Producao-Industrial-de-Benzeno

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Produção	
  Industrial	
  de	
  Benzeno	
  
O	
  Benzeno	
  
	
  
O	
  Benzeno	
  é	
  classificado	
  como	
  um	
  hidrocarboneto	
  aromático.	
  
	
  
	
  
Figura	
  1	
  –	
  O	
  benzeno	
  
Características	
  
• O	
  benzeno	
  é	
  líquido,	
  inflamável,	
  incolor	
  e	
  tem	
  um	
  aroma	
  doce	
  e	
  agradável.	
  É	
  um	
  composto	
  
tóxico,	
   cujos	
   vapores,	
   se	
   inalados,	
   causam	
   tontura,	
   dores	
   de	
   cabeça	
   e	
   até	
   mesmo	
  
inconsciência.	
   Se	
   inalados	
   em	
   pequenas	
   quantidades	
   por	
   longos	
   períodos	
   causam	
   sérios	
  
problemas	
  sanguíneos.	
  
• É	
   uma	
   substância	
   usada	
   como	
   solvente	
   (de	
   iodo,	
   enxofre,	
   graxas,	
   ceras,	
   etc.)	
   e	
   matéria-­‐
prima	
  básica	
  na	
  produção	
  de	
  muitos	
  compostos	
  orgânicos	
  importantes	
  como	
  fenol,	
  anilina,	
  
trinitrotolueno,	
  plásticos,	
  gasolina,	
  borracha	
  sintética	
  e	
  tintas.	
  
	
  
Histórico	
  
• O	
  nome	
  benzeno	
  deriva	
  do	
  ácido	
  benzoico,	
  que	
  foi	
  descoberto	
  no	
  século	
  XVI,	
  e	
  que	
  recebeu	
  
este	
  nome	
  por	
  ter	
  sido	
  obtido	
  pela	
  primeira	
  vez	
  da	
  essência	
  do	
  benjoeiro.	
  
• O	
  benzeno	
  foi	
  descoberto	
  em	
  1825	
  por	
  Michael	
  Faraday	
  (1791	
  -­‐	
  1867)	
  no	
  gás	
  de	
  iluminação	
  
usado	
   em	
   Londres	
   na	
   época.	
   Em	
   1834,	
   o	
   químico	
   Edilhardt	
   Mitscherlich	
   determinou	
   a	
  
fórmula	
  molecular	
  do	
  benzeno	
  como	
  sendo	
  C6H6.	
  
Produção	
  
Quatro	
  processos	
  químicos	
  contribuem	
  para	
  a	
  produção	
  industrial	
  de	
  benzeno:	
  
⎯ Reforma	
  catalítica;	
  	
  
⎯ Hidrodealquilação	
  do	
  tolueno;	
  
⎯ Desproporcionação	
  do	
  tolueno;	
  
⎯ Craqueamento	
  a	
  vapor.	
  
	
  
A	
  produção	
  atual	
  do	
  benzeno	
  vem,	
  em	
  sua	
  maior	
  parte,	
  da	
  reforma	
  catalítica	
  (Fig.	
  2),	
  a	
  qual	
  rende	
  
uma	
  mistura	
  de	
  benzeno,	
  tolueno	
  e	
  xilenos	
  (BTX).	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Figura	
  2	
  –	
  Tipos	
  de	
  produção	
  do	
  benzeno	
  
Em	
  contraste	
   com	
  as	
  origens	
  do	
  benzeno	
  nos	
  EUA	
  e	
  no	
  Ocidente	
  Europeu,	
  os	
  padrões	
  de	
  
utilização	
  final	
  são	
  similares.	
  
Reforma	
  Catalítica	
  
	
  
Hidrodealquilação	
  do	
  tolueno	
  
	
  
Desproporcionação	
  do	
  tolueno	
  
	
  
51%	
  
7%	
  12%	
  
2%	
  
24%	
  
4%	
  
Produção	
  EUA,	
  2001	
  
Reforma	
  Catalítica	
  
Hidrodealquilação	
  do	
  Tolueno	
  
Desproporcionação	
  do	
  Tolueno	
  Carvão	
  coque	
  destilado	
  
Pirólise	
  gasolina	
  de	
  craqueamento	
  a	
  vapor	
  Importação	
  e	
  outros	
  
25%	
  
10%	
  
3%	
  5%	
  
54%	
  
3%	
  
Produção	
  Europa	
  Ocidental,	
  1999	
  
Reforma	
  Catalítica	
  
Hidrodealquilação	
  do	
  Tolueno	
  
Desproporcionação	
  do	
  Tolueno	
  Carvão	
  coque	
  destilado	
  
Pirólise	
  gasolina	
  de	
  craqueamento	
  a	
  vapor	
  Importação	
  e	
  outros	
  
