Estudio de metanol

TECNOLOGAS

PROCESO LURGI



Se denomina proceso de baja presin para obtener metanol a partir de hidrocarburos
gaseosos, lquidos o carbn.
El proceso consta de tres etapas bien diferenciadas.

Reforming

Es en esta etapa donde se produce la diferencia en el proceso en funcin del tipo de
alimentacin.
En el caso de que la alimentacin sea de gas natural, este se desulfuriza antes de alimentar
el reactor.
Aproximadamente la mitad de la alimentacin entra al primer reactor, el cual est alimentado
con vapor de agua a media presin. Dentro del reactor se produce la oxidacin parcial del
gas natural. De esta manera se obtiene H2, CO, CO2 y un 20% de CH4 residual.

Gas Natural + Vapor de Agua CO + CO2 + H2

Esta reaccin se produce a 780 C y a 40 atm.
El gas de sntesis ms el metano residual que sale del primer reactor se mezcla con la otra
mitad de la alimentacin (previamente desulfurizada). Esta mezcla de gases entra en el
segundo reactor, el cual est alimentado por O2. Este se proviene de una planta de
obtencin de oxgeno a partir de aire.

CH4 + CO + CO2 + O2 CO + CO2 + H2

Esta reaccin se produce a 950 C.
En caso de que la alimentacin sea lquida o carbn, sta es parcialmente oxidada por O2 y
vapor de agua a 1400-1500 C y 55-60 atm. El gas as formado consiste en H2, CO con
algunas impurezas formadas por pequeas cantidades de CO2, CH4, H2S y carbn libre.
Esta mezcla pasa luego a otro reactor donde se acondiciona el gas de sntesis eliminndose
el carbn libre, el H2S y parte del CO2, quedando el gas listo para alimentar el reactor de
metanol.


Sntesis

El gas de sntesis se comprime a 70-100 atm. y se precalienta. Luego alimenta al reactor de
sntesis de metanol junto con el gas de recirculacin. El reactor Lurgi es un reactor tubular,
cuyos tubos estn llenos de catalizador y enfriados exteriormente por agua en ebullicin. La
temperatura de reaccin se mantiene as entre 240-270 C.

CO + H2 CH3OH H < 0
CO2 + H2 CH3OH H < 0

Una buena cantidad de calor de reaccin se transmite al agua en ebullicin obtenindose de
1 a 1.4 Kg. de vapor por Kg. de metanol. Adems se protege a los catalizadores.

Destilacin

El metanol en estado gaseoso que abandona el reactor debe ser purificado. Para ello
primeramente pasa por un intercambiador de calor que reduce su temperatura,
condensndose el metanol. Este se separa luego por medio de separador, del cual salen
gases que se condicionan (temperatura y presin adecuadas) y se recirculan. El metanol en
estado lquido que sale del separador alimenta una columna de destilacin alimentada con
vapor de agua a baja presin. De la torre de destilacin sale el metanol en condiciones
normalizadas.

PROCESO ICI

La diferencia entre los distintos procesos se basa en el reactor de metanol, ya que los
procesos de obtencin de gas de sntesis y purificacin de metanol son similares para todos
los procesos.
En este caso la sntesis cataltica se produce en un reactor de lecho fluidizado, en el cual al
gas de sntesis ingresa por la base y el metanol sale por el tope. El catalizador se mantiene
as fluidizado dentro del reactor, el cual es enfriado por agua en estado de ebullicin,
obtenindose vapor que se utiliza en otros sectores del proceso.
La destilacin se realiza en dos etapas en lugar de realizarse en una sola.
Todas las dems caractersticas son similares al proceso Lurgi antes descripto.

Demanda
La demanda mundial de metanol es de aproximadamente 60 millones de toneladas al ao,
de las cuales un casi dos por ciento se producen en Guinea Ecuatorial, importante
contribucin considerando que provienen de una sola planta. El producto se enva a Europa
y los Estados Unidos.

USOS DEL METANOL

A.- QUMICO INTERMEDIO
Las aplicaciones primarias del metanol son la produccin de productos qumicos y de
aquellos que se utilizan como combustible. En la actualidad se est utilizando cada vez
ms en el tratamiento de aguas residuales y en la produccin de biodiesel.
El metanol se utiliza en la manufactura del formaldehdo, del cido actico y de una
variedad de qumicos intermedios que forman la base de una gran cantidad de derivados
secundarios. Estos ltimos se utilizan en la fabricacin de una amplia gama de productos
incluyendo enchapados, tableros aglomerados, espumas, resinas y plsticos.
El resto de la demanda del metanol est en el sector del combustible, principalmente en la
produccin de MTBE (aditivo para mejorar la combustin de combustibles sin plomo), que se
mezcla con gasolina para reducir la cantidad de emisiones nocivas de los vehculos de
combustin. El metanol tambin se est utilizando en menor escala como combustible y es
combustible para las celdas de combustible.


