LA PETROQUIMICA comprende la elaboración de todos aquellos productos químicos que se derivan de los hidrocarburos del petróleo y el gas natural. Por lo general el término no incluye los hidrocarburos combustibles, lubricantes, ceras ni asfaltos.
Los petroquímicos no se consideran como un tipo o clase particular de productos químicos, ya que muchos de ellos han sido y continúan siendo fabricados con otras materias primas.
Así por ejemplo, el benceno, el metanol y el acetileno se pueden producir a partir del carbón de hulla. El glicerol se obtiene de las grasas, el etanol por fermentación de la caña de azúcar, el azufre de los depósitos minerales.
CUADRO 3. Resumen de los procesos modernos de refinación
| CAMBIO MOLECULAR | TIPO DECAMBIO FISICO O QUIMICO | ENERGETICO-CATALITICO O TERMICO | NOMBRE COMERCIAL DEL PROCESO | MATERIAL COMUN DE CARGA | PROPOSITO GENERAL | PRODUCTO PRINCIPAL | REACCION ILUSTRATIVA | CONDICIONES DE OPERACION | CATALIZADOR | |
| Lb/pulg2 | TEMP.,°F | |||||||||
|
DESINTEGRACION ROMPER EN PEDAZOS |
DESULFURACION DESHIDROGENACION DESCOMPOSICION |
CATALIZADOR CATALIZADOR TERMICO |
DESULFURACION CATALITICA (NINGUN NOMBRE EN COMUN) VIS-BREAKING |
GASOLINA BUTANO ACEITE CRUDO REDUCIDO |
ELIMINAR EL AZUFRE HACER OLEFINAS, REDUCIR LA VISCOCIDAD Y PRODUCIR GASOLEO |
GASOLINA BUTENO O BUTADIENO ACEITE COMBUSTIBLE |
R(SH)=R+H2S C4H10=C4H8+H2=C4H6+2H2
|
40-70 BAJA 230-250 |
700-800 850-1150 830-890
|
BAUXITA O ARCILLA OXIDO DE CROMO EN BAUXITA |
| VARIOS (TANTO DE DESINTEGRACIÓN COMO DE SÍNTESIS | DESCOMPOSICIÓN Y ABSORCIÓN (DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA Ó REFORMACIÓN) |
DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA "HOUNDRY" DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA EN LECHO FLUIDIZADO DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA "THERMOFOR". CICLOVERSIÓN |
GASÓLEO LIGERO
GASÓLEO LIGERO
GASÓLEO LIGERO
GASÓLEO LIGERO |
INDICE DE OCTANO ELEVADO INDICE DE OCTANO ELEVADO INDICE DE OCTANO ELEVADO INDICE DE OCTANO ELEVADO |
GASOLINA CATALÍTICA GASOLINA CATALÍTICA GASOLINA CATALÍTICA GASOLINA CATALÍTICA |
20-50 2-15 10-15 50-100 |
800-860 860-950 750-900 900-1100 |
ARCILLAS NATURALES,HIDROSILICATOS DE ALUMINIO, BAUXITA, ETC. | ||
|
DESCOMPOSICIÓN Y POLIMERIZACIÓN (DESINTEGRACIÓN) |
TÉRMICO TÉRMICO TÉRMICO |
DESINTEGRACIÓN TÉRMICA REFORMING COQUIFICACIÓN |
GASÓLEO GASOLINA PESADA COMBUSTÓLEO |
HACER GASOLINA HACER GASOLINA ELIMINAR EL ACEITE COMBUSTIBLE |
GASOLINA DE DESINTEGRACIÓN GASOLINA DE DESINTEGRACIÓN GASOLINA DE DESINTEGRACIÓN |
300-700 400-800 300-500 |
880-950 960-1020 890-960 |
|||
| DESCOMPOSICIÓN Y POLIMERIZACIÓN Y ALQUILACIÓN | TÉRMICO | POLYFORMING | NAFTA Y GAS DE REFINERÍA | AUMENTAR EL RENDIMIENTO DE LA GASOLINA | GASOLINA | 1,000-2,000 | 1020-1120 | |||
