Origen y evolución de los hidrocarburos aromático (BTX)

      Lo que en la industria petroquímica se conoce como hidrocarburos aromáticos, bajo la

denominación de fracción BTX, es un conjunto de moléculas que podríamos considerar

como derivados básicos de benceno y formado por benceno, tolueno, orto-xileno, meta-

xileno, para-xileno y etil-benceno. Desde un punto de vista histórico, este conjunto de

moléculas formaron parte fundamental de la fracción ligera del alquitrán producido en la

destilación seca de la hulla y recibieron la denominación genérica de aromáticos,

constituyendo la materia prima básica de la industria Carbo química.

      Hacia finales de los años 40, tiene lugar en EE.UU. la primera obtención de

hidrocarburos aromáticos procedentes del petróleo al inventarse el reformado catalítico de

naftas; con esta tecnología se

buscaba elevar el número de octano que exigían las gasolinas de aviación. Había nacido la

moderna petroquímica basada en naftas del petróleo y procesos catalíticos. La progresión

de la petroquímica es tan rápida que ya en los años 60 se asiste a la práctica desaparición,

por conversión de materias primas, de la antes poderosa industria Carbo química.

Actualmente, la petroquímica basada en naftas de petróleo aporta más del 96% de la

producción mundial de BTX.

Planta de aromáticos BTX

      En 1988 se inició en la refinería El Palito, de Petróleos de Venezuela, la construcción

de un complejo de Aromáticos para surtir a la industria petroquímica a la industria

petroquímica nacional de Benceno, Tolueno, Ortolxileno y Copesol (BTM).

      El proyecto contempló la modernización y el incremento de la capacidad de las

unidades de hidrotratamiento y reformación catalítica de la Refinería El Palito, la

construcción de una unidad de extracción y fraccionamiento de aromáticos y otra de

fraccionamiento de xilenos además de las unidades de isomerización de xilenos y de

hidrodesalquilación térmica, y finalmente las facilidades que ofrecerán las infraestructuras

de almacenamiento y despacho de buques y camiones cisternas.

      Entre los hidrocarburos aromáticos más importantes se encuentran todas las hormonas y

vitaminas, excepto la vitamina C; prácticamente todos los condimentos, perfumes y tintes

orgánicos, tanto sintéticos como naturales; los alcaloides que no son alicíclicos (ciertas

bases alifáticas como la putrescina a veces se clasifican incorrectamente como

alcaloides), y sustancias como el trinitrotolueno (TNT) y los gases lacrimógenos. Por otra

parte los hidrocarburos aromáticos suelen ser nocivos para la salud, como los llamados

BTEX, benceno, tolueno, etilbenceno y xileno por estar implicados en numerosos tipos de

cáncer o el alfa-benzopireno que se encuentra en el humo del tabaco, extremadamente

carcinógenico igualmente, ya que puede producir cáncer de pulmón.

Complejo aromático.

      En el complejo aromáticos se produce fundamentalmente Benceno, Tolueno y xileno

(BTX) mediante un proceso de transformación química de hidrocarburos en presencia de

hidrógeno, denominado "Reforming".

      El proceso toma lugar a alta temperatura 450º a 530 °C a presiones entre 3.5 a 40 atm

dependiendo de la tecnología. El componente clave de este proceso es un catalizador

compuesto principalmente de un soporte de alumina recubierta con platino. Nuestro

proceso se conoce como Magnaforming de tecnología Arco-Engelhard.

      La materia prima que usa el complejo Aromáticos de Petroquímica La Plata es nafta

virgen provista por las refinerías de La Plata y Luján de Cuyo de Mendoza ambas de

Repsol YPF.

      De estas naftas se utiliza una fracción intermedia denominada Corte Corazón, el cual se

obtiene por fraccionamiento en dos columnas de destilación. A esta sección se la denomina

pre-fraccionamiento.

      El corte corazón posteriormente es purificado de contaminantes en otro proceso

posterior: HDS donde se eliminan fundamentalmente los compuestos de azufre y nitrógeno

por ser ellos venenos del catalizador de platino.

      Luego entramos en una serie de 4 reactores rellenos con el catalizador de platino

(proceso Magnaforming), donde las reacciones de reformado toman lugar.

      Las reacciones básicamente conducen a la producción de BTX. Los compuestos más

refractarios (parafinas livianas) permanecen sin reaccionar y son aprovechadas

parcialmente para la producción de solventes. El resto se vende para la producción de

olefinas a unidades de steam cracking por ser su composición muy apropiada para este

ultimo proceso.

      Es muy difícil de separar al BTX de las parafinas por simple destilación ya que los

puntos de ebullición de los diferentes compuestos se cruzan.

      Para obviar este inconveniente primero se separan las parafinas y nafténicos sin

reaccionar de los aromáticos por extracción con solvente. En nuestro caso se utiliza un

proceso basado en el solvente Sulfolane cuya afinidad por los hidrocarburos aromáticos es

muy superior a la que tiene por las parafinas, por lo tanto de este proceso se obtienen dos

corrientes:

        • De extracto conteniendo el BTX

        • De refinado conteniendo las parafinas

      El solvente se recupera por fraccionamiento y vuelve al sistema.

      Una vez separadas las parafinas de los aromáticos, se utiliza la destilación para separar

los aromáticos entre sí, aprovechando la gran diferencia de puntos de ebullición que existe

entre ellos.

      Los xilenos están compuestos de una mezcla en equilibrio entre: metaxileno paraxileno

ortoxileno Es muy fácil separar el ortoxileno de los demás xilenos por ser el más pesado de

mayor punto de ebullición, pero los puntos de ebullición del meta y el paraxileno son tan

próximos que es imposible separarlos por destilación. Afortunadamente sí presentan

grandes diferencias en sus puntos de congelación por lo cual es esta propiedad la que se

utiliza para la separación del paraxileno del metaxileno. El proceso se denomina

cristalización y toma lugar a temperaturas sub-cero. De este proceso se obtiene paraxileno

de alta pureza materia prima básica para la producción de poliesters.

      Dado que el metaxileno está en exceso y la demanda de paraxileno es muy superior , se

dispone de un proceso de Isomerización que transforma el exceso de metaxileno en

paraxileno y ortoxileno extinguiéndose prácticamente todo el metaxileno.

Otros productos

      El complejo también produce Ciclohexano el cual presenta normalmente una muy

buena contribución marginal.

      El ciclohexano es la materia prima para la producción de caprolactama producto

intermedio con el cual se obtienen el Nylon 6.

      La materia prima para el ciclohexano es el benceno. La capacidad de la planta de

ciclohexano es superior a la producción del benceno por reformación primaria, pero la

planta tiene una gran versatilidad lo que permite que parte del tolueno, el producto de

mayor producción, mediante un proceso denominado "THDA" hidrodesalquilación térmica

lo convierta en benceno y metano. El benceno se transforma en ciclohexano adicional o se

vende como tal, dependiendo de los precios relativos del mercado.

      El refinado se empleará para la obtención de solventes por destilación directa e

hidrogenación de aromáticos remanentes en algunos casos.

      También se pueden extraer por un proceso de absorción y desorbción sobre tamices

moleculares las normales parafinas de las parafinas ramificadas de mayor tamaño. Las

cadenas lineales pueden penetrar en las cavidades de una zeolita de tamaños de poros

específicos, no así las parafinas ramificadas. Se producen así n-hexano y n-heptano.

      Otros productos obtenidos en este complejo son: el LPG y el aguarrás este último

derivado de nafta pesada.