Hi s t or i adel T ol ueno El t o l u en o,t a mb mb i é nc o no c i d oc o ne ln omb r ed eme t i l b en c en o,s i g uel af ó r mu l aC6 H5 CH3 .El t ol uenoseu sac omoma mat er i ap r i ma,s i en doé st ab as t ant ei mpor t a nt epuesapar t i rd eel l as e c on si g ueob t e ne ri mpo r t a nt e sco mp mp ue s t o s,c o mopo mo re j e mp mpl o ,l o sde r i v a do sbe nc én i c os ,á ,ác i do b en zo i c o,f enol es ,c apr ol ac t ama,s ac ar i nas ,yel c onoc i dodi i s oc i anat odet ol ueno( TDI )apar t i r del c ual s ef abr i c apol i ur et ano,di f er ent esc ol or ant esyper f umes ,medi c i nas ,det er gent esy el TNT en t r eo t r a sc os as .
El n omb r edet o l u en o,p r o v i e nedeunbá l s a mo moc on oc i d oc o mo moT ol ú(b ál s a modeTol mo ú) ,ques e e x t r a eap ar t i rd el á r b ol My r o x y l o nb al s amu m, m,p ue sf u ed ea híd ed on des ec on s i gu i óat r a v és depr oc es osdedes t i l ac i ónsec a,c ons egu i rel t o l uenop orpr i mer av ez ,e nel a ño1844. El t ol uenopodemosen cont r ar l oensuf or manat ur al ,f or mandopa r t ed el pe t r ól eocr udo, ademásdee nel men ci on adoár bol de lT ol ú.Per os epuedes i n t e t i z arypr oduc i r l oapa r t i rdel a ma nu f a ct u r a ci ó nd el aga s íc omot a mb mb i é nd eo t r o st i po sd ec e combust par t i endo sol i na,a i bl es del pe t r ól eo,ot ambi é nenl apr od uc c i óndel c oquepar t i e ndodel c ar bón.Enc ont r amo s pr es en ci adet ol uen oenl o shumospr oc eden t esdel osc i gar r i l l os . De sd eu np unt odev i s t aq uí mi c o,e lt o l u en os epr o du cee nl al l a ma ma dac i c l o de hi d r o ge na ci ó n d el n h ep t an o,c u and oé s t es ee nc ue nt r ae npr e se nc i ad el o sc at a l i z a do r e s .Sec on s i g ue t a mb mb i é nc o mo mou ns u bp r o du c t oe nl af a br i c a c i ó nd ec o mp mp ue s t o sc o mo moe le t i l e nooe lp r o pe no . El t o l u en ot i en eu napr o du c ci ó nmun di a ld ee nt r e5a10mi l l o ne sd et o ne l a da sal a ño . Ad emá sd es uu s oc o mo moma t e r i ap r i ma ,e lt o l u en os ea ña dead i f e r e nt e sc o mb mb us t i b l e s ,s i e nd o us adoc omoa nt i de t ona nt e.T a mb mb i é ne sa mp mp l i a me me nt eu s ad oc o mo mod i s o l v e nt ed ep i n t u r a s , c auc hoyr es i nas ,r e v es t i mi ent os ,e t c .Po seeu soe nl osma mat er i al esadhe si v os ,as íc omo di l uy ent eenunt i podel ac as ,l asni t r oc el ul ós i c as . Comoy as eh ab í ac oment ado,el t ol uenoesel mat e r i a ldepa r t i dapar al as i nt e t i z ac i ónde l f amos oe xpl os i v o2, 4, 6t r i ni t r o t ol ueno( TNT) .Yengener a lpodemo sdec i rqueel t ol u en oes ampl i ament eut i l i z adoc omodi s ol v ent eenl ass í nt es i s . Apes ardes uampl i aapl i c ac i ón,el t ol u en oesbas t ant eno ci v o,mu yt ó xi c o( aunqueaúnas í ,s u t o xi c i dadsi guesi end omenoral ad el benc eno) ,pu esl osani l l o sa r omá t i c osques eo x i dan g en er a nd oe pó x i d os ,l o sc u al e ss es a beq uep os e ena c t i v i d adc a nc e r í g en ae ne lb en c en o,e n e lc a s od el t o l u en os o l a me me nt es ef o r ma ne nu nap r o po r c i ó np ord eb aj od el 5 %. %. Nues t r oc uer pot i endeael i mi na re lt ol ue noenf or madeá ci dob en zoi c oyác i dohi púr i c o, a f e c t a nd oe ng r a nme di d aanu es t r osi s t e ma mane r v i o so .Cua nd ol o sni v e l e sdet ol u en os on
