UNIDAD DE POSTGRADO FACULTAD DE TECNOLOGIA UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO
PRODUCCION OXIDO DE ETILENO
MODULO “Derivados del Etileo!
Maestrates" Ing. Henry Arancibia Ing. Jose Luis Lazo Ing. Favio Bustos Ing. Marco Antonio Quino Mendoza Ing. Alejandra Arias Ing. Sandy Valdivia Ing. Mario Sancez Pro#esor" !avid Sa"l #ivera #ocabado$ MSc. Ing. Sata Cr$% & Bolivia
'' de O(t$)re del '*+,
Contenido %. I&'#(!)**I+&. ..................................... ......................................................... ....................................................... ................................... 4 ,.
7.
-&#ALI!A!S...................................... ......................................................... ....................................... .................................. .............. 4 ,.%. ,.%.
*ara *aract cter er/s /stitica cass del del 01i 01ido do de de eti etile leno no..............................................................6
,.,. ,.,.
2ro3 2ro3ie iedad dades es 4u/ 4u/5i 5ica cass del del 01id 01ido o de eti etile leno no....................................................7
,.,. ,.,.%. %.
Adic Adici0 i0n n a co5 co53u 3ues esto toss con con un idr idr0g 0gen eno o l6bi l6bill..........................................7
,.,.,.
#eacci0n co con agua........................................ ............................................................ ...................................... .................. 7
,.,. ,.,.7. 7.
#eac #eacci ci0n 0n con con di5e di5etitill 8ter 8ter ......................................................... ......................................................... ............ 7
,.,. ,.,.9. 9.
#eac #eacci ci0n 0n con con A!&$ A!&$ A#& y 3ro 3rote te/n /nas as......................................................7
,.7. ,.7.
Al5a Al5ace cena5 na5ie ient nto o del del 01id 01ido o de etil etilen eno o............................................................8
,.9. ,.9.
*a3a *a3aci cida dad d 5un 5undi dial al del del 01id 01ido o de etil etilen eno o........................................................8
,.:. ,.:.
!escri !escri3ci 3ci0n 0n y es3ec es3eci;i i;icac caci0n i0n de la la 5ater 5ateria ia 3ri5 3ri5a a ..........................................11
,.: ,.:.%. .%.
2ro3 2ro3iiedad edades es del del et etano ano.......................................................................11
,.: ,.:.,. .,.
2ro3 2ro3iiedad edades es del del et etilen ileno o......................................................................12
,.: ,.:.7. .7.
2ro3 2ro3iiedad edades es del del aire aire..................................... ......................................................... .................................. .............. ... 14
2#(! 2#(!)* )**I *I+& +& !L !L +
'ecnolog cnolog/as /as 3ara la obte obtenci nci0n 0n del del 01id 01ido o de etilen etileno o.......................................16
7.%.%. 7.%.%. 2roduc 2roducci0 ci0n n de +1ido +1ido de de etileno etileno =(> =(> a 3artir 3artir de de etilen etileno o y o1/gen o1/geno o co5o co5o agente o1idante. =Licensor? Scienti;ic !esign *o53any$ Inc.> .................... .............................. ...........16 .16 7.%.,. 7.%.,. 2roduc 2roducci0 ci0n n de +1ido +1ido de de etileno etileno =(> =(> a 3artir 3artir de de etilen etileno o y o1/gen o1/geno o en un 3roceso de o1idaci0n directa. =Licensor? Sell International *e5icals B.V.> B.V.> ...........17 7.%.7. 7.%.7. 2roduc 2roducci0 ci0n n de +1ido +1ido de de etileno etileno =(> =(> 3or la la o1idac o1idaci0n i0n dire directa cta de de etilen etileno o utilizando el 3roceso de !o@ Meteor. =Licensor? )nion *arbide *or3.$ a subsidiary o; 'e !o@ *e5ical *o.> ...................................... ......................................................... ........................................... ........................ . 19 7.%.9. 7.%.9. 2roduc 2roducci0 ci0n n de tile tilenog noglic licole oless =-s> =-s> y 01id 01ido o de etile etileno no =(> =(> a 3arti 3artirr de etileno usando o1/geno co5o agente o1idante. =Licensor? Scienti;ic !esign *o53any$ Inc.> 21 7., 7.,.
7.,.%.
+1ido de t tileno?...................................... .......................................................... ......................................... ..................... 23
7.,.,.
tilenglicol...................................... .......................................................... ........................................ .............................. .......... 25
7.7. 7.7.
9.
#eac eaccion ciones es Qu/ Qu/5ica 5icass........................................ .......................................................... .................. .............. ...... 23
;ecto ;ecto de de las Var Variabl iables es 'e 'er5odin r5odin65i 65icas cas y *in8 *in8tic ticas. as.....................................26
7.7.%.
+1ido de t tileno?...................................... .......................................................... ......................................... ..................... 26
7.7.,.
tilenglicol?...................................... ......................................................... ................................................. .............................. 26
)S(S )S(S !L !L +
2rod 2roduc ucto toss deri deriva vado doss del del 01id 01ido o de eti etile leno no....................................................27
9.,. 9.,.
A3li A3lica caci cion ones es del del etile etileng nglilico coll.......................................................................28
9.7. 9.7.
2roduc 2roductos tos deriva derivados dos?? glio1 glio1al$ al$ dio1 dio1ola olano$ no$ %$9di %$9dio1a o1ano no....................................28
9.9.
2olie lieto1ilatos........................................ ............................................................ ....................................... ............................... ............ 30
9.:. 9.:.
tan tanol ola5 a5in inas as y deri deriva vado doss..................................... ......................................................................... .................................... 31
9.C.
Dteres gli glic0licos...................................... ............................................................................... ......................................... ....... 34
+- INTR INTRO ODUCCI UCCI.N .N--
n el 3resente 3royecto se a realizado la investigaci0n del 3roceso 3ara la obtenci0n de +1ido de tileno. l 01ido de etileno es uno de los 3rinci3ales derivados 3etro4u/5icos$ siendo 3recursor de una gran cantidad de co53uestos de alta i53ortancia cotidiana e industrial. 2rinci3al5ente$ se e53lea en la 3roducci0n del 5onoetilenglicol =M->$ e53leado co5o anticongelante
y co5o
5ateria
3ri5a
en
3rocesos 3ara
la
obtenci0n
del
3olietilentere;talato =2'>$ y sus usos secundarios incluyen la s/ntesis de glicoles 3esados$ eto1ilatos$ etanola5inas$ 3olioles$ entre otros. l 01ido de etileno es un gas in;la5able de aro5a ;uerte. Se disuelve ;6cil5ente en agua. Se trata de una sustancia 4u/5ica usada 3rinci3al5ente 3ara ;abricar glicol de etileno =una sustancia 4u/5ica usada co5o anticongelante y 3oli8ster>. )na 3e4ueEa cantidad =5enos de %> es usada 3ara controlar insectos en ciertos 3roductos agr/colas al5acenados$ y una cantidad 5uy 3e4ueEa se usa en os3itales 3ara esterilizar e4ui3o y abasteci5ientos 58dicos.
