Introducción

Los elementos que serán analizados en el presente informe son; Etanol y Metanol. Estos elementos tienen distintos tipos de aplicaciones en el mundo, como por ejemplo el etanol utilizado como ingrediente para bebidas alcohólicas y como combustible.

En cambio el metanol debido a su toxicidad fue utilizado principalmente para mezclarlo con etanol para que este no sea bebible. Debido a esto se comenzaron los estudios para implementar como otra opción de combustible ya que son de carácter renovable a diferencia del combustible fósil y sus derivados, en nuestro país no son elaborados estos productos, pero si se cuenta con mucha materia prima para los procesos de fermentación en el caso del etanol, se fermentan; caña de azúcar, remolacha, papas, etc.

El metanol es utilizado en distintas áreas de la industria, por ejemplo, la elaboración de pinturas, desengrasantes, etc.

Etanol¿Qué es el etanol?

También conocido como alcohol de vino o alcohol etílico, el etanol constituye un líquido transparente e incoloro, con un olor característico y un sabor a quemado, muy empleado en la elaboración de cerveza, ron vino, brandi, etc.

El de uso común contiene un 95% en volumen de etanol y 5% de agua. Y su fórmula química es C2H6O

El etanol como combustible

La utilización del etanol como combustible alternativo para vehículos tiene sus ventajas y algunos escollos a superar para optimizar su uso. Este puede ser utilizado puro o mezclado con gasolina.

En este último caso el etanol combustible se llama gasohol o alconafta, diferenciándose por la cantidad de gasolina en la mezcla, 10 % y 85 % respectivamente.

Otra forma de utilización del etanol es como combustible ecológico o, más exactamente, como aditivo de la gasolina para vehículos, haciendo de sustituto de los compuesto de MTBE (éter metil tert-butílico) para volverla menos contaminante.

Obtención del etanol combustible

Existen dos medios para obtener etanol como combustible alternativo: por medios químicos o por medios naturales (en este último caso se llama bioetanol).

Bioetanol: El bioetanol se obtiene de la fermentación de una gran cantidad y diversidad de materias vegetales de alto contenido en hidratos de carbono en sus diferentes formas vegetales como almidón, sacarosa y celulosa. Luego se separa por destilación el etanol del resto del fermento y así se consigue un etanol apto como combustible alternativo.

Etanol de síntesis química: Se obtiene etanol combustible por síntesis química a través de hidratar etileno y usar ácido sulfúrico como acelerador químico del proceso. En esta síntesis se produce una mezcla de etanol y agua que luego se destila para poder convertir el etanol en combustible alternativo.

Ventajas ecológicas del etanol combustible

Las ventajas del etanol como combustible alternativo son básicamente tres:

- El etanol combustible es mucho menos contaminante que los carburantes fósiles.

- El etanol combustible se puede obtener en cualquier parte del mundo por lo que no tiene que haber un país dependiente de producciones externas.

- El etanol combustible no conlleva una tecnología muy complicada en su fabricación (tanto en el bioetanol como en el de síntesis química).

- Se espera a medio plazo mejoras importantes en su producción y eficacia

Desventajas del etanol combustible

Las desventajas del etanol combustible, no obstante, aún siguen siendo relativamente las suficientes como para que no sea del todo un carburante alternativo totalmente ecológico.

- El etanol combustible produce un gran gasto de energía en su producción.

- El etanol combustible del tipo bioetanol necesita muchos terrenos de cultivo para la obtención de la materia prima para una gran producción. Esto puede causar menos

- tierras dedicadas a producir alimentos o más zonas desforestadas para ese cultivo.

El etanol se consume de un 25% a un 30% más rápidamente que la gasolina; para ser competitivo, por tanto, debe tener un menor precio por galón

Cuando es producido a partir de caña de azúcar, en muchos lugares se continúa con la práctica de quemar la caña antes de la cosecha, lo que libera grandes cantidades de metano y óxido nitroso, dos gases que agravan el calentamiento global. Esto se solucionaría mecanizando el proceso de cosecha, pero disminuiría el empleo rural, a pesar de las críticas que se han hecho a las condiciones de este.

Cuando el etanol es producido a partir de maíz, en su proceso de elaboración se está utilizando gas natural o carbón para producir vapor y en el proceso de cultivo se usan fertilizantes nitrogenados, herbicidas de origen fósil y maquinaria agrícola pesada. Esto podría solucionarse mediante el uso de sistemas de producción agrícola orgánicos o por lo menos ecológicos. También se puede utilizar el CO2 proveniente de las destilerías para la producción de algas (que a su vez se pueden usar para producir biocombustibles). Además, en caso de que haya ganaderías cercanas, se puede usar el metano del estiércol para producir vapor (en esencia este equivale a usar biogás para producir biocombustible).

Origen

El etanol o alcohol etílico puede ser obtenido de muchas formas, como lo son:

- El etanol puede producirse de dos formas. La mayor parte de la producción mundial se obtiene del procesamiento de la materia biológica, en particular ciertas plantas con azucares. El etanol así producido se conoce como bioetanol, pero por otra parte, también puede obtenerse etanol mediante la modificación química del etileno.

La obtención del etanol por medio de la fermentación de azucares es la más utilizada actualmente y esta se hace principalmente para que el etanol sea utilizado como combustible, solo si está mezclado con una cantidad suficiente de gasolina. Hoy en día se utilizan varios tipos de materias primas para la producción a gran escala de etanol de origen biológico (bioetanol), tales como las sustancias con alto contenido de sacarosa (dulces-Caña de azúcar), almidón (maíz) y celulosa (madera-cítricos).

Por otra parte el etanol para uso industrial se suele sintetizar mediante hidratación catalítica del etileno con ácido sulfúrico como catalizador. El etileno suele provenir del etano (un componente del gas natural) o de nafta (derivado del petróleo). Tras la síntesis se obtiene una mezcla de etanol y agua que posterior mente hay que purificar.