Craqueamento	
  a	
  vapor	
  
	
  
Usos	
  Primários	
  
No	
  século	
  XIX	
  e	
  no	
  início	
  do	
  século	
  XX,	
  benzeno	
  era	
  usado	
  como	
  uma	
  loção	
  pós	
  barba	
  devido	
  
aos	
  seu	
  aroma	
  agradável.	
  Antes	
  da	
  década	
  de	
  1920,	
  o	
  benzeno	
  era	
  frequentemente	
  usado	
  como	
  um	
  
solvente	
  industrial,	
  especialmente	
  para	
  desengraxe	
  de	
  metais.	
  Como	
  sua	
  toxicidade	
  tornou-­‐se	
  óbvia,	
  
benzeno	
   foi	
   suplantado	
   por	
   outros	
   solventes,	
   especialmente	
   tolueno	
   (metil-­‐benzeno),	
   o	
   qual	
   tem	
  
propriedades	
  físicas	
  similares	
  mas	
  não	
  é	
  um	
  carcinogênico.	
  
Em	
   1903,	
   Ludwig	
   Roselius	
   popularizou	
   o	
   uso	
   de	
   benzeno	
   para	
   descafeinar	
   café.	
   Este	
  
processo	
   foi	
   posteriormente	
   descontinuado.	
   Benzeno	
   foi	
   historicamente	
   encontrado	
   como	
   um	
  
componente	
   significativo	
   em	
   muitos	
   produtos	
   de	
   consumo	
   tais	
   como	
   Liquid	
   Wrench	
  
(aproximadamente,	
   "chave"	
   ou	
   "raspador"	
   líquido),	
   diversos	
   removedores	
   de	
   tintas,	
   massas	
   de	
  
borracha,	
  removedores	
  de	
  manchas	
  e	
  outros	
  produtos	
  contendo	
  hidrocarbonetos.	
  Alguns	
  cessaram	
  
a	
   fabricação	
   com	
   fórmulas	
   contendo	
   benzeno	
   em	
   torno	
   de	
   1950	
   enquanto	
   outros	
   continuaram	
   a	
  
usá-­‐lo	
  como	
  um	
  componente	
  ou	
  contaminante	
  significativo	
  até	
  o	
  final	
  dos	
  anos	
  1970	
  quando	
  mortes	
  
por	
   leucemia	
   foram	
   associadas	
   com	
   a	
   produção	
   do	
   produto	
   chamado	
   Pliofilm	
   (uma	
   folha	
  
transparente	
   de	
   borracha	
   clorada	
   utilizado	
   para	
   capas	
   de	
   chuva,	
   como	
   um	
   filme	
   de	
   embalagem)	
  
pelas	
  operações	
  da	
  Goodyear	
  em	
  Ohio.	
  Até	
  o	
  final	
  dos	
  anos	
  1970,	
  muitas	
  lojas	
  de	
  ferragens,	
  lojas	
  de	
  
tintas	
   e	
   outros	
   varejistas,	
   vendiam	
  benzeno	
  em	
  pequenas	
   latas	
   de	
   aproximadamente	
   1	
   litro,	
   para	
  
uso	
  geral.	
  Muitos	
  estudantes	
  foram	
  expostos	
  a	
  benzeno	
  na	
  escola	
  e	
  cursos	
  universitários	
  enquanto	
  
realizavam	
  experimentos	
  de	
   laboratório	
  com	
  pouca	
  ou	
  nenhuma	
  ventilação	
  em	
  muitos	
  casos.	
  Esta	
  
prática	
  muito	
  perigosa	
  tem	
  sido	
  quase	
  totalmente	
  eliminada.	
  
Como	
  um	
  aditivo	
  de	
  gasolina,	
  benzeno	
  aumenta	
  a	
  octanagem	
  e	
  reduz	
  o	
  "bater	
  de	
  bielas"	
  de	
  
motores.	
   Consequentemente,	
   a	
   gasolina	
   frequentemente	
   continha	
   alguns	
   porcentos	
   de	
   benzeno	
  
antes	
   dos	
   anos	
   1950,	
   quando	
   tetraetilchumbo	
   substitui-­‐o	
   como	
   o	
  mais	
   largamente	
   usado	
   aditivo	
  
para	
  inibir	
  o	
  "bater	
  de	
  bielas".	
  Com	
  o	
  abandono	
  global	
  da	
  gasolina	
  aditivada	
  com	
  chumbo,	
  benzeno	
  
tem	
   feito	
   um	
   retorno	
   como	
   um	
   aditivo	
   para	
   gasolina	
   em	
   alguns	
   países.	
   Nos	
   Estados	
   Unidos,	
   a	
  
preocupação	
   com	
   seus	
   efeitos	
   negativos	
   sobre	
   a	
   saúde	
   e	
   a	
   possibilidade	
   de	
   contaminação	
   por	
  
benzeno	
  de	
  águas	
  subterrâneas	
  tendo	
  conduzido	
  a	
  regulação	
  estrita	
  do	
  teor	
  de	
  benzeno	
  na	
  gasolina,	
  
com	
  limites	
  tipicamente	
  em	
  torno	
  de	
  1%.	
  As	
  especificações	
  europeias	
  de	
  gasolina	
  já	
  contém	
  o	
  meso	
  
limite	
   de	
   1%	
  para	
   o	
   conteúdo	
   de	
   benzeno.	
   A	
  Agência	
   de	
   Proteção	
  Ambiental	
   dos	
   Estados	
  Unidos	
  
(United	
  States	
  Environmental	
  Protection	
  Agency)	
  tem	
  novas	
  regulamentações	
  que	
  irão	
  reduzir	
  o	
  teor	
  
de	
  benzenona	
  gasolina	
  para	
  0,62%	
  em	
  2011.	
  
Usos	
  Atuais	
  
Hoje	
   o	
   benzeno	
   é	
   usado	
   principalmente	
   para	
   produzir	
   outras	
   substâncias	
   químicas.	
   Seus	
  
derivados	
  mais	
  largamente	
  produzidos	
  incluem	
  o	
  estireno,	
  o	
  qual	
  é	
  usado	
  para	
  produzir	
  polímeros	
  e	
  
plásticos,	
  fenol	
  para	
  resinas	
  e	
  adesivos	
  (via	
  cumeno),	
  e	
  cicloexano,	
  o	
  qual	
  é	
  usado	
  na	
  manufatura	
  de	
  
nylon.	
   Quantidades	
   menores	
   de	
   benzeno	
   são	
   usadas	
   para	
   produzir	
   alguns	
   tipos	
   de	
   borrachas,	
  
lubrificantes,	
  corantes,	
  detergentes,	
  fármacos,	
  explosivos,	
  napalm	
  e	
  pesticidas.	
  
Em	
  pesquisa	
  laboratorial,	
  tolueno	
  é	
  agora	
  frequentemente	
  usado	
  como	
  um	
  substituto	
  para	
  
o	
  benzeno.	
  As	
  propriedades	
  solventes	
  dos	
  dois	
  são	
  similares	
  mas	
  o	
   tolueno	
  é	
  menos	
   tóxico	
  e	
   tem	
  
uma	
  faixa	
  de	
  temperatura	
  como	
  líquido	
  mais	
  ampla.	
  
Benzeno	
   tem	
   sido	
  usado	
   como	
  uma	
   ferramenta	
  de	
  pesquisa	
  básica	
   em	
  uma	
  variedade	
  de	
  
experimentos	
  incluindo	
  a	
  análise	
  de	
  um	
  gás	
  bidimensional.	
  
	
  
	
  
Figura	
  3	
  –	
  Principais	
  commodities	
  químicas	
  e	
  polímeros	
  derivados	
  do	
  benzeno	
  
Derivados	
  
O	
  benzeno	
  é	
  o	
  precursor	
  mais	
  importante	
  de	
  diversos	
  aromáticos	
  intermediários	
  e	
  de	
  
compostos	
  alicíclicos.	
  
	
  
	
  
	
  
47%	
  
13%	
  1%	
  
8%	
  2%	
  
27%	
  
2%	
   EUA	
  
Etilbenzeno	
  Ciclohexano	
  Clorobenzenos	
  Nitrobenzeno	
  Alquibenzenos	
  Cumeno	
  Outro	
  
	
  
Figura	
  4	
  –	
  Demanda	
  pelos	
  derivados	
  do	
  benzeno	
  
	
  
Fenol	
  
O	
   fenol	
   é	
   um	
   produto	
   químico	
   que	
   possui	
   uma	
   gama	
   de	
   processos	
   para	
   sua	
   produção	
   e	
  
aplicação	
  na	
  indústria.	
  O	
  processo	
  mais	
  antigo	
  foi	
  a	
  sulfonação	
  do	
  benzeno	
  a	
  ácido	
  benzenosulfônico	
  
seguida	
  pela	
   fusão	
  em	
  soda	
  cáustica	
   (Fig.	
  5a).	
  Esse	
   foi	
  o	
  primeiro	
  processo	
  química	
  orgânico	
  a	
  ser	
  
processado	
  em	
  toneladas.	
  Contudo,	
  altas	
  quantidades	
  de	
  Na2SO3	
  e	
  NaHSO3	
  geradas	
  nesse	
  processo	
  
tornaram-­‐no	
  desvantajoso,	
  o	
  qual	
  foi	
  iniciado	
  entre	
  o	
  fim	
  do	
  século	
  XIX	
  e	
  o	
  começo	
  do	
  XX.	
  Para	
  ser	
  
economicamente	
   viável,	
   deve-­‐se	
   ter	
   ácido	
   sulfúrico	
   e	
   hidróxido	
   de	
   sódio	
   baratos,	
   e	
   ainda	
   uma	
  
fábrica	
  de	
  papel	
  próxima	
  a	
  fim	
  de	
  utilizar	
  o	
  subproduto	
  de	
  sulfeto	
  de	
  sódio	
  no	
  processo	
  de	
  polpação.	
  
O	
  custo	
  de	
  trabalho	
  é	
  alto,	
  porém	
  o	
  de	
  investimento	
  é	
  baixo.	
  Não	
  se	
  fabrica	
  mais	
  fenol	
  sintético	
  por	
  
esse	
  processo.	
  
O	
  segundo	
  caminho	
  surgiu	
  em	
  1924	
  (Fig.	
  5b)	
  e	
  envolvia	
  a	
  cloração	
  direta	
  do	
  benzeno	
  para	
  
clorobenzeno,	
  o	
  qual	
  era	
  hidrolisado	
  pela	
  soda	
  cáustica	
  a	
  fenol.	
  Esse	
  processo	
  é	
  dispendioso	
  porque	
  
o	
  cloro	
  e	
  o	
  meio	
  alcalino	
  utilizados	
  devem	
  ser	
  operados	
  em	
  uma	
  escala	
  muito	
  grande	
  para	
  essa	
  via	
  
ser	
  econômica.	
  Essa	
  planta	
  ainda	
  é	
  operada	
  na	
  Argentina,	
  Índia,	
  Itália	
  e	
  Polônia.	
  
Em	
   um	
   processo	
   posterior,	
   o	
   processo	
   regenerativo	
   de	
   Raching-­‐Hooker	
   (Fig.	
   7c),	
  
clorobenzeno	
   é	
   preparado	
   do	
   ácido	
   clorídrico,	
   ar	
   e	
   benzeno	
   a	
   250	
  ℃ 	
  com	
   CuCl2/FeCl3	
   como	
  
catalisadores.	
  A	
  hidrólise	
  por	
  vapor	
  de	
  água	
  com	
  a	
  catálise	
  Ca3PO4/SiO2	
  a	
  450	
  ℃	
  rende	
  fenol	
  e	
  HCl	
  
para	
   reciclagem.	
  Na	
   hidrólise	
   também	
   se	
   produz,	
   além	
  de	
   clorobenzeno,	
   éter	
   difenílico,	
   e	
  o-­‐	
   e	
  p-­‐
hidroxidifenil	
  éter	
  como	
  subprodutos.	
  Os	
  diclorobenzenos	
  são	
  reaproveitados	
  no	
  processo,	
  pois	
  sua	
  
presença	
  previne	
  a	
   formação	
  adicional	
  de	
  produtos	
  mais	
   clorados.	
  O	
  processo	
  de	
  Raching-­‐Hooker	
  
requer	
  equipamentos	
  altamente	
  resistentes	
  a	
  corrosão	
  por	
  causa	
  da	
  presença	
  de	
  ácido	
  clorídrico	
  a	
  
altas	
   temperaturas.	
   Não	
   é	
   um	
   desperdício	
   de	
   cloro	
   e	
   alcalinos	
   como	
   no	
  meio	
   por	
   clorobenzeno,	
  
contudo	
   as	
   conversões	
   por	
   passagens	
   são	
   de	
   baixo	
   custo,	
   e,	
   portanto,	
   o	
   custo	
   de	
   capital	
   é	
   alto.	
  
Ainda,	
  as	
  altas	
  temperaturas	
  na	
  presença	
  de	
  ácido	
  geram	
  problemas	
  de	
  corrosão,	
  e	
  altas	
  pressões	
  
aumentam	
  os	
  custos	
  de	
  operação.	
  Esse	
  processo	
  está	
  obsoleto	
  desde	
  1971.	
  