'- GENERALIDADES l 01ido de etileno es un co53uesto org6nico del ti3o e301ido$ es decir$ un 8ter c/clico con un anillo de tres 5ie5bros. s un gas incoloro 4ue condensa a te53eraturas 5enores a %,G*$ y es alta5ente soluble en agua y solventes org6nicos. Se 3roduce 5ediante la o1idaci0n del etileno$ y su ;0r5ula 4u/5ica es
C 2 H 4 O
s uno de los 3rinci3ales derivados 3etro4u/5icos$ 3or ser 3recursor de co53uestos e53leados en 3roductos de uso cotidiano. *o5o se a3recia en la ;igura$ 56s del del 01ido de etileno 3roducido es e53leado en la 5anu;actura de etilenglicol$ e53leado co5o anti congelante y co5o 5on05ero esencial 3ara la 3roducci0n del 3olietilentere;talato =2'>$ uno de los 3l6sticos de 5ayor de5anda e i53ortancia actual5ente.
As/ 5is5o$ ta5bi8n es utilizado co5o 3recursor de otros co53uestos$ 3rinci3al5ente dietilenglicol =3oliuretanos$ 3oli8steres$ suavizantes$ 3lasti;icantes$ secado de gases$ solventes>$ trietilenglicol =lacas$ solventes$ 3lasti;icantes$ agentes de retenci0n de u5edad$ secado de gases>$ eto1ilatos =detergentes$ sur;actantes$ e5ulsi;icantes$ dis3ersantes>$ etanola5inas =cos58ticos$ ;ar5ac8uticos$ jabones$ detergentes$ acabado de te1tiles$ 3uri;icaci0n de gas natural>$ glicoleteres =li4uidos 3ara ;renos$ detergentes$ solventes$ e1tractantes de gases acidos> y 3olioles. l 3orcentaje de 01ido de etileno destinado a la 3roducci0n de glicoles$ ade56s de los corres3ondientes al resto de los 3roductos obtenidos a 3artir de este$ se 5uestra a continuaci0n en la ;igura?
La 3roducci0n a nivel industrial del 01ido de etileno est6 basada en la o1idaci0n del etileno en 3resencia de un catalizador del 01ido de 3lata. La reacci0n ocurre a 3resiones de % 7M2 y te53eraturas de ,7G* es e1ot8r5ica =%9 Kj5ol> y ocurre en ;ase gaseosa? C 2 H 4 +
1 2
O2 → C 2 H 4 O
l etileno es la "nica ole;ina 4ue ;or5a e301idos 5ediante esta ruta. ste 3roceso de o1idaci0n directa sustituyo al de la o1idaci0n indirecta usado anterior5ente$ 56s costoso$ 4ue e53leaba la reacci0n del etileno con 6cido i3ocloroso 3ara obtener cloridrina
etilenica
(OH −CH −CH −Cl ) $ 4ue luego se so5eta a la reacci0n de 2
2
desidrocloracion 3ara as/ obtener el 01ido de etileno. ntre las reacciones no deseadas 4ue ocurren en el 3roceso$ se tienen la iso5erizaci0n del 01ido de etileno a acetalde/do$ la o1idaci0n 3arcial del 01ido de etileno a ;or5aldeido y$ 3rinci3al5ente$ dos reacciones alta5ente e1ot8r5icas 4ue son la co5busti0n total del etileno y la reo1idaci0n del etileno$ 4ue 3roducen agua y di01ido de carbono? 1 2
1 2
C 2 H 4 +
3 2
C 2 H 4 O+
'-+-
O2 → CO 2+ H 2 O
5 4
O2 →CO 2 + H 2 O
Cara(ter/sti(as del 01ido de etileo l 01ido de etileno se deno5ina ta5bi8n o1irano s un 8ter c/clico s un gasl/4uido incoloro de olor dulce y et8ro. Hierve a % * =2N% at5> Los enlaces del ciclo est6n O5uy ;orzadosP y 3or tanto el ciclo se abre con ;acilidad siendo entonces 5uy reactivo s una sustancia t01ica$ aun4ue sus derivados no suelen ser t01icos. s e13losivo incluso en ausencia de o1/geno. l au5ento de la 3resi0n con un gas inerte co5o el nitr0geno estabilizan el 3roducto ;rente a la autoignic0n. Se 3oli5eriza ;6cil5ente en 3resencia de 3e4ueEas cantidades de i53urezas n su 3roducci0n y al5acena5iento ay 4ue tener 5ucas 3recauciones. Su alta reactividad es la 4ue 3rovoca 4ue sus 3roductos de reacci0n sean 5uy estables.
'-'- Pro2iedades 3$/4i(as del 01ido de etileo '-'-+- Adi(i0 a (o42$estos (o $ 5idr06eo l7)il
Se adiciona a la 5ol8cula un gru3o etanol.
'-'-'- Rea((i0 (o a6$a l 01ido de etileno reacciona lenta5ente con el agua 3ara dar etil8nglicol$ aun4ue la reacci0n se cataliza en 5edio 6cido y en 5edio alcalino. *o5o sub3roducto a3arecen ta5bi8n dietil8nglicol$ trietil8nglicol y 3oliglicoles su3eriores. 'a5bi8n se ;or5an idratos.
'-'-8- Rea((i0 (o di4etil 9ter Se ;or5an 3olietil8nglicol di5etil 8ter$ e1tensa5ente e53leados co5o disolventes
'-'-:- Rea((i0 (o ADN; ARN < 2rote/as *on el A!& genera ;unda5ental5ente la =,idro1ietil> guanina. 'a5bi8n se 3roduce =, idro1ietil> gunina y 7=,idro1ietil> adenina. l 01ido de etileno es 5utag8nico y
carcinog8nico. Los derivados del 01ido de etileno y en es3ecial los 3olietilenglicoles son co53leta5ente inocuos.
'-8-
Al4a(ea4ieto del 01ido de etileo
Se al5acena bajo 3resi0n con nitr0geno y libre de conta5inantes 4ue catalicen reacciones de car6cter e13losivo
Hay una nor5a es3ec/;ica 3ara su al5acena5iento? MIA2Q,
'-:-
Ca2a(idad 4$dial del 01ido de etileo
La ca3acidad 5undial instalada de 01ido de etileno es ligera5ente su3erior a los %: 5illones de ta$ y se distribuye de la siguiente 5anera?
n A58rica Latina tienen 3lantas "nica5ente Brasil y M81ico. Argentina no 3roduce 01ido de etileno$ siendo 8ste uno de los tantos casos de ausencia de 3roductos 3etro4u/5icos inter5edios en el 6rbol 3etro4u/5ico local. n las siguientes tablas 3ode5os observar la ca3acidad de 3roducci0n$ i53ortaci0n$ e13ortaci0n y consu5o del 01ido de etileno en los di;erentes 3a/ses de A58rica Latina.
ARBOL PETRO=UIMICO
'->- Des(ri2(i0 < es2e(i#i(a(i0 de la 4ateria 2ri4a '->-+- Pro2iedades del etao
'->-'- Pro2iedades del etileo
'->-8- Pro2iedades del aire
Se deno5ina aire a la 5ezcla o5og8nea de gases 4ue constituye la at50s;era terrestre$ 4ue 3er5anecen alrededor del 3laneta 'ierra 3or acci0n de la ;uerza de gravedad. l aire es esencial 3ara la vida en el 3laneta y trans3arente en distancias cortas y 5edias. s una co5binaci0n de gases en 3ro3orciones ligera5ente variables$ co53uesto 3or nitr0geno =R >$ o1/geno =,% >$y otras sustancias =% >$ co5o ozono$ di01ido de carbono$ idr0geno y gases nobles =co5o Kri3t0n y arg0n>.
