Alquilbenceno llineal

Alquilbenceno llineal (cridat a voltes alquil benceno llineal o simplement LAB, pel seu nom en anglés, Linear Alkyl Benzene) és un producte intermig en la fabricació de detergents. Les qüestions migambientals varen fer que en els anys 60 es desenrollaren detergents biodegradables, com LAB, per a substituir als anteriors composts, d'alt impacte ambiental.

Història i desenroll

Alquilbencenos ramificados i BABS

La producció de alquilbenceno es remonta als anys 50s, quan en Alemània i Estats Units es va sintetisar un alquilbenceno per monocloración de parafina seguida per la reacció de Friedel-Crafts. També es va obtindre α-dodecileno ramificado per tetramerización de propileno, que també produïa alquilbencenos per reacció en benceno en presència de clorur d'alumini o fluorur d'hidrogen va fer disponible un procés econòmic per a la síntesis del alquilbenceno. En estos ingredients es varen sintetisar sulfonatos de alquilbencenos ramificados, BABS, que varen substituir als sabons en la composició dels detergents

La ramificació de la cadena alquílica produïa bromera persistents que dificultaven el tractament en les depuradores, agravat per la seua baixa biodegrabilidad que va ocasionar la contaminació acuosa dels rius. Per això, era necessari un substitut.

Desenroll dels alquilbencenos llineals i LAS

A mitan dels anys 60 es varen desenrollar métodos d'obtenció de alquilbencenos de cadena llineal (LAB), que els seus derivats sulfonados, els sulfonatos de alquilbenceno llineals (LAS), eren molt més biodegradables i varen servir pronte de base per a la fabricació de tot tipo de detergents i productes de neteja.

Métodos d'obtenció de LAB

Este método consta de tres fases:

• Les fraccions de petròleu se separen pel método de tamisos moleculars i s'obtenen n-parafina de la purea desijada.
• Les n-parafina es convertixen en n-olefina per diversos métodos.

  

  Molècula de alquilbenceno llineal (LAB).

• Les n-olefina es tracten en benceno, en la presència d'un catalisador àcit, obtenint el alquilbenceno llineal.

En cada u dels processos possibles s'obtenen diferents mescles de LAB en distinta composició i propietats.

Obtenció de n-parafina

• La matèria primera és el queroseno procedent de la destilació del petròleu, en un contingut del 20% de n-parafina. Un procés d'hidrogenació catalítica a alta temperatura servix per a eliminar impurees, principalment sofre. El queroseno líquit i l'hidrogen gas fluïxen cap a avall sobre un llit sòlit de catalisador (níquel i molibdeno sobre soport d'alúmina)
• El queroseno lliure de sofre se somet al procés Molex, que ampra zeolitas sintètiques que absorbixen les parafina llineals, excloent les parafina ramificadas i naftenos aromàtics, sobre poros hexagonals d'uns 5 Å de diàmetro (tamisos moleculars).
• Les n-parafina se separen pel tamany de la cadena carbonada llineal, segons el seu distint punt d'ebullició. La fracció que conté cadenes entre 10 i 13 àtoms de carbono (C10-C13) pansa a la següent fase, reservant les cadenes més curtes i més llargues per a atres usos.

Obtenció de n-olefina

• Per mig del método PACOL (PAraffin Conversion to OLefins), les n-parafina es deshidrogenan catalíticamente formant n-monoolefinas, és dir, n-olefina en un sol doble enllaç. El rendiment de conversió és d'un 12%.
• Les n-diolefinas (cadenes carbonadas llineals en dos dobles enllaços) formades en el procés anterior se someten a hidrogenació selectiva per a obtindre n-monoolefinas en el procés Definix, usant níquel sobre alúmina com a catalisador.
• Despuix d'eliminar les possibles impurees aromàtiques en una unitat PEP, es passa a l'última etapa.

Alquilación de benceno

• Les n-olefina es tracten en benceno per a obtindre el corresponent alquilbenceno llineal.
• L'elecció del catalisador (fluorur d'hidrogen, HF, o clorur d'alumini, AlCl₃) determina la distribució d'isòmers produïts.
• Des de 1995, s'ampra el método DetAl (Detergent Alkylate), en un reactor de llit fix, per generar menys residus perillosos.
• Se separa la mescla en una torre de fraccionament per a recuperar LAB i atres components els alquilatos d'elevada massa molecular.

Atres métodos

També es poden obtindre estos composts per:

• Les n-parafina se someten a cloración formant monocloroparafinas seguida per la reacció de Friedel-Crafts en les que el derivat monoclorado es tracta en benceno usant clorur d'alumini, AlCl₃, o fluorur d'hidrogen,HF, com a catalisador.
• Un método obsolet consistia en la formació de derivats monoclorados de les parafina, eliminació de clor en formació d'olefina i finalment, tractament en benceno.

Producció i comercialisació

Les característiques del producte final deuen complir uns requeriments per lo que s'analisa el seu índex de bromo, sulfonatabilidad, cantitat de 2-fenilalcanos, contingut en tetralina, cantitat de components no-alquilbenceno i linealidad del producte. Este últim paràmetro determinarà el seu grau de biodegradabilidad.

En la majoria de les ocasions, tot el procés té lloc en una planta integrada a on es realisa des de l'obtenció de les n-parafina al producte final, LAB, que ademés sol sofrir un procés de sulfonación en trióxido de sofre, SO₃, per a obtindre sulfonato de alquilbenceno llineal, LAS.

La capacitat mundial, uns 3,7 millons de tonellades/any, es repartix del següent modo: Àsia (47%); Europa Occidental (14%); Norteamérica (13%); Orient Mig (12%); Llatinoamèrica (10%); Europa Oriental (2%) i Àfrica (2%). S'observa que la regió d'Àsia-Pacífic conta en la mitat de la producció mundial. La capacitat de Nort-Amèrica i Europa Occidental ha sofrit una lleu reculada en els últims anys anys.

Una de les companyies de major producció de alquilbenceno llineal és Petresa, filial de Cepsa, la producció de la qual es destina a l'obtenció de LAS. Posseïx plantes en Sant Roque (Càdis), Becáncour (Quebec, Canadà), Conoco (Veneçola) i Deten (Brasil).