el óxido de propileno, se produce por el clorohidronación del 1-buteno con NOCI seguido por una epoxidacion. Las condiciones de la reacción son similares a aquéllos usados para el propileno:

OXIDO DE BUTILENO

1 /

2CHjCHíH0HCHja +cmíh

»CH3CH2CHOHCH2C1

Butylenechlorohydrá o

/ \

2CH3CH2CH-CHi+CaOj+2HjO

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A P L I C A C I O N E S

Se utiliza en la producción de butilenglicoies y sus derivados, además en la •abricación de agentes^ tensoactivos etc.

OBTENCIÓN DEL SEC-BUTANOL

El sec-butanol es un alcohol secundario de

fórmula H3C-CH2-

C H Í O H K H j . Los isómeros de este compuesto son el

butan-l-ol, el metllpropan-l-ol y el

metilpropan-2-ol.

Fbi"rriuiá molecular:

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S I N T E S I S

'•El sec-butanol se produce\ por una reacción de ácido sulfúrico con una mezcla de n-butenos seguida por la hidrólisis. Ambos 1-butano, cis- y trans-2-butenos, estos intermedios rinden lo mismo de ion de carbonio, nada más que este reacciona con el HSO " o iones de $04"^ produciendo

\-Una mezcla del sulfato:

La reacción ocurre en fase líquida

ximadamente

i ch,chí:h=<:hh- 2 h,so,-+3 H¡0 -

CH, •CH,CH,CHOSO,H

CH, (CH,CH,CH)»OSO.

3 CHjCHiCHOHCH, + 2H,S0.

'a los 359C.

APLICACIONES

o Se utiliza para la extracción de harina de pescado para producir proteína de pescado concentrado.

También se utiliza en la industria de perfumes, tintes, fluidos hidráulicos y agentes de f lotación.

Se utiliza como solvente directo y como intermediarios de otro s i e n t e s para pinturas, gomas, barnices, etc.

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OBTENCIÓN D E L METIL E T I L CETONA

La butanona o también, metiietilcetona es un compuesto químico orgánico de la familia de las cetonas. En condiciones ambiente, se presenta en forma de líquido incoloro inflamable, de olor dulzón y penetrante, también conocido como metilpropanona, etilmetilcetona ,mek etc.

formula molecular: CHoO !7

SINTESIS

• La producción de Metil Etíl Cetona a partir de los n-butenos es un proceso de oxidación de fase líquida similar a la del acetaldehído de etileno que usa un catalizador de tipo Wacker (PdCl2/CuCl2). Las condiciones de la reacción es similar al del etileno.

0

CH2=CHCH,CH3 +1'202 — — CH3CCH2CH3

la Metll Etil Cetona que también puede producirse por la deshidrogenación del sec-butanol usando un catalizador de óxido de Zinc o latón aproximadamente a los 50QBC.

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APLICACIONES

Se emplea en el des parafinado de aceites

lubricantes, como base o

Q / componentes de pinturas, / esmaltes, lacas, barnices,

( ) senadores, adhesivos, resinas, tintas, diluyentes, removedores. Otros usos

son en operaciones de extracción líquido/líquido

o sólido/líquido.

La reacción s e ' ^ v a en fase vapor a 270X con un catalizador de vanadio/titanio.

METODOS DE OBTENCION

100-120ec 15-25 atmósferas

Mezcla de butenos Ac. acético

fecetato de sec - butilo O CH)

CH,CH=CHCHjCHjCH.CHsCHj+2CHjC00H Í C H j C O C H D ^ }

° T' l C H 3 C O C H C H X H 5 » 2O2 ^ 3 CH3COH

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AvrtnAnmiuirs^'" "3" "^"V ligadas a

acetato de vinilo o el acetato de celulosa (base para la fabricación de j.ilo, rayón, celofán, etc.).

