Petroquímicos

Los productos petroquímicos (o derivados de petróleo) son los productos químicos obtenidos del petróleo mediante la refinación. Algunos compuestos químicos derivados del petróleo también se obtienen a partir de otros combustibles fósiles, como el carbón o el gas natural, o de fuentes renovables como el maíz, el fruto de la palma o la caña de azúcar.

Las dos clases petroquímicas más comunes son las olefinas (incluidos el etileno y el propileno) y los compuestos aromáticos (incluidos los isómeros de benceno, tolueno y xileno).

Las refinerías de petróleo producen olefinas y compuestos aromáticos mediante el craqueo catalítico fluido de fracciones de petróleo. Las plantas químicas producen olefinas mediante el craqueo al vapor de líquidos de gas natural como el etano y el propano. Los aromáticos se producen por reformado catalítico de la nafta. Las olefinas y los compuestos aromáticos son los componentes básicos de una amplia gama de materiales, como disolventes, detergentes y adhesivos. Las olefinas son la base de polímeros y oligómeros utilizados en plásticos, resinas, fibras, elastómeros, lubricantes y geles.

La producción mundial de etileno fue de 190 millones de toneladas y de propileno de 120 millones de toneladas en 2019. La producción de aromáticos es de aproximadamente 70 millones de toneladas. Las industrias petroquímicas más grandes se encuentran en los EE. UU. y Europa Occidental; sin embargo, el mayor crecimiento en la nueva capacidad de producción se encuentra en el Medio Oriente y Asia. Existe un importante comercio petroquímico interregional.

Los productos petroquímicos primarios se dividen en tres grupos según su estructura química:

• Las olefinas incluyen eteno, propeno, butenos y butadieno. El etileno y el propileno son fuentes importantes de productos químicos industriales y productos plásticos. El butadieno se utiliza en la fabricación de caucho sintético.
• Los aromáticos incluyen benceno, tolueno y xilenos, en su conjunto denominados BTX y obtenidos principalmente de refinerías de petróleo por extracción del reformado producido en reformadores catalíticos que utilizan nafta obtenida de refinerías de petróleo. Alternativamente, la BTX se puede producir por aromatización de alcanos. El benceno es materia prima para tintes y detergentes sintéticos, y el benceno y el tolueno para isocianatos MDI y TDI utilizados en la fabricación de poliuretanos. Los fabricantes utilizan xilenos para producir plásticos y fibras sintéticas.
• El gas de síntesis es una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno que se utiliza para producir amoníaco y metanol. El amoníaco se usa para hacer el fertilizante urea y el metanol se usa como solvente y químico intermedio. Los crackers al vapor no deben confundirse con las plantas de reformado al vapor utilizadas para producir hidrógeno y amoníaco.
• Metano, etano, propano y butanos obtenidos principalmente de plantas de procesamiento de gas natural.
• Metanol y formaldehído.

En 2007, las cantidades de etileno y propileno producidas en los craqueadores a vapor fueron de alrededor de 115 Mt (megatoneladas) y 70 Mt, respectivamente. La capacidad de producción de etileno de los grandes crackers a vapor osciló entre 1,0 y 1,5 Mt por año.

El diagrama adyacente representa esquemáticamente las principales fuentes y procesos de hidrocarburos utilizados en la producción de productos petroquímicos.

Al igual que los productos químicos básicos, los productos petroquímicos se fabrican a gran escala. Las unidades de fabricación petroquímica se diferencian de las plantas de productos químicos básicos en que a menudo producen una serie de productos relacionados. Compare esto con la fabricación de productos químicos especiales y productos químicos finos, donde los productos se fabrican en procesos por lotes discretos.

Los productos petroquímicos se fabrican predominantemente en unos pocos lugares de fabricación en todo el mundo, por ejemplo, en las ciudades industriales de Jubail y Yanbu en Arabia Saudita, Texas y Luisiana en los EE. UU., en Teesside en el noreste de Inglaterra en el Reino Unido, en Rotterdam en los Países Bajos, en Jamnagar, Dahej en Gujarat, India y en Singapur. No todos los materiales petroquímicos o químicos básicos producidos por la industria química se fabrican en un solo lugar, pero los grupos de materiales relacionados a menudo se fabrican en plantas de fabricación adyacentes para inducir la simbiosis industrial, así como la eficiencia de materiales y utilidades y otras economías de escala. Esto se conoce en la terminología de la ingeniería química como fabricación integrada. Las empresas especializadas y de productos químicos finos a veces se encuentran en lugares de fabricación similares a los de las petroquímicas, pero,

