Petroquímico

Los petroquímicos (a veces abreviados como petroquímicos ^[1] ) son los productos químicos que se obtienen del petróleo mediante su refinación. Algunos compuestos químicos derivados del petróleo también se obtienen 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 aromáticos (incluidos los isómeros del benceno , el tolueno y el xileno ).

Las refinerías de petróleo producen olefinas y aromáticos mediante el craqueo catalítico de fluidos de fracciones de petróleo. Las plantas químicas producen olefinas mediante el craqueo a vapor de líquidos de gas natural como el etano y el propano . Los aromáticos se producen mediante el reformado catalítico de la nafta . Las olefinas y los aromáticos son los componentes básicos de una amplia gama de materiales, como disolventes , detergentes y adhesivos . Las olefinas son la base de los polímeros y oligómeros utilizados en plásticos , resinas , fibras , elastómeros , lubricantes y geles . ^{[2] [3]}

La producción mundial de etileno fue de 190 millones de toneladas y la de propileno de 120 millones de toneladas en 2019. ^[4] La producción de aromáticos es de aproximadamente 70 millones de toneladas. Las industrias petroquímicas más grandes se encuentran en los Estados Unidos y Europa occidental ; sin embargo, el mayor crecimiento en nueva capacidad de producción se encuentra en 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 el etileno , el propeno , los butenos y el butadieno . El etileno y el propileno son fuentes importantes de productos químicos industriales y plásticos . El butadieno se utiliza para fabricar caucho sintético .
• Los aromáticos incluyen benceno , tolueno y xilenos , en conjunto denominados BTX y obtenidos principalmente de refinerías de petróleo mediante extracción del reformado producido en reformadores catalíticos utilizando nafta obtenida de refinerías de petróleo. Alternativamente, el BTX se puede producir mediante la aromatización de alcanos. El benceno es una 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 metanol y otros productos químicos. Los craqueadores a vapor no deben confundirse con las plantas de reformado a vapor que se utilizan para producir hidrógeno para la producción de amoníaco . El amoníaco se utiliza para fabricar urea, un fertilizante , y el metanol se utiliza como disolvente e intermediario químico .
• El metano , etano , propano y butanos se obtienen 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 aproximadamente 115 Mt ( megatoneladas) y 70 Mt, respectivamente. ^[5] La capacidad de producción de etileno de los craqueadores a vapor de gran tamaño osciló entre 1,0 y 1,5 Mt por año. ^[6]

El diagrama adyacente representa esquemáticamente las principales fuentes de hidrocarburos y los procesos utilizados en la producción de petroquímicos. ^{[2] [3] [7] [8]}

Al igual que los productos químicos básicos , los petroquímicos se fabrican a gran escala. Las unidades de fabricación de petroquímicos se diferencian de las plantas de productos químicos básicos en que, a menudo, producen una serie de productos relacionados. Compárese esto con la fabricación de productos químicos especiales y de 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 Tarragona en Cataluña , en Róterdam en los Países Bajos, en Amberes en Bélgica , 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 los materiales y los servicios públicos y otras economías de escala . Esto se conoce en la terminología de ingeniería química como fabricación integrada. Las empresas de productos químicos finos y especializados a veces se encuentran en lugares de fabricación similares a los petroquímicos, pero, en la mayoría de los casos, no necesitan el mismo nivel de infraestructura a gran escala (por ejemplo, tuberías, almacenamiento, puertos y energía, etc.) y, por lo tanto, se pueden encontrar en parques empresariales multisectoriales.

Las plantas de fabricación de productos petroquímicos a gran escala cuentan con agrupaciones de unidades de fabricación que comparten servicios públicos e infraestructuras a gran escala, como centrales eléctricas, tanques de almacenamiento, instalaciones portuarias, terminales de carreteras y ferrocarriles. En el Reino Unido, por ejemplo, hay cuatro lugares principales para este tipo de fabricación: cerca del río Mersey en el noroeste de Inglaterra, en el Humber en la costa este de Yorkshire, en Grangemouth cerca del estuario de Forth en Escocia, y en Teesside como parte del Clúster de la Industria de Procesos del Noreste de Inglaterra (NEPIC). Para demostrar la agrupación e integración, aproximadamente el 50% de los productos petroquímicos y químicos básicos del Reino Unido son producidos por las empresas del clúster industrial NEPIC en Teesside.