Sirve en Ki limpiuzii de manchas en neneral m

Mordiente en soluciones fijadoras, pjr;i \n preservación de tejidos (histologíd), donde actúa como fijador de nucleoproteinjs

En la medicina es como tinte en las colposcopias para detectar la infección por virus de papiloma humano, cuando el tejido del cérvix se tiñe de blanco con el ácido acético es positivo para Infección

md<.i' ' - • ra»' En el revelado de folüjírafías en blanco y negro, también en

; apicultura es utilizado para el ^^control de las larvas y huevos de

las polillas de la cera

A H H Í n R i n n M A i F i r n

METODOS DE OBTENCION

Un catalizador espec

CH,CH=CHCH, +3 O2 n-buteno

óxido de molibdeno, vanadio y fosforo

r f u t a s a T Otras rutas ,-il Anhídr ido Maleico son:

la oxidación di.- n-butano, y

la oxidación du benceno.

Es una catalizada ocurre aproximadamente 40(M40K y. 2 - 4 atmósferasH

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APLICACIONES

Es un pol ímero técnico, que se utiliza reforzado con fibra para ciertas partes del equipamiento interior de vehículos

,„i.;En la construcción naval, construcción en general , componentes para el cuarto de baño, tanques de plástico y tubos, etc.

i ( En el tratamiento de papel y en cera de piso

á De los derivados de anhídrido maleico se utilizan también como ^ >un aditivo de lubricante .La hidrazida maleica se utiliza I* comercialmente en la agricultura y horticultura como regulador

del crecimiento vegetal.

Síntesis de varios plaguicidas (insecticidas y fungicidas, herbicidas, reguladores del crecimiento de las plantas)

B U T A D I E N O

Denominado sistemáticamente 1,3-butadieno posee la mayor importancia industrial por su subsiguiente transformación en elastómeros.

/OrTéTastomero es un pol ímero que cuenta cofí\ la particularidad de ser muy elástico pudiendo incluso, recuperar su forma luego de ser deformado. Debido a estas características, los elastómeros, son el material básico de fabricación de otros materiales como la goma,

sea natural o sintética, y para algunos adhesivos.

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METODOS DE OBTENCION

En esencia hay tres caminos para obtenerlo

algunos s se

ítiene el butadieno a partir de acetileno por un proceso de cuatro etapas

Profeso emplea ^etanol como ymateria primar'

^^•^ Se realiza con etileno y formaldehído, sigue una

doble eliminación de agua directamente,

tetrahidrofUrano Deshidrodimerizaeletanof^^'ECONOMICO

2 C2H5OH ^|- H2C=CH-CH=CH3 + 2 H2O + H 2

etanol 1,3-butadieno

Este proceso puede ser interesante para aquellos países que no tengan industria petroquímica y que además dispongan de

etanol barato obtenido por fermentación alcohólica

Los productos empleados para o

1 1 , son las

mezclas de butano y buteno procedentes de gas natural y gas de refinerías, procesos que SG han desarrollado en algunos países de América del

28

• APLICACIONES

I n d u s t r i a

/Fl 1 ^-Riitariif El 1,3-Butadleno es principalmente una materia prima en la fabricación de elastómeros sintéticos, y sobre todo del caucho estireno-butadieno (SBR) y el

vpolibutadieno. ,

Se utiliza en mezclas para la calibración de analizadores

para Procesos Petroquímicos

Es una sustancia química manufacturada para el

procesamiento de petróleo. Es un gas incoloro con un leve olor

parecido a la gasolina.

Se usa para fabricar plásticos, entre los que se incluyen los

plásticos de acrílico.

ISOBUTENO, ISOBUTILENO,METILPROPENO

C H

EL ISOBUTILENO SE COMBINA CON II ISO-UJÍANÚ EN l Í | PROCESO LLAMADO ALQUILACION CN EL ?UAL eI ISOBUTILENO SE COMBINA PARA PMODUCIH ISi OCTANO QUfl ES INDISPENSABLE PARA LA REFINACION DEl i'lTI'OiFO EL CUAL PRODUCE MAYOR NUMERO DC OCTANOS 3

U S O S

Si se hace reaccionar el isobuteno con ácido sulfúrico o ácido fosfórico y después se calienta la mezcla, da altos rendimientos de diisobutilenos que pueden servir como combustibles de alto octano

iras polietilénicas y ceras dice de viscosidad de ios litpn niip IrT; mn/rlíT;

s l l ,£L 1,2 DIISOBUTILENGLICOLSE UTILIZA PARA M1MPERMEABILZAR LAS TELAS

J

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2,6-DI-TERBUTIL-P-CRESOL O HIDROXITOLUENEO BUTILADOCBHT)

Es un tipo de cristales blancos. Es muy soluble en haluro del alcohol, del éter, del éster, de hidrocarburo aromática, de la gasolina y del alquilo; siendo muy insoluble en agua.

