APLICACIÓN DE ALCANOS, CICLOALCANOS, ARENOS E HIDROCARBUROS NO SATURADOS EN LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA

APLICACIÓN DE ALCANOS, CICLOALCANOS, ARENOS E HIDROCARBUROS NO SATURADOS EN LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA

RESUMEN

El petróleo contiene una gran gama  de compuestos orgánicos. De hecho, la variedad es tan grande que es poco probable que una descripción completa de compuesto por compuesto, incluso para un solo aceite crudo sea posible.

Los hidrocarburos son la principal fuente de energía de las civilizaciones actuales. El uso predominante de hidrocarburos es una fuente de combustible.

Por ello el presente trabajo trata de los usos de los hidrocarburos tanto saturados como insaturados dentro de la industria petroquímica.

Se toma en cuenta a los compuestos hidrocarbonados  más importantes: alcanos o parafinas, cicloalcanos o cicloparafinas, arenos e hidrocarburos insaturados como los aromáticos y las olefinas.

INTRODUCCIÓN

La preparación de materias primas hidrocarbonadas para la fabricación de productos petroquímicos  puede ser una operación importante en las refinerías de petróleo de la actualidad.

Las reservas de petróleo en rocas sedimentaria, el gas natural y el carbón son la fuente de hidrocarburos para la industria de la energía, el transporte y petroquímica, que surge a partir de comienzos de este siglo, con el desarrollo de la extracción de petróleo y el afianzamiento de la tecnología química.

Se podría decir que, en la sociedad, los modelos de producción de bienes y servicios están directa o indirectamente basados en la industria petroquímica, es decir, en el consumo de hidrocarburos.

La petroquímica comprende la elaboración de los productos químicos que se derivan de los hidrocarburos del petróleo y el gas natural.   No incluyen los hidrocarburos combustibles, lubricantes, ceras ni asfaltos

Hay tres clases principales de estas materias primas de acuerdo con el uso y método de preparación. Estos son: hidrocarburos aromáticos que tienen como base estructural el benceno, hidrocarburos insaturados: olefinas y diolefinas y los hidrocarburos saturados que incluyen alcanos normales, ramificados y cicloalcanos.

Para uso petroquímico la fracción aromática se concentra mediante técnicas de extracción con disolventes. Algunos de los compuestos insaturados son producidos por la unidad de craqueo catalítico, pero la mayoría se obtienen a partir de materiales de alimentación de refinería por craqueo a vapor, o por polimerización molecular de los componentes de bajo peso molecular. (SPEIGTH, 2007)

Dentro de las parafinas o alcanos más empleados están: el metano y el etano que son gaseosos a temperatura ambiente; el propano es sin embargo es fácil de licuar, y existe en las botellas de propano sobre todo como un líquido; el butano se licua tan fácilmente que proporciona un combustible volátil seguro para los pequeños encendedores de bolsillo; el pentano es un líquido transparente a temperatura ambiente, comúnmente utilizado en la química y la industria como un poderoso disolvente casi inodoro de ceras y compuestos orgánicos de alto peso molecular, incluyendo grasas. (ACUÑA, 2006)

OBJETIVOS

General:

• Conocer conceptos básicos de alcanos, cicloalcanos, arenos e hidrocarburos no saturados.

Específicos:

• Caracterizar a los hidrocarburos en base a sus aplicaciones dentro de la industria petroquímica.
• Determinar la importancia de los compuestos de hidrocarburos del petróleo.

CONTENIDO

1. ALCANOS

Los alcanos llamados también parafinas, tienen solamente enlaces simples en sus moléculas y, por eso, se les conoce como hidrocarburos saturados, estos compuestos son relativamente inertes y participan principalmente en reacciones de sustitución.

1.1 Alcanos Lineales o Parafinas

Las parafinas normales generalmente se recuperan por adsorción a partir de fracciones de petróleo en fase gaseosa sobre tamices moleculares que tienen un diámetro medio de poro de 5 A°. La adsorción tiene lugar en la fase de vapor a presiones de 5 a 10 psig (35-69 kPa) y temperaturas de 575 a (300-350 ° C) 650 ° F. El amoníaco se utiliza para desorber las parafinas normales. (GARY, 2001)

La mayor demanda de n-parafinas es para uso en la fabricación de detergentes biodegradables usando parafinas de cadena lineal con cadenas de 11 a 14 átomos de carbono por molécula.

Las aplicaciones de los alcanos no pueden ser determinadas bastante bien de acuerdo al número de átomos de carbono. Los cuatro primeros alcanos son usados principalmente para propósitos de calefacción y cocina, y en algunos países para generación de electricidad. (SPEIGTH, 2007)

El propano y el butano pueden ser líquidos a presiones moderadamente bajas y son conocidos como gases licuados del petróleo (GLP). Por ejemplo, el propano se usa en el quemador de gas propano, el butano en los encendedores descartables de cigarrillos. Estos dos alcanos son usados también como propelentes en pulverizadores. Desde el pentano hasta el octano, los alcanos son líquidos razonablemente volátiles. Se usan como combustibles en motores de combustión interna, puesto que pueden vaporizarse rápidamente al entrar en la cámara de combustión, sin formar gotas, que romperían la uniformidad de la combustión. Se prefieren los alcanos de cadena ramificada, puesto que son menos susceptibles a la ignición prematura, que causa el cascabeleo en los motores, que sus análogos de cadena lineal. Esta propensión a la ignición prematura es medida por el índice de octano del combustible, donde el 2,2,4-trimetilpentano (isooctano) tiene un valor arbitrario de 100, y heptano tiene un valor de cero. Además de su uso como combustibles, los alcanos medios son buenos solventes para las sustancias no polares. (LÓPEZ, 2013)

Los alcanos a partir del hexadecano en adelante constituyen los componentes más importantes del aceite combustible y aceite lubricante. La función de los últimos es también actuar como agentes anticorrosivos, puesto que su naturaleza hidrofóbica implica que el agua no puede llegar a la superficie del metal. Muchos alcanos sólidos encuentran uso como cera de parafina, por ejemplo en vela. Ésta no debe confundirse con la verdadera cera, que consiste principalmente de ésteres.

Los alcanos con una longitud de cadena de aproximadamente 35 o más átomos de carbono se encuentran en el betún, que se usa, por ejemplo, para asfaltar los caminos. Sin embargo, los alcanos superiores tienen poco valor, y se suelen romper en alcanos menores mediante cracking. (ACUÑA, 2006)

...