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, la mauveína . En 1888, Friedrich Reinitzer , un científico vegetal austríaco, 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 mediante el proceso Fischer-Tropsch . En 1929, Walter Bock inventó el caucho sintético Buna-S , que está compuesto de estireno y butadieno y se utiliza para fabricar neumáticos de 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, se descubrió el polipropileno a principios de la década de 1950. En 1965, Stephanie Kwolek inventó el kevlar . ^[9]

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

• etileno : la olefina más simple; se utiliza como materia prima química y estimulante de la maduración
  • Polietileno – etileno polimerizado ; LDPE , HDPE , LLDPE
  • etanol – a través de la hidratación del etileno ( reacción química añadiendo agua ) del etileno
  • óxido de etileno – a través de la oxidación del etileno
    • etilenglicol – a través de la hidratación del 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 : por condescendencia del glicol
    • etoxilatos
  • acetato de vinilo ^[10]
  • 1,2-dicloroetano
    • tricloroetileno
    • Tetracloroetileno – también llamado percloroetileno; se utiliza como disolvente de limpieza en seco y desengrasante
    • Cloruro de vinilo : monómero para el cloruro de polivinilo.
      • cloruro de polivinilo (PVC): un tipo de plástico utilizado para tuberías, tubos y otras cosas

• propileno : se utiliza como monómero y materia prima química
  • Alcohol isopropílico – 2-propanol; a menudo se utiliza como disolvente o alcohol isopropílico.
  • acrilonitrilo – útil como monómero en la formación de Orlon , ABS
  • polipropileno – propileno polimerizado
  • óxido de propileno ^[11]
    • Poliéter poliol: se utiliza en la producción de poliuretanos.
    • propilenglicol : se utiliza en el refrigerante del motor ^[12] y en el líquido descongelante de aeronaves
    • Éteres de glicol : de la condensación de glicoles.
  • ácido acrílico
    • polímeros acrílicos
  • cloruro de alilo
    • epiclorhidrina – cloro-oxirano; utilizado en la formación de resina epoxi
      • Resinas epoxi : un tipo de pegamento polimerizante a partir de bisfenol A, epiclorhidrina y algunas aminas.
• buteno
  • Isómeros de butileno : útiles como monómeros o comonómeros.
    • Isobutileno : material para fabricar metil terc -butil éter (MTBE) o monómero para copolimerización con un bajo porcentaje de isopreno para fabricar caucho butílico
  • 1,3-butadieno (o buta-1,3-dieno): un dieno que se utiliza a menudo como monómero o comonómero para la polimerización de elastómeros como el polibutadieno , el caucho de estireno-butadieno o un plástico como el acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
    • Cauchos sintéticos : elastómeros sintéticos compuestos 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 : como las poli-alfa-olefinas, que se utilizan como lubricantes.
  • Alfa-olefinas : se utilizan como monómeros, comonómeros y otros precursores químicos. Por ejemplo, una pequeña cantidad de 1-hexeno se puede copolimerizar con etileno para formar una forma más flexible de polietileno.
  • otras olefinas superiores
  • alcoholes detergentes

• Benceno : el hidrocarburo aromático más simple.
  • Etilbenceno : hecho a partir de benceno y etileno.
    • Estireno : se obtiene por deshidrogenación del etilbenceno; se utiliza como monómero.
      • Poliestirenos : polímeros con estireno como monómero.
  • cumeno – isopropilbenceno; una materia prima en el proceso de cumeno
    • fenol – hidroxibenceno; a menudo producido mediante el proceso del cumeno
    • acetona – dimetilcetona; también se obtiene a menudo mediante el proceso del 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 a partir de bisfenol A, epiclorhidrina y algunas aminas.
      • Policarbonato : un polímero plástico elaborado a partir de bisfenol A y fosgeno (dicloruro de carbonilo)
    • Disolventes : líquidos utilizados para disolver materiales; algunos ejemplos que se obtienen a partir de productos petroquímicos son el etanol, el alcohol isopropílico, la acetona, el benceno, el tolueno y los xilenos.
  • ciclohexano : un hidrocarburo cíclico alifático de 6 carbonos que a veces se utiliza como disolvente 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 alterno de nailon.
      • Nailon : tipos de poliamidas , algunas son copolímeros alternados 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 producir mediante nitración simple de benceno
    • anilina – aminobenceno
      • diisocianato de difenilo de metileno (MDI): se utiliza 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 puede usarse 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 polioles de poliéter 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, podrían ser un solvente, pero más a menudo son productos químicos precursores.
  • orto -xileno : ambos grupos metilo se pueden oxidar para formarácido ( orto- )ftálico
    • anhídrido ftálico
  • para -xileno : ambos grupos metilo pueden oxidarse 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 las gasolineras
    • Ácido tereftálico purificado , a menudo copolimerizado para formar tereftalato de polietileno.
      • poliésteres
  • meta -xileno
    • ácido isoftálico
      • resinas alquídicas
      • resinas de poliamida
      • poliésteres insaturados

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• Producto de petróleo  : Productos derivados en última instancia del petróleo crudo.
• Petrodólar  – Gasto internacional de los ingresos por exportaciones de petróleoPáginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redireccionamiento
• Petroestado  : países que producen principalmente petróleo o gas natural.
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• Conferencia de la industria petroquímica de Asia  : conferencia internacional sobre la industria petroquímica Páginas que muestran descripciones de wikidata como alternativa(APIC)
• Clúster de industrias de procesos del noreste de Inglaterra  : clúster económico Páginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redireccionamiento(NEPIC)

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