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PRODUCCION DE METANOL CON REFORMADO POR DOS PASOS 1. INTRODUCCION El metanol o alcohol metílico (CH3OH) es el componente más simple del grupo de productos químicos orgánicos llamados alcoholes, que se obtienen a partir de la reformación del metano con vapor de agua, vía gas de síntesis, que a alta presión es convertido a metanol. Dentro de las aplicaciones del metanol, la mayor parte de la producción se utiliza como materia prima para la obtención de ácido acético y formaldehído, que a su vez son la base para la fabricación de materiales de construcción, espumas, resinas y plásticos. Una gran parte de la producción de metanol se destina al sector de los carburantes, como aditivo para elevar el octanaje de las gasolinas (cuando es convertido a Metil Tert-Butil Eter, MTBE). Una de las ventajas de la producción de metanol en el país, se basa en el análisis de tres escenarios: La comercialización de metanol, la producción de gasolina a través del proceso MTG (Methanol To Gasoline) y la producción de Dimetil Éter (DME) como substituto del diésel. Los escenarios antes mencionados pueden ser estudiados en función a las ventajas y desventajas intrínsecas de los proyectos tecnológicos y un análisis de la proyección integral del consumo de carburantes en Bolivia. 2. OBJETIVO Desarrollar el proceso de obtención del matanol con reformado por dos pasos 3. DESARROLLO 3.1. Utilidad del metanol El metanol es el más simple de los alcoholes, conteniendo un solo átomo de carbono. Es un líquido incoloro, insípido y de muy escaso olor. Es uno de los combustibles sustitutos para camiones y colectivos. Entre las ventajas del metanol ,para ser usado como combustible de vehículos, se destacan su bajo grado de contaminación, su menor inflamabilidad respecto a la gasolina, y su alto octanaje. En economías de escala, el metanol es producido, distribuido y vendido a los consumidores a precios competitivos con la gasolina. El metanol es un
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componente de muchos solventes y se utiliza en la fabricación de ácido acético, pinturas, barnices, anticongelantes, etc. 3.2.
Producción de metanol
Los productores de metanol generalmente están ubicados en regiones del mundo que producen un exceso de gas natural, áreas que extraen grandes cantidades de carbón, o en países industrializados que pueden tener acceso a gas natural en grandes cantidade costes de transporte relativamente bajos. Las reservas de gas natural están aumentando como consecuencia de las nuevas tecnologías de perforación y fractura hidráulica, que permiten el desarrollo de reservas de bajo coste. Esto ha resultado en la construcción de plantas de procesamiento de gas a líquido en Asia y Oriente Próximo. En los Emiratos Árabes Unidos, el producto líquido es un queroseno de alta calidad, que se usa como sustitutivo del combustible de aviación derivado del petróleo. Otra tendencia del mercado se debe al coste de producción de metanol a partir de gas natural en comparación con otras fuentes como el carbón. Como es más económico producir metanol a partir de gas que de carbón, los productores de carbón a metanol de coste elevado están limitando la producción, en particular en China, a fin de aprovecharse del menor coste del metanol importado (Arabia Saudita, Nueva Zelanda, Malasia e Indonesia). 3.3.
OBTENCION DEL METANOL
Las plantas funcionan de manera continua, en un proceso de producción que se puede dividir en cuatro etapas principales: alimentación purificación , reforma , síntesis de metanol y purificación de metanol , como se muestra en el diagrama de flujo siguiente. Para la obtención del metanol se siguen en todas las tecnologías los 4 pasos que se muestran a continucion:
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3.4.
PROCESOS DE PRODUCCIÓN DE GAS DE SÍNTESIS A PARTIR DE METANO
Para la producción de hidrógeno puro y monóxido de carbono [ROSTRUP-NIELSEN, 2002]. La mayor parte del gas de síntesis obtenido en la industria se destina a la producción de H2. De todo el hidrógeno producido, aproximadamente el 70% se emplea en la síntesis de amoníaco y el 30% restante se utiliza en los procesos de hidrotratamiento que se llevan a cabo en las refinerías. De acuerdo con la Figura 1.2, tras la producción de H2, el gas de síntesis se utiliza principalmente para la síntesis de metanol y para la producción de hidrocarburos líquidos a través de la reacción de Fischer-Tropsch y reacciones relacionadas. Otras aplicaciones son la producción de alcoholes y aldehídos de cadena larga, por medio de la reacción del gas de síntesis con olefinas (reacción de hidroformilación), y la síntesis de un gran número de compuestos químicos, como formaldehído, ácido acético, etanol, etileno o etilenglicol, entre otros, por la reacción de metanol con CO (carbonilación) o con gas de síntesis. Además, una pequeña proporción de la producción total de gas de síntesis se destina a la generación de electricidad, principalmente a través de la gasificación integrada en ciclo combinado 3.3.1. PASO 1: purificación FEED…………………………………………………………………………………………. Los dos materias primas principales , el gas natural y el agua , ambos requieren la purificación antes de su uso . Gas Natural contiene bajos niveles de compuestos de azufre y se someten a un proceso de desulfuración para reducir , el azufre a niveles de menos de una parte por millón . Las impurezas en el agua se reducen a un nivel indetectable o partes por billón de los niveles antes de ser convertido en vapor y se añaden al proceso . Si no se elimina, estas impurezas pueden reducir la eficiencia de calor y daños significativos a las principales piezas de equipo…………………………………………………………………………………………………………………………. 3.3.2. PASO 2 : LA REFORMA…………………………………………………………………………………………… La reforma es el proceso que transforma el metano ( CH4 ) y el vapor de agua (H2O ) a los reactivos intermedios de hidrógeno ( H2) , dióxido de carbono (CO2 ) , monóxido de carbono (CO ) . El dióxido de carbono también se añade a la corriente de gas de alimentación en esta etapa para producir una mezcla de los componentes en la proporción ideal para producir de manera eficiente metanol . Este proceso se lleva a cabo en un horno reformador que se calienta por la combustión de gas natural como combustible . 3.3.3. PASO 3 : síntesis de metanol……………………………….. Después de retirar el exceso de calor desde el " gas reformado "
