El buteno , también conocido como butileno , es un alqueno con la fórmula C 4 H 8 . La palabra buteno puede referirse a cualquiera de los compuestos individuales. Son gases incoloros que están presentes en el petróleo crudo como un constituyente menor en cantidades que son demasiado pequeñas para una extracción viable. Por lo tanto, el buteno se obtiene mediante craqueo catalítico de hidrocarburos de cadena larga que quedan durante el refinado del petróleo crudo. El craqueo produce una mezcla de productos, y el buteno se extrae de esta mediante destilación fraccionada . [1]
El buteno se puede utilizar como monómero para el polibuteno , pero este polímero es más caro que las alternativas con cadenas de carbono más cortas, como el polipropileno . Por lo tanto, el polibuteno se utiliza en aplicaciones más especializadas. Los butenos se utilizan más comúnmente para hacer copolímeros (mezclados con otro monómero como el etileno).
Los butenos son componentes principales de los refinados , las fracciones C4 en el procesamiento del petróleo. Los refinados que contienen butadieno se consideran cancerígenos y mutagénicos. [2] Pueden utilizarse como materias primas para un procesamiento posterior o como combustible industrial. A veces se mezclan con GLP para usos no industriales, pero generalmente está prohibido. [3]
Entre las moléculas que tienen la fórmula química C 4 H 8, cuatro isómeros son los alquenos . Estos cuatro hidrocarburos tienen cuatro átomos de carbono y un doble enlace en sus moléculas , pero tienen estructuras químicas diferentes . Los nombres IUPAC y comunes, respectivamente, de estos compuestos químicos son:
En las estructuras químicas anteriores, los pequeños números azules en las imágenes de la estructura son la numeración de los átomos en la cadena principal de las moléculas. Otros compuestos orgánicos tienen la fórmula C 4 H 8 , a saber, ciclobutano y metilciclopropano , pero no son alquenos y no se incluyen en el nombre de buteno . También hay alquenos cíclicos con cuatro átomos de carbono en total, como el ciclobuteno y dos isómeros del metilciclopropeno , pero no tienen la fórmula C 4 H 8 y no se analizan aquí.
Estos cuatro isómeros son gases a temperatura y presión ambiente , pero se pueden licuar bajando la temperatura o aumentando la presión sobre ellos, de manera similar al butano presurizado . Estos gases son incoloros, tienen olores característicos y son altamente inflamables . Aunque no están presentes de forma natural en el petróleo en altos porcentajes, se pueden producir a partir de productos petroquímicos o mediante craqueo catalítico del petróleo . Aunque son compuestos estables, los dobles enlaces carbono-carbono los hacen más reactivos que los alcanos similares , que son compuestos más inertes en varios sentidos.
Debido a los dobles enlaces, estos alquenos de 4 carbonos pueden actuar como monómeros en la formación de polímeros , además de tener otros usos como intermediarios petroquímicos . Se utilizan en la producción de caucho sintético . El but-1-eno es una alfa-olefina lineal o normal y el isobutileno es una alfa-olefina ramificada. En un porcentaje bastante bajo, el but-1-eno se utiliza como uno de los comonómeros, junto con otras alfa-olefinas, en la producción de polietileno de alta densidad y polietileno lineal de baja densidad . El caucho de butilo se fabrica mediante polimerización catiónica de isobutileno con aproximadamente un 2 - 7% de isopreno . El isobutileno también se utiliza para la producción de metil terc -butil éter ( MTBE ) e isooctano , los cuales mejoran la combustión de la gasolina .
Los butenos están presentes de forma natural en el petróleo crudo , aunque en pequeñas cantidades que hacen que la extracción directa sea económicamente inviable. En cambio, estos valiosos compuestos se obtienen principalmente mediante un proceso llamado craqueo catalítico . Este método industrial implica la descomposición de cadenas de hidrocarburos más largas, que son subproductos menos valiosos del refinado del petróleo crudo, en moléculas más cortas y útiles como el buteno.
El proceso de craqueo catalítico produce una mezcla de diversos hidrocarburos. Para aislar el buteno de esta mezcla compleja, los ingenieros petroquímicos emplean la destilación fraccionada . Esta técnica de separación aprovecha los diferentes puntos de ebullición de los compuestos de la mezcla, lo que permite la extracción eficiente del buteno.
El buteno se utiliza como monómero en la producción de polibuteno, un tipo de polímero. Sin embargo, debido a su mayor costo en comparación con alternativas como el polipropileno (que utiliza propeno como monómero), el polibuteno encuentra su nicho en aplicaciones más especializadas donde sus propiedades únicas justifican el gasto adicional.
Los butenos se utilizan más comúnmente en la producción de copolímeros. En este proceso, el buteno se combina con otro monómero , a menudo etileno, para crear materiales con propiedades que se pueden ajustar para aplicaciones específicas.
Los butenos son componentes principales de los refinados , que son fracciones C4 producidas durante el procesamiento del petróleo. Estos refinados , en particular los que contienen butadieno , se consideran peligrosos debido a sus propiedades cancerígenas y mutagénicas. A pesar de estos riesgos, los refinados sirven como materias primas valiosas para su posterior procesamiento en la industria petroquímica.
En algunos casos, los refinados se utilizan como combustible industrial. Sin embargo, su incorporación al gas licuado de petróleo (GLP) para usos no industriales está generalmente prohibida debido a cuestiones de seguridad y restricciones regulatorias.
Si bien los butenos son sustancias químicas industriales valiosas, su producción y uso presentan desafíos ambientales y de seguridad. Los refinados que contienen butadieno, un subproducto común en la producción de buteno, son carcinógenos y mutágenos conocidos . Esto requiere medidas de seguridad estrictas en los entornos industriales donde se manipulan estos compuestos.
Además, la alta inflamabilidad de los butenos plantea riesgos de incendio y explosión, por lo que se requieren procedimientos de almacenamiento y manipulación cuidadosos. El posible impacto ambiental de la producción y el uso de buteno, en particular en el contexto de la dependencia de los combustibles fósiles y la contaminación por plásticos, es un área de preocupación y de investigación constante en la industria química.
El buteno, con sus cuatro isómeros, desempeña un papel crucial en la industria petroquímica . Desde su producción mediante craqueo catalítico hasta sus diversas aplicaciones en la producción de polímeros y aditivos para combustibles, el buteno ejemplifica la compleja interacción de la química, la ingeniería y los procesos industriales que caracterizan las operaciones petroquímicas modernas. A medida que la industria continúa evolucionando, impulsada por las preocupaciones ambientales y la búsqueda de prácticas más sostenibles, el papel del buteno y compuestos similares probablemente seguirá siendo un tema de innovación y adaptación.