Las ubicaciones de fabricación petroquímica a gran escala tienen grupos de unidades de fabricación que comparten servicios públicos e infraestructuras a gran escala, como centrales eléctricas, tanques de almacenamiento, instalaciones portuarias, terminales viales y ferroviarias. En el Reino Unido, por ejemplo, hay 4 ubicaciones principales para dicha fabricación: cerca del río Mersey en el noroeste de Inglaterra, en Humber en la costa este de Yorkshire, en Grangemouth cerca del Firth of Forth en Escocia y en Teesside como parte del Clúster de la Industria de Procesos del Noreste de Inglaterra (NEPIC). Para demostrar la agrupación y la integración, alrededor del 50% de los productos químicos básicos y petroquímicos del Reino Unido son producidos por las empresas del clúster industrial NEPIC en Teesside.

Historia

En 1835, Henri Victor Regnault, un químico francés, dejó cloruro de vinilo al sol y encontró un sólido blanco en el fondo del matraz que era cloruro de polivinilo. En 1839, Eduard Simon descubrió el poliestireno por accidente al destilar estoraque. En 1856, William Henry Perkin descubrió el primer tinte sintético, Mauveine. En 1888, Friedrich Reinitzer, un científico de plantas austriaco, observó que el benzoato de colesterilo tenía dos puntos de fusión diferentes. En 1909, Leo Hendrik Baekeland inventó la baquelita hecha de fenol y formaldehído. En 1928, se inventaron los combustibles sintéticos utilizando el proceso Fischer-Tropsch. En 1929, Walter Bock inventó el caucho sintético Buna-S, que se compone de estireno y butadieno y se usa para fabricar neumáticos para automóviles. En 1933, Otto Röhm polimerizó el primer metacrilato de metilo de vidrio acrílico. En 1935, Michael Perrin inventó el polietileno. En 1937, Wallace Hume Carothers inventó el nailon. En 1938, Otto Bayer inventó el poliuretano. En 1941, Roy Plunkett inventó el teflón. En 1946 inventó el poliéster. Las botellas de tereftalato de polietileno (PET) están hechas de etileno y paraxileno. En 1949, Fritz Stastny convirtió el poliestireno en espuma. Después de la Segunda Guerra Mundial, el polipropileno se descubrió a principios de la década de 1950. En 1965, Stephanie Kwolek inventó el Kevlar.

Olefinas

La siguiente es una lista parcial de los principales productos petroquímicos comerciales y sus derivados:

• etileno – la olefina más simple; utilizado como materia prima química y estimulante de la maduración
  • polietileno – etileno polimerizado; LDPE, HDPE, LLDPE
  • etanol: a través de la hidratación de etileno (reacción química que agrega agua) de etileno
  • óxido de etileno - a través de la oxidación de etileno
    • etilenglicol - a través de la hidratación con óxido de etileno
      • refrigerante del motor: mezcla de etilenglicol, agua e inhibidor
      • poliésteres: cualquiera de varios polímeros con enlaces éster en la cadena principal
    • éteres de glicol - a través de condescendencia de glicol
    • etoxilatos
  • Acetato de vinilo
  • 1,2-dicloroetano
    • tricloroetileno
    • tetracloroetileno, también llamado percloroetileno; utilizado como disolvente de limpieza en seco y desengrasante
    • cloruro de vinilo - monómero para cloruro de polivinilo
      • cloruro de polivinilo (PVC): un tipo de plástico que se usa para tuberías, tubos y otras cosas

• propileno: utilizado como monómero y materia prima química
  • alcohol isopropílico – 2-propanol; a menudo se usa como solvente o alcohol para frotar
  • acrilonitrilo: útil como monómero para formar Orlon, ABS
  • polipropileno - propileno polimerizado
  • óxido de propileno
    • poliéter poliol - utilizado en la producción de poliuretanos
    • Propilenglicol: se utiliza en el refrigerante del motor y en el líquido descongelador de aeronaves.
    • éteres de glicol - de la condensación de glicoles
  • Ácido acrílico
    • polímeros acrílicos
  • cloruro de alilo
    • epiclorhidrina – clorooxirano; utilizado en la formación de resina epoxi
      • resinas epoxi: un tipo de pegamento polimerizante de bisfenol A, epiclorhidrina y algunas aminas
• buteno
  • isómeros de butileno: útiles como monómeros o comonómeros
    • isobutileno: alimentación para fabricar metil terc - butil éter (MTBE) o monómero para copolimerización con un bajo porcentaje de isopreno para fabricar caucho de butilo
  • 1,3-butadieno (o buta-1,3-dieno): un dieno que se usa a menudo como monómero o comonómero para la polimerización en elastómeros como el polibutadieno, el caucho de estireno-butadieno o un plástico como el acrilonitrilo-butadieno-estireno. (ABDOMINALES)
    • cauchos sintéticos: elastómeros sintéticos hechos de uno o más de varios monómeros petroquímicos (generalmente) como 1,3-butadieno, estireno, isobutileno, isopreno, cloropreno; Los polímeros elastoméricos a menudo se fabrican con un alto porcentaje de monómeros de dieno conjugado, como 1,3-butadieno, isopreno o cloropreno.
• olefinas superiores
  • poliolefinas: tales poli-alfa-olefinas, que se utilizan como lubricantes
  • alfa-olefinas: utilizadas como monómeros, comonómeros y otros precursores químicos. Por ejemplo, se puede copolimerizar una pequeña cantidad de 1-hexeno con etileno en una forma más flexible de polietileno.
  • otras olefinas superiores
  • alcoholes detergentes