| DESCOMPOSICIÓN E HIDRGENACIÓN |
CATALIZADOR CATALIZADOR |
HYDROFORMING HIDROGENACIÓN DESTRUCTIVA |
NAFTA O DESTILADOS MATERIAS PRIMAS DIVERSAS | GASOLINA AROMATICA MATERIAS PRIMAS PARAFINICAS | SOLVENTES VARIOS |
CnH2 + 2 +H2 = 2Cn/2 Hn +2, etc. |
250-3000 |
950-1050 800-950 |
TRIÓXIDO DE MOLIBDENO, ETC
|
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| DESHIDROGENACIÓN Y REARREGLO | CATALIZADOR | NINGUN NOMBRE EN COMÚN | HEPTANO Y METILCICLOHEXANO | HIDROCARBUROS AROMATICOS | TOLUENO | C7 H16 = C7 H8 4H2 | BAJA | 1020 |
CROMO, MOLIBDENO, ETC. OXIDO |
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| POLIMERIZACIÓN Y DESCOMPOSICIÓN | T´ÉRMICO | POLIMERIZACIÓN TÉRMICA | GASES DE DESINTEGRACIÓN | RECUPERAR GASES | GASOLINA DE POLIMERIZACIÓN | C3 H6 + 1C4H8 = C7H14 | 1,500-2,000 | 900-1025 | ||
| SÍNTESIS (UNIR) | ALQUILACIÓN |
CATALIZADOR CATALIZADOR CATALIZADOR CATALIZADOR TÉRMICO |
ALQUILACIÓN CON HF ALQUILACIÓN CON ÁCIDO SULFÚRICO NINGUN NOMBRE EN COMÚN NINGUN NOMBRE EN COMÚN ALQUILACIÓN TÉRMICA |
BUTANO ISO Y NORMAL BUTANO ISO Y NORMAL PROPENO Y BENCENO ETENO Y BENCENO ETENO O PROMENO E ISOBUTANO |
ACEITE PARA MEZCLAS CON ALTO INDICE DE OCTANO ACEITE PARA MEZCLAS CON ALTO INDICE DE OCTANO ACEITE PARA MEZCLAS CON ALTO INDICE DE OCTANO NECESARIO PARA EL ESTIRENO Y EL HULE SINTETICO RECUPERAR GASES |
HIDROCARBUROS ALQUÍLICOS
HIDROCARBUROS ALQUÍLICOS CUMENO
ETIL BENCENO
NEOHEXANO
|
1C4H10 + 1C4H8 = C8H18
1C4H10 + 1C4H8 = C8H18
C6H6 +C3H6 = C9 H12
C8H6 + C2H4 = C8 H10
C2H4 + 1C4 H10 = C8 H14
|
100-150 100-600 15 3,000-8,000 |
70-115 30-90 350-550 150-210 900-100
|
ÁCIDO FLOURHÍDRICO ÁCIDO SULFÚRICO ÁCIDO FOSFÓRICO CLORURO DE ALUMINIO |
| HIDROGENACIÓN | CATALIZADOR | NINGUN NOMBRE EN COMÚN | TRIMETILPENTENO | ACEITE PARA MEZCLAS CON ALTO INDICE DE OCTANO | ISOOCTANO | C8 H18 + H2 = C8 H18 | 15-60 | 320-400 | NÍQUEL | |
| POLIMERIZACIÓN |
CATALIZADOR CATALIZADOR CATALIZADOR |
POLIMERIZACIÓN CON ÁCIDO FOSFÓRICO POLIMERIZACIÓN CON ÁCIDO SULFÚRICO NINGUN NOMBRE EN COMÚN |
GASES DE DESINTEGRACIÓN GASES DE DESINTEGRACIÓN ISOBUTENO |
RECUPERAR GASES RECUPERAR GASES PRODUCTO INTERMEDIARIO PARA EL ISOOCTANO |
GASOLINA DE POLIMERIZACIÓN GASOLINA DE POLIMERIZACIÓN CODÍMERO (TRIMETILPENTENO) |
2.3(Cn H2n) = C2 3n H4 6n x(Cn H2n) = Cxn H2xn 2C4 H8 = C8 H16 |
300-600 350-650 |
300-450 70-190 350-500 |
ÁCIDO FOSFÓRICO ÁCIDO SULFÚRICO ÁCIDO FOSFÓRICO |
|
| REARREGLO (DE ESTRUCTURAS MOLECULARES) | ISOMERIZACIÓN |
CATALIZADOR CATALIZADOR |
ISOMATE ISOMERIZACIÓN DE BUTANO |
NAFTA, PENTANO O HEXANO BUTANO |
GASOLINA DE INDICE DE OCTANO ELEVADO HIDROCARBUROS DE CADENO RAMIFICADA |
GASOLINA ISOMERIZADA ISOBUTANO |
C6 H14 = 1C6 H14 nC4 H10 = 1C4 H10 |
120-200 200-350 |
150-220 100-210 |
CLORURO DE ALUMINIO CLORURO DE ALUMINIO |
