PROCESO DE OBTENCIÓN DE METANOL A PARTIR DE METANO
El proceso de obtención del metanol consta de 3 etapas: A. Reformación Reformación B. Compresión / Conversión C. Destilación
Reformación es la primera etapa del proceso de elaboración del metanol. En esta etapa se combina el gas natural con vapor bajo calor para producir gas de síntesis que consiste en hidrogeno (H 2), monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO 2).
1. Precalentador del gas de alimentaci alimentación ón El metanol utiliza gas natural (CH4), conocido también como gas de alimentación, como materia prima. El gas de alimentación es calentado entre 150 y 200 °C (entre 300 y 390 °F), para remover el contenido de azufre, antes de la primera reacción principal en el reformador. 2. Gas combustible Parte del gas precalentado se deriva para utilizarlo como combustible en la generación de vapor, calor y energía eléctrica en otras etapas del proceso de elaboración. 3. Filtro de azufre El azufre deber ser removido del gas natural porque impide la reformación. Para filtrar el azufre, se hace fluir el gas a través de una cama de esferas de óxido de zinc
(ZnO). El óxido de zinc reacciona con los compuestos de azufre y forma sulfuro de zinc. 4. Vapor Se agrega vapor al gas natural precalentado hasta producir una relación vapor carbono de 3:1. Esta mezcla es necesaria para que la reacción de reformación produzca la mezcla correcta de gas. 5. El calentador del gas de alimentación La mezcla de gas natural y agua es entonces calentada en un ambiente de baja presión. El precalentamiento ayuda a facilitar el proceso de reformación que sigue. 6. Reformador En el reformador, la mezcla de gas natural y agua se desplaza a través de una serie de tubos calentados a 900 °C ó 1650 °F. Cada tubo contiene un catalizador de óxido de níquel Aquí, ocurre una reacción reformadora endotérmica que produce una mezcla de (H 2)+ CO + CO2 + (H2O), conocida como gas de síntesis. 7. Caldera de recuperación de calor El gas de síntesis es enfriado en una serie de intercambiadores de calor que consisten en una disposición de coraza y tubos, conocidos como caldera de recuperación de calor. Las calderas de recuperación de calor utilizan el calor de los gases que salen del reformador para producir vapor a alta presión. 8. Separador de gases de proceso Cuando el gas de síntesis se enfría, el exceso de agua contenido en la mezcla de gases se condensa en el separador de gases de proceso, el agua es removida y el gas seco pasa a la etapa de compresión. El agua condensada es recuperada y vuelta a usarse en el proceso de elaboración del metanol.
Compresión / Conversión es la segunda etapa del proceso de elaboración del metanol. El gas de síntesis es presurizado (comprimido) y sometido a reacción (convertido) para formar metanol.
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1. Compresores Aquí el gas de síntesis se comprime para ayudar a la reacción de conversión. Un compresor procesa gas de síntesis fresco; el otro procesa el gas sobrante del proceso de conversión. 2. Convertidor En la reacción de conversión, el gas de síntesis fluye a travès de una serie de camas permeables conteniendo esferas de catalizador de cobre (Cu). El Cu promueve la reacción que forma metanol y agua. 3. Intercambiadores de calor La mezcla del gas sobrante, que no reaccionó, y metanol, es enfriada cerca de los 30 °C / 85 °F para condensar el metanol y así ser separado de los gases remanentes. 4. Separadores En un proceso de dos etapas llamado "precipitación del metanol", el metanol es extraído del fondo del separador. Los gases sobrantes suben y salen por la parte superior del separador para retornar al proceso de compresión y conversión para producir más metanol. 5. Almacenamiento del metanol crudo En esta etapa, la mezcla, conocida como metanol crudo, está compuesta por 75% metanol y 25% agua y es almacenada temporalmente en un tanque de almacenamiento de metanol crudo. Hay trazas de una serie de impurezas en el metanol crudo, las que se remueven en el proceso de destilación.
La Destilación es la tercera y última etapa del proceso de elaboración del metanol. La mezcla líquida es calentada para separar los componentes y el gas resultante es enfriado y condensado para obtener metanol puro. 1. Columna de destilación En la columna de destilación, todos los componentes que poseen un punto de ebullición menor al del metanol son separados. Estos gases y compuestos de bajo punto de ebullición, se utilizan como combustible en la planta de metanol. El agua y otros químicos son más pesados y permanecen, ingresando con el metanol, en la columna de refinado. 2. Combustible En algunas plantas el H 2 se agrega al flujo corriente de gas natural y alimenta el reformador. 3. Columna de refinado En la columna de refinado, el metanol es extraído de la parte superior de la columna, en forma de vapor. Los subproductos que tienen un punto de ebullición más alto que el metanol se desechan por un caño lateral a mitad de altura de la columna, y el agua, con un punto de ebullición más elevado de todos, fluye por el fondo y retorna al proceso de elaboración. 4. Almacenamiento y distribución 5. Reciclado Algunos subproductos se utilizan como combustible en calderas.
