Los alquenos terminales de cadena lineal , también llamados alfa olefinas lineales (LAO) o alfa olefinas normales (NAO), son alquenos (olefinas) que tienen una fórmula química CnH2n , que se distinguen de otros alquenos con una fórmula molecular similar por ser alquenos terminales . , en el que el doble enlace se produce en la posición alfa (α-, 1- o primaria) y por tener una cadena hidrocarbonada lineal (no ramificada).
Las alfa-olefinas lineales son una gama de alfa-olefinas de importancia industrial , que incluyen 1-buteno , 1-hexeno , 1-octeno , 1-deceno , 1-dodeceno , 1-tetradeceno, 1-hexadeceno , 1-octadeceno y mezclas de olefinas superiores de Rangos C20 - C24 , C24 - C30 y C20 - C30 .
Industrialmente, las alfa olefinas lineales se fabrican comúnmente mediante dos rutas principales: oligomerización de etileno y síntesis de Fischer-Tropsch seguida de purificación. Otra ruta para obtener alfa olefinas lineales que se ha utilizado comercialmente a pequeña escala es la deshidratación de alcoholes . Antes de la década de 1970, las alfa-olefinas lineales también se fabricaban mediante craqueo térmico de ceras , mientras que las olefinas internas lineales también se fabricaban mediante cloración / deshidrocloración de parafinas lineales .
Hay siete procesos comerciales que oligomerizan el etileno en alfa olefinas lineales. Cinco de estos procesos producen amplias distribuciones de alfa olefinas lineales. Estos son el proceso Ethyl Corporation ( Ineos ), Gulf ( Chevron Phillips Chemical Company ), el proceso SHOP de Shell Oil Company , el proceso Idemitsu Petrochemical y el proceso SABIC - Linde α-Sablin.
El proceso comercial de alfa olefina lineal más nuevo es el proceso Sabic-Linde α-Sablin, comercializado por SABIC en Arabia Saudita. El proceso α-Sablin es un proceso de oligomerización de etileno a baja presión realizado sobre un catalizador heterogéneo en un lecho en suspensión. El proceso también produce una distribución C4-C20+ de alfa-olefinas. Sabic anunció la comercialización de una planta de 150.000 toneladas métricas por año utilizando el proceso α-Sablin en su planta de Jubail en la costa del Golfo de Arabia Saudita en 2009. [1] La construcción de la planta fue gestionada por la filial de Linde, Linde-KCA-Dresden GmbH, Alemania.
Dos procesos comerciales generan un único número de carbonos de alfa-olefina. El proceso de trimerización de etileno de Phillips (CP Chemical Company) produce sólo 1-hexeno. Otro proceso comercial, ofrecido por un licenciante de tecnología, IFP , dimeriza el etileno hasta obtener 1-buteno de alta pureza.
Hay dos procesos de alfa-olefinas que no se han comercializado hasta el segundo trimestre de 2010. Uno es la oligomerización de etileno para una amplia gama de tecnología de alfa-olefinas lineales que ofrece un licenciante de tecnología, UOP . La otra es la tecnología DuPont Versipol. [2] Hasta la fecha, no se han construido plantas comerciales utilizando la tecnología UOP o DuPont.
El único proceso comercial para aislar alfa olefinas lineales a partir de crudo sintético lo practica Sasol Ltd., una empresa petroquímica y de petróleo y gas de Sudáfrica . Sasol emplea comercialmente la síntesis de Fischer-Tropsch para fabricar combustibles a partir de gas de síntesis derivado del carbón y recupera 1-hexeno de estas corrientes de combustible, donde la concentración inicial de alfa olefina lineal en un corte de destilación estrecho puede ser del 60%, siendo el resto vinilidenos lineales. y olefinas internas ramificadas, parafinas lineales y ramificadas, alcoholes , aldehídos , ácidos carboxílicos y compuestos aromáticos .
La deshidratación de alcoholes a alfa olefinas lineales haciendo pasar alcoholes en fase de vapor sobre un catalizador de alúmina ácida ha sido practicada periódicamente por Ethyl Corporation (más tarde BP, ahora Ineos), Chevron Phillips, Sasol (anteriormente Vista Chemical) y Godrej Industries Ltd , una petrolera india. - y empresa de productos químicos especializados. Normalmente, este proceso no es económico, ya que los alcoholes grasos lineales son más valiosos que las correspondientes alfa-olefinas lineales. Sin embargo, el proceso se ha aplicado siempre que el valor de los alcoholes grasos cayó por debajo del de las olefinas lineales debido a la dinámica del mercado o a problemas regionales de oferta y demanda.
Uno de los problemas de la industria de las alfa olefinas lineales es la amplia gama de productos elaborados mediante la mayoría de los procesos. Mientras que el proceso Ethyl realiza una distribución pseudo-Poisson de productos, la mayoría de los demás, incluido el proceso Sasol, realizan una distribución Flory-Schulz . Dado que se fabrican entre 8 y 10 productos al mismo tiempo, y la mayoría de ellos se venden en diferentes mercados con diferentes dinámicas, es difícil equilibrar la oferta y la demanda de todos o incluso de la mayoría de los productos.
