Generalidades de la Petroquímica

¿Qué es la Industria petroquímica?

Es aquella que transforma los hidrocarburos provenientes del gas natural, de las corrientes de refinación del petróleo y de algunos minerales no metales, en materias primas precursoras de múltiples cadenas productivas, que permiten la elaboración de un sin número de artículos en todas las áreas de la actividad económica.

La cadena productiva petroquímica está conformada por el conjunto de industrias que abarca desde los eslabones primarios, producción de las materias primas, hasta los eslabones de manufactura aguas abajo. Por la cantidad de ramificaciones que se van generando a parte del posterior procesamiento de los productos básicos, se podía hablar de redes conformadas por diferentes cadenas.

A continuación se presenta un esquema de cómo se distribuye la industria petroquímica.

Hidrocarburos

Son compuestos químicos formados en su mayoría por hidrógeno y carbono; almacenan mucha energía y son combustibles. El petróleo y el gas están formados por hidrógenos y carbono por lo tanto son hidrocarburos.

¿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 petróleo 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", pequeña 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.

Materia Prima

Las materias primas para la industria petroquímica están representadas principalmente por el gas natural asociado a la extracción del petróleo y gas natural no asociado (gas natural libre) y de las corrientes de refinación del petróleo, como la nafta. Por otra parte existen otros insumos primarios en esta industria, a saber: sal industrial, roca fosfática y sales potásicas.

¿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.

En la siguiente sección se ampliaran la información para la producción de los hidrocarburos básicos.