Obtención Del Metanol y Sus Derivados

 

Obtención Obtenció n del metanol y sus derivados deri vados Introducción El alcohol metílico también conocido como metanol, alcohol de madera, se producia durante la obtención de licor en alambiques alambiques clandestinos, los cuales no garantizan una temperatura estable a lo largo del proceso de destilación, generando así un licor  contaminado(mezcla de etanol y metanol), que en última instancia va al consumidor. Es de an anot otar ar que que esta esta mezc mezcla la tói tóica ca tamb tambié ién n pued puede e ll lleg egar ar a obte obtene ners rse e en la producción de bebidas alcohólicas alcohólicas caseras como la chicha y el ttapé apé tuza.  !ntiguamente adem"s se obtenía de la destilación en seco de la madera# pero hoy se obtiene a nivel industrial como un subproducto de la producción de polímeros y se utiliz utiliza a como como remove removedor dor de pintu pinturas ras,, li limpi mpia a bri brisas sas,, an antic ticong ongela elante nte,, tin tinne ner, r, lacas lacas,, barni bar nices ces,, produc productos tos $otog $otogr"$ r"$ico icos, s, solven solventes tes,, adem"s adem"s como como mater materia ia pri prima ma para para manu$actura de pl"sticos, tetiles, secantes, eplosivos, eplosivos, caucho, entre otros productos. El compuesto químico metanol, es el alcohol m"s sencillo, es el metano (%&') con una molécula de hidrógeno (&) sustituido por un radical hidroilo hidroilo (&) y su s u $órmula química es %&&. En condiciones normales es un líquido incoloro, de escasa viscosidad y de olor y sabor  $rutal penetrante, miscible en agua y con la mayoría de los solventes org"nicos, muy tóico e in$lamable. El olor es detectable a partir de los * ppm. Es considerado como un produ producto cto petroq petroquím uímico ico b" b"sic sico, o, a pa parti rtirr del cual cual se ob obtie tienen nen varios varios produc productos tos secundarios.  +as propiedades $ísicas m"s relevantes del metanol, en condiciones normales de presión y temperatura, se listan en la siguiente tabla -eso molecular /ensidad -unto de 4usión -unto de ebullición

* gmol 0.12 3gl 5216 % 786 %

+a materia prima típica utilizada en la producción de metanol es el gas natural. El metanol también se puede hacer de los recursos renovables como la madera, residuos sólidos urbanos y aguas residuales. El metan metanol ol es consid considera erado do como como un produc producto to o mater material ial in$ in$lam lamabl able e de pri primer mera a categoría# ya que puede emitir vapores que mezclados en proporciones adecuadas con el aire, originan mezclas combustibles, que tiene un gran poder calorí$ico, que arde con llama incolora o transparente y cuyo punto de in$lamación es de 9*,*6%.  !l ser considerado como in$lamable de primera categoría, las condiciones condiciones de almacenamiento y transporte deber"n ser etremas. Est" prohibido el transporte de alcohol metílico sin contar con los recipientes especialmente dise:ados para ello. +a cantidad m"ima de almacenamiento de metanol en el lugar de traba;o es de *00 litros.

 

Obtención del metanol +a síntesis industrial del metanol es una de las vías m"s e$icientes y r"pidas para la ob obte tenc nció ión n de dell meta metano nol. l. Esta Esta sínt síntes esis is part parte e de mate materi rias as prim primas as abun abunda dant ntes es y económicas, muchas veces generadas como desechos en otras industrias.  !ctualmente, todo el metanol producido mundialmente mundialmente se sintetiza mediante un proceso catalítico a partir de monóido de carbono e hidrógeno. Esta reacción emplea al alta tas s te temp mper erat atur uras as y pres presio ione nes, s, y nece necesi sita ta reac reacto tore res s indu indust stri rial ales es gran grande des s y complicados. % < %* %* < &* &* = %&& +a reacción se produce a una temperatura de 005'00 6% y a una presión de *00500 atm. +os catalizadores usados son >n o %r*. El gas de síntesis (% < &*) se puede obtener de distintas $ormas. !ctualmente el proceso m"s ampliamente 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. ?as @atural < Aapor de !gua = % < %* < &* Bin embargo 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. Cezcla de &idrocarburos +íquidos < !gua = % < %* < &* En el caso de que la materia prima sea el carbón, el gas de síntesis se puede obtener  directamente ba;o tierra. Be $racturan los pozos de carbón mediante eplosivos, se encienden y se $uerzan aire comprimido y agua. El carbón encendido genera calor y el carbono necesarios, y se produce gas de síntesis. Este proceso se conoce como proceso in situ. Este método no tiene una aplicación industrial di$undida. %arbón < !gua = % < %* < &* Eisten varios métodos para la obtención del metanol uno de ellos es el método de +urgi, denominado proceso de ba;a presión, traba;a para obtener metanol a partir de hidrocarburos hidrocarburo s gaseosos, líquidos o carbón, di$erenci"ndose en él tres etapas • • •