Aromáticos

• benceno: el hidrocarburo aromático más simple
  • etilbenceno - hecho de benceno y etileno
    • estireno – hecho por deshidrogenación de etilbenceno; utilizado como monómero
      • poliestirenos - polímeros con estireno como monómero
  • cumeno – isopropilbenceno; una materia prima en el proceso de cumeno
    • fenol - hidroxibenceno; a menudo hecho por el proceso de cumeno
    • acetona – dimetilcetona; también a menudo hecho por el proceso de cumeno
    • bisfenol A: un tipo de fenol "doble" que se utiliza en la polimerización de resinas epoxi y en la fabricación de un tipo común de policarbonato
      • resinas epoxi: un tipo de pegamento polimerizante de bisfenol A, epiclorhidrina y algunas aminas
      • policarbonato: un polímero plástico hecho de bisfenol A y fosgeno (dicloruro de carbonilo)
    • disolventes: líquidos utilizados para disolver materiales; los ejemplos a menudo elaborados con productos petroquímicos incluyen etanol, alcohol isopropílico, acetona, benceno, tolueno, xilenos
  • ciclohexano: un hidrocarburo cíclico alifático de 6 carbonos que a veces se usa como solvente no polar
    • ácido adípico: un ácido dicarboxílico de 6 carbonos, que puede ser un precursor utilizado como comonómero junto con una diamina para formar una forma de copolímero alternante de nailon.
      • nailon: tipos de poliamidas, algunos son copolímeros alternos formados a partir de la copolimerización de ácido dicarboxílico o derivados con diaminas
    • caprolactama - una amida cíclica de 6 carbonos
      • nailon: tipos de poliamidas, algunas provienen de la polimerización de caprolactama
  • nitrobenceno - se puede hacer por nitración simple de benceno
    • anilina - aminobenceno
      • diisocianato de metileno difenilo (MDI): utilizado como comonómero con dioles o polioles para formar poliuretanos o con di o poliaminas para formar poliureas
  • alquilbenceno: un tipo general de hidrocarburo aromático, que se puede usar como precursor de un tensioactivo de sulfonato (detergente)
    • detergentes: a menudo incluyen tipos de tensioactivos como sulfonatos de alquilbenceno y etoxilatos de nonilfenol
  • clorobenceno
• tolueno – metilbenceno; puede ser un disolvente o precursor de otros productos químicos
  • benceno
  • diisocianato de tolueno (TDI): se utiliza como comonómero con poliéter polioles para formar poliuretanos o con di- o poliaminas para formar poliureas poliuretanos
  • ácido benzoico – carboxibenceno
    • caprolactama
• xilenos mixtos: cualquiera de los tres isómeros de dimetilbenceno, podría ser un solvente, pero más a menudo precursores químicos
  • orto -xileno: ambos grupos metilo se pueden oxidar para formar ácido (orto-)ftálico
    • anhídrido ftálico
  • para -xileno: ambos grupos metilo se pueden oxidar para formar ácido tereftálico
    • tereftalato de dimetilo: se puede copolimerizar para formar ciertos poliésteres
      • poliésteres – aunque puede haber muchos tipos, el tereftalato de polietileno se fabrica a partir de productos petroquímicos y es muy utilizado en gasolineras
    • ácido tereftálico purificado, a menudo copolimerizado para formar tereftalato de polietileno
      • poliésteres
  • meta -xileno
    • ácido isoftálico
      • resinas alquidicas
      • resinas de poliamida
      • poliésteres insaturados

Lista de productos petroquímicos