B.- APLICACIONES EN CELDAS DE COMBUSTIBLE

El metanol est considerado ampliamente como uno de los combustibles ms prometedores
para aplicaciones de celdas de combustible que estn siendo desarrolladas hoy en da para
telfonos celulares, computadoras porttiles y medios de transporte de menor escala como
los scooters.
Varias de sus cualidades distintivas lo convierten en el portador ideal de hidrgeno para
vehculos a celdas de combustible del futuro y posiblemente sea capaz de proveer una
fuente de energa alternativa para el hogar.

Qu es una celda de combustible?

Una celda de combustible es un dispositivo electroqumico cuyo concepto es similar al de
una batera. Consiste en la produccin de electricidad mediante el uso de qumicos, que
usualmente son hidrgeno y oxgeno, donde el hidrgeno acta como elemento combustible,
y el oxgeno es obtenido directamente del aire.
Tambin pueden ser usados otros tipos de combustibles que contengan hidrgeno en su
molcula, tales como el gas metano, metanol, etanol, gasolina o diesel entre otros.
Debido a que la generacin de energa elctrica es directa, la eficiencia que alcanza una
celda de combustible puede ser muy elevada, adems al no tener partes en movimiento son
muy silenciosas. Sumado a todo esto hay que agregar que la celda de combustible no usa la
combustin como mecanismo de generacin de energa, lo que la hace prcticamente libre
de contaminacin.
Las celdas de combustible individuales pueden combinarse para producir motores ms
potentes impulsados por ejemplo a hidrgeno.
Pueden ser fabricadas de distintos tamaos y para distintas aplicaciones que van desde su
uso en telefona celular, hasta el uso de stas para impulsar automviles. Adems, la
energa producida es 100% limpia, ya que el nico producto que se obtiene es agua o vapor
de agua dependiendo de la temperatura de operacin del dispositivo.
El nuevo tipo de pila de combustible innovador ofrece una densidad energtica dos veces
superior a las bateras de litio para dispositivos porttiles.
Esta pila pretende dar una alternativa viable a los fabricantes de porttiles, algo que les
permitira sustituir las tradicionales bateras de litio.
La tecnologa de la pila de combustible permite generar dos veces ms energa que una
batera de porttil.
Para recargarla, basta con aadir un poquito de metanol de vez en cuando y pulsar un botn
para iniciar el proceso de transmutacin del metanol al hidrogeno.

C.- METANOL COMO COMBUSTIBLE

En principio cabe destacar que el metanol surge como combustible alternativo ante la
toxicidad de las emisiones de las naftas y la destruccin de la capa de ozono. Igualmente el
poder calorfico de la nafta es el aproximadamente el doble del poder calorfico del metanol,
hacindolo as mas rentable.
Entre los ms conocidos se encuentran el M-85, con 85% de metanol y 15% de nafta y el M-
100 (100% metanol).
La empresa Methanex ( Mexico ) est considerando la produccin de gasoil-metanol para
disminuir las emisiones de partculas, que producen smog y son el origen de problemas
respiratorios. Esta mezcla reduce en un 50% la emisin de partculas.
La tecnologa de gasoil-metanol trabaja en motores existentes y sin ninguna modificacin de
consideracin.

Ventajas

Algunas ventajas del metanol como combustibles para auto son:
Se pueden producir a partir de fuentes y residuos renovables tales como pasto, caa de
azcar, etc. Genera menor contaminacin ambiental que los combustibles fsiles.
Para que el parque vehicular utilice este combustible slo es necesario cambiar las partes
plsticas del circuito de combustible.

APLICACIONES VARIADAS DEL METANOL

El metanol se utiliza en las siguientes aplicaciones:
Cristalizacin, precipitacin y limpieza de sales halide alcalinasmetlicas
Precipitacin de resinas de poliestireno y chloroprene.
Limpieza y secado de fracciones de carbn en polvo
Disolventes de pintura
Limpieza de superficies metlicas
Limpieza de resinas de intercambio inico
Extraccin de humedad y resinas de maderas
Agente extractor en la industria petrolera, qumica y alimenticia
Combustible para cocinas de camping y soldadores
Lquido anticongelante y limpia parabrisas para automviles
Anticongelante para deshidratacin de oleoductos



Methanol Holdings (MHTL) de Trinidad & Tobago posee y opera cinco plantas de metanol
con una capacidad total de ms de 4Mt/a. La empresa, el principal proveedor de metanol de
Norteamrica, comenz las operaciones comerciales de su primera planta downstream de
amonaco, urea con nitrato de amonio, y melanina (AUM, por su sigla en ingls) en 2010. El
complejo tiene capacidad para elaborar 1,48Mt/a de UAN y 60.000t/a de melamina, que se
utilizarn para fabricar fertilizantes, resinas, moldes, lminas y muebles. MHTL est
actualmente construyendo una segunda planta, la cual producir 1.850t/d de amonio. MHTL
fue fundada en 1999 y tiene su sede en Couva, Trinidad & Tobago.