Sin embargo, todos ellos también se producen a partir del petróleo y en grandes volúmenes.
Algunos productos químicos se obtienen en la actualidad casi totalmente del petróleo. Un caso típico es el de la acetona que originalmente se producía de la destilación de la madera, y posteriormente de la fermentación de los productos agrícolas.
En el mismo caso se encuentra el cloruro de etilo que antigüamente se fabricaba a partir del etanol y actualmente sólo se fabrica industrialmente del petróleo.
La petroquímica incluye también muchos productos que antes no se conocían más que a nivel del laboratorio. Algunos de éstos son el alcohol isopropílico, el óxido de etileno, los éteres glicólicos, el cloruro de alilo, el alcohol alílico, la epiclorhidrina, la metil-isobutilcetona y la acroleína.
El desarrollo de la química moderna después de casi 50 años ha demostrado que el petróleo es la materia prima ideal para la síntesis de la mayor parte de los productos químicos de gran consumo. Además de su gran abundancia y disponibilidad, está formado por una gran variedad de compuestos que presentan todas las estructuras carboniladas posibles, lo que permite acrecentar aún más las posibilidades de nuevos productos.
La importancia de la petroquímica estriba en su capacidad para producir grandes volúmenes de productos a partir de materias primas abundantes y a bajo precio.
La mayor parte de los compuestos petroquímicos son orgánicos. Sin embargo, también varios productos inorgánicos se producen en grandes cantidades a partir del petróleo, como por ejemplo el amoniaco, el negro de humo, el azufre y el agua oxigenada.
¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS HIDROCARBUROS DEL PETRÓLEO
Cualquier clasificación química del petróleo presupone que se ha establecido de antemano el tipo de compuestos que lo forman. Para esto se clasifican los hidrocarburos del pétroleo en tres grandes series.
La primera serie está formada por los hidrocarburos acíclicos saturados,
llamados también parafínicos. Se les llama así porque no reaccionan fácilmente
con otros compuestos. Su nombre proviene de las raíces griegas "parum", pequena
y "affinis", afinidad. Su fórmula general es 
(n es un número entero positivo).
Los cuatro primeros hidrocarburos de esta serie son el metano 
, el etano 
y el butano
y son los principales
componentes de los gases del petróleo.
A la segunda serie pertenecen los hidrocarburos cíclicos saturados o
nafténicos de fórmula general 
, tales como el ciclopentano 
y el ciclohexano 
.
La tercera serie la forman los hidrocarburos cíclicos no saturados, más conocidos
como hidrocarburos aromáticos, cuya fórmula general es 
.
El compuesto más simple de esta serie es el benceno 
,
que tiene seis átomos de carbono unidos por dobles ligaduras alternadas formando
un anillo.