• Como antioxidante para alimento humano y animal, hule, plásticos, elastómeros, aceites vegetales y animales, jabones

• Como agente antidescamador en pinturas y tintas, otros aditivos.

MATI-KIA PRIMA:

p- Cresol

Isobuteno.

_

• Es combustible; insoluble en agua y soluble en tolueno, metanol, etanol, isopropanol, metil etil cetona, acetona, etc.

• Formula molecular; C15H24O • Peso molecular: 220.34 kg/kg mol

PROPIEDADES FiaCA&XQUJMICAS DEl BHT — • Olor: Inodoro • Color: Incoloro • Punto de fusión: 69,8°C • Punto de ebullición: 265°C • Densidad: 1.03 Kg/L • Densidad aparente: 650 Kg/m3

• Es obtenido por alquilación del p- cresol con isobuteno o monobutilación de la mezcla m ,p-cresol.

por

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ALCOHOL TERBUTILICO O 2-METIL-2PROPANOL

Líquido Incoloro. Cristales Piigroscópicos incoloros por debajo del punto de fusión. Posee un olor a resina de madera

Para usos de laboratorio, análisis, investigación y química fina.

Para generar disolventes plásticos y detergentes.

Isobuteno.

METIL-TERBUTIL-ETER (MTBE)

• El MTBE, es un líquido inflamable de olor característico desagradable.

• El MTBE se produce industrialmente mediante procesos químicos de síntesis a partir del metanol fe isobutileno, a diferencia de las gasolinas que son producidas por la refinación del petróleo.

• El MTBE se adiciona a las gasolinas hasta el momento en que éstas son formuladas para su distribución y posterior venta al público.

• Metanol. • Isobuteno.

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- p HOLTFRBUTILICO

• El MTBE se usa también para disolver cálculos biliares. En estos pacientes, el MTBE se hace llegar directamente a los cálculos a través de tubos especiales insertados por medio de cirugía.

• Formula molecular: CH30C(CH3)3 • Peso molecular: 88,15 kg/kg mol

l'HOI•ii•DAD S IISIC AS Y QUir.liC A-> ¡n L ALC OHÜL rTFiñU IIIIC Ü

•Solubilidad: •Densidad: •Punto de ebullición: • Punto de fusión: •Densidad:

NO miscible en agua. 0.78 a 26° C 55.2» C -109° C 0.74 g/L

• Se fabrica combinando sustancias químicas como isobutileno metanol.

CH3 CHj CH30H + C H 2 « C C H 3 - CH3 - 0 • C - CH3

CH3 etsnol • lso-bytilien,o - + Melil Tero Butil Eter

OXIDO DE ISOBUTILENO

A partir de haiohidrinas (halogenuros de butanol)

Por acción de un peroxiácido estable.

-~C e - 4- C*H,CO,.OH ( . . {.H,COf>H

33

O X I D O D E I S O B U T I L E N O

• Usos:

4^ Los óxidos de butileno (1,2-epoxibutano y 2,3-epoxibutano) se utilizan en la producción de:

4- Butilenglicoies y sus derivados. •-i- fabricación de agentes tenso activos.

La epiclorhidrina se utiliza como producto químico intermedio, insecticida, fumigante y disolvente de pinturas, barnices, esmaltes de uñas y lacas.

4k También se utiliza en los pol ímeros de recubrimiento de las redes de abastecimiento de agua.

••í- como materia prima en la producción de resinas de alta resistencia a la humedad en la industria papelera.

•i- El glicidol (o 2,3-epoxipropanol) se utiliza como estabilizante de aceites naturales y polímeros de vinilo, como agente de rotulado de tintes y como emulsionante.

• El MAA se obtiene por;

• Oxidación secuencial de Isobutileno y tere- butanol a metacroleína y luego a MAA, el cual es luego esterificado en gran medida.

• El ácido metacrílico se obtuvo por primera vez en la forma de su éster etílico por tratamiento de pentacloruro de fósforo con éster oxyisobutyric.