O	
  meio	
  de	
  produção	
  dominante	
  é	
  pelo	
  cumeno	
  (Fig.	
  7d).	
  Ele	
  tem	
  muito	
  a	
  seu	
  favor:	
  não	
  é	
  
utilizado	
  o	
  dispendioso	
   cloro,	
   hidróxido	
  de	
   sódio,	
   ou	
   ácido	
   sulfúrico	
   é	
   desperdiçado;	
   as	
   condições	
  
são	
  brandas;	
  e	
  custos	
  de	
  utilização	
  são	
  baixos.	
  Há	
  um	
  processo	
  japonês	
  que	
  utiliza	
  cumeno	
  gerado	
  
50%	
  
12%	
  1%	
  
11%	
  3%	
  
22%	
  
1%	
  Europa	
  Ocidental	
  
Etilbenzeno	
  Ciclohexano	
  Clorobenzenos	
  Nitrobenzeno	
  Alquibenzenos	
  Cumeno	
  Outro	
  
	
  
Figura	
  5	
  –	
  Processos	
  para	
  produção	
  de	
  fenol	
  
do	
  benzeno	
  e	
  isopropanol	
  em	
  vez	
  de	
  propileno	
  como	
  o	
  descrito	
  na	
  Figura	
  7d.	
  O	
  isopropanol	
  é	
  feito	
  a	
  
partir	
  da	
  hidrogenação	
  da	
  acetona	
  excedente	
  produzida.	
  Esse	
  método	
  é	
  posto	
  em	
  prática	
  quando	
  a	
  
demanda	
  por	
  acetona	
  não	
  é	
  acentuada.	
  
	
   A	
  oxidação	
  direta	
  do	
  benzeno	
  a	
  fenol	
  é	
  uma	
  meta	
  de	
  pesquisa.	
  Um	
  meio	
  envolve	
  a	
  reação	
  
de	
  benzeno	
  com	
  ácido	
  acético	
  na	
  presença	
  de	
  paládio	
  e	
  oxigênio	
  para	
  se	
  obter	
  fenil	
  acetato	
  (Fig.	
  6).	
  
Essa	
  reação	
  é	
  análoga	
  a	
  de	
  produção	
  de	
  acetaldeído	
  ou	
  a	
  de	
  acetato	
  de	
  vinil.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
SO O
OH
OH
H2SO4 NaOH
fusão
Benzeno ácido benzenossulfônico Fenol
+ Na2SO3 + NaHSO3(a)
Cl OH
Cl2 NaOH, pressão
D, 300°C
Benzeno clorobenzeno Fenol
 + NaCl(b)
Cl OH
Cu, Fe, oxidos
Benzeno clorobenzeno Fenol
 + HCl(c) + HCl + O2
D, 250°C
+ OH2
CH3CH3
OH
Benzeno cumeno
Fenol
(d)
CAT.
CH3
CH
CH2
+
O2
O OH
CH3 CH3
cumeno 
hidroperóxido
H2SO4
+ CH3 CH3
O
Acetona
vapor, pressão, 500°C
½
	
  
Figura	
  6Dentre	
  os	
  outros	
  métodos	
  de	
  produção	
  de	
  fenol	
  a	
  partir	
  de	
  benzeno,	
  dois	
  destacam-­‐se.	
  Um,	
  
desenvolvido	
  em	
  1990	
  pela	
  empresa	
  Solutia	
  (antiga	
  Monsanto),	
  no	
  qual	
  utiliza-­‐se	
  N2O	
  e	
  obtêm-­‐se	
  
um	
  rendimento	
  de	
  95%.	
  
	
  
	
  
	
  
	
   Oxido	
  nitroso	
  é	
  um	
  subproduto	
  inevitável	
  da	
  produção	
  moderna	
  de	
  ácido	
  adípico	
  e	
  é	
  um	
  gás	
  
estufa,	
  portanto	
  deve	
  ser	
  eliminado	
  de	
  forma	
  segura.	
  Assim,	
  a	
  Solutia	
  transforma	
  uma	
  processo	
  de	
  
débito	
  para	
  um	
  processo	
  de	
  crédito.	
  
	
   O	
   Instituto	
  Coreano	
  de	
  Pesquisa	
  de	
  Química	
  Tecnológica	
   (KRICT)	
  desenvolveu	
  um	
  meio	
  de	
  
uma	
  etapa	
  de	
  produção	
  do	
  fenol	
  através	
  da	
  passagem	
  de	
  hidrogênio,	
  oxigênio,	
  e	
  nitrogênio	
  em	
  uma	
  
solução	
   de	
   benzeno	
   e	
   ácido	
   acético	
   a	
   50	
  ℃ 	
  como	
   catalizador.	
   Essa	
   reação	
   contém	
   97%	
   de	
  
rendimento.	
  
	
  
	
  
Resinas	
  Fenólicas	
  
	
   Resinas	
   fenólicas	
   possuem	
   boa	
   química,	
   calor,	
   resistência	
   à	
   água,	
   boas	
   propriedades	
  
dielétricas,	
  dureza	
  elevada	
  e	
  estabilidade	
  dimensional.	
  Elas	
  são	
  baratas	
  e	
  podem	
  ser	
  formuladas	
  de	
  
acordo	
  com	
  as	
  necessidades.	
  O	
  maior	
  mercado	
  dessas	
  resinas	
  é	
  o	
  de	
  adesivos.	
  Elas	
  são	
  geralmente	
  
combinadas	
   com	
  outros	
  adesivos	
  para	
  gerar	
   resistência	
  à	
  água	
  e	
  aderência.	
  Moldes	
   fenólicos	
   têm	
  
inevitavelmente	
   cores	
   pobres,	
   produzindo	
   apenas	
   em	
   cores	
   escuras.	
   Eles	
   são	
   usados	
   para	
   plugs	
  
elétricos	
  geralmente	
  	
  usados	
  em	
  telefones.	
  
Bisfenol	
  A	
  
	
   A	
   reação	
  de	
   fenol	
   com	
  acetona	
  produz	
   	
  bisfenol	
  A,	
  o	
  qual	
  é	
   regido	
  com	
  epicloridrina	
  para	
  
gerar	
  resinas	
  epóxi,	
  e	
  com	
  fosgênio	
  a	
  fim	
  de	
  obter-­‐se	
  policarbonatos.	
  No	
  começo	
  do	
  ano	
  de	
  2000,	
  
esse	
  tornou-­‐se	
  o	
  principal	
  consumidor	
  de	
  fenol.	
  
Ciclohexanona	
  
	
   Esse	
   terceiro	
   uso	
   do	
   fenol	
   é	
   basicamente	
   para	
   a	
   produção	
   de	
   caprolactama	
   (C6H11NO	
   -­‐	
  
monômero	
  na	
  produção	
  de	
  nylon-­‐6).	
  
½+ CH3 C
OH
O
+ O2
Pd2+
O
C
CH3
O
+ OH2
Ácido acético Fenil acetato
D
OH2
OH
+ CH3 C
OH
O
 + NO2
OH
 + N2
 + H2 + O2 CAT.
OH
 + H2O + NO2
OH
 + N2
 + H2 + O2 CAT.
OH
 + H2O
Ciclohexano	
  
	
   Pequenas	
   quantidades	
   de	
   cilclohexano	
   são	
   extraídos	
   da	
   nafta,	
   mas	
   a	
   maior	
   parte	
   é	
  
produzida	
   pela	
   hidrogenação	
  do	
  benzeno.	
  O	
  processo	
   é	
   operado	
   em	
   complexas	
   refinarias	
   usando	
  
hidrogênio	
  vindo	
  da	
  reforma	
  catalítica.	
  
	
  
	
  
	
  
	
   Uma	
  parte	
   do	
   ciclohexano	
   é	
   utilizada	
   como	
   solvente,	
   porém	
   seu	
  maior	
  mercado	
   é	
   para	
   a	
  
produção	
  de	
  ácido	
  adípico	
  e	
  caprolactama.	
  
Ácido	
  Adípico	
  e	
  Caprolactama	
  
	
   O	
  benzeno	
  é	
  a	
  fonte	
  de	
  dois	
  dos	
  mais	
  importantes	
  nylons,	
  nylon6,6	
  e	
  nylon	
  6.	
  Nylon	
  6,6	
  é	
  o	
  
polímero	
  formado	
  quando	
  ácido	
  adípico	
  condensa	
  com	
  hexametileno	
  diamina.	
  Nylon	
  6	
  é	
  o	
  produto	
  
da	
  autocondenação	
  de	
  caprolactama,	
  isto	
  é,	
  produto	
  da	
  desidratação	
  do	
  ácido	
  6-­‐aminocaprótico	
  (6-­‐
aminnohexanoico).	
  