8- PRODUCCI.N DEL .XIDO DE ETILENO l 01ido de etileno se 3roduce 3or o1idaci0n controlada de etileno =co5busti0n 3arcial>. Sie53re se 3roduce algo de di01ido de carbono y agua =co5busti0n co53leta>
8-+-
Te(olo6/as 2ara la o)te(i0 del 01ido de etileo
1isten di;erentes tecnolog/as 3ara la obtenci0n del 01ido de etileno? •
+1ido de etileno =(> a 3artir de etileno y o1/geno co5o agente o1idante.
•
=Li(esor" Scienti;ic !esign *o53any$ Inc.> +1ido de etileno =(> a 3artir de etileno y o1/geno en un 3roceso de o1idaci0n
•
directa. =Li(esor" Sell International *e5icals B.V.> +1ido de etileno =(> 3or la o1idaci0n directa de etileno utilizando el 3roceso de !o@ Meteor. =Li(esor" )nion *arbide *or3.$ a subsidiary o; 'e !o@ *e5ical
•
*o.> tilenoglicoles =-s> y 01ido de etileno =(> a 3artir de etileno usando o1/geno co5o agente o1idante. = Li(esor" Scienti;ic !esign *o53any$ Inc.>
8-+-+- Prod$((i0 de .1ido de etileo ?EO@ a 2artir de etileo < o1/6eo (o4o a6ete o1idate- ?Li(esor" S(ieti#i( Desi6 Co42a<; I(-@
Des(ri2(i0" etileno y o1/geno en un gas diluyente co53uesto 3or una 5ezcla de 3rinci3al5ente 5etano o nitr0geno junto con el di01ido de carbono y el arg0n se ali5entan a un reactor catal/tico tubular =%>. La te53eratura de reacci0n se controla 5ediante el ajuste de la 3resi0n del va3or 4ue se genera en el lado de la carcasa del reactor y eli5ina el calor de reacci0n. l ( 3roducido se retira del gas de reacci0n 5ediante lavado con
agua =,> des3u8s del interca5bio de calor con el gas de ali5entaci0n del reactor de circulaci0n. Sub3roducto *(, se eli5ina del gas de reacci0n lavada =7$ 9> antes de 4ue se vuelve a co53ri5ir y se devuelve al siste5a de reacci0n cuando las concentraciones de etileno y o1/geno se restauran antes de volver al reactor (. l ( es va3or des3ojado =:> a 3artir de la soluci0n de lavado y se recu3era co5o una soluci0n de agua 56s concentrado =C> 3ara la ali5entaci0n a un siste5a de 3uri;icaci0n ( =$ R>$ donde el 3roducto 3uri;icado est6 co53uesto junto con un 3roducto ( de alde/do alto.
Calidad de 2rod$(to" l 3roducto ( cu53le con las es3eci;icaciones de bajo contenido de alde/do$ % 335 561i5o$ 4ue se re4uiere 3ara la 3roducci0n de derivados del (.
Redi4ieto del 2rod$(to" l rendi5iento de etileno a ( 3uri;icado es %$, Kg 3or Kg de ali5entaci0n de etileno. Ade56s$ una cantidad signi;icativa de glicol de grado t8cnico se 3uede recu3erar 5ediante el 3rocesa5iento de los ;lujos de residuos.
Platas (o4er(iales" *erca de : 3royectos de ( 3uri;icado se an co53letado o est6n siendo diseEados. sto re3resenta una ca3acidad de diseEo total de alrededor de 9 5illones de toneladas 58tricas de ( 3uri;icado con las 3lantas 56s grandes 4ue e1ceden de ,. toneladas 58tricas 3or aEo.
8-+-'- Prod$((i0 de .1ido de etileo ?EO@ a 2artir de etileo < o1/6eo e $ 2ro(eso de o1ida(i0 dire(ta- ?Li(esor" S5ell Iteratioal C5e4i(als B-V-@
Des(ri2(i0" n el 3roceso de o1idaci0n directa$ etileno y o1/geno se 5ezclan con gas de reciclo y se 3asan a trav8s de un reactor catal/tico 5ultitubular =%> 3ara 3roducir selectiva5ente (. )n catalizador es3ecial de alta selectividad 4ue contiene 3lata 4ue a sido 5ejorado signi;icativa5ente en los "lti5os aEos se utiliza. l 5etano se utiliza co5o gas de lastre. l calor generado 3or la reacci0n se recu3era 5ediante agua irviendo a 3resi0n elevada en el lado de la carcasa del reactor el va3or de alta 3resi0n resultante se utiliza 3ara ;ines de calenta5iento$ en varios lugares dentro del 3roceso. ( contenida en el reactor de 3roducto de gases se absorbe en agua =,> y 56s concentrada en un se3arador =7>. 2e4ueEas cantidades de etileno coabsorbido y 5etano se recu3eran del ( en bruto =9> y se reciclan de nuevo al reactor (. l ( crudo se 3uede concentrar 56s en ( de alta 3ureza =:> o enviados a la 3lanta de glicoles =co5o ali5ento
(
agua>.
reactor ( 3roductogas$ des3u8s de la recu3eraci0n ($ se 5ezcla con ali5entaci0n de nuevo a3orte y se devuelve al reactor (. 2arte del gas de reciclo se ace 3asar a trav8s de una soluci0n activada de carbonato =C$ > 3ara recu3erar *(,$ un sub3roducto de la reacci0n
de
(
4ue
tiene
varias
a3licaciones
co5erciales.
La 5ayor/a de las 3lantas de ( se integran con las instalaciones de 3roducci0n de ;ibras de grado 5onoetilenglicol =M->. n una instalaci0n de M- ( tales integrada $ el siste5a de va3or 3uede ser o3ti5izado 3ara a3rovecar 3lena5ente los bene;icios de
catalizador
de
alta
selectividad.
*uando s0lo se re4uiere ( de alta 3ureza co5o 3roducto$ una 3e4ueEa cantidad de M- de grado t8cnico$ inevitable5ente$ es co3roducido.
Redi4ieto" Las 3lantas 5odernas est6n diseEadas t/3ica5ente 3ara o3erar con catalizador ( a una selectividad 5olar cercana al con el catalizador nuevo y el RC R co5o un 3ro5edio de 56s de 7 aEos la vida del catalizador$ lo 4ue resulta en una 3roducci0n 5edia de ( de a3ro1i5ada5ente %$9 toneladas 3or tonelada de etileno. Sin e5bargo$ la tecnolog/a es ;le1ible y la 3lanta 3uede ser diseEado a 5edida 3ara las necesidades del cliente o di;erente tie53o de ;unciona5iento entre ca5bios de catalizador.
Platas (o4er(iales" !esde %:R$ 56s de C 3lantas diseEadas 3or Sell se an encargado o est6n en construcci0n. A3ro1i5ada5ente el 9 de la ca3acidad global de los e4uivalentes de ( se 3roduce en 3lantas diseEadas 3or Sell.