El etanol tiene muchos usos en la industria, pero los principales usos y los más conocidos actualmente son los del etanol como combustible de los vehículos automotores y como ingrediente para las bebidas alcohólicas. Además se usa también en el sector farmacéutico como excipiente de algunos medicamentos y cosméticos.

Obtención

El etanol se obtiene por fermentación de azucares, a partir de almidón de la papa. La caña de azúcar, el maíz y otros cereales, el proceso practicado desde la antigüedad hasta la fabricación contemporánea de gran parte del etanol industrial.

Cuando el etanol se necesita para uso industrial, se suele sintetizar a través de Hidratación Catalítica de etileno junto con ácido sulfúrico, que participa como catalizador. El etileno es un compuesto derivado del etano o también de nafta (derivado del petróleo). Una vez sintetizado, se obtiene una mezcla compuesta por etanol y agua que deberá ser purificada posteriormente mediante diferentes procesos. Se suele decir que este tipo de proceso es menos costoso que la fermentación tradicional, aunque en la actualidad solo represente a un total del 5% de la producción mundial de etanol.

La fermentación del etanol desde antiguo se realiza partiendo de la fermentación anaeróbica de azucares junto a levadura, cuando se encuentran estos en una disolución acuosa, a través siempre de destilación. Siempre su principal uso ha sido la fabricación de bebidas alcohólicas.

En la actualidad existen diversos tipos de materiales para producir etanol a gran escala y de manera biológica, es decir, obtención de bioetanol, a través de:

Sustancias con gran contenido en sacarosa, como pueden ser la caña de azúcar, remolacha, etc.; sustancias con gran contenido de almidón. Como el caso del maíz, la patata o también la yuca; sustancias con gran contenido en celulosa, como pueden ser la madera y diferentes residuos de tipo agrícola.

De todos estos, el proceso que parte del almidón es el más complejo, ya que este debe ser hidrolizado con anterioridad para poder convertirlo en azucares. Para dicho proceso se debe mezclar el vegetal previamente triturado con el agua, y una enzima o en caso contrario, un ácido, calentamos toda la mezcla a unos 150°C, y seguidamente se cuela la masa obtenida, siendo un proceso conocido como escarificación, para después enviarlo a los reactores donde se fermentará.

El etanol tiene diversas aplicaciones, pues además de usarse en la cocina, o como bebida alcohólica, se usa en muchos y diversos sectores industriales, farmacéuticos, cosméticos, perfumería, como disolvente, anticongelante, desinfectante, etc.

También utilizado como combustible, ya sea industrial o doméstico, estudios aseguran que el uso de etanol como combustible en automóviles reduce enormemente, casi un 85%, la producción de gases de tipo invernadero.

Clasificación

Muchos países distinguen entre “alcohol natural” y “alcohol desnaturalizado”, siendo el primero apto para el uso en bebidas, mientras que el alcohol desnaturalizado contiene determinadas sustancias agregadas (por ejemplo metanol o gasolina) que impiden su ingestión. Así, se evita la aplicación gravámenes selectivos a las bebidas espirituosas sobre los alcoholes industriales o carburantes

Composición química

En cuanto a las propiedades físicas del etanol. Podemos destacar su estado de agregación, que es líquido, su apariencia, la cual es incolora, así como su masa molar que es de 46.07 g/mol. En cuanto al punto de fusión y ebullición, sus valores son de -114.3°C y 78.4°C respectivamente.

- Punto de ebullición: 79°C

- Punto de fusión: -117°C

- Densidad relativa (agua = 1): 0,8

- Solubilidad en agua: miscible

- Presión de vapor, kPa a 20°C: 5,8

- Densidad relativa de vapor (aire = 1): 1,6

- Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a 20°C (aire = 1): 1,03

- Punto de inflamación: 13°C c.c.

- Temperatura de auto ignición: 363°C

- Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 3.3-19

- Coeficiente de reparto octanol/agua como log Pow: -0.32

Aplicaciones en el área automotriz

La visión de la industria automovilística y de los usuarios

Como una última observación sobre la utilización de etanol como aditivo en la gasolina y sus implicaciones sobre el desempeño y la durabilidad de los motores y vehículos, vale la pena mencionar el “Worldwide Fuel Chart” (WWFC) que contiene un conjunto de especificaciones para combustibles vehiculares preparado por las asociaciones de fabricantes de automóviles de Estados Unidos (Alliance of Automobile Manufacturers – Alliance), de Europa (Association des Constructeurs Europeens d’Automobiles – ACEA) y de Japón (Japan Automobile Manufacturers Association, JAMA) y por la asociación de fabricantes de motores Engines Manufacturers Association (EMA). Este conjunto de Asociaciones representan adecuadamente la posición de la industria automovilística mundial como una propuesta para los productores de combustible [Auto Alliance (2006)]. Según tal propuesta, la presencia de etanol hasta un 10% es aceptada como un oxigenante para la gasolina, con recomendación expresa que sea un producto que cumpla con las especificaciones de calidad.

En la actualidad, prácticamente todos los fabricantes de vehículos, independientemente de si se prevé o no el uso de etanol en la gasolina, buscan producir en sus modelos en condiciones para usar los nuevos combustibles. En este sentido, los manuales del propietario de los vehículos aclaran las ventajas de la presencia del etanol en la gasolina. Se indica, por ejemplo, que“Toyota permite el uso de gasolina oxigenada con hasta un 10% de etanol. Este combustible posibilita un excelente desempeño, reduce las emisiones y mejora la calidad del aire”[Toyota (2007)]. Pese a que el WWFC limita su recomendación al E10, algunas iniciativas internacionales a favor de mezclas con un 20% de etanol anhidro (E20) están siendo discutidas. En Tailandia y en el estado estadounidense de Minnesota, por ejemplo, se pretende adoptar una mezcla con 20% de etanol. Como respuesta a estas tendencias, ya hay modelos comercializados en Tailandia, como el Ford Escape y el Ford Focus, compatibles con el E20.Ford reconoce que la experiencia acumulada en el mercado brasileño permitido desarrollar rápidamente las versiones para el mercado tailandés.