El proceso de etil alfa olefina lineal se denomina comúnmente proceso estequiométrico de Ziegler. Es un proceso de dos pasos. En el primer paso, se hace reaccionar una cantidad estequiométrica de trietilaluminio en diluyente de olefina con un exceso de etileno a alta presión (por encima de 1000 psig) y temperatura relativamente baja (por debajo de 400 °F). En promedio, se añaden nueve moles de etileno por mol de trietilaluminio, dando como resultado, en promedio, un trioctilaluminio. La distribución de cadenas alquílicas en el aluminio está determinada por la distribución estadística de la curva de campana, excepto por algunas manchas en el lado ligero debido a los fenómenos cinéticos y algunas manchas en el lado pesado debido a alguna incorporación de olefinas más pesadas en la cadena. Se elimina el exceso de diluyente de etileno y olefina. Los tri-alquilos de aluminio pesados se hacen reaccionar con etileno nuevamente en una reacción de desplazamiento o transalquilación, pero a alta temperatura (más de 400 °F) y a baja presión (menos de 1000 psig) para recuperar trietilaluminio y una distribución estadística de alfa lineal. olefinas, que sirven como diluyente de olefinas en la etapa de crecimiento de la cadena.
El proceso de alfa olefina lineal del Golfo se denomina comúnmente proceso catalítico de Ziegler. El trietilaluminio se utiliza como catalizador, pero en cantidades catalíticas el proceso es un proceso de un solo paso. Se alimentan trietilaluminio y etileno en exceso a un reactor de flujo pistón . La reacción se lleva a cabo a alta presión y alta temperatura. El exceso de etileno se elimina por evaporación. El catalizador de trietilaluminio se elimina por lavado del producto con sosa cáustica y se separan las alfa-olefinas lineales. La distribución del producto es una distribución Schultz-Flory típica de los procesos catalíticos.
Existe una amplia gama de aplicaciones para las alfa olefinas lineales. Los números de carbonos más bajos, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, se utilizan de manera abrumadora como comonómero en la producción de polietileno. El polietileno de alta densidad ( HDPE ) y el polietileno lineal de baja densidad ( LLDPE ) utilizan aproximadamente entre un 2 y un 4 % y entre un 8 y un 10 % de comonómeros, respectivamente.
Otro uso importante de las alfa-olefinas lineales C4-C8 es la producción de aldehído lineal mediante oxosíntesis ( hidroformilación ) para la posterior producción de ácido graso de cadena corta , un ácido carboxílico, mediante oxidación de un aldehído intermedio, o alcoholes lineales para plastificantes. aplicación por hidrogenación del aldehído.
La aplicación predominante del 1-deceno es la fabricación de base lubricante sintética (PAO) de polialfaolefina y la fabricación de tensioactivos en una mezcla con alfa olefinas lineales superiores.
Las alfa olefinas lineales C 10 -C 14 se utilizan en la fabricación de tensioactivos para formulaciones detergentes acuosas. Estos números de carbono se pueden hacer reaccionar con benceno para producir alquilbenceno lineal (LAB), que luego se sulfona para obtener alquilbencenosulfonato lineal ( LABS ), un tensioactivo popular de costo relativamente bajo para aplicaciones de detergentes domésticos e industriales.
Aunque parte de la alfa olefina C 14 se vende en aplicaciones de detergentes acuosos, el C 14 tiene otras aplicaciones, como la conversión en cloroparafinas . Una aplicación reciente del C 14 es como base de fluido de perforación en tierra , reemplazando al diesel o al queroseno en esa aplicación. Aunque el C 14 es más caro que los destilados medios, tiene una importante ventaja medioambiental, siendo mucho más biodegradable y en el manejo del material, siendo mucho menos irritante para la piel y menos tóxico.
Las olefinas lineales C 16 - C 18 encuentran su aplicación principal como hidrófobas en tensioactivos solubles en aceite y como fluidos lubricantes en sí mismos. Las alfa C 16 - C 18 o las olefinas internas se utilizan como base de fluido de perforación sintético para fluidos de perforación sintéticos de alto valor, principalmente en alta mar. Los materiales preferidos para la aplicación del fluido de perforación sintético son las olefinas internas lineales, que se obtienen principalmente isomerizando alfa-olefinas lineales a una posición interna. Las olefinas internas más altas parecen formar una capa más lubricante en la superficie del metal y se reconocen como mejores lubricantes. Otra aplicación importante de las olefinas C 16 - C 18 es el encolado de papel. Las alfa olefinas lineales, una vez más, se isomerizan en olefinas internas lineales y luego se hacen reaccionar con anhídrido maleico para producir un anhídrido alquil succínico (ASA), un químico popular para el apresto de papel.
La capacidad de producción de alfa olefinas lineales C 20 - C 30 es sólo del 5 al 10 % de la producción total de una planta de alfa olefina lineal. Se utilizan en una serie de aplicaciones reactivas y no reactivas, incluso como materias primas para fabricar alquilbenceno lineal pesado (LAB) y polímeros de bajo peso molecular que se utilizan para mejorar las propiedades de las ceras.