• ebull ición de los ácidos citra -o meso- brompyrotartaric con álcalis .

ACIDO METACRILICO (MAA)

,0H

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ACIDO METACRILICO (MAA) Usos: El ácido metacrílico se utiliza en el ámbito de aplicación de :

Plásticos Papel de fabricación y recubrimiento del exterior de la casa pinturas para madera y mampostería. Revestimientos para bordo comprimido y otros productos relacionados Floculacion de finos de mineral de minerales y de aguas residuales, y el tratamiento de aguas residuales Tintas de impresión Interior pinturas murales Revestimientos de suelos y paredes Industrial primers Textil de tamaño, tratamiento y acabado Impregnación y acabado de cuero Mampostería selladores Lubricantes y aditivos de aceite combustible Lacas para acabados de automocion, electrodomésticos y muebles Aglutinantes farmacéuticos Revestimientos de metal caliente

DIISOBUTILENO • Métodos de obtención:

Dlmerlzación de isobutileno - método AMBERLYST:

lsc*o!ila» I \

2 3 -'.t .;ie se

35

DIISOBUTILENO • U s o s :

4- Este producto puede ser utilizado para producir:

4- Resina de goma pegajosa

4 Modificador de resina fenólica de superficie activa

4 Resina epoxi

4- Absorbente de ultravioleta para aceite diesel

4 Polimerizado catiónico

•4 estabilizador de PVC

-4 plastificante

•i- Intermedio en la síntesis orgánica para producir 4-terc-octilfenol, isononylphenol, etc.

'F i m o : « " - : '--ící.urj vol.-r^;?'nr-pto cnn oxid^nlc!,,'^

toHílj icn s fr--.!- , r ; . , . - i : : ' j ' ol o<i(;r-i;j on un kespacio cciradp. )

M m W O Y GAS DT S Í l f f F S K

El metanD CH4 es eI h i d r o c a r b u r ü paraf ínicD que contienE m á s atamos cIe h idrógEno por átümü ds carbonD, asta propiedad se aprovEcha para obtEner el hidrógEno OECEsario an f a b r i c a c i ó n da amoniaco NHs y mEtanol CHs-DH.

El hidrógeno se obtieoG catalíticamentE, quemando parciaimentE el metano en presencia de oxígeno y de vapor de agua, con lo cual se forma una mezcla llamada gas de síntesis compuesta principalmente por monóxido de carbono (CD), bióxido de carbono CD2 e hidróqeno H2

C L O f f O m M O El cloroformo, triclorometano o tricloruro de metilo, es un compuesto químico de fórmula química CI-ICI3. Puede obtenerse por cloración comQi derivado del metano o del alcohol etílico o, más habitualmente en la indus t r ia farmacéutica, utilizando hierro y ácido sobre tetracloruro de carbono. ; i

Cl

H

Cl

CH,(g) + CI2 ( 5 ) ^ CHsCl (g) + HClig) CLORURO

DE METILO

CH^Cl (g) + Chig-) CH2CI2 (0 +HCl{g) CLORURO

DE METILENO

C//2CÍ2 ig) + Ch (g) CHCk (O + HCl(g) CLOROFORMO

* * * * *

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CLCHKFOBMO • A temperatura ambiente, es un líquido volátil, no inflamable o no flamable,

¡ncoluro, de olor penetrante, dulzón y cí tr ico • Se descompone lentamente por acción combinada del oxígeno y la luz solar,

t ransformándose en fosgeno (CDC^ y cloruro de hidrógeno (HCl) según la siguiente ecuación:

2CHCl3 + Q 2 ^2CGCl2 + 2HCI Por lo cual se aconseja conservarlo en botellas de vidrio color ámbar y lejos de la luz

CLCNNPOillO APLICACIONES

Utilizado en ia f a b r i c a c i ó n de ccIcrantES, productes f a r m a c é u t i c o s y pasticidas, como solventE y coma anEstésicD.

usado para dormir. El cloroformo un r

laces C-Cl, por lo qu 1 ibido a la polarización de sus

Además, debidD a que as usualmanta estable y miscible con la ma yo r í a da los compuEstns o r g á n i c o s lipidióos y saponificables, ES comúnmente utilizado coma solvEíitE. Utilizado Eo biología molecular para varios procEsos, como la Extracción de ADN do células. Asimismo, es usado EN EI procEso ds fi jación de muEstras histológicas post m o r t s m .