Los hidrocarburos de esta última serie, que se encuentran en el petróleo crudo por lo general, están constituidos por los llamados poliaromáticos, que son varios anillos bencénicos unidos entre sí y que se encuentran principalmente en las fracciones pesadas.
Sin embargo, aparte de las tres series antes mencionadas, existen en pequeñas
cantidades otros hidrocarburos tales como los acíclicos no saturados, llamados
también etilénicos u olefinas, de fórmula generaI 
, las diolefinas 
los acetilénicos 
,
además de otros hidrocarburos formados por la combinación de anillos y cadenas
que pueden semejarse a varias de las series precedentes.
Como dijimos anteriormente, el petróleo crudo casi no contiene hidrocarburos bencénicos ligeros como el benceno, tolueno y xilenos. Tampoco cuenta con gran cantidad de olefinas ni diolefinas de pocos carbones como son el etileno, propileno, butenos, butadieno e isopreno.
Sólo mediante procesos específicos o separándolos al fabricar gasolinas, es posible obtener estos importantes hidrocarburos.
¿CÓMO SE OBTIENEN LAS MATERIAS PRIMAS PETROQUÍMICAS?
La industria petroquímica emplea ante todo como materias primas básicas las olefinas y los aromáticos obtenidos a partir del gas natural y de los productos de refinación del petróleo: el etileno, propileno, butilenos, y algunos pentenos entre las olefinas, y el benceno, tolueno y xilenos como hidrocarburos aromáticos.
Sin embargo, en algunos casos, la escasa disponibilidad de éstos hidrocarburos debido al uso alterno que tienen en la fabricación de gasolina de alto octano ha obligado a la industria a usar procesos especiales para producirlos.
Por lo tanto, si se desea producir petroquímicos a partir de los hidrocarburos vírgenes contenidos en el petróleo, es necesario someterlos a una serie de reacciones, según las etapas siguientes:
1.Transformar los hidrocarburos vírgenes en productos con una reactividad química más elevada, como por ejemplo el etano, propano, butanos, pentanos, hexanos etc., que son las parafinas que contiene el petróleo, y convertirlos a etileno, propileno, butilenos, butadieno, isopreno, y a los aromáticos ya mencionados.
2. Incorporar a las olefinas y a los aromáticos obtenidos en la primera etapa otros heteroátomos tales como el cloro, el oxígeno, el nitrógeno, etc., obteniéndose así productos intermedios de segunda generación. Es el caso del etileno, que al reaccionar con oxígeno produce acetaldehído y ácido acético.
3. Efectuar en esta etapa las operaciones finales que forman los productos de consumo. Para ello se precisan las formaciones particulares de modo que sus propiedades correspondan a los usos que prevén.
Algunos ejemplos de esta tercera etapa son los poliuretanos, los cuales, dependiendo de las formulaciones específicas, pueden usarse para hacer colchones de cama, salvavidas, o corazones artificiales. Las resinas acrílicas pueden servir para hacer alfombras, plafones para las lámparas, prótesis dentales y pinturas.
Otro caso típico es el del acetaldehído que se produce oxidando etileno y que encuentra aplicación como solvente de lacas y resinas sintéticas, en la fabricación de saborizantes y perfumes, en la manufactura de pieles artificiales de tintas, cementos, películas fotográficas y fibras como el acetato de celulosa y el acetato de vinilo.
Esta clasificación tiene numerosas excepciones; a veces, por ejemplo, se reduce el número de etapas para hacer el producto final.
Es necesario mencionar otros productos que se consideran petroquímicos básicos sin ser hidrocarburos, como el negro de humo y el azufre. Éstos se pueden obtener del gas natural y del petróleo.
A continuación trataremos de explicar cómo se obtienen los productos de la primera etapa, entre los cuales consideraremos no sólo la obtención de olefinas y aromáticos, sino también la de negro de humo y azufre a partir de estos crudos.
