PRODUCCIÓN DE GAS DE SÍNTESIS Y PRODUCCIÓN SUS DERIVADOS
GAS DE SÍNTESIS Se le llama gas de síntesis a las diversas mezclas de monóxido de carbono e hidrógeno que se emplean para fabricar productos químicos. Se puede obtener de distintas formas. Actualmente el proceso más ampliamente usado para la obtención del gas de síntesis es a partir de la combustión parcial del gas natural en presencia de vapor de agua. Gas Natural + Vapor de Agua
CO + CO2 + H2
El gas de síntesis también se puede obtener a partir de la combustión parcial de mezclas de hidrocarburos líquidos o carbón, en presencia de agua.
Mezcla de Hidrocarburos Líquidos + Agua Carbón + Agua
CO + CO2 + H2
CO + CO2 + H2
Metanol Originariamente se producía Metanol por destilación destructiva de las astillas de madera. Este proceso consiste en destilar la madera en ausencia de aire a unos 400 °C formándose gases combustibles (CO, CH4, H2 ). Actualmente todo el metanol producido mundialmente se sintetiza mediante un proceso catalítico a partir de monóxido de carbono e hidrógeno. Esta reacción emplea altas temperaturas y presiones, necesitando reactores industriales. CO + CO2 + H2
CH3OH
Características del Proceso: •
Se produce a una temperatura de 300 a 400 ° C.
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La Presión que se ejerce es de 200 a 300 atm.
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Los catalizadores empleados son ZnO o Cr2O3
Proceso para la Obtención del Metanol
En este proceso se obtiene Metanol a partir de Hidrocarburos gaseosos, líquidos o carbón. En el caso de que la alimentación sea de gas natural, este se desulfuriza antes de alimentar el reactor (Mitad de la alimentación). Dentro del reactor se produce la oxidación parcial del gas natural. De esta manera se obtiene H2, CO, CO2 y un 20% de CH4 residual. El gas de síntesis más el metano residual que sale del primer reactor se mezcla con la otra mitad de la alimentación (previamente desulfurizada). Esta mezcla de gases entra en el segundo reactor, el cual está alimentado por O2. Este proviene de una planta de obtención de oxígeno a partir de aire.
En donde se da la siguiente reacción CH4 + CO + CO2 + O2
CO + CO2 + H2
Si la alimentación es líquida o carbón, ésta es parcialmente oxidada por O2 y vapor de agua. El gas así formado consiste en H2, CO con algunas impurezas formadas por CO2, CH4, H2S y carbón libre. Esta mezcla pasa a otro reactor donde se acondiciona el gas de síntesis eliminándose las impurezas y quedando el gas listo para alimentar el reactor de metanol El gas de síntesis se comprime a 70-100 atm y se precalienta. Luego alimenta al reactor de síntesis de metanol junto con el gas de recirculación y se dan la reacciones: CO + H2 CH3OH CO2 + H2 CH3OH
El Metanol y el Octanaje de la Gasolina.
Desde 1920 carros y aviones han estado usando el Metanol para aumentar el octanaje de la gasolina, obteniendo casi un 20% más de potencia ya que pese a que tiene mayor octanaje, la temperatura de la combustión es menor, así que el motor en general genera menos calor. Sin embargo, los costos elevados hacen de ésta gasolina poco comercial
Formaldehído Es fabricado a partir del metanol, en donde la materia prima es el gas de síntesis que se obtiene del metano.
CH4 + H2O
CO + 3 H2
3 CH4 + CO2 + 2 H2 2 H2 + CO CH2OH + ½ O2 CH3OH
4 CO + 8 H2 CH3OH HCHO + H2O
HCHO + H2
Proceso de obtención de formaldehído a partir del metanol con catalizador de plata :
En el proceso anterior se producen las siguientes reacciones :
CH2OH + ½ O2 CH3OH
HCHO + H2O HCHO + H2
En el proceso hay pérdidas físicas y pequeñas cantidades de metanol en el producto final por lo que el rendimiento global del metanol varía entre el 86% y 90% en peso. Es decir del metanol que ingresa a la planta entre un 86% a un 90% en peso del mismo se transforma en formaldehído. El catalizador de plata tiene una vida útil satisfactoria, de tres a ocho meses y luego de esta, el catalizador puede ser recuperado. Este es fácilmente contaminado por el azufre.