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A P L I C A C I D N E S

H I

H — C ' I H

- C l

El cÍDrura CÍE metÜD, t a m b i é n llamado clorDmEtana, ES un gas

InflamablE, con un a l a r ligEramEntE d u l z ó n y solubJE En agua.

TianE una tampEratura de Ebullición da -24-C y ES m á s

pEsado quE EI aira, ExtEndiéndosE a r a s da SUEIO.

ElemEnto q u í m i c o intErmEdio p a r a la

f a b r i c a c i ó n da siJiconas.

P r o d u c c i ó n da caucho s i n t é t i c o

E x t r a c c i ó n da g r a s a s , acEitES, y

r a s i n a s

Agente e s p u m a d o en la p r o d u c c i ó n de

p o l i e s t i r e n o .

(CLDRURD DE METILD)

•CLDRACIÚN TÉRMICA DE METAND

CuCl2 C H 4 + C I 2 s»3CI + HCl

3DD-4DD°C

•HIDROCLDRACIDN DE METANDL

FeCLs ! C H 3 O H + HCl ' LI>I3CI + H 2 O

• 4 *

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H H

/ H

-Br

• CH4+Br2^ CH3Br +HBr

• El compuesto químico bromuro de metilo o bromometano, es un compuesto orgánico halogenado.

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B R O M U R O D T M E T I L O

O

T3 >

+-» C a ; 3

Las fuentes de CH^Br incluyen producciún oceánica, quema de biomasa, combustión de hidrocarburos, emisiones de vegetales y de pantanos, fumigación de suelos, bienes durables, perecederos, Estructuras.

Los destinos son descomposición fotoquímica en la alta atmósfera (reacción con radicales hidroxil radicales (DH), fotolisis a muy altas altitudes), erosión de suelos, degradación química y biológica en el océano, ingreso a plantas verdes.

Cl

Cl C l

• Densidad relativa (agua =1): 1.59

• Densidad relativa de vapor (aire=l) : 5.3

• Solubilidad en agua: 0 .1 g/ 100 mi a 202C

• Punto de ebullición: 76.55C

• Punto de fusión: -23eC

• Peso molecular: 153.8

mmm DÍ amm mkmmm • Líquido incoloro, v o l á t i l , cuyos vapores son 5 veces mas densos que

el aire.

• En la industria la vía de entrada principal es la respiratoria.

41

D E R I V A D O S

D E L

M E T A N D

CH^ig) + Ch ig) CH^Cl ( 5 ) + HCl{g)

C L O R U R O

DE M E T I L O

CH^Cl ig) + Ch{g) ^ CH^Ch (O +HCl{g)

C L O R U R O

DE M E T I L E N O

CH2CI2 ig) + Ch ig) CHCk ( 0 + HCl(g)

C L O R O F O R M O

CHCI3 (O + Chíg) CCU (O + HCl{g)

TETRACLORUR O DE CARBONO

iniUaORUK Dí CARBONO OTÍlVÁCLONimNO REACCIONES DE DBTENGIDN

m o M O P r c m o w i i i i n w USDS:

ilizo Como Agente

Empleado Como Disolvente { Limpieza grasado De Piezas Metálicas) ^

En Seco

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moMOKunowoimiiaoninifl SINTOMAS:

¡.s^mm^n^nil^ SB acompañan a menuda da problemas gastrointestinales ^^

Ld dilata y las células son dañadas o dastruides.

Sufren daño causando acumulación de dEsperdicios en la sangre.

• La eipiíniún durante 8 ¡iDras a la concentración atmosférica de I.DDDppm puede acabar fatalmente. • LadnsistoxicspürvIaoraisEEstimaenSaSml.

O m A D O S D F L I i m i M O

otros nombres: dibromuro de etileno:

bromuro de etileno

Formula molecular: C2H4Br2

Densidad: 2200 kg/m ; 2,2 g/cm^

Masa molar: 187,9 g/mol

Solubilidad en agua: escasa

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.L3 reacción tiene ,,gar de ia siguiente

HX

manera-

C.He^Br.^C.H,Br..HBr

1 , 7 DIBTOMO m W O Efectos de expasiciún de certa duración • La sustancia irrita las gjds, la piel y el tracto

respiratorio.

