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Métodos de obtención de ciclohexano y selección de alternativas

Los procesos existentes para la obtención de ciclohexano comprenden todos aquellos
desarrollados a nivel industrial para suplir las demandas del mercado.
Así pues, a continuación, se destaca un trío de procesos principales para la obtención de
ciclohexano a escala industrial.

Separación de las fracciones de naftapesada

Dentro de la historia de la producción de ciclohexano, éste fue el método pionero para su obtención.

La fracción nafta del petróleo contiene ciclohexano, benceno, ciclopentano, metil y dimetilciclohexano, etc. La separación del ciclohexano por destilación fraccionada es difícil, por lo que a la fracción nafténica se la somete a reformado catalítico. En este proceso la nafta se destilapara obtener una fracción rica en ciclohexano y otra rica en benceno y metilciclohexano.

La fracción rica en ciclohexano se somete a reformado catalítico, transformándose en una mezcla de benceno más metilciclopentano con pentano y dimetilpentano. Esta mezcla se destila para separar el pentano más volátil y el dimetilpentano menos volátil.

La fracción rica en ciclohexano reformada y rectificadase une a la fracción rica en benceno y metilciclohexano y pasan juntas al reactor de hidrogenación catalítica donde el metilciclopentano se isomeriza y el benceno se hidrogena obteniéndose ciclohexano

Hoy en día, la mayor parte de los procesos que forman parte de esta categoría están,
basados en destilaciones extractivas de cortes apropiados de naftas que contienen entre un 5% y un 15% depeso en ciclohexano. Las diferencias entre unos y otros métodos estriban en el tipo de agente extractante empleado y la composición de la alimentación.

De acuerdo con este criterio, destacan los procesos recogidos a continuación:

Proceso “Phillips Petroleum Co”: basado en la destilación extractiva de mezclas de n-heptano y ciclohexano al 15 y 85% respectivamente, por medio dedisolventescompuestos por diferentes productos. En el proceso, se trabaja con una relación dereflujo interna de 10 alcanzándose una pureza del 99,5% para el producto deseado.

Proceso “Humble”: está constituido por una columna de destilación extractiva basada en fenol en la cual se obtiene un producto con una pureza del 99%.

Proceso “UBKR”: se compone de dos unidades fundamentales, una columna dedestilación constituida por 180 platos y un reactor donde se hidrogena el metil
ciclopentano obtenido en la unidad anterior a ciclohexano con una pureza del 99,9%.
En este caso, el agente extractante es el fenoxietanol.

Union “Carbide Process”: este proceso comprende una serie de extracciones basadas en el tetraetilenglicol. El refinado procedente de dicha operación, rico en parafinas, isoparafinasy cicloparafinas se somete a un proceso exhaustivo de separación basado en la cristalización de las distintas mezclas obtenidas: metilciclopentano y ciclohexano; metilciclopentano y n-hexano; y n-hexano y ciclohexano. El producto final posee una pureza del 99,9% en peso y es posible recuperar hasta un 40,3% del producto deseado.

Hidrogenación del Benceno

Es el método más difundido para laproducción de ciclohexano en las plantas petroquímicas a partir de derivados del crudo de petróleo. Estos métodos están basados en la reacción catalítica fuertemente exotérmica de hidrogenación del benceno.
Aunque se debe añadir mediante los principios básicos de hidrogenación se puede obtener ciclohexano a partir de otros derivados del benceno.
Independientemente de las características propiasde cada proceso, se reconocen dos pasos fundamentales, el primero consiste en la reacción de hidrogenación, seguido de un segundo de purificación y acondicionamiento del producto final con el fin de cumplir con las estrictas exigencias de calidad que dicta el mercado.

Así, los métodos basados en la reacción de hidrogenación, se clasifican atendiendo a
criterios que influyen en la calidad...