Proceso de obtención de formaldehído a partir del metanol con catalizadores de óxidos de metales.
Catalizadores de óxidos de metales: Pentóxido de Vanadio, el cual fue patentado en 1921. •
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En 1933 se patentó un catalizador de Acero - Óxido de molibdeno
Los catalizadores con óxidos de metales tienen una vida útil que varía entre 12 y 18 meses. Son, comparados con los catalizadores de plata mas resistentes a los contaminantes. Se requiere con estos, cambios menos frecuentes pero el tiempo necesario para cambiarlos es mayor. En el proceso hay pérdidas físicas y pequeñas cantidades de metanol en el producto final por lo que el rendimiento global del metanol varía entre el 88% y 92% en peso, levemente superior al que se puede obtener en un proceso con catalizadores de plata.
Amoníaco: El método más empleado a nivel mundial para la producción de amoníaco es el Método de Reformado con Vapor. En el cual se parte del gas natural constituido por una mezcla de hidrocarburos siendo el 90% metano (CH4 ) para obtener el H2 necesario para la síntesis de NH3.
Producción de Amoníaco por el Método de Reformado con Vapor
Usos del Amoníaco: La mayor parte del amoniaco (80%) se destina a la fabricación de fertilizantes, como: Nitrato amónico: NH4NO3 Sales amónicas: (NH4 )2SO4 , (NH4 )3PO4 Urea: (NH2 )2C=O •
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Otros usos del amoníaco incluyen: Fabricación de HNO3. Explosivos y otros usos. Nylon. Poliuretanos. Pulpa y papel. •
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Producción Actual en Venezuela: Amoníaco: Complejo Petroquímico
Capacidad (MTMA)
Insumos
Productos
Morón
200
El Tablazo
300
Amoníaco, CO2 Amoníaco
Jose (Fertinitro)
460
Gas Natural/Aire Gas Natural/Aire Gas Natural/Aire
Amoníaco
Urea Complejo Petroquímico
Capacidad (MTMA)
Insumos
Productos
Morón
250
Urea
El Tablazo
360
Jose (Fertinitro)
1460
Amoníaco, CO2 Amoníaco, CO2 Amoníaco, CO2
Urea Urea
Metanol Complejo Petroquímico
Capacidad (MTMA)
Productos
Jose (Metor)
750
Metanol
Jose (Supermetanol)
770
Metanol
Próximos avances tecnológicos en Venezuela Urea: El plan Revolución Petroquímica 2007-2013, busca convertir a Vzla en el primer productor de Fertilizantes (Urea) del continente americano. En la actualidad Venezuela tiene una participación del 10 % en este mercado o lo que es lo mismo 1220 MTMA: con el desarrollo de este plan, Pequiven alcanzará una participación de hasta 31% (4316 MTMA) en este mercado. Para lo cual se prevé la construcción total de seis plantas de fertilizantes, 4 en el Complejo Petroquímico José Antonio Anzoátegui, 1 en el Complejo Petroquímico de Puerto Nutrias y 1 en el Complejo Petroquímico de Morón.
Amoníaco: Se tiene planificado la Construcción de una planta de Amoníaco en Pequiven la cual tendrá una producción de 600 MTMA
Metanol: Se realizará una expansión de la planta de Metanol ubicada en el Complejo Petroquímico José Antonio Anzoátegui para producir 825 MTMA de Metanol grado químico. Instalación de una mega planta de metanol de última generación (1750 MTMA), bajo el esquema de empresa mixta con la compañía Iraní: Nacional Petrochemical Company (NPC). •
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