Hidrogenacion

HIDROGENACIÓN

1) DEFINICIÓN:
En su definición más simple, la hidrogenación es la adición de hidrógeno a un compuesto químico. Generalmente, el proceso implica temperatura elevada y relativamente presión alta en presencia de un catalizador, por ejemplo cobre, níquel, paladio.
También podemos definir la hidrogenación como la reacción química de hidrógeno con otra sustancia, generalmente uncompuesto orgánico no saturado, y usualmente bajo la influencia de temperatura, presión, y catalizadores.
2) MÉTODOS DEL PROCESO DE HIDROGENACION:
Como agente de proceso se emplea Hidrógeno, el cual se obtiene industrialmente por diferentes métodos:
a)   Por procesos electroquímicos:
La obtención de hidrógeno por electrólisis del agua es un método que se justifica cuando el costo de lacorriente eléctrica es barata o es necesario emplear hidrógeno de alta pureza para hidrogenar compuestos que serán consumidos por el hombre, como es el caso de la hidrogenación de grasas, aceites, etc.
2 H2 O    ↔     2 H2 +  O2           ∆H = + 285 kJ/mol
 b)  A partir de hidrocarburos:
Como materia prima se utiliza generalmente metano (gas natural), sin embargo se puede emplear también propano,hidrocarburos de alto peso molecular tipo Diesel 2, etc.
Cuando se utiliza metano se obtiene el gas de síntesis:
CH4  + H2O   ↔    CO + 3 H2   ∆H = + 205 kJ/mol
c)  A partir de carbón
La obtención de hidrógeno por gasificación del carbón es un método que emplean algunas industrias :
C  + H2O   ↔  CO +  H2 (gas de agua)            ∆H = + 30 kcal/mol
Es rentable en países que no tienenpetróleo como un recurso natural y tienen carbón de buena calidad. Como materia prima se utiliza coque que es carbón tratado térmicamente para eliminar los volátiles, debe contener muy poca ceniza y en lo posible no tener azufre.  
Química del Proceso
Las reacciones de hidrogenación de compuestos orgánicos son básicamente de 4 tipos :
* Adición de hidrógeno a una molécula
           Principalmente se trata de la saturación de dobles o triples enlaces: 
            - C = C -   +  H2      →     -  C H2 - CH2 -
            - C = N -   +  H2      →      -  C H2 - NH2
            Ejemplos
   

Benceno ciclohexano
·         Hidrogenación de heteroátomos
            La hidrogenación de este tipo de compuestos, producecomo subproductos agua, amoniaco, sulfuro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno, etc.
  

Nitrobenceno anilina

* Hidrogenación con rompimiento del enlace C-C
Llamado también Hidrogenólisis puesto que la molécula es fraccionada por la acción del hidrógeno :
-  Hidrocracking, consiste en el craqueo de fracciones pesadas de petróleo por acción del combinada delhidrógeno, calor y catalizador.
-  Hidrodesalquilación, proceso por el cual por acción del hidrógeno se cambia la estructura de los hidrocarburos aromáticos en la refinación del petróleo.
* Hidrogenación del CO (Gas de síntesis)
Por hidrogenación del CO produce una gama muy amplia de compuestos químicos y depende de las condiciones de operación y del tipo de catalizador que se emplea :
   Alcoholes :
            CO + 2 H2        →        CH3OH
   Aldehídos y Cetonas :
            CO +  H2            →           HCHO (formaldehido)
            3 CO + 5 H2        →        CH3-CO-CH3  + 2 H2O (acetona)
Ácidos Carboxílicos 
2 CO + 2 H2           →         CH3 COOH (ácido acético)
   Alcanos :
   6 CO + 13 H2        →       CH3-(CH2)4-CH3    + 6 H2O
OBTENCIÓN DEL METANOL
CO +2H2 → CH3OH ∆H = -205kcal/mol
Actualmente, todo el metanol producido mundialmente se sintetiza mediante un proceso catalítico a partir de monóxido de carbono e hidrógeno. Esta reacción emplea altas temperaturas y presiones, y necesita reactores industriales grandes y complicados.
3) MATERIA PRIMA E INSUMOS:
En el caso de que la materia prima sea el carbón, el gas de síntesis se...