La introducción más generalizada del etanol como aditivo a la gasolina aún enfrenta serios prejuicios en algunos países donde se podría implementar esta tecnología de modo inmediato, como una alternativa energética renovable y un componente importante del desarrollo local. Sin bases científicas, existe generalizados temores entre los consumidores respecto a la durabilidad y desempeño de sus automóviles, creando una barrera cultural que debe superarse a través de la información clara y objetiva a los interesados. La concepción de que el etanol es un buen aditivo y un buen combustible para el consumidor y para la sociedad está demostrada, de forma inequívoca, por los resultados de centenas de estudios sobre la plena adecuación a los motores de combustión interna y, principalmente, por la realidad de millones de vehículos que actualmente funcionan sin problemas con este biocombustible, en una diversificada muestra de países, con flotas heterogéneas y de edades variadas, introduciendo efectivamente el uso de combustibles renovables sin mayores trastornos en variados contextos.

Uso del etanol en Motores Diésel

Con relación al uso de etanol en camiones y autobuses, es interesante observar que los mismos factores que hacen al etanol especialmente apto a ser utilizado en motores con ignición a chispa lo convierten en poco atractivo para los motores con ignición por compresión (ciclo Diesel), generalmente empleados en esos vehículos. En este caso, es necesario colocar aditivo sal etanol de manera intensa, para reducir su octanaje, ampliar su índice de cetano y su poder lubricante y, eventualmente, utilizar co-solventes, lo que lo hace poco viable en términos económicos. No obstante, gracias a los efectos ambientales positivos, el uso de etanol en motores diesel optimizados para este biocombustible ya es una realidad, en particular en Suecia, donde, hace más de 18 años, diversos autobuses en uso regular en Estocolmo utilizan etanol hidratado con cerca de un 5% de aditivo en motores diesel [Ethanolbus (2008)]. Los resultados señalados por los 600 autobuses que operan en ocho ciudades suecas son estimulantes. Recientemente, se lanzó la tercera generación de motores comerciales a etanol con 9litros de desplazamiento, 270 caballos de potencia y un elevado índice de compresión (28:1), atendiendo a las nuevas normas europeas de emisiones vehiculares (Euro 5) [Scania (2007)], lo que justifica un programa que promueve el uso del etanol para transporte colectivo en diez metrópolis de todo el mundo, en escala experimental, el Proyecto BEST (Bioethanol for Sustainable Transport) [BEST (2008)].

El uso del etanol en motores diésel está siendo promovido, esencialmente, por sus beneficios ambientales, pues, aunque la eficiencia térmica con etanol se mantenga similar a la del diésel (aproximadamente un 44%), estos motores no permiten utilizar la ventaja de su mayor octanaje y presentan consumos con etanol 60% superiores al observado con diésel, a causa de la diferencia de poderes caloríficos entre estos combustibles.

En Brasil, en los años 1980, se desarrollaron diversas investigaciones sobre el uso de etanol en motores de mayor envergadura, ya sea colocando aditivos al etanol para usar en motores diesel, o convirtiendo estos motores a ciclo Otto, es decir, adaptando el sistema de alimentación de combustible e introduciendo sistemas de ignición a chispa, acumulando un razonable acervo de estudios, pero sin resultados concluyentes [Sopral

(1983)]. En la actualidad, es comprensible el interés del propio sector sucroalcoholero de desarrollar esta aplicación para el biocombustible que produce. Se estima que existen hoy cerca de cien mil motores diesel en operación en los camiones y en la maquinaria agrícola de las plantas brasileñas, que, mediante el uso de etanol sustituyendo el diesel, podrían reducir a la mitad los gastos con combustible. En este sentido, el empleo de etanol en motores con inyección electrónica y elevado índice de compresión parece ser la tendencia predominante [Idea (2008)].

Poder calorífico etanol

Al tener los combustibles oxigenados en su composición, el poder calorífico del combustible se reduce de forma importante .Se puede comprobar que el poder calorífico de los alcoholes y los éteres con respecto al de la gasolina se reduce aproximadamente en relación directa a la proporción masiva de oxígeno en ellos contenida. Así pues el etanol (26,952 kj/kg) con un 36 % y el ETBE (36,315 kj/kg) con un 16 % de oxígeno, tienen respectivamente, un 36% y un 16% menos de poder calorífico en base másica que la gasolina (43.400 kj/kg)

Teniendo en cuenta que, según lo explicado en el apartado anterior, es posible quemar más cantidad de etanol y ETBE en el mismo volumen de aire, el poder calorífico de la mezcla estequiometria quemada en el motor no tendrá las mismas proporciones anteriores. El poder calorífico de la mezcla estequiometria viene dado por la siguiente ecuación:

Así el poder calorífico de las mezclas estequiometrias de etanol (3,60 MJ/kg)y el ETBE (3,77 Mj/kg) son, respectivamente en relación ,al de la gasolina (3,75 Mj/kg)un 4 % inferior y un 0,5% superior

En teoría, las potencias máximas del motor con los diferentes combustibles deberían guardar relación directa con los porcentajes anteriores. No obstante, hay otros factores que podrían reducir o, incluso, invertir estas tendencias. Por un lado el mayor calor latente de vaporización del etanol que al disminuir la temperatura de la mezcla aumenta su densidad y permite introducir más masa de mezcla en la cilindrada del motor. Por otro, el mayor octanaje de ambos combustibles que permitirían utilizar mayores relaciones de compresión y avances de encendido e incrementar el rendimiento y la potencia del motor

Tipos de Etanol

Existen el etanol anhidro y el etanol hidratado, que se diferencian en el contenido de agua que poseen, que es de aproximadamente 0,5% en el etanol anhidro y cercano al 5% en el etanol hidratado. El etanol anhidro se utiliza mezclado con gasolinas de origen fósil, mientras que el etanol hidratado se utiliza puro en los vehículos que han sido debidamente adaptados para este combustible.