baj os ,és t enospr o v oc amal es t ar ,f at i g ayc an sanc i o ,a síc omopér d i dadenues t r amemor i a, v ómi t os ,yl aper d i dadel o ss en t i dos ,ent r eot r asc os as .Cua nd odej amo sdees t a re xp ues t o sa e s t ec omp ue s t o ,g en er a l men t el o sef e ct o sde sap ar e ce n. Enc ambi o,l osv apor esquepr o voc ael t ol ueno,t i enenef ec t osnar c ót i c osei r r i t ant es .Si s e i n ha l a ne ng r a nc a nt i da dp ue de nl l e ga rapr o v oc ar n osl amu er t ee ne lp eo rdel o sc a so s. El t o l u en od eb ee nc on t r ar s ede nt r odeun asc on ce nt r a ci o ne smá x i ma sp er mi t i d as ,e s t a sso n de50par t espo rmi l l ónenl a sz onasdet r abaj oconel p r odu ct o. Ap es a rd et o do ,e lt o l u en oe suncompuest obi odegr adabl e,l oquel ohac eút i l par al a el i mi nac i óndel osv apor esenl osbi ofi l t r os .Per oaunquee sb i odegr ada bl ee sbas t ant et óx i c o par al oss i s t emasdev i daac uát i c a,porl oquee spel i gr o soenes t eámb i t o. Enc ua nt oas ur e ac t i v i d ad ,e lt o l u enoe sb as t a nt ee s t a bl ec u an dos ee nc ue nt r ae n c on di c i o ne sno r ma l e s . Cuandoseenc ue nt r aenpr es en ci adeox i d an t esdet i pof uer t e,e lgr upome t i l oseox i da pas andoporp r oduc t o sd er eac c i ó ni nt er me di o sc omoel al c ohol ben cí l i c oyel ben zal dehí do, par al l egarapr oduc i rác i dobenz oi c o.Es t ami s mar eac ci óns er eal i z aenf or mac at al í t i c aj unt o c o ne lo x í g en oe nf a s ed ev a po r . El gr upome t i l opu edev er s eat a cad oporr adi c al esr ea ct i v osde lbr omo.Las us t i t u ci ónd el gr upoa l qui l os ef a v or ec ep orl al a sal t ast emper at ur as .Porl ogener al esun ar ea cc i ónque t i enel ugarenl osl abor at or i osal c al ent armedi ant er efl uj oal c ual s el ev aañadi endopoc oa p oc opeq ue ña sc an t i d ad esd eb r o mo .Enl ar e ac c i ó ns el i b er at a mb i énác i d ob r omh í d r i c o. Ot r a sp r o pi e da de sd es t a ca bl e sd el t o l u en oe ss uma s amo l a r ,l ac ua le sd e9 2, 1 4g / mo l ,a sí c omos up un t odef u si ó nye bu l l i c i ó n,d e1 78y38 3. 8Kr e s pe ct i v a men t e .Po s eeun a s ol u bi l i d adenag uade0. 0 5g / mL .
Ob t e nc i ó n
La necesidad de producir aromáticos a partir del petróleo surgió con la segunda Guerra Mundial, debido a la enorme demanda de tolueno para producir trinitrotolueno (TNT), llamado comúnmente dinamita. Anteriormente, el tolueno se producía a partir del carbón mineral, pero esta industria ue insuiciente para satisacer las demandas del mercado, lo !ue obligó a desarrollar procesos de producción " e#tracción de tolueno contenido en las racciones del petróleo. $espu%s de la guerra, se mantu&o el mercado de los 'idrocarburos aromáticos debido al desarrollo de los plásticos, detergentes, " una serie de productos sint%ticos, además de la demanda creciente de gasolina de alto octano.