8-+-8- Prod$((i0 de .1ido de etileo ?EO@ 2or la o1ida(i0 dire(ta de etileo $tili%ado el 2ro(eso de Do Meteor- ?Li(esor" Uio Car)ide Cor2-; a s$)sidiar< o# T5e Do C5e4i(al Co-@
Des(ri2(i0" l 2roceso Meteor$ una tecnolog/a de 3ri5era co5ercializada en %9$ es un 3roceso sencillo$ 56s seguro 3ara la 3roducci0n de ($ 4ue tiene 5enores
re4ueri5ientos de inversi0n de ca3ital y costos o3erativos 56s bajos. n el 2roceso de Meteor$ etileno y o1/geno se 5ezclan con gas 5etanolastre de reciclo y se 3asan a trav8s de un solo tren$ reactor 5ultitubular catal/tico =%> 3ara 3roducir selectiva5ente (. l uso de un solo reactor es un eje53lo de c05o el 3roceso de Meteor es una tecnolog/a 56s si53le$ 56s seguro con 5enores costes de inversi0n de las instalaciones. 3lantas co5erciales? !esde %:R$ 56s de C 3lantas diseEadas 3or Sell se an encargado o est6n en construcci0n. A3ro1i5ada5ente el 9 de la ca3acidad global de los e4uivalentes de ( se 3roduce en 3lantas diseEadas 3or Sell. La alta 3roductividad del catalizador es3ecial Meteor ( o;rece e;iciencias 5uy altas durante el ;unciona5iento a altas cargas. l calor generado 3or la reacci0n se retira y se recu3er0 5ediante la ebullici0n directa de agua 3ara generar va3or en el lado de la carcasa del reactor. l calor se recu3era del gas de salida del reactor antes de entrar en el absorbedor de ( =,> en la 4ue ( se li53ia del gas 3or el agua. l agua 4ue contiene ( del absorbedor de ( se concentra 3or destilaci0n =7>. l gas de ciclo 4ue sale del absorbedor es ali5entada a la secci0n 1tracci0n de *(, =9$:> donde el *(,$ 4ue es co3roducido en el reactor de ($ se eli5ina 5ediante la activaci0n del trata5iento de carbonato de 3otasio caliente. l gas de ciclo de *(, consu5ido se recicla 3or la co53resi0n de nuevo al reactor (. La 5ayor/a de las 3lantas de ( se integran con las instalaciones de 3roducci0n de glicol. *uando la 3roducci0n de glicoles$ la corriente de ( =7> es adecuado 3ara ali5entar directa5ente a un 3roceso Meteor glicol. *uando ( es el 3roducto ;inal deseado$ la corriente de ( =7> se 3uede ali5entar a una sola colu5na de 3uri;icaci0n 3ara 3roducir ( de alta 3ureza. ste 3roceso es e1tre5ada5ente ;le1ible y 3uede 3ro3orcionar toda la ga5a de la ga5a de 3roductos entre los glicoles y ( 3uri;icado.
E(oo4/a" l 3roceso re4uiere una 5enor inversi0n de ca3ital y tiene los 56s bajo costos ;ijos debido a la si53licidad del 3roceso y la necesidad 3or 5enos e4ui3os. Menores costos de o3eraci0n ta5bi8n se consiguen a trav8s de la alta 3roductividad del catalizador Meteor ($ 4ue tiene 5uy alta e;iciencias a 5uy altas cargas.
Platas (o4er(iales" )nion *arbide ;ue el 3ri5ero en co5ercializar el 3roceso de o1idaci0n directa de ( en %7. !esde %:9$ %R 3lantas diseEadas 3or )nion *arbide se an 3uesto en 5arca o est6n en construcci0n. 'res 5illones de toneladas de
e4uivalentes de ( 3or aEo =a3ro1i5ada5ente el , de la ca3acidad total 5undial> se 3roducen en las 3lantas diseEadas 3or )nion *arbide.
8-+-:- Prod$((i0 de Etileo6li(oles ?EGs@ < 01ido de etileo ?EO@ a 2artir de etileo $sado o1/6eo (o4o a6ete o1idate- ?Li(esor" S(ieti#i( Desi6 Co42a<; I(-@
A2li(a(i0" 2roducir etilenoglicoles =2-> y 01ido de etileno =(> a 3artir de etileno usando o1/geno co5o agente o1idante. Las 3lantas 5odernas de ( - son unidades alta5ente integrados 4ue ( 3roducidas en el siste5a de reacci0n de ( se 3ueden recu3erar co5o glicoles =M-$ !- y '->
con un co3roducto de ( 3uri;icado$ si se desea. La integraci0n de 3rocesos 3er5ite un i53ortante aorro de utilidades$ as/ co5o la recu3eraci0n de todas las corrientes de 3urga co5o 3roducto de alta calidad$ 4ue de otro 5odo se an recu3erado co5o un 3roducto de grado 5enor. La 3lanta integrada recu3era todo M- co5o 3roducto de ;ibra de grado y ( 3roducto co5o 3roducto de bajo alde/do. La recu3eraci0n total del ( del siste5a de reacci0n es $ con s0lo una 3e4ueEa 38rdida co5o resto de glicol 3esados.
Des(ri2(i0" etileno y o1/geno en un gas diluyente co53uesto 3or una 5ezcla de 3rinci3al5ente 5etano o nitr0geno junto con el di01ido de carbono =*(,> y el arg0n se ali5entan a un reactor catal/tico tubular =%>. La te53eratura de reacci0n se controla 5ediante el ajuste de la 3resi0n del va3or 4ue se genera en el lado de la carcasa del reactor y eli5ina el calor de reacci0n. l ( 3roducido se retira del gas de reacci0n 5ediante lavado con agua =,> des3u8s del interca5bio de calor con el gas de ali5entaci0n del reactor de circulaci0n. l sub3roducto *(, se eli5ina del gas de reacci0n de3urado =7$ 9> antes de 4ue se vuelve a co53ri5ir y se devuelve al siste5a de reacci0n donde las concentraciones etileno y o1/geno se restauran antes de volver al reactor (. l ( es va3or des3ojado =:> a 3artir de la soluci0n de lavado y se recu3era co5o una soluci0n de agua 56s concentrado =C> 4ue es adecuado 3ara uso co5o ali5entaci0n a una 3lanta de glicol =R> o a un siste5a de 3uri;icaci0n de ( =>. La soluci0n de agua des3ojado se en;r/a y se devuelve al de3urador. La ali5entaci0n de la 3lanta glicol junto con cual4uier ( alta alde/do salientes desde la secci0n de 3uri;icaci0n ( se env/an al reactor de glicol => y des3u8s a un tren de 5ulti e;ecto de eva3oraci0n =%$ %%$ %,> 3ara la eli5inaci0n de la 5ayor 3arte del agua de los glicoles. Los glicoles se secan a continuaci0n =%7> y se env/an al tren de destilaci0n glicol =%9$ %:$ %C> cuando los 3roductos de M-$ !- y '- se recu3eran y se 3uri;ican.
