Los petroquímicos (a veces abreviados como petchems [1] ) son los productos químicos que se obtienen del petróleo mediante refinación. Algunos compuestos químicos derivados del petróleo también se obtienen de otros combustibles fósiles , como el carbón o el gas natural , o de fuentes renovables como el maíz , la palma o la caña de azúcar .
Las dos clases petroquímicas más comunes son las olefinas (incluidos el etileno y el propileno ) y los aromáticos (incluidos los isómeros de benceno , tolueno y xileno ).
Las refinerías de petróleo producen olefinas y aromáticos mediante craqueo catalítico fluido de fracciones de petróleo. Las plantas químicas producen olefinas mediante craqueo con vapor de líquidos de gas natural como etano y propano . Los aromáticos se producen mediante reformado catalítico de nafta . Las olefinas y los aromáticos son los componentes básicos de una amplia gama de materiales como disolventes , detergentes y adhesivos . Las olefinas son la base de los polímeros y oligómeros utilizados en plásticos , resinas , fibras , elastómeros , lubricantes y geles . [2] [3]
La producción mundial de etileno fue de 190 millones de toneladas y la de propileno de 120 millones de toneladas en 2019. [4] La producción de aromáticos es de aproximadamente 70 millones de toneladas. Las industrias petroquímicas más grandes están ubicadas en Estados Unidos y Europa occidental ; sin embargo, el mayor crecimiento en nueva capacidad de producción se da en Medio Oriente y Asia . Existe un importante comercio petroquímico interregional.
Los petroquímicos primarios se dividen en tres grupos según su estructura química :
En 2007, las cantidades de etileno y propileno producidas en los craqueadores de vapor fueron de aproximadamente 115 Mt ( megatoneladas) y 70 Mt, respectivamente. [5] La capacidad de producción de etileno de los grandes craqueadores de vapor oscilaba entre 1,0 y 1,5 Mt por año. [6]
El diagrama adyacente muestra esquemáticamente las principales fuentes y procesos de hidrocarburos utilizados en la producción de petroquímicos. [2] [3] [7] [8]
Al igual que los productos químicos básicos , los petroquímicos se fabrican a muy gran escala. Las unidades de fabricación petroquímica se diferencian de las plantas de productos químicos básicos en que a menudo producen una serie de productos relacionados. Compare esto con la fabricación de productos químicos finos y de especialidades químicas , donde los productos se fabrican en procesos por lotes discretos.
Los productos petroquímicos se fabrican predominantemente en unos pocos lugares de fabricación en todo el mundo, por ejemplo en las ciudades industriales de Jubail y Yanbu en Arabia Saudita, Texas y Luisiana en los EE. UU., en Teesside en el noreste de Inglaterra en el Reino Unido , en Tarragona en Cataluña , en Rotterdam en los Países Bajos, Amberes en Bélgica , Jamnagar , Dahej en Gujarat , India y Singapur. No todos los materiales petroquímicos o productos químicos básicos producidos por la industria química se fabrican en un solo lugar, pero a menudo se fabrican grupos de materiales relacionados en plantas de fabricación adyacentes para inducir simbiosis industrial, así como eficiencia de materiales y servicios públicos y otras economías de escala . Esto se conoce en la terminología de la ingeniería química como fabricación integrada. Las empresas de química fina y especializada a veces se encuentran en lugares de fabricación similares a los de las petroquímicas pero, en la mayoría de los casos, no necesitan el mismo nivel de infraestructura a gran escala (por ejemplo, tuberías, almacenamiento, puertos y energía, etc.) y, por lo tanto, pueden encontrarse en parques empresariales multisectoriales.
Los lugares de fabricación de petroquímicos a gran escala tienen grupos de unidades de fabricación que comparten servicios públicos e infraestructuras de gran escala, como centrales eléctricas, tanques de almacenamiento, instalaciones portuarias y terminales de carreteras y ferrocarriles. En el Reino Unido, por ejemplo, hay cuatro lugares principales para este tipo de fabricación: cerca del río Mersey en el noroeste de Inglaterra, en Humber en la costa este de Yorkshire, en Grangemouth cerca del Firth of Forth en Escocia y en Teesside como parte del Clúster de la Industria de Procesos del Noreste de Inglaterra (NEPIC). Para demostrar la agrupación y la integración, alrededor del 50% de los petroquímicos y productos químicos básicos del Reino Unido son producidos por las empresas del grupo industrial NEPIC en Teesside.
En 1835, Henri Victor Regnault , un químico francés dejó cloruro de vinilo al sol y encontró un sólido blanco en el fondo del matraz que era cloruro de polivinilo . En 1839, Eduard Simon descubrió el poliestireno por accidente al destilar estoraque . En 1856, William Henry Perkin descubrió el primer tinte sintético, el Mauveine . En 1888, Friedrich Reinitzer , un científico vegetal austriaco, observó que el benzoato de colesterol tenía dos puntos de fusión diferentes. En 1909, Leo Hendrik Baekeland inventó la baquelita hecha de fenol y formaldehído . En 1928 se inventaron los combustibles sintéticos mediante el proceso de Fischer-Tropsch . En 1929, Walter Bock inventó el caucho sintético Buna-S , compuesto de estireno y butadieno , que se utilizaba para fabricar neumáticos de automóvil. En 1933, Otto Röhm polimerizó el primer metacrilato de metilo de vidrio acrílico . En 1935, Michael Perrin inventó el polietileno . En 1937, Wallace Hume Carothers inventó el nailon . En 1938, Otto Bayer inventó el poliuretano . En 1941, Roy Plunkett inventó el teflón . En 1946 inventó el poliéster . Los frascos de tereftalato de polietileno (PET) están hechos de etileno y paraxileno . En 1949, Fritz Stastny convirtió el poliestireno en espuma. Después de la Segunda Guerra Mundial, se descubrió el polipropileno a principios de la década de 1950. En 1965, Stephanie Kwolek inventó el Kevlar . [9]
La siguiente es una lista parcial de los principales petroquímicos comerciales y sus derivados:
