OBTENCIÓN DE METANOL Originariamente se producía metanol por destilación destructiva de astillas de madera. Esta materia prima condujo a su nombre de alcohol de madera. Este proceso consiste en destilar la madera en ausencia de aire a unos 400 °C formándose gases combustibles CO! C"#4! #"$! empleados en el calentamiento de las retortas% un destilado acuoso &ue se conoce como ácido pirole'oso ( &ue &u e co cont ntie iene ne un )* )*+, +, de ác ácid ido o ac ac-t -tic ico! o! "* "*, , de me meta tano noll ( un 0. 0./, /, de acetona% un al&uitrán de madera! base para la preparación de antis-pticos ( desinfectantes% ( carbón vegetal &ue &ueda como residuo en las retortas. ctualmente! todo el metanol producido mundialmente se sinteti1a mediante un proceso catalítico a partir de monó2ido de carbono e hidrógeno. Esta reacción emplea emp lea alt altas as tem temper peratu aturas ras ( pre presio siones nes!! ( nec necesi esita ta rea reacto ctores res ind indust ustria riales les grandes ( complicados. CO 3 CO" 3 #"
C#O#
a reacción se produce a una temperatura de 00*400 °C ( a una presión de "00*00 atm. os catali1adores usados son 5nO o Cr "O. El gas de síntesis CO 3 # "$ se puede obtener de distintas formas. os distintos procesos productivos se diferencian entre sí precisamente por este hecho. ctualmente 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. 6as 7atural 3 8a 8apor por de gua
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CO 3 CO" 3 #"
En el caso de &ue la materia prima sea el carbón! el gas de síntesis se puede obtener directamente bajo tierra. 9e fracturan los po1os de carbón mediante e2plosivos! se encienden ( se fuer1an aire comprimido ( agua. El carbón encendido genera calor ( el carbono necesarios! ( se produce gas de síntesis. Este proceso se conoce como proceso in situ. Este m-todo no tiene una aplicación industrial difundida. os procesos industriales más ampliamente usados! usando cual&uiera de las tres alimentaciones gas natural! me1cla de hidrocarburos lí&uidos o carbón$ son los desarrollados por las firmas urgi Corp. e ;mperial Chemical ;ndustries td. ;C;$.
El proceso consta de tres etapas bien diferenciadas.
=eforming Es en esta etapa donde se produce la diferencia en el proceso en función del tipo de alimentación. En el caso de &ue la alimentación sea de gas natural! este se desulfura antes de alimentar el reactor. pro2imadamente la mitad de la alimentación entra al primer reactor! el cual está alimentado con vapor de agua a media presión. >entro del reactor se produce la o2idación parcial del gas natural. >e esta manera se obtiene #"! CO! CO" ( un "0, de C#4 residual.
Gas Natural + Vapor de Agua
CO + CO2 + H2
Esta reacci! se produce a "#$ %C & a '$ at() El gas de síntesis más el metano residual &ue sale del primer reactor se me1cla con la otra mitad de la alimentación previamente desulfurada$. Esta me1cla de gases entra en el segundo reactor! el cual está alimentado por O ". Este se proviene de una planta de obtención de o2ígeno a partir de aire.
CH' + CO + CO2 + O2
CO + CO2 + H2
Esta reacción se produce a +/0 °C. En caso de &ue la alimentación sea lí&uida o carbón! -sta es parcialmente o2idada por O" ( vapor de agua a ?400*?/00 °C ( //*@0 atm. El gas así formado consiste en # "! CO con algunas impure1as formadas por pe&ue'as cantidades de CO"! C#4! #"9 ( carbón libre. Esta me1cla pasa luego a otro reactor donde se acondiciona el gas de síntesis eliminándose el carbón libre! el #"9 ( parte del CO"! &uedando el gas listo para alimentar el reactor de metanol.
9íntesis El gas de síntesis se comprime a )0*?00 atm. ( se precalienta. uego alimenta al reactor de síntesis de metanol junto con el gas de recirculación. El reactor
urgi es un reactor tubular! cu(os tubos están llenos de catali1ador ( enfriados e2teriormente por agua en ebullición. a temperatura de reacción se mantiene así entre "40*")0 °C.
CO + H2
CH*OH H , $
CO2 + H2
CH*OH H , $
Ana buena cantidad de calor de reacción se transmite al agua en ebullición obteni-ndose de ? a ?.4 Bg. de vapor por Bg. de metanol. demás se protege a los catali1adores.
>estilación El metanol en estado gaseoso &ue abandona el reactor debe ser purificado.
e la torre de destilación sale el metanol en condiciones normali1adas. En la página siguiente se puede observar el flo*sheet del proceso urgi de baja presión para obtener metanol lí&uido a partir de gas natural. :ientras &ue en la página siguiente se podrá observar el mismo proceso pero en caso de usar alimentación lí&uida o carbón.
agua en estado de ebullición! obteni-ndose vapor &ue se utili1a en otros sectores del proceso. a destilación se reali1a en dos etapas en lugar de real1arse en una sola. Dodas las demás características son similares al proceso urgi antes descrito.
mmonia*Casale El reactor posee mltiples catali1adores de lecho fluidi1ado! con gas refrigerante! flujos a2iales ( radiales ( bajas caídas de presión. a producción en este tipo de reactores puede llegar a /.000 tFdía.
Dopsoe 9e caracteri1a por desarrollar un flujo radial a trav-s de tres catali1adores de lecho fluidi1ado en distintos compartimentos. El intercambio de calor es e2terno