El etanol hidratado proviene directamente de la torre de destilación; para obtener etanol anhidro, se requiere un proceso adicional, mediante el cual se remueve la mayoría del agua del combustible.

El etanol anhidro es un Alcohol Etílico que se caracteriza por tener muy bajo contenido de agua y ser compatible para mezclar con gasolinas en cualquier proporción para producir un combustible oxigenado con mejores características.

Su uso generalizado es para aditiva las gasolinas, mezclándose en diferentes proporciones. El Etanol Anhidro también es utilizado en la industria farmacéutica y en análisis de laboratorio.

El combustible de etanol hidratado tiene 93% de etanol puro y 7% de agua. Su uso en Brasil comenzó en 1979 con el lanzamiento del coche con el alcohol, en la segunda fase del Programa Nacional del Alcohol (Pro alcohol).

El etanol hidratado es competitivo con la gasolina en el factor de costo y mayor en comparación con los beneficios ecológicos, ya que es menos contaminante y es un combustible renovable y sostenible.   

Característica Unidad Especificación

Acidez total (ácido acético) mg / 100ml  3 Max

Conductividad Eléctrica mS / m  300 Max

Densidad aparente kg / m³  807,6-811,0

Grado alcohólico ° INPM  92,6-93,8

pHe    6.0 a 8.0

Plancha mg / kg  5 Max

Sodio mg / kg  2 Max

SUBPRODUCTOS DEL ETANOL

En el caso del etanol producido a partir de granos, los subproductos son los llamados granos de destilería, que se destinan a la alimentación animal; además, las aguas de deshecho, que son ricas en nitrógeno, se las utiliza como fertilizante.

Cuando los granos son fermentados para la producción de alcohol, aproximadamente un tercio de la materia seca es recuperado como subproducto.

En el caso del etanol proveniente de caña de azúcar, los subproductos son el bagazo, que se utiliza como fuente de energía para la generación de electricidad, y la vinaza, que se usa como fertilizante en los campos agrícolas

Los dos productos básicos al final del proceso de fermentación son restos de granos no fermentados y una fracción líquida conocida como stillage (licor) conteniendo pequeñas partículas de grano, levaduras y nutrientes solubles. Estos dos productos luego de diferentes procesos pasan a conformar los cuatro siguientes subproductos según se sequen y se comercialicen juntos o separados con sus siglas respectivas:

Granos de Destilería Secos o DDG,

Granos Destilería Secos con Solubles o DDGS,

Solubles de Destilería Secos o DDS

Solubles de Destilería Condensados, 30 a 40%MS, o CDS. Los CDS y los DDS provienen del secado parcial o total del licor respectivamente.

Los Granos Destilados Secos con Solubles (DDGS) son producidos agregando una porción del licor a la torta en el momento del secado. En el caso de los Granos de

Destilería Húmedos (35% MS) la denominación es WDG , o WDGS con el agregado de los solubles.

El alcohol puede ser producido a base de 1 cereal o de una combinación de diferentes cereales. Los más comúnmente usados son maíz, trigo, cebada y centeno. El nombre del grano usado en mayor proporción es usado para nombrar el subproducto resultante. Por ejemplo: Granos Destilería de Maíz es generado en un batch de producción donde el maíz fue el cereal usado en mayor proporción.

El proceso de elaboración es relativamente simple. El grano de maíz es molido y su almidón es fermentado por levaduras a alcohol (etanol) y dióxido de carbono. Luego del proceso de fermentación aproximadamente un tercio de la materia seca del grano original queda disponible como alimento.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL ETANOL

PRINCIPALESCARACTERISTICAS:

El alcohol etílico o etanol es un alcohol que se presenta como un líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78 °C. Al mezclarse con agua en cualquier proporción, da una mezcla azeotrópica. Es un líquido transparente e incoloro, con sabor a quemado y un olor agradable característico. Es conocido sencillamente con el nombre de alcohol.

Su fórmula química es CH3-CH2-OH , principal producto de las bebidas alcohólicas.

El etanol es el alcohol que se encuentra en bebidas como la cerveza, la sidra, el vino tinto y el brandy. Debido a su bajo punto de congelación, ha sido empleado como fluido en termómetros para medir temperaturas inferiores al punto de congelación del mercurio, - 40 °C, y como anticongelante en radiadores de automóviles.

Normalmente el etanol se concentra por destilación de disoluciones diluidas. El de uso comercial contiene un 95% en volumen de etanol y un 5% de agua.

Ciertos agentes deshidratantes extraen el agua residual y producen etanol absoluto. El etanol tiene un punto de fusión de -114,1°C, un punto de ebullición de 78,5°C y una densidad relativa de 0,789 a 20°C.

Propiedades Físicas

Estado de agregación Líquido

Apariencia Incoloro

Densidad 810 kg/m3; (0,810 g/cm3)

Masa molecular 46,07 uma

Punto de fusión 158,9 K (-114,1 °C)

Punto de ebullición 351,6 K (78,6 °C)

Temperatura crítica 514 K (241 °C)

Presión crítica 63 atm.

Propiedades Químicas

Acidez (pKa) 15,9

Solubilidad en agua miscible

KPS n/d

Momento dipolar n/d D

Termoquímica

H0 gas -235.3 kJ/mol

H0 líquido -277.6 kJ/mol

S0 líquido, 1 bar 161.21 J•mol-1•K-1

Valores en el SI y en condiciones normales

(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

Exenciones y referencias

El Metanol

El metanol es un elemento químico básico utilizado en la fabricación de cientos de productos que afectan nuestras vidas diarias: desde pinturas, plásticos, muebles y alfombras, hasta piezas de automóviles y líquido limpiador de parabrisas. El metanol también es una fuente de energía emergente para el funcionamiento de coches, camiones, autobuses e incluso turbinas de energía eléctrica. El metanol, también conocido como alcohol metílico o alcohol de madera, es el más simple de todos los alcoholes.

Origen

La historia del metanol se remonta alrededor de 1661, cuando Boyle logró por primera vez la recuperación del metanol a partir de vinagre de madera cruda

En los cien años siguientes, el metanol se recuperó como alcohol de madera de la destilación de la misma.

En 1923 Mittasch logró producir metanol de monóxido de carbono e hidrógeno (gas de síntesis)  empleando un catalizador. El metanol se recuperaba junto a una serie de componentes con oxígeno y el catalizador presentaba un tiempo de ciclo muy corto.

Posteriormente Patrat describió la síntesis de metanol por hidrogenación de metales activos y con óxidos de metal como catalizadores. Esto condujo a una primera planta comercial. El proceso requiere presiones que van desde 300-1000 atm y temperaturas de 400ºC. Actualmente se utilizan catalizadores que contienen comúnmente cobre que permiten trabajar a presiones más bajas.

A comienzo de los años treinta, un conjunto de plantas comerciales se pusieron en funcionamiento en los EE.UU., con una capacidad por planta de 100 a 500 toneladas/día, usando ácido crómico.

En 1935, se sabía que los catalizadores basados en cobre proporcionaban ventajas considerables en la síntesis de metanol, permitiendo presiones y temperaturas más bajas. Sin embargo, eran extremadamente sensibles a los componentes de azufre. Se crearon sistemas adecuados de purificación para la eliminación del azufre. El primer proceso de síntesis de metanol a bajas temperaturas fue procesado al mercado por ImperialChemical Industrial Ltd (ICI), Gran Bretaña. En ese momento, el alemán Lurgi Gesellschaft Fur Warme und Chemoteknik desarrolló un proceso de síntesis de metanol a baja presión, aplicando un reactor tubular calentado con agua hirviendo.

La mayoría de las plantas de metanol en los últimos veinte años operan según los dos últimos procesos expuestos anteriormente (ICI o Lurgi).

Obtención

Este alcohol simple se puede obtener a partir de casi cualquier planta o cualquier cosa que haya sido en algún momento una planta. Esto incluye los combustibles fósiles comunes (como el gas natural y carbón) y los recursos renovables como la biomasa, biogases de vertedero, e incluso emisiones de centrales de energía o el CO2 de la atmósfera. Con esta diversidad de materias primas para la producción y la variedad de aplicaciones, no es de extrañar que el metanol haya sido uno de los productos químicos industriales más utilizados del mundo desde el siglo XIX

En un principio, el metanol se obtenía a través de procesos de destilación destructiva de la madera, concretamente de las astillas de ésta. Debido al origen inicial de dicha materia prima, se le dio el nombre de alcohol de la madera. El proceso trata en destilar la madera sin encontrarse en presencia de aire a una temperatura de 400ºC, lo que provoca la formación de gases combustibles como el H2 o el CO, entre otros.

En la actualidad todo el metanol que se produce a nivel mundial, se produce a través de un proceso de tipo catalítico, partiendo del monóxido de carbono y del hidrógeno. Dicha reacción química utiliza temperaturas y presiones altas, y se suelen necesitar reactores a nivel industrial bastante grandes y complejos

Clasificación:

Clasificación según norma chilena Metanol (Alcohol metílico)  NU: 1230; Nº de guía: 28  NCh.2120/3: Sustancias Peligrosas  Clase 3: Líquidos inflamables.  División 3.2: Líquido inflamables con temperatura de inflamación, ti, media, en que se tiene -18ºC £ ti < 23ºC.  Riesgos secundarios: 6.1; Sustancias venenosas (tóxicas).

Identificador de peligros

Directiva 67/548/CE y Directiva 1999/45/CE:

La clasificación del producto se ha realizado conforme con el R.D. 363/1995 (Directiva 67/548/CE) y el R.D.255/2003 (Directiva 1999/45/CE), adaptando sus disposiciones al Reglamento (CE) nº1907/2006 (Reglamento REACH) de acuerdo al R.D. 1802/2008.

F: R11 - Fácilmente inflamable

T: R23/24/25 - Tóxico por inhalación, por ingestión y en contacto con la piel,

R39/23/24/25 - Tóxico: peligro de efectos irreversibles muy graves por inhalación, contacto con la piel e ingestión

Reglamento nº1272/2008 (CLP):

La clasificación de este producto se ha realizado conforme el Reglamento nº1272/2008 (CLP).

Acute Tox. 3: Toxicidad aguda por inhalación, Categoría 3

Acute Tox. 3: Toxicidad aguda por contacto con la piel, Categoría 3

Acute Tox. 3: Toxicidad aguda por ingestión, Categoría 3

Flam. Liq. 2: Líquidos inflamables, Categoría 2

STOT SE 1: Toxicidad específica en determinados órganos (exposición única), categoria 1

Elementos de la etiqueta:

Directiva 67/548/CE y Directiva 1999/45/CE:

Frases R:

R11: Fácilmente inflamable

R23/24/25: Tóxico por inhalación, por ingestión y en contacto con la piel

R39/23/24/25: Tóxico: peligro de efectos irreversibles muy graves por inhalación, contacto con la piel e ingestión

Frases S:

S1/2: Consérvese bajo llave y manténgase fuera del alcance de los niños

S16: Conservar alejado de toda llama o fuente de chispas - No fumar

S36/37: Úsense indumentaria y guantes de protección adecuados

S45: En caso de accidente o malestar, acúdase inmediatamente al médico (si es posible, muéstresele la etiqueta)

S7: Manténgase el recipiente bien cerrado

Información suplementaria:

No relevante

Sustancias que contribuyen a la clasificación:

Metanol

Reglamento nº1272/2008 (CLP):

Indicaciones de peligro:

Acute Tox. 3: H331 - Tóxico en caso de inhalación.

Acute Tox. 3: H311 - Tóxico en contacto con la piel.

Acute Tox. 3: H301 - Tóxico en caso de ingestión.

Flam. Liq. 2: H225 - Líquido y vapores muy inflamables.

STOT SE 1: H370 - Provoca daños en los órganos.

Consejos de prudencia:

P261: Evitar respirar el polvo/el humo/el gas/la niebla/los vapores/el aerosol.

P271: Utilizar ùnicamente en exteriores o en un lugar bien ventilado.

P304+P340: EN CASO DE INHALACIÓN: Transportar a la víctima al exterior y mantenerla en reposo en una posición confortable para respirar.

P311: Llamar a un CENTRO DE INFORMACIÓN TOXICOLOGICA o a un médico.

P321: Se necesita un tratamiento específico (acuda al médico con la Ficha de seguridad de este producto).

P405: Guardar bajo llave.

Información suplementaria:

No relevante

Otros peligros:

No relevante

Composición química

Su fórmula química es CH3OH

La estructura química del metanol es muy similar a la del agua, con la diferencia de que el ángulo del enlace C-O-H en el metanol (108.9°) es un poco

mayor que en el agua (104.5°), porque el grupo metilo es mucho mayor que un átomo de hidrógeno.

Metanol

Agua

En condiciones normales es un líquido incoloro, de escasa viscosidad y de olor y sabor frutal penetrante, miscible en agua y con la mayoría de los solventes orgánicos, muy tóxico e inflamable. El olor es detectable a partir de los 2 ppm.

Es considerado como un producto petroquímico básico, a partir del cual se obtienen varios productos secundarios.

Usos del Metanol

El metanol se emplea como anticongelante en vehículos, combustible de estufas de acampada, solvente de tintas, tintes, resinas, adhesivos, biocombustibles y aspartame. El metanol puede ser también añadido al etanol para hacer que este no sea apto para el consumo humano (el metanol es altamente tóxico) y para vehículos de modelismo con motores de combustión interna.

Metanol como anticongelante

Hasta finales de los años 1930 el metanol fue el anticongelante más ampliamente usado. Aunque eficaz al evitar que el refrigerante se congelase, sus bajos punto de fusión y capacidad calorífica hacían que refrigerase considerablemente menos que el agua sola. Además, la concentración de metanol tendía a reducirse con el tiempo debido a su mayor tendencia a evaporarse respecto al agua con el que era mezclado.

Mejora el octanaje

Los valores de octanaje de la mezcla (BOV, por sus siglas en inglés (1) del metanol son 129-134 (octanaje nominal Research) y 97-104 (octanaje nominal motor). El BOV real del metanol variará dependiendo del octanaje de la gasolina de base y de su composición. A partir del octanaje del combustible de base .En general, el BOV del metanol en la gasolina sin plomo aumenta a medida que el octanaje del combustible base disminuye. El alto octanaje del metanol proporciona un método conveniente y rentable para mejorar los componentes de las gasolinas de bajo octanaje, tales como los residuos de refinado de bajo octanaje de las unidades de producción de hidrocarburos aromáticos BTX. Para una refinería que está limitada por la capacidad de octanaje, cada barril de metanol añadido a los suministros de gasolina puede suponer hasta 2,4 barriles adicionales de gasolina.

El metanol tiene uno de los mayores octanajes Research de mezcla (mayor que los del MTBE, tolueno, reformado y alquilato) y es un componente de mezcla excelente en todos los tipos de gasolina. Gracias a su alta volatilidad, el metanol está particularmente indicado para la mezcla con gasolinas de alto octanaje, cuyos componentes de alto octanaje suelen tener volatilidades de entre las más bajas de las mezclas de productos de gasolina y pueden dificultar el funcionamiento en frío del motor. La mezcla de metanol mejora la distribución del octanaje en las gasolinas de alto octanaje y mejora por tanto el funcionamiento en frío de los motores. El metanol también proporciona un medio para mejorar el octanaje de la gasolina de alto octanaje sin aumentar el contenido ya elevado de compuestos aromáticos, cuya presencia puede aumentar los problemas de funcionamiento en algunos vehículos y el aumento de las emisiones de escape. Se ha demostrado que, a diferencia de los compuestos aromáticos, la utilización del metanol para aumentar el octanaje de la gasolina tiene ventajas medioambientales, dado que las mezclas de metanol reducen las emisiones de HC, CO, PS y otras emisiones de escape tóxicas de la mayoría de los vehículos.

Aplicaciones variadas del Etanol

El metanol se utiliza en las siguientes aplicaciones:

Cristalización, precipitación y limpieza de sales halide alcalinas metálicas

Precipitación de resinas de poliestireno y chloroprene.

