sintesis de metanol f
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SINTESIS DE METANOL POR
REFORMACION DE VAPOR DEL GAS
NATURAL
DESCRIPCIÓN DE UN PROCESO INDUSTRIAL
UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLAS DE HIDALGO
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA QUÍMICA
INTRODUCCIÓN
El metanol es un compuesto orgánico de gran importancia social e industrial. Se utiliza generalmente como:
Materia prima para la fabricación de formaldehido, ácido acético, cloruro de metilo, metilaminas y muchos otros compuestos;
Combustible NO contaminante; Solvente
FORMAS DE OBTENCIÓN Y PRODUCCIÓN
SIGLO XIX ACTUALIDAD
En el siglo XIX la principal forma de
obtención de metanol era a través de la destilación
seca de la madera
La producción era limitada y costosa
Las tecnologías que utilizan las industrias
productoras de metanol son las basadas en
catalizadores y gas de síntesis (CO, CO2 y H2)
Una planta genera entre 3*105 y 8*105 toneladas
métricas anuales de metanol a menor costo
GENERALIDADES DEL PROCESO
Todos los procesos industriales poseen características comunes
Materia Prima:
VAPOR
GAS NATURAL
Tipos de Energía requeridos por el proceso:
ENERGÍA TÉRMICA (procesos de intercambio de calor)
ENERGÍA ELÉCTRICA (para bombas, compresores y enfriadores de aire)
Servicios requeridos:
AGUA
AIRE
COMBUSTIBLE
Producto generado:
METANOL (99.85% DE PUREZA O MAYOR)
GENERALIDADES DEL PROCESO
Capacidad promedio de una planta productora de metanol:
3*105 A 8*105 TONELADAS MÉTRICAS ANUALES
Proceso de Fabricación:
REFORMACIÓN POR VAPOR DEL GAS NATURAL
Operaciones Unitarias:
TRANSPORTE DE FLUIDOS
INTERCAMBIO DE CALOR
CONDENSACIÓN
DESTILACIÓN
Procesos Unitarios:
HIDRÓLISIS (reacción de desplazamiento agua – gas)
SÍNTESIS (formación de CH3OH)
GENERALIDADES DEL PROCESO
Condiciones de operación del proceso:
Las condiciones de cada etapa pueden observarse en los diagramas de flujo.
Subproductos:
VAPOR SOBRECALENTADO
ÉTER DIMETÍLICO
GASES DIVERSOS
AGUA
Desechos:
GAS DE PURGA (véase diagrama de flujo)
AGUA DE DESECHO
PROCESO GLOBAL DE SÍNTESIS DE METANOL
El proceso GLOBAL de síntesis de Metanol se divide en tres etapas principales:
1) Reformación por vapor
2) Recuperación de calor y compresión
3) Ciclo convertidor
PROCESO GLOBAL DE SÍNTESIS DE METANOL(Diagrama de Flujo)
ETAPA 1
ETAPA 2
ETAPA 3
Reformación por vapor
El reformador es un reactor que consta de un conjunto de tubos verticales llenos de catalizador cerámico impregnado con níquel. Las hileras de estos tubos se localizan dentro de una caja de fuego aislada
La reformación por vapor es un proceso donde se mezclan gas natural y vapor con la finalidad de producir una mezcla de CO, H2 y CO2
Reacciones:•La reacción de reformación de vapor:
CH4 + H2O(g) ↔ CO + 3H2
•y la reacción de desplazamiento agua – gas:CO + H2O ↔ CO2 + H2
Condiciones de ésta etapa
Condiciones de Proceso de la Etapa 1
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Recuperación de calor y compresiónEl gas que sale del reformador se somete a una serie de operaciones de intercambio de calor para eliminar la mayor parte del agua que contiene con la finalidad de hacer más eficientes las etapas posteriores del proceso.
Condiciones de esta etapa
Condiciones de Proceso de la Etapa 2
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CICLO CONVERTIDOR
El gas de síntesis se precalienta y se divide en dos corrientes: una que ingresa directamente al Reactor de Síntesis de Metanol (MSR), y otra que se caliente aún más antes de ingresar a éste.
Las reacciones clave que ocurren en el MSR son:CO + 2H2 ↔ CH3OH(g)
CO2 + 3H2 ↔ CH3OH(g) + H2O(g)
CO2 + H2 ↔ CO + H2O
El producto del MSR se separa en dos fases y posteriormente se purifica el METANOL obtenido
Condiciones de esta etapa
Condiciones de Proceso de la Etapa 3
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