Los aromáticos de ma"or importancia en la industria petro!uímica son el benceno, el tolueno " los #ilenos. stos 'idrocarburos se encuentran en la gasolina natural en mínimas concentraciones, por lo !ue resulta incosteable su e#tracción. *or lo tanto, para producirlos se desarrolló el proceso denominado de desintegración catalítica, cu"a materia prima de carga es la gasolina natural o nata pesada, cu"o alto contenido de parainas lineales " cíclicas (natenos) constitu"e el precursor de los aromáticos. +no de los procesos más comunes de reormación catalítica es el llamado de platorming !ue usa como catali-ador platino soportado sobre alúmina. Los productos lí!uidos de la reacción se someten a otros procesos en donde se separan los aromáticos del resto de los 'idrocarburos. *ara separar los aromáticos entre sí, se puede utili-ar cual!uiera de los m%todos siguientes a)
$estilación a-eotrópica
b)
$estilación e#tracti&a
c )
#tracción con sol&ente
d )
Adsorción sólida
e)
ristali-ación.
Productos de transformación del tolueno.
La cantidad de tolueno obtenida de los proceso de refno de petróleo es superior a la demanda del mismo, de ahí que aproximadamente el 50% se transorme en benceno, materia prima más valiosa, segn el siguiente proceso de alquilación!
Los dos compuestos más importantes que derivan del tolueno son el ",#$ diisocianato de tolileno el ",&$diisocianato de tolileno! 'proximadamente un (0% del tolueno se transorma en estos diisocianatos! Los diisocianatos reaccionan con dioles para dar poliuretanos
)tras aplicaciones del tolueno incluen su transormación en ",#,&$ trinitrotolueno o trilita, *+*, un -0%. explosivo de gran potencia! /l tolueno tambin es til como disolvente industrial como aditivo para gasolinas!
/l tolueno en la línea de producción /n la planta de procesos se encuentra almacenado en tanques de acero al carbono a la temperatura de "0 12!
HIDROCARBUROS AROMÁTICOS PRODUCTOS D!RI"ADOS.
Los hidrocarburos aromáticos, principalmente benceno, tolueno, xilenos etilbenceno, son compuestos básicos de partida para la síntesis de materias primas plásticas, cauchos sintticos otros productos orgánicos de inters industrial! La maor parte se obtiene del petróleo, sólo una peque3a proporción del carbón! 'unque el contenido de aromáticos originalmente presente tanto en el petróleo como en el carbón es ba4o, en determinados procesos de tratamiento trmico o catalítico de refnerías coquerías se producen en proporciones signifcativas que hacen económica su separación, obtenindose actualmente de la gasolina reormada, de la gasolina de pirólisis del alquitrán de la hulla! *ambin pueden sintetiarse a partir de L67 propanos, butanos o meclas de ambos. mediante aromatiación cataliada proceso 2clar de 86. pero esta vía de obtención se emplea en un nmero mu reducido de instalaciones industriales! /n la coquiación de la hulla, los compuestos de elevado peso molecular suren disociaciones transposiciones, obtenindose un alto porcenta4e de hidrocarburos aromáticos que pueden extraerse del alquitrán resultante, de la racción acuosa condensada, o del gas de coquería! 9e este ltimo se les separa por lavado con aceite o por adsorción sobre carbón activado, obtenindose el benol bruto, rico en benceno! /l agua de coquerías contiene una peque3a proporción de enol, cresoles xilenoles que pueden recuperarse por extracción líquido$líquido! /l alquitrán de hulla, que contiene 8*: benceno, tolueno xilenos., enoles, nataleno, antraceno,
etc!, se separa por destilación en dierentes racciones, la primera de las cuales, el aceite ligero * fnal de ebullición ; -<0 12. contiene la maor parte de los 8*:! =/6'>'2?@+ 9/ A?9>)2'>8B>)= '>)CD*?2)= 8*: 'ntes de eectuarse la separación de los aromáticos, la gasolina de pirólisis procedente del craqueo con vapor para la obtención de olefnas. o el benol bruto de coquerías, se somete a una hidrogenación para eliminar las olefnas polimeriables! La gasolina reormada se puede procesar directamente para la separación de aromáticos! /l primer paso de la separación es normalmente una destilación para separar la racción en el intervalo de <0 E -#5 12 que se va a raccionar, teniendo en cuenta las temperaturas de ebullición de los 8*: eliminando los extremos ligeros pesadosF