Calidad de 2rod$(to" l 3roceso de S! a establecido el est6ndar de la industria 3ara la calidad de la ;ibra de grado M-. *uando ( se 3roduce co5o un co3roducto 4ue cu53le con el re4uisito de baja es3eci;icaci0n de alde/do 561i5o % 335$ 4ue se re4uiere 3ara las unidades de derivados de (.
Redi4ieto" l rendi5iento de etileno a glicoles es de %.R% Kg de glicoles totales 3or Kg de etileno. l rendi5iento de etileno 3ara a4uella 3arte de la 3roducci0n 4ue va a 3uri;icarse ( es de %.7% Kg de ( Kg de 3roducto de etileno.
Platas (o4er(iales" M6s de 3lantas de ( - 4ue utilizan la tecnolog/a S! se an construido. La 3lanta 56s grande del 5undo de M- con una ca3acidad de . toneladas 58tricas anuales de M- se encuentra actual5ente en diseEo y sigue la 3uesta en 5arca de una 3lanta de toneladas 58tricas anuales C$ en octubre de ,9.
8-'- Rea((ioes =$/4i(as 8-'-+- .1ido de Etileo" l 01ido de etileno a sido 3roducido co5ercial5ente a trav8s de dos 58todos b6sicos? el 3roceso de la cloridrina y el 3roceso de o1idaci0n directa.
8-'-+-+-
.1ido de etileo 2or el 2ro(eso de la o1ida(i0 dire(ta"
La o1idaci0n 3arcial del etileno con catalizadores de 3lata es una reacci0n e1ot8r5ica?
2ero est6 aco53aEada 3rinci3al5ente 3or otras dos reacciones secundarias a"n 56s e1ot8r5icas$ 4ue son la co5busti0n total del etileno$ 4ue 3roduce la cantidad 3rinci3al de *(, y la reo1idaci0n del 01ido de etileno?
Los 3rocesos industriales alcanzan una selectividad del C: en 01ido de etileno$ en los 4ue se 3roduce un des3rendi5iento de calor de %%%, Kcal =:7 KJ>5ol etileno. 'eniendo en cuenta el 5ecanis5o de reacci0n$ la selectividad 561i5a 3osible en 01ido de etileno llega s0lo al R. La activaci0n es3ec/;ica del ( , en la su3er;icie 5et6lica de la 3lata es el ;unda5ento 3rinci3al de su actividad catal/tica. 2ri5ero$ el o1/geno se absorbe 5olecular5ente a la 3lata y de esta ;or5a reacciona con el etileno 3ara dar 01ido de etileno. l o1/geno at05ico 4ue se 3roduce no 3uede ;or5ar 56s 01ido de etileno$ sino 4ue 4ue5a el etileno y el 01ido de etileno$ dando *( y H ,(?
Los catalizadores industriales contienen$ en general$ asta un %: en 3eso de Ag en ;or5a de ca3a ;ina de3ositada en un so3orte. 'odas las de56s caracter/sticas es3ec/;icas 3ertenecen a la 3ericia de las e53resas$ 4ue deter5inan en conjunto las di;erencias tecnol0gicas en 4ue se basan los distintos 3rocesos. La actividad y el co53orta5iento selectivo de los catalizadores est6n in;luidos 3rinci3al5ente 3or el 58todo de 3re3araci0n$ la clase de so3orte y sus 3ro3iedades ;/sicas$ as/ co5o 3or 3osibles 3ro5otores o activadores. n todos los 3rocesos se utilizan inibidores 3ara 3revenir la o1idaci0n total. 2ara ello$ se e53lea 3rinci3al5ente %$,dicloroetano$ 4ue se aEade a la 5ezcla de reacci0n en cantidades de unas 335. l cloro at05ico$ 3rocedente de la o1idaci0n del H*I de la desidrocloraci0n del %$,dicloroetano$ i53ide la disociaci0n at05ica del o1/geno y con ello la reacci0n de co5busti0n en *( , y H,(.
8-'-+-'-
.1ido de etileo 2or el 2ro(eso de la (lor5idria"
Aun4ue a3enas se utiliza oy con el etileno$ el 3roceso de la cloridrina$ en dos eta3as$ 3ara la e3o1idaci0n de ole;inas in;eriores se sigue utilizando 3ara el 3ro3eno. 'ranscurr/a a trav8s de la cloridrina de etileno$ co5o 3roducto inter5edio 4ue no se aislaba y 4ue 3or calenta5iento con cal a3agada se trans;or5aba en 01ido de etileno?
La selectividad en 01ido de etileno alcanzaba a3ro1i5ada5ente el R =* ,H9> y era$ 3or tanto$ satis;actoria. !e todas ;or5as se 3erd/a 3r6ctica5ente todo el cloro. 2or cada % Kg. de 01ido de etileno se ;or5aban %%: Kg. de %$,dicloroetano$ Kg. de ,$,T diclorodietil8ter y unos 77: Kg. de *a*I ,. Las causas 3rinci3ales de ca5biar este 3roceso 3or una o1idaci0n directa$ ;ueron la gran cantidad de 3roductos 4u/5icos necesarios y$ es3ecial5ente$ el alto 3recio del cloro 4ue tanto in;luye en el costo total$ as/ co5o ta5bi8n la considerable conta5inaci0n de las aguas residuales.
8-'-'- Etile6li(ol l etilenglicol general5ente designado si53le5ente glicol es el 3roducto derivado del 01ido de etileno 56s i53ortante. l etilenglicol se obtiene 3or adici0n de agua al 01ido de etileno.
n el 3roceso industrial$ el 01ido de etileno se ace reaccionar con unas diez veces en e1ceso 5olar de agua en ;ase l/4uida a 3resi0n nor5al y :* en 3resencia de un catalizador 6cido =3or eje53lo$ $:%$ H ,S(9>$ o a %9 asta ,7* y ,9 bar sin catalizador. La obtenci0n de etilenglicol tiene lugar casi e1clusiva5ente en un reactor aco3lado a la o1idaci0n directa del etileno. La disoluci0n acuosa resultante de glicol bruto se encuentra 3or eva3oraci0n asta 3r01i5o el y se ;racciona 3or destilaci0n en varias colu5nas de destilaci0n al vac/o.
A 3esar del gran e1ceso de agua la selectividad en 5onoetilenglicol es sola5ente de un . Al 3ro3io tie53o se obtiene un de diglicol$ un % de triglicol y etilenglicoles
su3eriores. l rendi5iento total llega al :C. Las e1igencias de 3ureza var/an seg"n el e53leo a 4ue se destine el glicol 3ara obtenci0n de 3oli8steres se 3ro3orciona de calidad es3ecial5ente alta =3ureza del $ en 3eso>.
8-8- E#e(to de las Varia)les Ter4odi74i(as < Ci9ti(as8-8-+- .1ido de Etileo" Varia)les Ter4odi74i(ass una reacci0n e1ot8r5ica$ 3or lo tanto es una reacci0n 4ue se ;avorece a bajas te53eraturas. Se debe de controlar el calor de reacci0n. Si el n"5ero de 5oles de los reactivos es 5ayor 4ue el n"5ero de 5oles de los 3roductos la reacci0n se ;avorece a alta 3resi0n.