Anilina	
  
	
   O	
  próximo	
  na	
  lista	
  de	
  químicos	
  provindos	
  do	
  benzeno	
  é	
  a	
  anilina.	
  A	
  produção	
  estadunidense	
  
em	
   2002	
   foi	
   de	
   1.8	
   bilhões	
   lb,	
   75%	
   desse	
   foi	
   destinado	
   a	
   produção	
   de	
   isocianatos.	
   No	
   processo	
  
tradicional,	
  o	
  benzeno	
  é	
  primeiramente	
  nitrado	
  com	
  ácidos	
  mistos	
  (H2SO4/HNO3)	
  que	
  forma	
  um	
  íon	
  
nitrônio	
  (NO!!)	
  o	
  qual	
  ataca	
  o	
  anel	
  benzênico.	
  A	
  reação	
  é	
  exotérmica	
  e	
  a	
  mistura	
  deve	
  ser	
  resfriada	
  
para	
   manter	
   a	
   temperatura	
   de	
   aproximadamente	
   50℃.	
   Na	
   nitração	
   do	
   benzeno	
   uma	
   pequena	
  
quantidade	
  de	
  isômeros	
  meta	
  é	
  formada.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
   Nitrobenzeno	
  é	
  reduzido	
  a	
  anilina	
  em	
  um	
  rendimento	
  quase	
  quantitativo	
  por	
  hidrogenação	
  
à	
  270℃	
  em	
  um	
  leito	
  fluidizado	
  de	
  cobre-­‐em-­‐sílica	
  como	
  catalizador.	
  
	
  
	
  
	
  
	
   Um	
  processo	
   antigo	
   empregava	
  o	
   revolvimento	
  de	
   ferro	
   e	
   ácido	
   clorídrico	
   como	
   fonte	
   de	
  
hidrogênio.	
   Esse	
   processo	
   de	
   fase	
   líquida,	
   no	
   qual	
   o	
   ferro	
   era	
   convertido	
   em	
   Fe3O4,	
   útil	
   como	
  
pigmento,	
  é	
  pouco	
  usado	
  atualmente.	
  
3H2
cat.
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
ciclohexano
3H2
cat.
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
ciclohexano
HNO3 NO2
+ + OH-
+ NO2+
NO2
+ H+
Nitrobenzeno
NO2
+ 3H2 cat.
NH2
+ 2H2O
Nitrobenzeno Anilina
3H2
cat.
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
ciclohexano
HNO3 NO2
+ + OH-
+ NO2+
NO2
+ H+
Nitrobenzeno
NO2
+ 3H2 cat.
NH2
+ 2H2O
Nitrobenzeno Anilina
Alquilbenzenos	
  
	
   Os	
  mais	
   importantes	
  alquilbenzenos	
   são	
  os	
   com	
  cadeias	
  de	
  C10-­‐C14	
  de	
   tamanho.	
  Esses	
   são	
  
sulfonados	
   para	
   fornecer	
   surfactantes	
   de	
   alquilbenzeno	
   sulfonato,	
   útil	
   em	
   formulações	
   de	
  
detergentes.	
  As	
  equações	
  são	
  escritas	
  para	
  uma	
  olefina	
  interna:	
  
	
  
	
  
	
  
Anidrido	
  Maleico	
  
	
   A	
   maior	
   parte	
   do	
   anidrido	
   maleico	
   é	
   fabricado	
   pela	
   oxidação	
   do	
   butano	
   ou,	
   menos	
  
frequente,	
   1-­‐	
   e	
  2-­‐butenos.	
  Um	
  método	
  antigo	
  é	
  baseado	
  na	
  oxidação	
  do	
  benzeno	
  e	
  é	
   análogo	
  ao	
  
processo	
   de	
   anidrido	
   ftálico	
   do	
   naftaleno.	
   A	
   oxidação	
   em	
   fase	
   vapor	
   é	
   	
   realizada	
   com	
   catalizador	
  
pentóxido	
   de	
   vanádio	
   a	
   400℃.	
   Isso	
   resulta	
   numa	
  mistura	
   de	
   ácido	
  maleico	
   e	
   anidrido	
  maleico,	
   o	
  
ácido	
  pode	
  ser	
  desidratado	
  a	
  anidrido	
  sem	
  separação.	
  O	
  produto	
  é	
  purificado	
  por	
  destilação	
  a	
  vácuo.	
  
	
  
	
  
	
  
	
   Usado	
   principalmente	
   (40	
   –	
   60%)	
   na	
   produção	
   de	
   resinas	
   de	
   poliésteres	
   insaturados,	
  
plásticos	
   termofixos	
   e,	
   especialmente,	
   reforçados	
   com	
   fibra	
   de	
   vidro.	
   Outros	
   usos	
   do	
   anidrido	
  
maleico	
  incluem	
  a	
  manufatura	
  depesticidas	
  para	
  plantações	
  e	
  de	
  aditivos	
  lubrificantes	
  de	
  petróleo.
	
