Butadiene

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Idrocarburo non saturo, di formula CH2=CH−CH=CH2; è la più semplice diolefina coniugata. È un gas incolore, inodore, che liquefa facilmente (bolle a −4 °C). Per la sua natura insatura, presenta una spiccata reattività (polimerizza facilmente, addiziona altri composti, si ossida, forma complessi con sali metallici ecc.); è la materia prima di diversi tipi di gomma sintetica e di polimeri termoplastici (➔ polibutadiene).

Il processo di produzione del b. più adottato si basa sulla deidrogenazione del butano normale (contenuto nel gas naturale), dell’1 o del 2-butilene (contenuti nel gas di cracking e, in misura minore, anche negli altri gas di raffineria). La reazione di deidrogenazione è favorita da un’elevata temperatura e da una bassa pressione, di solito si scelgono temperature dell’ordine di 625-675 °C (a temperature più alte si verifica cracking e polimerizzazione); la bassa pressione si realizza operando in presenza di una forte quantità di vapor d’acqua come diluente. Il tempo di contatto è molto breve (0,2-0,3 s). Il catalizzatore può essere costituito da carbonato di potassio su supporto di ossido di ferro, con promotori costituiti da fosfato di potassio e ossido di cromo. Nel processo di deidrogenazione si stabilisce un equilibrio fra il butano (o il butilene) e il prodotto di reazione costituito da b. e idrogeno, questo equilibrio non porta a rese di b. superiori al 35-45%. L’equilibrio può essere spostato favorevolmente, arrivando a valori del 55-70%, aggiungendo alla carica ossigeno, il quale funziona da accettore dell’idrogeno formando acqua. All’eliminazione dell’idrogeno corrisponde un favorevole spostamento dell’equilibrio e un apporto di calore al sistema. Dai gas uscenti (contenenti, oltre al b. formatosi, butileni, butano, idrogeno, tracce di idrocarburi insaturi a 3-5 atomi di carbonio, o saturi a 1-3 atomi di carbonio) il b. non può essere ottenuto allo stato puro per semplice distillazione data la vicinanza dei punti d’ebollizione degli altri composti; per tale via si può ottenere solo un parziale arricchimento; la separazione completa si realizza o per estrazione con solvente (per es., con una soluzione ammoniacale di sali rameosi) o per distillazione estrattiva.

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