Obtención De Polietileno

INTRODUCCION.

En el presente trabajo se presenta la obtención del polietileno que es uno de los polímeros más producidos a nivel mundial, también una breve historia del producto así como las aplicaciones de esta sustancia.

En la sección de obtención del producto se describen las reacciones químicas que se llevan a cabo para su elaboración, se presentan los diagramas de bloques y flujo, y se describe cada una de las operaciones unitarias del proceso, también se dice cuáles son las materias primas que se requieren para la elaboración de este producto.

Debido a sus propiedades el polietileno es utilizado para fabricar un gran número de productos cotidianos desde bolsas de plástico hasta materiales más complejos; sin embargo es importante mencionar que existen varias clases de polietileno pero los más conocidos son: a) El polietileno de alta densidad y b) el polietileno de baja densidad, existen procesos diferentes para la elaboración de cada uno de estos tipos de polímero, pero todos tienen el mismo principio de que es la polimerización y el mismo monómero, el etileno ( C2H4).

El Etileno es un producto que tiene una gran importancia comercial e industrial en todo el mundo y al igual que compuestos como el ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, amoniaco, entre otros es un indicador del grado de industrialización de un país, es por esto que en este trabajo también se describe a detalle la obtención de este compuesto, desde su obtención a partir del petróleo hasta la reacción que se lleva a cabo donde se forman las grandes cadenas de etileno(polimerización) y también se dan algunas propiedades físicas y químicas, así como una breve historia de este producto.

Finalmente se hablara de aspectos económicos y de mercado de este polímero, descripción de la planta donde será procesado, hasta los sectores a los que va dirigido, así como algunos datos económicos ( exportación, importación, consumo interno e ingresos).

HISTORIA.

El polietileno, como casi todos los polímeros plásticos tiene una gran importancia económica para un país, ya que son la materia prima para la elaboración de una gran variedad de productos, es por esto que su desarrollo es resultado de varios años de investigación y perfeccionamiento.

Fue en 1889 cuando se sintetizo por primera vez en Alemania por el Químico Hans vo Pechmann mientras calentaba Diazometano, cuando sus compañeros investigaron la sustancia grasosa y blanca que se había creado, descubrieron grandes cadenas de –CH2- y lo llamaron polietileno. El primer polietileno descubierto en Alemania no era para nada como lo conocemos hoy en día, no fue sino hasta 1933 cuando Reginal Gibson y Eric Fawcett lograron obtener un material de alta viscosidad y color blanco como lo conocemos, para lograrlo tuvieron que aplicar una alta presión de aproximadamente 1400 Bar y una temperatura de 170°c en un autoclave obteniendo polietileno.

El procedimiento llevado a cabo por Gibson y Fawcett no era muy óptimo ya que se requería de presiones muy altas para que se llevara a cabo la reacción de polimerización. Para lograr que la reacción se llevara a cabo a presión estándar los científicos Karl Ziegler y Giulio Natta crearon juntos los catalizadores “Ziegler-Natta” que ayudaban a que la polimerización se llevara a presión normal (1atm), dicho descubrimiento les valió el premio nobel en 1963.

En 1976 los científicos Alemanes Walter Kaminsky y Hansjorg descubrieron los catalizadores metalocenicos que fueron las bases para los polietilenos de ultra baja densidad y polietilenos lineales.

OBTENCION.

El proceso para obtención del polietileno es una reacción de polimerización que es una reacción en la que pequeñas moléculas llamadas monómeras se van juntando bajos ciertas condiciones de presión y temperatura para formar una gran molécula (macromolécula) de elevado peso molecular llamada polímero. Como ya se había mencionado anteriormente el proceso de obtención varía dependiendo del tipo de polietileno que se quiera obtener; sin embargo el proceso de obtención del polietileno empiezas desde la obtención del componente base que es el etileno.

PROCESO DE OBTENCION DEL ETILENO (C2H4)

Existen 2 procesos que se utilizan actualmente para obtención del etileno, uno es la hidrogenación de Acetileno y otro es la pirolisis conducida catalíticamente de los hidrocarburos del petróleo. Se hablara únicamente de la obtención a partir del petróleo, la materia prima puede ser etano o propano que son componentes del petróleo, se procura no trabajar con mezclas, sino con cada uno de los gases previamente separados.

DIAGRAMA DE BLOQUES

REACCION PARA LA OBTENCION DE ETILENO.

El etileno se produce a partir del propano por una reacción de des hidrogenación, y se lleva a cabo de la siguiente manera:

C3H8 calor C2H4

H H H H H

H-C-C-C-H H C C H

H H H H H

Lo que ocurre en la des hidrogenación es que el enlace sencillo C-H se rompe y el par de electrones que queda libre se pasa el enlace sencillo C-C formando un doble enlace o enlace Pi que es el del etileno, la ruptura del enlace se da por vapor (steam cracking) de hidrocarburos de refinería (etano, propano, nafta y gasóleo principalmente).

PROPIEDADES FISICAS QUIMICAS Y TOXICOLOGICAS DEL ETILENO.

Punto de fusión -169.4°C

Punto de ebullición -103.8°C

Densidad de vapor 0.9852

Viscosidad a 0°c 0.000093 poises

Calor de combustión 337.28kcal/mol

Temperatura critica 9.90°c

Densidad critica 0.227

Presión critica 50.7 atm

Temperatura de auto ignición en el aire a presión atmosférica 490°c

PRODUCTOS QUE SE OBTIENEN A PARTIR

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