Varia)les (i9ti(asSe utiliza un catalizador a base de 3lata so3ortado en s/lice al"5ina o solo al"5ina. Los catalizadores se dividieron ist0rica5ente en dos gru3os$ a4uellos 4ue o;rec/an altos niveles de conversi0n$ lla5ados catalizadores de alta actividad y catalizadores de alta e;iciencia. 1isten actual5ente catalizadores lla5ados de alta 3roductividad 4ue o;recen a la vez alta e;iciencia y altos niveles de conversi0n$ siendo un catalizador de la e53resa !o@ *e5icals =Meteor 2rocess> el 3ri5ero en esta categor/a$ 3er5itiendo el desarrollo de 3lantas de gran 5agnitud ca3aces de o3erar con un solo reactor. Seg"n la bibliogra;/a la selectividad de la reacci0n de s/ntesis de (1ido de tileno e53leando (1/geno co5o agente o1idante y catalizadores convencionales de 2lata so3ortados en al"5ina es de R a3ro1i5ada5ente$ 5ientras 4ue la conversi0n alcanzada 3ro5ete un valor de ,C. SelectividadN 9 5oles de 01ido de etileno: 5oles de etileno N R. Se tiene una conversi0n de etileno alrededor de %7
8-8-'- Etile6li(ol" Varia)les ter4odi74i(ass una reacci0n endot8r5ica$ 3or lo 4ue se ;avorece a altas te53eraturas. La relaci0n H,( N ,:%
Varia)les (i9ti(as&o re4uiere de catalizador. A altas te53eraturas se ;avorece la velocidad de reacci0n.
:- USOS DEL .XIDO DE ETILENO ETILENGLICOL :-+- Prod$(tos derivados del 01ido de etileo l 01ido de etileno$ co5o tal$ es tan s0lo de a3licaci0n li5itada$ 3or eje53lo$ co5o insecticida en silos de cereales$ co5o esterilizante y co5o inibidor de la ;er5entaci0n. Su destacada i53ortancia reside en la reactividad del anillo o1irano$ 4ue lo trans;or5a en sustancia clave 3ara la obtenci0n de 5"lti3les 3roductos inter5edios y acabados. l 3rinci3io de las reacciones secundarias del 01ido de etileno se basa en la a3ertura e1ot8r5ica del anillo de tres 5ie5bros 3or reactivos nucle0;ilos$ co5o agua$ alcooles$ a5oniaco$ a5inas$ 6cidos carbo1/licos$ ;enoles o 5erca3tanos con ;or5aci0n de 3roductos eto1ilados. n general$ cuando reacciona con un co53uesto org6nico$ ace 4ue au5ente su solubilidad en agua 3or la adici0n del gru3o idro1ietilo. La velocidad de reacci0n se 3uede au5entar catal/tica5ente$ tanto 3or 6cidos co5o 3or bases. Sie53re 4ue no se trabaje a alta te53eratura y 3resi0n sin catalizadores$ se 3re;ieren los catalizadores 6cidos$ co5o 6cidos 5inerales o ca5biadores 6cidos de iones. 2uesto 4ue el 3roducto 3ri5ario de adici0n 3osee un gru3o idr01ilo reactivo$ 3uede adicionarse de nuevo al 01ido de etileno. Se ;or5an as/ 3rogresiva5ente ditri y 3olieto1ilados. Si se 3re;iere obtener el 3roducto de 5onoeto1ilaci0n$ se debe e53lear 01ido de etileno 3or de;ecto.
n la tabla siguiente se indican los reactivos 56s i53ortantes 4ue se unen al 01ido de etileno$ sus 3roductos de reacci0n 56s i53ortantes y otros 3roductos derivados?
Rea(tivos
Prod$(tos de rea((i0
Prod$(tos derivados
Agua
tilenglicol
-lio1al$ !io1olano
!ietilenglicol
!io1ano
2olietilenglicoles Alcoil;enoles
2olieto1ilatos
Alcooles grasos Ucidos grasos A5inas grasas A5oniaco Monoetanola5ina
tileni5ina
!ietanola5ina
Mor;olina
'rietanola5ina Alcooles #*H,(H
-licol5onoalcoileter
-licoldialcoileter
# N H$ *H 7$ n*7H
:-'-
!iglicol5onoalcoileter
steres de glicol5onoalcoileter
A2li(a(ioes del etile6li(ol
l etilenglicol tiene dos ca53os de a3licaci0n 3rinci3ales? co5o anticongelante del circuito de re;rigeraci0n de los 5otores y co5o diol 3ara la obtenci0n de 3oli8steres. l 3roducto 56s i53ortante$ el tere;talato de 3olietileno =2'>$ se e53lea 3rinci3al5ente 3ara la ;abricaci0n de ;ibras$ aun4ue ta5bi8n 3ara l65inas y resinas. La a3licaci0n del etilenglicol en estos dos ca53os de3ende del 3a/s y es 5uy distinta. n los .)).$ desde ace tie53o$ 56s del : es 3ara el sector de los anticongelantes =v8ase la tabla del 5argen>. A causa de la tendencia acia los 5otores 3e4ueEos y a la 5ayor duraci0n de los intervalos entre ca5bio de anticongelante$ dis5inuye la 3ro3orci0n acia estos 3roductos y se es3era 4ue en %R se igualar6n los consu5os de etilenglicol 3ara anticongelantes y 3ara 3oli8steres. n uro3a occidental$ en %$ el re3arto del consu5o de etilenglicol era de s0lo el 7C 3ara anticongelantes y el 9 3ara 3oli8steres en el Ja30n$ 3or el contrario$ s0lo es el %, 3ara anticongelantes y$ en ca5bio$ el % 3ara 3oli8steres. Los 3olietilenglicoles =etilenglicoles su3eriores> se usan solos o esteri;icados$ de3endiendo de su 3eso 5olecular$ co5o l/4uidos 3ara ;renos$ 3lasti;icantes o lubri;icantes. Ade56s$ se usan 3ara la obtenci0n de 3oliuretanos y de resinas 3oli8ster. )na 3e4ueEa 3arte del etilenglicol se destina a 3roductos derivados.
:-8-
Prod$(tos derivados" 6lio1al; dio1olao; +;:dio1ao
!e los 3roductos derivados del etilenglicol$ los 56s i53ortantes 3ara la industria son? el glio1al$ dio1olano =%$7dio1aciclo3entano> y %$9dio1ano. l glioxal se obtiene del glicol 3or o1idaci0n en ;ase gaseosa con aire a unos 7* en 3resencia de catalizadores de Ag o de *u$ con adici0n de 3e4ueEas cantidades de
co5binaciones alogenadas$ co5o inibidores de la o1idaci0n total$ con rendi5ientos de asta el ?
(tra 3osibilidad de obtenci0n es la o1idaci0n de acetalde/do con 6cido n/trico sin catalizadores o ta5bi8n en 3resencia de sales 5et6licas$ co5o catalizadores. Se realiza con n/trico del C bajo condiciones cuidadosas y 9*. *o5o 3roductos secundarios se ;or5an ta5bi8n 6cido glic0lico$ o16lico$ ac8tico y ;0r5ico y ta5bi8n co5o un % de 6cido glio1/lico. Si se au5enta la te53eratura y la concentraci0n de 6cido n/trico$ se ;avorece la o1idaci0n acia la ;or5aci0n de 6cido glio1/lico$ 4ue sirve 3ara la obtenci0n de vainilla$ etilvanillina y alanto/na en cantidades industriales. La disoluci0n acuosa de glio1al se 3uri;ica 3or 5edio de ca5biadores de iones. l glio1al 3uro es inestable. 2or ello se usa en ;or5a de disoluci0n acuosa al 79 o co5o idrato s0lido con un contenido de glio1al del R.