De$orming Bíntesis /estilación

Reforming Es en esta etapa donde se produce la di$erencia en el proceso en $unción del tipo de alimentación.. En el caso de que la alimentación sea de gas natural, este se desul$uriza alimentación antes de alimentar el reactor. !proimadamente la mitad de la alimentación entra al primer reactor, el cual est" alimentado con vapor de agua a media presión. /entro del reactor se produce la oidación parcial del gas natural. /e esta manera se obtiene &*, %, %* y un *0 de %&' residual.

 

?as @atural < Aapor de !gua = % < %* < &* Esta reacción se produce a 1F0 6% y a '0 atm. El gas de síntesis m"s el metano residual que sale del primer reactor se mezcla con la otra mitad de la alimentación (previamente desul$urizada). Esta mezcla de gases entra en el segundo reactor, el cual est" alimentado por *. Este se proviene de una planta de obtención de oígeno a partir de aire. %&' < % < %* < * = % < %* < &* Esta reacción se produce a 280 6%. En caso de que la alimentación sea líquida o carbón, ésta es parcialmente oidada por * y vapor de agua a 9'0059800 6% y 88570 atm. El gas así $ormado consiste en &*, % con algunas impurezas $ormadas por  peque:as cantidades de %*, %&', &*B y carbón libre. Esta mezcla pasa luego a otro reactor donde se acondiciona el gas de síntesis elimin"ndose el carbón libre, el &*B y parte del %*, quedando el gas listo para alimentar el reactor de metanol. Síntesis El gas de síntesis se comprime a 105900 atm y se precalienta. +uego alimenta al reactor de síntesis de metanol ;unto con el gas de recirculación. El reactor +urgi es un reactor tubular, cuyos tubos est"n llenos de catalizador y en$riados eteriormente por  agua en ebullición. +a temperatura de reacción se mantiene así entre *'05*10 6%. % < &* = %&&

G& H 0

%* < &* = %&&

G& H 0

Ina bu Ina buen ena a cant cantid idad ad de calo calorr de reac reacci ción ón se tran transm smit ite e al agua agua en ebul ebulli lici ción ón obteniéndose de 9 a 9.' Jg. de vapor por Jg. de metanol. !dem"s se protege a los catalizadores. Destilación El metanol en estado gaseoso que abandona el reactor debe ser puri$icado. -ara ello pri primer meram ament ente e pa pasa sa po porr un inter intercam cambia biador dor de calor calor qu que e reduce reduce su tempe temperat ratura ura,, condens"ndose el metanol. Este se separa luego por medio de separador, del cual salen gases que se condicionan (temperatura (temperatura y presión adecuadas) y se recirculan. El metanol en estado líquido que sale del separador alimenta una columna de destilación alimentada con vapor de agua a ba;a presión. /e la torre de destilación sale el metanol en condiciones condiciones normalizadas. normalizadas.

 

Esquema del proceso de +urgi

El proceso K%K se caracteriza por emplear un reactor de lecho $luidizado y llevar a cabo dos etapas en el proceso de destilación, se realiza en dos etapas en lugar de realzarse en una sola. +as dem"s características son similares al proceso +urgi En este caso la síntesis catalítica se produce en un reactor de lecho $luidizado, en el cual al gas de síntesis ingresa por la base y el metanol sale por el tope. El catalizador  se mantiene $luidizado dentro del reactor, el cual es en$riado por agua en estado de ebullición,, obteniéndose vapor que se utiliza en otros sectores del proceso. ebullición +a reducción de las presiones de reacción se logra a través de catalizadores m"s activos, como aquellos a base de cobre. +a reacción de carbonilacion para $ormar metanol se lleva a cabo a presiones entre los 805900bars y entre *'0 y *706%. el catalizador, una mezcla de oidos de cobre, cinc y aluminio necesitas de gas de síntesis puro, ya que trazas de aproimadamente 9ppm de azu$re o cloro pueden desactivarlo. desactivarlo. -roceso L!B4 btención mediante el proceso L!B4 a partir del gas de síntesis % < &* ⇄ %&&

∆& = −2*

3Mmol

 Bi el gas de síntesis se obtiene de gas natural rico en metano, la composición del mi mism smo o (% (%< 