Limpieza y secado de fracciones de carbón en polvo

Disolventes de pintura

Limpieza de superficies metálicas

Limpieza de resinas de intercambio iónico

Extracción de humedad y resinas de maderas

Agente extractor en la industria petrolera, química y alimenticia

Combustible para cocinas de camping y soldadores

Líquido anticongelante y limpia parabrisas para automóviles

Anticongelante para deshidratación de oleoductos

Subproductos del Etanol

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: Las aguas residuales que se juntan en las plantas de tratamiento contienen, por lo general, altos niveles de amoníaco. Mediante un proceso de degradación de bacterias, este amoníaco es convertido en nitrato. En un proceso subsecuente llamado desnitrificación, se remueve el nitrato mediante una combinación de tratamientos químicos y degradación de bacterias. El metanol es una molécula simple que sirve como fuente ideal de carbón para las bacterias usadas en la desnitrificación. Aceleradas por la adición del metanol, las bacterias anaerobias convertirán rápidamente el nitrato (NO3) en un inofensivo gas de nitrógeno (N2), el cual es liberado en la atmósfera.

PRODUCCIÓN DEL BIODIÉSEL

: El biodiesel es un combustible alternativo de combustión limpia elaborado a partir de elementos naturales y biodegradables como por ejemplo:

Aceites vegetales de soja, mostaza, semilla de canola o rapeseed, y aceite de palma.

Grasas animales: despojos de aves, sebo y aceite de pescado.

Aceites de cocina usados y grasas residuales de restaurantes. Se hacen reaccionar químicamente estas grasas y aceites con un alcohol, normalmente metanol, para producir éster o biodiesel.

Se puede utilizar cualquier tipo de alcohol, el metanol es el preferido ya que es menos costoso que otros y permite un proceso de mejor reacción.

Por cada diez volúmenes de biodiesel que se produce, un volumen de metanol es utilizado en el proceso.

PODER CALORÍFICO DEL METANOL

Metanol: alcohol metílico

El metanol es utilizado como combustible, principalmente al mezclarlo con gasolina. Sin embargo, ha recibido menos atención que el etanol (combustible) porque tiene algunos inconvenientes. Su principal ventaja es que puede ser elaborado fácilmente a partir del metano (el principal componente del gas natural) así como por la pirolisis de muchos materiales orgánicos. El problema de la pirolisis es que solamente es económicamente factible a escala industrial, así que no es recomendable producir el metanol a partir de recursos renovables como la madera a pequeña escala (uso personal). En cualquier caso, el proceso alcanza temperaturas muy elevadas, con cierto riesgo de incendio; además, el metanol es altamente tóxico, así que se debe tener siempre especial cuidado de no ingerirlo, derramarlo sobre piel desnuda o inhalar los humos.

El metanol, como todo alcohol, tiene varios usos. Es un disolvente industrial y se emplea como materia prima en la fabricación de formaldehído. El metanol también se emplea como anticongelante en vehículos, combustible de estufitas de acampada, solvente de tintas, tintes, resinas, adhesivos, biocombustibles y aspartame. El metanol puede ser también añadido al etanol para hacer que este no sea apto para el consumo humano (el metanol es altamente tóxico) y para vehículos de modelismo con motores de combustión interna.

El metanol se puede producir a partir de biomasa; Rusia tiene un extenso programa para producir metanol a partir de eucalipto.

Biometanol:

El metanol es un combustible alternativo para motores de combustión interna y otros, ya sea en combinación con gasolina o directamente ("puro"). Se utiliza en los coches de carreras y en China. En los EE.UU., combustible de metanol ha recibido menos atención que el combustible etanol, como una alternativa a los combustibles derivados del petróleo; ya que en la década de 2000 en particular, con el apoyo de etanol a base de maíz, le ofrecía ciertas ventajas políticas. En general, el etanol es menos tóxico y tiene una mayor densidad de energía, aunque el metanol es menos caro de producir sosteniblemente y es una manera menos costosa para reducir la huella de carbono. Sin embargo, para optimizar el rendimiento del motor, la disponibilidad de combustible, la toxicidad y ventajas políticas, una mezcla de etanol, metanol y el petróleo es probable que sea preferible al uso de cualquiera de estas sustancias individuales solo. El metanol se puede hacer a partir de recursos fósiles o renovables, en particular gas natural y biomasa, respectivamente.

En Brasil se intentó agregar un porcentaje de metanol a la gasolina y casi fue aprobado un experimento piloto propuesto por un grupo de científicos que investigaban la adición a la gasolina de metanol entre 1989 y 1992. El experimento a gran escala que debía ser probado en São Paulo fue vetado a última hora por el alcalde de la ciudad, por la preocupación por la salud de los trabajadores de las gasolineras (la mayoría de los cuales son analfabetos y no se puede esperar que sigan medidas de seguridad). Hasta 2006, la idea no ha vuelto a proponerse.

Desde el accidente de siete coches en las 500 millas de Indianápolis en la segunda vuelta de 1964 se decidió prohibir la gasolina cuando Eddie Sachs y Dave McDonald murieron en el choque. Sin embargo, cuando el coche Johnny Rutherford empezó a arder al entrar en la bola de fuego que se había producido el incendio que formó fue mucho menor al estar su coche lleno con metanol.

Hoy en día se utiliza metanol puro o mezclas de metanol y etanol en una proporciones 90%, 10% respectivamente.

Propiedades físico químicas:

Las propiedades físicas más relevantes del metanol, en condiciones normales de presión y temperatura, se listan en la siguiente tabla:

Peso Molecular 32 g/mol

Densidad 0.79 kg/l

Punto de fusión -97 °C

Punto de ebullición 65 °C

Propiedades físicas:

- Estado de agregación: Líquido

- Apariencia: incoloro

- Densidad:721.8 Kg/m3

- Masa: 32.04 U

- Punto de fusión: 176 ºK

- Punto de ebullición:337.8 ºK

Propiedades químicas:

- Acidez(pKa): 15.5

- Solubilidad en agua: totalmente miscible

- KPS: n/d

- Momento dipolar: 1.69 D

Peligrosidad

- Punto de inflamabilidad: 12.2 ºC

- Temperatura de auto ignición: 385 ºC

Riesgos:

- Efectos: Puede producir ceguera y sordera, puede producir dermatitis e irritación en los ojos.

De los puntos de ebullición y de fusión se deduce que el metanol es un líquido volátil a temperatura y presión atmosféricas. Esto es destacable ya que tiene un peso molecular similar al del etano (30 g/mol), y éste es un gas en condiciones normales.

La causa de la diferencia entre los puntos de ebullición entre los alcoholes y los hidrocarburos de similares pesos moleculares es que las moléculas de los primeros se atraen entre sí con mayor fuerza. En el caso del metanol estas fuerzas son de puente de hidrógeno, por lo tanto esta diferencia es más remarcada.

El metanol y el agua tienen propiedades semejantes debido a que ambos tienen grupos hidroxilo que pueden formar puente de hidrógeno. El metanol forma puente de hidrógeno con el agua y por lo tanto es miscible (soluble en todas las proporciones) en este solvente. Igualmente el metanol es muy buen solvente de sustancias polares, pudiéndose disolver sustancias iónicas como el cloruro de sodio en cantidades apreciables.

De igual manera que el protón del hidroxilo del agua, el protón del hidroxilo del metanol es débilmente ácido. Se puede afirmar que la acidez del metanol es equivalente a la del agua. Una reacción característica del alcohol metílico es la formación de metóxido de sodio cuando se lo combina con este.

El metanol es considerado como un producto o material inflamable de primera categoría; ya que puede emitir vapores que mezclados en proporciones adecuadas con el aire, originan mezclas combustibles. El metanol es un combustible con un gran poder calorífico, que arde con llama incolora o transparente y cuyo punto de inflamación es de 12,2 ºC.

Durante mucho tiempo fue usado como combustible de autos de carrera.

Al ser considerado como inflamable de primera categoría, las condiciones de almacenamiento y transporte deberán ser extremas. Está prohibido el transporte de alcohol metílico sin contar con los recipientes especialmente diseñados para ello. La cantidad máxima de almacenamiento de metanol en el lugar de trabajo es de 200 litros.

Las áreas donde se produce manipulación y almacenamiento de metanol deberán estar correctamente ventiladas para evitar la acumulación de vapores. Además los pisos serán impermeables, con la pendiente adecuada y con canales de escurrimiento. Si la iluminación es artificial deberá ser antiexplosiva, prefiriéndose la iluminación natural. Así mismo, los materiales que componen las estanterías y artefactos similares deberán ser antichispa. Las distancias entre el almacén y la vía pública serán de tres metros para 1000 litros de metanol, aumentando un metro por cada 1000 litros más de metanol. La distancia entre dos almacenes similares deberá ser el doble de la anterior.

Para finalizar con las propiedades y características podemos decir que el metanol es un compuesto orgánico muy importante ya que el grupo hidroxilo se convierte con facilidad en cualquier otro grupo funcional. Así el metanol se oxida para obtener formaldehído (formol) y ácido fórmico; mientras que por su reducción obtenemos metano. Igualmente importantes son las reacciones de éter y esterificación.

Conclusión

En el informe realizado, nos enfocamos a la investigación del etanol, en donde nos enfocamos a descubrir tanto su origen:

Origen en el caso del etanol se produce generalmente en dos formas, una de las más conocidas que trata del proceso de una materia biológica (bioetanol), como también se puede producir de forma química (modificación del etileno en su composición química.

En otro punto está el metanol, en donde su origen se remota en la recuperación del metanol, a partir del vinagre de madera cruda, en donde a pasar unos años el metanol se logró recuperar como alcohol de madera de la destilación de esta misma, en donde años posteriores, mitlash logro producir metanol de monóxido de carbono e hidrogeno. Al hablar de modo de obtener etanol nos enfocamos más como uso de combustible alternativo y se obtiene tanto por medio químico, de medo natural (bioetanol) y la síntesis principal, es que el bioetanol se obtiene de materias vegetales, y el etanol artificial se obtiene por síntesis química.

El metanol, es n alcohol que se obtiene e la mayoría de las plantas, combustibles fósiles, biogases de vertedero, recursos renovables, en donde su principio se obtenía por procesos de destilación destructivas de la madera donde se aplicaba una temperatura de 400° c y y sin haber presencia de aire.

El etanol se clasifica de dos formas desnaturalizado como alcohol natural, el metanol, se emplea en la fabricación de uso industrial (anticongelante disolventes, etc.).

Se describe la composición química de ambos (etanol y metanol) dando a conocer sus modelos de compuesto y su formación .Ambos interactúan en el ámbito automotriz, el etanol como aditivo en la gasolina o en el diésel, mejorando el desempeño del vehículo y ayudando mejorar las emisiones en el medio ambiente, implementándose en países como Japón, estados unidos, parte de Europa y Brasil entre otros. En el metanol en cambio se utiliza como anticongelante, como también mejora el octanaje y la producción de biodiesel .

En relación al poder calorífico, el metanol se puede comprobar que el poder calorífico de los alcoholes y los éteres con respecto a la gasolina se reduce aproximadamente en relación directa a la proporción másica de oxígeno en ellos contenidos.

Existen variados subproductos relacionados al etanol, como producidos a partir de granos (granos de destilería) como los que provienen de la caña de azúcar (subproductos son el bagazo)

En el metanol, genera bacterias que convierten el nitrato en gas de nitrógeno (tratamiento de aguas residuales)

Se encuentran distintas propiedades tanto físicas como químicas para etanol y metanol, donde se encuentran su estado, apariencias, densidad, masa molecular, etc. Describiendo cada una de ellas

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