El 6lio1al se e53lea a causa de la reaccionabilidad de sus dos gru3os alde/do ;rente a co5binaciones 3oli;uncionales con gru3os idr01ilos o a5ino$ es3ecial5ente 3ara reacciones de condensaci0n y de reticulaci0n$ co5o$ 3or eje53lo$ con urea o sus derivados$ con al5id0n$ celulosa algod0n$ case/na o cola ani5al$ as/ co5o 3ara acabados te1tiles y del 3a3el. Dioxolano
=%$7dio1aciclo3entano> es otro de los derivados del glicol e53leado
industrial5ente. Se 3uede obtener 3or reacci0n del glicol con ;or5alde/do$ catalizada 3or 3rotones en 5edio acuoso?
!e la 5ezcla de reacci0n se destila el azeotro3o dio1olanoagua$ y 3or e1tracci0n$ 3or eje53lo$ con cloruro de 5etileno$ se a/sla el dio1olano de la ;ase acuosa. l dio1olano encuentra a3licaci0n an6loga a la del 01ido de etileno co5o co5on05ero en la 3oli5erizaci0n del trio1ano a co3ol/5eros del 3olio1i5etileno.
l dio1olano 3osee un 3oder disolvente considerable$ se5ejante al del tetraidro;urano. *o5o co53uesto acet6lico 5uestra una 5enor tendencia a la ;or5aci0n de 3er01idos 4ue el 8ter c/clico$ 3ero ;rente a esta ventaja tiene la labilidad del enlace acet6lico en 5edio 6cido acuoso.
+;:Dioxano se obtiene 3or desidrataci0n de glicol o diglicol?
2ara ello se ace actuar sobre el 3roducto e53leado 6cido sul;"rico diluido u otro 6cido ;uerte a %:%C* con destilaci0n si5ult6nea del dio1ano ;or5ado. (tros dos 3rocesos distintos acen reaccionar cloridrina etil8nica o ,$,diclorodietil8ter con &a(H$ con eli5inaci0n de *IH y ciclizaci0n. l %$9dio1ano se 3uede ta5bi8n obtener 3or calenta5iento de 01ido de etileno con un 3oco de sul;"rico o ;os;0rico concentrados?
l dio1ano es un valioso disolvente 3ara los 8steres de celulosa y 8teres de celulosa$ as/ co5o ta5bi8n de aceites y resinas. *o5o 8ter c/clico ;or5a sales de o1onio y co53lejos$ 3or eje53lo$ con Br , o con S( 7$ 4ue tienen 5uco inter8s en 4u/5ica 3re3arativa.
:-:-
Polieto1ilatos
s la serie de 3roductos derivados del 01ido de etileno$ ocu3an el segundo 3uesto los 3roductos 3olieto1ilados de los alcoil;enoles$ alcooles grasos$ 6cidos grasos y a5inas ali;6ticas$ 3or la cantidad 4ue de ellos se obtienen. 2or trans;or5aci0n con % a 7 5oles de 01ido de etileno$ los 3roductos de 3artida 3ierden su car6cter idr0;obo y se trans;or5an en 3roductos de gran a3licaci0n industrial$ cuya idr0;ila es ;unci0n del n"5ero de unidades de 01ido de etileno 4ue contiene. )na solubilidad en agua insu;iciente 3or contener 5enos de cinco unidades de 01ido de etileno 3uede 5ejorarse
3or esteri;icaci0n con sul;"rico del idr01ido ;inal$ obteni8ndose los deno5inados 8teres sul;atos. La adici0n del 01ido de etileno tiene lugar industrial5ente$ 3or lo general$ a 3resi0n de algunos bars y en 3resencia de catalizadores b6sicos co5o el &a(Ac o &a(H a %, ,,*. 2or lo general$ la eto1ilaci0n se realiza discontinua5ente en calderas con agitaci0n o en a3aratos de circulaci0n c/clica. Los 3roductos de eto1ilaci0n an encontrado e53leo co5o sustancias tensoactivas no i0nicas$ con 3oca ;or5aci0n de es3u5a$ co5o detergentes y u5ectantes$ as/ co5o e5ulgentes y dis3ersantes. As/ en %9 se utilizaron unas %R, toneladas de alcooles lineales eto1ilados en la industria y 3ara uso do58stico en los .)). La valoraci0n de estos 3roductos$ desde el 3unto de vista de su a53lio e53leo$ a sido in;luida 3or el i53ortante criterio 4ue reside en su biodegradabilidad. s bien conocido 4ue los alcoil;enoleto1ilatos son biol0gica5ente resistentes$ 5ientras 4ue los eto1ilatos de alcooles grasos se degradan biol0gica5ente con 5ayor ;acilidad. 2ero ay 4ue acer notar 4ue aun cuando la 3orci0n idr0;oba del eto1ilato de alcool graso se degrada bien$ en ca5bio la 3arte idr0;ila$ el 3oli8ster$ cuando au5enta la longitud de la cadena$ resulta 56s di;/cil degradarlo.
:->-
Etaola4ias < derivados
l 01ido de etileno reacciona e1ot8r5ica5ente con a5oniaco en disoluci0n acuosa al , 7$ a C%:* y 7%: bars$ con una gran selectividad$ ;or5ando una 5ezcla de las tres etanola5inas te0rica5ente 3osibles?
A 3resi0n y a unos %*$ en 3resencia de una sal de trietanola5ina se 3uede llegar asta la base cuaternaria. La co53osici0n del 3roducto de reacci0n 3uede variarse 3or di;erentes 3ro3orciones de a5oniaco y 01ido de etileno. *uanto 5ayor es el e1ceso de a5oniaco$ tanto 56s alto es el contenido en 5onoetanola5ina?
2ro3orci0n 5olar
2ro3orci0n de
selectividad
Mono
!i
'rietanola5ina
%?%
:
,%
9
%?%
%,
,7
C:
&H7
?
(
'abla. tanola5ina a 3artir de &H 7 y 01ido de etileno a 79* y %$: bar.
