Produk dasar kimia organik industri

Sebagian besar produk kimia organik berasal dari zat seperti minyak , gas alam atau batu bara, atau, pada tingkat lebih rendah, dari sekelompok zat yang berasal dari alam, yang paling umum adalah karbohidrat., lemak dan minyak. Di antara bahan baku, kami menyoroti senyawa dasar seperti metana, etilena, propilena, butadiena, benzena, toluena, dan xilena.

Sekitar 90% produk kimia organik berasal dari minyak dan gas alam. Namun, perlu diingat bahwa meskipun minyak, gas alam, dan batu bara merupakan bahan baku yang cukup penting bagi industri kimia, penggunaan utama bahan bakar fosil ini adalah untuk penciptaan energi. Dengan demikian, hanya sekitar 8% minyak yang ditujukan untuk pembuatan produk kimia. Nilai tambah yang besar dari produk kimia yang berasal dari minyak memungkinkan kita untuk mengasumsikan bahwa, dalam waktu yang tidak terlalu lama, aplikasi petrokimia akan meningkat dibandingkan dengan yang menghasilkan energi.

Ketika kita berbicara tentang minyak mentah, kita mengacu pada campuran jenis hidrokarbon jenuh yang rumit , dengan sejumlah tambahan hidrokarbon tak jenuh, yang dipisahkan dengan distilasi fraksional. Untuk sintesis atau pembuatan produk kimia, fraksi ringan yang memiliki jumlah karbon minimum lebih menarik, terutama yang memiliki kandungan hidrokarbon tak jenuh. Pembentukan yang disebutkan di atas disukai oleh operasi “perengkahan katalitik” , seperti yang diwakili dalam persamaan berikut untuk heksana, menghasilkan pembentukan sebagai produk etilena dan propilena:

2 C6H14 → CH4 + 3 C2H4 + C2 H6 + C3H6; pada suhu antara 800-1000ºC dan dengan adanya katalis.

Memilih katalis yang cocok adalah penting. Di bawah kondisi yang berbeda, dan dengan katalis yang sesuai, apa yang disebut “reformasi” heksana diproduksi, membentuk benzena:

C6H14 → C6H6 + 4 H2

Dalam kasus gas alam, yang pada dasarnya terdiri dari metana, ia bereaksi pada suhu tinggi dengan uap air, menghasilkan campuran karbon monoksida dan hidrogen, yang umumnya dikenal sebagai “gas sintesis” :

CH4 + H2O → CO + 3 H2

Gas sintesis digunakan untuk menyiapkan berbagai senyawa organik seperti metanol atau jenis alkohol lainnya. Hidrogen yang berasal dari gas sintesis juga digunakan untuk mensintesis amonia, mengikuti metode yang disebut proses Haber.

The batubara juga merupakan bahan baku yang cukup penting, yang mengandung unsur-unsur yang berbeda seperti karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan sulfur. Ketika kita memanaskan batubara hingga suhu yang melebihi 300ºC (antara 350 dan 1000ºC), karena kekurangan udara, dihasilkan kokas padat, yang digunakan untuk membuat zat yang sama pentingnya saat ini seperti baja, dan produk lain jenis aromatik yang terkondensasi saat penurunan suhu; Di antara produk-produk ini, kami menyoroti yang mengembun di bawah 200ºC, seperti benzena, xilena atau toluena. Di sisi lain, pada suhu yang lebih tinggi, naftalena dan fenol mengembun. Penggunaan lain batubara sebagai bahan baku adalah pengolahannya dengan uap, sehingga menimbulkan campuran zat, seperti metana, karbon monoksida dan hidrogen, yang memiliki aplikasi penting.

Ada juga senyawa dalam kimia organik yang diperoleh mulai dari karbohidrat, yaitu dari biomassa . Senyawa ini sebagian besar merupakan polisakarida, seperti selulosa, yang terutama menyusun tanaman, dan oleh karena itu mudah diakses serta bahan terbarukan. Biomassa memberi kita makanan, tetapi juga memungkinkan untuk mengurangi bahan kimia darinya. Prosedur kimia yang paling umum adalah fermentasi; namun, beberapa polisakarida, seperti selulosa, pertama-tama harus dihidrolisis menjadi gula yang lebih sederhana, sebelum melanjutkan ke fermentasi. Dapat dikatakan bahwa sampai tahun 1950-an, etanol yang digunakan dalam industri berasal dari fermentasi, yang setelah didehidrasi menghasilkan etilen, yang merupakan produk antara dari sintesis yang mungkin paling diminati di industri kimia organik. Pati, molase dan gula lainnya baik untuk fermentasi, jika kita berbicara dari sudut pandang teknis, karena mereka hanya diubah menjadi glukosa, yang oleh aksi mikroorganisme dapat diubah menjadi zat kimia yang berbeda dan bervariasi.

Di sisi lain, lemak dan minyak, baik yang berasal dari hewan atau nabati, pada dasarnya adalah ester dari triol, 1, 2,3-propanetriol (gliserin atau gliserol), dengan rantai yang sering tidak jenuh, yang memiliki antara beberapa 10 dan 20 karbon. Ester ini banyak digunakan dalam industri makanan, dan kelompok tak jenuh, seperti yang ditemukan dalam minyak zaitun, diyakini menurunkan kolesterol, dan dengan demikian risiko kardiovaskular. Hidrolisis ester menghasilkan pembentukan gliserol, serta asam lemak yang sesuai. Khususnya, sabun untuk keperluan rumah tangga hanya terdiri dari garam natrium dari campuran asam lemak yang diperoleh melalui hidrolisis lemak dan minyak, yaitu melalui saponifikasi .