Efectos de exposición prolongada a repetida * El contacto prolongado a repetido con la piel puede

producir dermatitis

* * « • « •

44

El nombre gas de síntesis proviene de su uso como

intermediario en la creación de gas natural sintético

(GNS)

El gas de síntesis.- es un combustible gaseoso obtenido a

partir de sustancias ricas en carbono (hulla, carbón,

coque, nafta) sometidas a un proceso químico a alta

temperatura. Contiene cantidades variables de monóxido

de carbono (CO) e iiidrogeno(H2). Q son adecuados para

síntesis especiales de productos químicos.

6 P P S f l # T E d S

Las susUincitis eiripleodas en la producción del gas de síntesis son lif'.nitos, hullas, gas natuial, :;,is de pptróiro, tracciones del petróleo

n gas natural y las fl acciones de petróleo

)n las nnas adecuadas 3ra el gas de síntesis 3r su alto contenido

de H,

APLICACIÓN DEL GAS DE SÍNTESIS

Tjirve como materia prima en la industria química para la obtención del metanol, aldehidos/alcoholes de olefinas, CO y Hj,

* Para la producción del CH4 como gas natur I sintético pa 3 abastecimiento public 3 de energía.

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Las principales derivados del gas de síntesis en procesos

petroquímicos son:

DEVIVIDOS DEl GAS DF SÍVTfSK líffl«IJÍ6$

^*-r.ir«;ik'3j:'-;:;i

/

PHHMIÍOS DFL6ASK > Amoníaco

La aplicación m á s i m p o r t a n t e del gas de síntesis e

amoniaco [NH3} mediante el proceso de Haber

5 la preparación de

amoniaco y sus sales inorgánicas son los ferti l izantes nitrogenados de

mayor importancia . ^ ^ ^ . ^ * »

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KtIVIDOS DFL GAS DT SÍMICSK > Metanol

El metanol se produce en unidades de

gran capacidad de producción, a

part i r de gas de síntesis por reacción

catalítica del hidrógeno con el CO y

con el COZ: y se da en dos pasos.

USOS DEL METANOL

• Combustible [mezclado con gasolina).

•Materia prima para síntesis d compuestos como halogenuro de metilo, cloruro de metilo, etc.

•Hace parte de la fabricación de tinturas, líquidos anticongelantes, seda artificial, etc.

•Disolvente de grasas, aceites, resinas y nitro celulosa.

Fuente de Cás^om para:; petro róteíná'.""™";'"^

Gas de síntesis come producto intermedio para ia producción de otros productos químicas como:

FORMALDEHÍDO HCHO

También conocido como formalina, formol, aldehido fórmico, metanal, es el primer miembro de las series de los aldehidos alifáticos.

Obtención:

6asÉ síntesis Fomialdehido

3CH4 + CO2 + 2H2-

2 H2 + C0<_

• 4C0 + 8 H ,

• CHoOH

1. - Deshidrogenación en presencia de catalizadores de Ag o de Cu

2. - oxidación en presencia de catalizadores de contienen Fe y MnOS

O

H ^ C ^ H

47

Gases de la torre

Vapor

Vapor Vapor

V.ipor

Aire ,

— - y Agua '-J

Agua de

Agua

1.

Agua FormaldchldO'

Proceso de obtención de formaldeiiído a partir del metanol con catalizador de plata.

DEHIVIIIKIS DTL DP d l f f R I S

UREA

La síntesis de urea a nivel industrial se realiza a partir de amoníaco (NHj) líquido

y anhídrido carbónico (CO ) gaseoso. La reacción se verifica en 2 pasos.

2NH3Íg) + 00,(8) H,N—COOÍiH,;;; AH=-ITU/rnol Carbamato

9 O H,rj-CO0NH,(ll 5p==* H 2 N - C ^ ¡ H , ( l ! +H;OT: A ^ = - 1 ^ J- Urea

Urea ' H z N ' ^ N H s

la primera reacción es exotérmica, y la segunda es endotérmica.

* * « « * ' *