La elevada 3ro3orci0n de trietanola5ina cuando se e53lean cantidades e4ui5oleculares de los reactivos$ 3one de 5ani;iesto 4ue la reacci0n 3ri5aria con &H 7 es 56s lenta 4ue las reacciones sucesivas siguientes? *o5o 3roductos secundarios 3ueden resultar eto1ilatos 3or la reacci0n del 01ido de etileno con los gru3os (H de la trietanola5ina. Las etanola5inas son 3roductos industriales valiosos 4ue sirven$ sobre todo$ 3ara la obtenci0n de detergentes 3or reacci0n de 6cidos grasos a %9%C* con el gru3o a5ino o el idr01ilo 3ara dar a5idas etan0licas o 8steres a5inados o 3or reacci0n 3or a5bos lados ta5bi8n 8steres a5/dicos de 6cidos grasos en 3ro3orciones variables. Ade56s$ las etanola5inas se 3ueden e53lear directa5ente co5o bases d8biles 3ara la 3uri;icaci0n industrial de gases 3or se3araci0n de gases 6cidos$ co5o el SH , y el *( ,. A causa de su suave reacci0n b6sica$ las etanola5inas son 5uy e53leadas en la ;abricaci0n de cos58ticos$ co5o constituyentes de jabones y cre5as. Al contrario 4ue en los detergentes a4u/ s0lo est6n co5o sales de los 6cidos grasos. 'a5bi8n sirven$ ade56s$ 3ara s/ntesis org6nicas de eterociclos. Las ci;ras de 3roducci0n de los 3a/ses industriales 56s i53ortantes asta aora conocidas se encuentran reunidas en la tabla del 5argen.
A 3artir de dietanola5ina$ 3or desidrataci0n con sul;"rico del y ciclizaci0n$ se obtiene 5or;olina$ 4ue es un disolvente y un 3roducto inter5edio?
La etileni5ina es otro 3roducto inter5edio i53ortante en la industria$ 4ue se 3uede obtener de la 5onoetanola5ina. Los 3rocesos industriales actual5ente a3licados 3ara su obtenci0n$ general5ente son en dos eta3as. 2ri5ero se esteri;ica la etanola5ina con sul;"rico del : a βa5inoetilsul;"rico?
l se5i8ster se disocia en la segunda eta3a 3or calenta5iento con cantidades este4uio58tricas de &a(H a ,,,:* y :R bars$ con lo 4ue se 3roduce la ciclaci0n a i5ina y se ;or5a sul;ato s0dico?
Si la ;or5aci0n de i5ina tiene lugar 3or ;lujo a trav8s de un tubo de reacci0n$ se 3uede regular el tie53o de 3er5anencia en el 5is5o a 9% segundos$ con lo cual se 3ueden evitar las reacciones secundarias$ co5o$ 3or eje53lo$ la ;or5aci0n de 3ol/5eros de la etileni5ina. La selectividad en etileni5ina alcanza entonces el RR: =etanola5ina>. 2rocesos de obtenci0n de etileni5ina se5ejantes al descrito an sido a3licados 3or la Hoecst y la BASF. 2or un 3roceso de la !o@ la etileni5ina se obtiene 3or reacci0n de %$,dicloroetano con &H 7 en 3resencia de *a($ a3ro1i5ada5ente a %*?
n la obtenci0n$ al5acena5iento y trans;or5aci0n de la etileni5ina$ deben tenerse en cuenta su alta to1icidad y su ;6cil tendencia a 3oli5erizar$ 4ue en 3resencia de 3e4ueEas cantidades de sustancias 6cidas 3uede ocurrir es3ont6nea5ente. La etileni5ina se trans;or5a 3rinci3al5ente en 3olietileni5ina 4ue se e53lea en la industria del 3a3el co5o sustancia au1iliar. Sirve ta5bi8n co5o 3roducto inter5edio 3ara s/ntesis$ co5o$ 3or eje53lo$ 3or reacci0n con isocianatos$ 4ue dan lugar a ureas.
:-,-
teres 6li(0li(os
l 01ido de etileno tiene otra i53ortante a3licaci0n 3or su reacci0n con alcooles 3ara dar 5onoalcoil8teres del glicol?
Los alcooles 56s e53leados en esta reacci0n son 5etanol$ etanol y nbutanol. l 3roceso industrial es se5ejante a la idrataci0n del 01ido de etileno$ con la di;erencia de 4ue general5ente se usan catalizadores b6sicos$ tales co5o idr01idos alcalinos o sus corres3ondientes alcoolatos o ta5bi8n AI ,(7. A 3esar de e53lear un gran e1ceso de alcool se 3roducen$ en general$ reacciones secundarias 4ue dan lugar a di$ tri y 3olietilenglicol5onoalcoil8teres. l etilenglicol 5onoetil8ter se obtiene$ 3or eje53lo$ a %%* y unos %%: bars. Los 5onoalcoil8teres del etilenglicol se e53lean con distintos no5bres co5erciales$ co5o *ellosolve �$ *arbitol�y !o@anol�$ en 5ucos ca53os de actividad$ co5o$ 3or eje53lo$ disolventes de 3inturas$ co5o co53onentes de los l/4uidos de ;renos 4ue deter5inan su viscosidad$ co5o e5ulgentes 3ara aceites 5inerales y vegetales$ as/ co5o 3ara la 3re3araci0n de 3asta 3ara bol/gra;os y tintas de i53renta. Las ci;ras de 3roducci0n de 8teres de glicol en Ale5ania occidental y Ja30n asta aora conocidas se re"nen en la tabla del 5argen. Las ci;ras 3ara .)). corres3onden a etilenglicol5onoetil8ter sola5ente. 2or eteri;icaci0n o esteri;icaci0n del segundo gru3o (H libre en los 5onoglicol8teres se obtienen otros disolventes industriales 5uy i53ortantes$ inertes$ a3r0ticos. !e estos los 56s i53ortantes son los di5etilglicoles$ co5o el di5etilglicol =-ly5e �> y el di5etildiglicol =!igly5e�>.
Los dialcoil8teres del etilenglicol$ ti3i;icados 3or el di5etil8ter$ se obtienen en su 5ayor/a 3or 3rocesos en dos eta3as. n la 3ri5era$ el 5onoalcoil8ter se trans;or5a con &a(H y eli5inaci0n del agua ;or5ada en alcoolato?
n la segunda eta3a se eteri;ica el alcoolato s0dico con cloruro de alcoilo$ general5ente con *H7*I o con di5etilsul;ato?
n lugar de este 58todo de obtenci0n con cantidades este4uio58tricas de cloro alcoilderivado e idr01ido s0dico$ 4ue es tedioso y caro$ se a encontrado otro 5ejor 3ara la obtenci0n de etilenglicoldi5etil8ter. Seg"n 8ste$ se ace reaccionar 3ri5ero el 5ono5etil8ter con ;or5alde/do catalizado 3or 3rotones 3ara dar acetales del ;or5ol$ 4ue des3u8s 3or idrogen0lisis$ con un catalizador es3ecial de &i$ 3roduce cantidades e4ui5oleculares de 5ono5etil8ter y di5etil8ter$ de los corres3ondientes 5ono$ di$ tri o etilenglicoles su3eriores?
l 5ono5etil8ter resultante entra de nuevo a 3roducir el acetal del ;or5alde/do$ de ;or5a 4ue resulta la ecuaci0n su5a siguiente?
Los etilenglicoldialcoil8teres se e53lean co5o disolventes es3eciales 5uy inertes y a3r0ticos 3ara reacciones con derivados organo5et6licos$ co5o$ 3or eje53lo$ reacciones de -rignard o en el do5inio de la 4u/5ica del boro$ as/ co5o 3ara la ;abricaci0n de 3inturas de 3oliuretano. Mezclas de 3olietilenglicoldi5etil8teres$ *H 7=(*H,*H,>n(*H7$ con unas cuatro asta siete unidades de o1ietilenos$ se e53lean co5o 5edios de
