El etileno o eteno, CH2:CH2, peso molecular 28,05 grs., es el hidrocarburo olefinico o insaturado más sencillo. Es un gas incoloro e inflamable, con olor débil y agradable. Se usa mucho como materia prima en la industria química orgánica sintética.
La molécula es plana y está formada por cuatro enlaces simples C-H y un enlace doble C=C, que le impide rotar excepto a altas temperaturas.
Las reacciones químicas del etileno pueden ser divididas en aquellas que tienen importancia comercial y otras de interés puramente académico. Esta división es necesariamente arbitraria y las reacciones incluidas en la segunda categoría pueden llegar a pertenecer a la primera en el futuro.
La primera categoría comprende en orden de importancia:
Polimerización
La polimerización del etileno representa el segmento más grande de la industria petroquímica con el polietileno ranqueado en el primer lugar como consumidor del etileno. El etileno (99,9 % de pureza), es polimerizado bajo específicas condiciones de temperatura y presión y con la presencia de un iniciador catalítico, generándose una reacción exotérmica.
Oxidación
Las reacciones de oxidación del etileno dan oxido de etilenglicol, acetaldehído y acetato de vinilo; ranqueados segundo, sexto y octavo respectivamente como consumidores de etileno en EEUU. El proceso de oxidación directa es utilizado actualmente en reemplazo del antiguo proceso de oxidación multietapas debido a que es más económico.
Adición
Las reacciones de adición tienen considerable importancia, en el siguiente orden decreciente de consumo:
| Reacción | Para la producción de |
|---|---|
| Halogenación-Hidrohalogenación | Dicloruro de etileno Cloruro de etileno Dibromuro de etileno |
| Alquilación | Etilbenceno Etiltolueno |
| Oligomerización | Alfaolefinas Alcoholes primarios lineales |
| Hidratación | Etanol |
El derivado más importante obtenido por adición es el dicloruro de etileno (ranqueado tercero como consumidor de etileno), y del que se obtiene el PVC.
Constantes fisicoquímicas:
| Punto de fusión | -169,4º C |
| Punto de ebullición | -103, 8º C |
| Densidad del vapor | 0,9852 (aire=1) |
| Tensión superficial al Pto. de ebullición | 16,5 dinas/cm |
| Viscosidad a 0º C | 0,000093 poises |
| Calor de vaporización al Pto. de ebull. | 118,5 cal/grs |
| Calor de hidrogenación | 32,8 Kcal/mol |
| Calor de combustión (bruto) | 337,28 Kcal/mol |
| Temperatura crítica | 9,90º C |
| Presión crítica | 50,7 Atm. |
| Densidad crítica | 0.227 |
| Límite de inflamabilidad en el aire | |
| Min | 3-3,5% |
| Max | 16-29% |
| Temperatura de autoignición en aire a Presión Atm. | 490º C |
Aplicaciones y productos principales y secundarios del etileno
El etileno ocupa el segmento más importante de la industria petroquímica y es convertido en una gran cantidad de productos finales e intermedios como plásticos, resinas, fibras y elastómeros (todos ellos polímeros) y solventes, recubrimientos, plastificantes y anticongelantes.
A continuación haremos una descripción de los compuestos que se obtienen industrialmente a partir del etileno:
Polietileno (PE)
Es un termoplástico que se caracteriza por ser resistente, flexible y poco denso. Como ejemplos de aplicación se pueden nombrar recipientes, tubos flexibles, sogas y películas.
Hay dos clases de Polietileno; el de alta densidad (0,941-0,970 grs/ml) que se usa para tuberías y desagües, especialmente para formas corrugadas de gran diámetro. Y el de baja densidad (0,910-0,940 grs/ml) que se utiliza en la fabricación de películas, cables, alambres y recubrimientos de papel.
Policloruro de vinilo
Se obtiene por adición a partir del cloruro de etileno. Sus principales características son ser resistente, algo elástico y poco desgastable; es por esto que se utiliza en revestimientos de suelos, paredes y tanques, caños y juntas.
POLIESTI IENO (PS)
Se obtiene a partir de estireno o fenileteno. Se caracteriza por ser transparente y rígido por lo que se lo puede utilizar en inyección, extrusión y piezas termoformadas (envases desechabas, interiores de heladera) y también en aislamientos (expandido).
Poliacrilonitrilo
Se utiliza como monómero el acrilonitrilo o cianoeteno. Es un compuesto fuerte, fácil de teñir y puede hilarse. Estas características lo hacen apto para la fabricación de fibras textiles (orlon, cashmilon, Dralon).
Politetrafloruroeteno (teflón, fluon)
Se fabrica a partir de tetrafluoroeteno. Es un polímero muy inerte, no adhesivo y autolubricante, además de su gran resistencia a altas temperaturas. Como ejemplos de su aplicación se pueden nombrar juntas, bujes, y revestimientos de utensilios de cocina.
Oxido de etileno
Es un gas incoloro o un líquido incoloro, movible e inflamable. Se usa mucho como intermedio químico en la fabricación de glicol etilénico, glicoles polietilénicos y sus derivados, etanolaminas, cianhidrina etilénica y detergentes no iónicos. Se usa también como fumigante.
De sus derivados es el óxido propilénico el más importante de los óxidos de alquilenos, y el óxido de estireno el más importante de los derivados aromáticos.