9ebido a la ormación de meclas aeotrópicas entre algunos aromáticos, natnicos paraínicos dentro de este intervalo, el paso siguiente es la separación de los aromáticos de los no aromáticos con el empleo de disolventes por destilación aeotrópica, extractiva o mediante extracción líquido$líquido! /n la destilación aeotrópica, la adición de un disolvente polar como acetona o metanol aumenta la volatilidad de los no aromáticos, que salen por cabea, permaneciendo como colas los aromáticosG esta tcnica resulta económica cuando el contenido de aromáticos es alto H I0 %. por tanto la cantidad de no aromáticos a separar es ba4a, como por e4emplo en la gasolina de pirólisis o en el benceno bruto obtenido en la coquiación del carbón! /n la destilación extractiva se emplea un disolvente selectivo de aromáticos +metilpirrolidona, sulolano, dimetilormamida, etc!. que disminue la volatilidad relativa de los aromáticos, separándose los no aromáticos por cabea como colas el disolvente los aromáticos! =e emplea principalmente cuando el contenido de aromáticos es del orden del &5 E I0 %, como en la gasolina de pirólisis es de aplicación más restringida, aunque algunos disolventes permiten la separación con4unta de p!e4! benceno tolueno! La extracción líquido$líquido es la tcnica más extendida la primera que se utilió industrialmente, pudindose extraer simultáneamente los aromáticos de una mecla en concentraciones mu dierentes! Los disolventes empleados son prácticamente los mismos que en la destilación extractiva, pero debe evitarse la miscibilidad de las dos corrientes!
La extracción líquido$líquido ha sido reemplaada en algunas aplicaciones por la destilación extractiva, obtenindose un ahorro de energía de inversión, pero contina siendo la tcnica más utiliada para la separación de aromáticos de las gasolinas reormadas! /n el siguiente diagrama de Ju4o se representa una extracción con sulolano seguida de la recuperación del disolvente!
Los aromáticos de la alimentación se extraen en la columna / con el disolvente que se introduce por cabea Jue hacia aba4o, saliendo los no aromáticos refnado. por cabea, de los cuales se extrae con agua el resto del disolvente en una segunda columna no mostrada en el esquema.! /n la columna /9 se separan los no aromáticos por cabea, retornando al extractor como contra solvente! /l ondo de este stripper es una corriente de aromáticos disolvente que se separa en la columna siguiente >2.! /l diagrama de Ju4o de la destilación extractiva es más simple, a que se requieren menos columnas! /n el esquema siguiente se representa la separación de benceno mediante destilación extractiva! La alimentación se precalienta alimenta a la columna de destilación, en la que tambin se alimenta por cabea el disolvente! La racción no aromática, conteniendo una mínima cantidad de benceno, se separa en cabea de la columna! La mecla de disolvente benceno se separa
en otra columna, en cuo ondo se recupera el disolvente, que retorna a la destilación extractiva! +ormalmente la destilación extractiva está precedida de una destilación para obtener la racción de aromáticos correspondiente!
Bna ve separados los no aromáticos, pueden separarse por destilación los dierentes componentes de la racción aromáticaF benceno, tolueno, orto xileno )x., 2< K , si se quiere, tambin el /8! La mecla residual de Cx 6x no puede separarse económicamente por destilación, debido a la proximidad de los puntos de ebullición! La separación de las meclas de Cx 6x se eecta por cristaliacion o, en las instalaciones más modernas, mediante tamices moleculares! /n la separación por cristaliación, se aprovecha la dierencia entre los puntos de usión del Cx $# 12. del 6x -( 12.! La mecla, secada previamente para evitar ormación de hielo, se enría progresivamente, obtenindose una suspensión de cristales que se separan del líquido mediante fltros o centríugas! 9espus de una serie de redisoluciones cristaliaciones, se puede llegar a obtener 6x de alta purea! /l m$xileno sólo llega a una purea del <5 %, dado que se orma un eutctico a $&0 12!