   	
  
Clorobenzenos	
  
	
   Clorobenzenos	
   são	
   resultado	
   da	
   cloração,	
   no	
   estado	
   líquido,	
   do	
   benzeno.	
   Pequenas	
  
quantidades	
  de	
  di-­‐	
   e	
   tri-­‐clorobenzenos	
   também	
  são	
   formadas.	
   Seu	
  uso	
  primário	
  é	
   como	
  solvente.	
  
Pode	
   ser	
   convertido	
   em	
   anilina	
   e	
   foi	
   usado	
   no	
   passado	
   como	
   matéria	
   prima	
   para	
   o	
   fenol.	
  
Clorobenzenos	
  condensa	
  com	
  tricloroacetaldeído	
  (cloral)	
  para	
  render	
  o	
  inseticida	
  1,1,1-­‐tricloro-­‐2,2-­‐
bis(p-­‐clorofenil)etano	
   (DDT).	
   Aproximadamente	
   80%	
   do	
   produto	
   os	
   cloros	
   são	
   para-­‐para,	
   mas	
   as	
  
formas	
  orto-­‐para	
  e	
  orto-­‐orto	
  também	
  são	
  produzidas.	
  
	
  
	
  
3H2
cat.
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
ciclohexano
HNO3 NO2
+ + OH-
+ NO2+
NO2
+ H+
Nitrobenzeno
NO2
+ 3H2 cat.
NH2
+ 2H2O
Nitrobenzeno Anilina
+ RCH CHR'
H+
CH CH2R'R
H2SO4
CH CH2R'R
SO3H
+
CH CH2R'R
SO3H
Alquilbenzeno 
sulfanato
3H2
cat.
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
ciclohexano
HNO3 NO2
+ + OH-
+ NO2+
NO2
+ H+
Nitrobenzeno
NO2
+ 3H2 cat.
NH2
+ 2H2O
Nitrobenzeno Anilina
+ RCH CHR'
H+
CH CH2R'R
H2SO4
CH CH2R'R
SO3H
+
CH CH2R'R
SO3H
Alquilbenzeno 
sulfanato
+ 4.5O2 O
O
O
+ CO2 + 2H2O
Anidrido maleico
3H2
cat.
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
ciclohexano
HNO3 NO2
+ + OH-
+ NO2+
NO2
+ H+
Nitrobenzeno
NO2
+ 3H2 cat.
NH2
+ 2H2O
Nitrobenzeno Anilina
+ RCH CHR'
H+
CH CH2R'R
H2SO4
CH CH2R'R
SO3H
+
CH CH2R'R
SO3H
Alquilbenzeno 
sulfanato
+ 4.5O2 O
O
O
+ CO2 + 2H2O
Anidrido maleico
Cl + CCl3 CHO cat. Cl C Cl
H
C
Cl
Cl Cl
+ H2O
Clorobenzeno
2
Tricloro- 
acetaldeído 1,1,1-tricloro-2,2-bis(p-clorofenil)etano
	
  
	
   DDT	
   foi	
   notavelmente	
   efetivo	
   no	
   controle	
   dos	
   mosquitos,	
   contudo	
   foi	
   banido	
   por	
   sua	
  
estabilidade	
  e	
   lipofilia	
   causar	
  o	
  acúmulo	
  de	
  gordura	
  corporal.	
  Cepas	
  de	
  mosquitos	
   imunes	
  ao	
  DDT	
  
emergiram	
  quer	
   seja	
   pelo	
   desenvolvimento	
  de	
   enzimas	
   que	
  hidrolisam	
  o	
  DDT,	
   quer	
   	
   pela	
   seleção	
  
natural.	
  	
  
	
   Diclorobenzenos	
   são	
   produtos	
   químicos	
   de	
   pequeno	
   volume	
   que,	
   assim	
   como	
   vários	
  
derivados	
  de	
  cloro,	
  estão	
  sendo	
  eliminados.	
  p-­‐Diclorobenzeno	
  é	
  usado	
  como	
  repelente	
  de	
  traças	
  e	
  
desodorante.	
  
	
  
Referências	
  
• Wikipédia	
  -­‐	
  http://pt.wikipedia.org/wiki/Benzeno	
  
• Kolmetz,	
  Gentry,	
  Guidelines	
  for	
  BTX	
  Revamps,	
  AIChE	
  2007	
  Spring	
  Conference	
  
• Industrial	
   Organic	
   Chemicals	
   (Harold	
   A.	
   Wittcooff,	
   Bryan	
   G.	
   Reuben,	
   Jeffrey	
   S.	
   Plotkin)	
  
Second	
  Edition