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se comprime antes de ser enviado a la etapa de producción de metanol en el reactor de síntesis . Aquí los reactivos se convierten en metanol y se separaron a cabo como como un producto bruto con una composición de metanol ( 68 % ) y agua ( 31 % ) . También se forman trazas de subproductos La conversión de metanol es a una tasa de 5 % por pasada por lo tanto, hay un continuo reciclaje de los gases que no han reaccionado en el bucle de síntesis…………………………………………………………………………………………………………….. . Este reciclaje continuo del gas de síntesis sin embargo resulta en una acumulación de gases inertes en el sistema y esto se purga continuamente y se envía a la del reformador , donde se quema como combustible . El metanol crudo formado se condensa y se envía a la etapa de purificación metanol, que es el paso final en el proceso………………………………… 3.3.4. PASO 4 : PURIFICACIÓN DE METANOL……………………………………………………………………….. La solución de metanol al 68 % se purifica en dos etapas distintas en altas columnas de destilación llamados la columna de la columna y el refinado relleno para producir un producto refinado con una pureza de 99 % de metanol clasificado como Grado metanol refinado El proceso de metanol se prueba en varias etapas y el producto terminado se almacena en una gran zona de tanques de almacenamiento seguro de la planta hasta el momento en que está listo para ser entregado a los clientes . Ya que el 99 % de nuestro producto se vende en el mercado de ultramar, que fue embarcado desde alta mar los buques tanque , mientras que las ventas locales se realizan a través de tuberías y tambores. 3.5. TECNOLOGIA HALDOR TOPSOE 3.5.1. PRODUCCION DE METANOL CON REFORMADO POR DOS PASOS 3.5.2. Aplicacion Para producir metanol a partir de materiales de alimentación de gas natural o asociados utilizando dos etapa de reformado seguido por la tecnología synthesis.This de baja presión es muy adecuado para plantas de escala mundial mejores también ofrece la tecnología para el más pequeño , así como muy grandes plantas de metanol hasta 10.000 tpd , y la tecnología para modificar la capacidad de producción de amoníaco en metanol. 3.4.3. Descripción del proceso de obtención del matanol El material de alimentación de gas se comprime (si se requiere ) ,(1) desulfurado y se envía a un saturador ( 2 ) donde se genera vapor de proceso ( ! ) . todo processcondessate se reutiliza en el saturador que resulta en una menor necesidad de agua . La mezcla de gas natural y vapor de agua se precalienta y se envía al reformador primario ( 3 ) . la salida de gas desde el reformador primario va directamente a un reformador secundario oxígeno - soplado ( 4 ) . la cantidad de oxígeno y el equilibrio entre el reformador primario y secundario se Página 4
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ajusta de modo que un gas de síntesis casi estequiométrica poco con un bajo contenido inerte se obtiene . El reformador primario es relativamente pequeña y la sección de la reforma opera a aproximadamente 35 kg/cm2 g .
El contenido de calor de los gases de combustión ' precalienta feed reformador . Del mismo modo , el contenido de calor del gas de proceso se utiliza para producir stearm sobrecalentado a alta presión ( 5 ) , el precalentamiento del agua de alimentación de la caldera , el precalentamiento consensate proceso de ir al saturador y re-ebullición en la sección de destilación ( 6 ) ……………………………………………………………………………………………… Después de enfriamiento final por aire o por agua de refrigeración , el gas de síntesis se comprime en un compresor de una sola etapa ( 7 ) y se envía al circuito de síntesis de ( 8 ) , que consta de tres reactores adiabáticos con intercambiadores de calor entre los reactores . El calor de reacción a partir del bucle se utiliza para los intercambiadores de calor entre los reactores . Calor de reacción a partir del bucle se utiliza para calentar el agua de saturador . De vapor proporciona calor adicional para el sistema saturador . El efluente del último reactor es enfriado por el precalentamiento de alimentación al primer reactor , por enfriamiento por aire o agua . Metanol crudo se separa y se envía directamente a la destilación ( 6 ) , que ofrece un diseño de tres columnas muy eficiente . Gas de reciclado se
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envía al compresor de recirculación ( 9 ) después de una pequeña purga para eliminar la acumulación de compuestos intermetálicos . 3.4,4. Consumo de energía…………………………………………………………………………………….. Tops suministra una gama completa de catalizadores que se pueden utilizar en la planta de metanol . El consumo total de energía para este esquema de proceso es de aproximadamente 7,0 Gcal / ton incluida la energía para la producción de oxígeno.
3.4.5. Economía: Costo de la planta Las inversiones totales, incluyendo una planta de oxígeno , son aproximadamente 10 % más bajo para las grandes instalaciones de una planta convencional a base de vapor directo reforma El costo para una planta de 5000 MTPD incluida la planta de oxigeno es de US$350 millones .
Un económico seria Ideal para producción entre los 5000 y 7000MTPD
3.4.6. Plantas comerciales La última planta de gran es una instalación de 3.030 tpd en planta iran.this fue comisionado en 2004…………………………………………………………………………………………………………………………………
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
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