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Integrantes:Azuaje, adrianBracho, AlexisCamargo, JulioMrquez, BrizziPirela, Keyerlin

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Metanol

El Metanol o tambin llamado alcohol metlico, alcohol demadera o carbinol es el ms simple de los alcoholes, de formulaqumica CH3OH.

Es un liquido incoloro y txico, de escasaviscosidad y de olor y sabor frutal penetrante. Elolor es detectable a partir de los 2 ppm.

Su estructura qumica es similar a la del agua, con la diferenciade que el ngulo del enlace C-O-H en el metanol (108.9) es un

poco mayor que en el agua (104.5)

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Propiedades qumicas del Metanol

Es muy buen solvente de sustancias polares, pudindosedisolver sustancias inicas como el cloruro de sodio encantidades apreciables.

Puede formar puentes de hidrogeno por lo que es soluble en

el agua.

El grupo hidroxilo se convierte con facilidad en cualquier otro

grupo funcional. As el metanol se oxida para obtener formaldehdo(formol) y cido frmico; mientras que por su reduccin obtenemosmetano.

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Manejo del Metanol

A elevadas concentraciones, el metanol puede causar doloresde cabeza, mareos, nuseas, vmitos y la muerte.

Una exposicin aguda puede causar ceguera. Una exposicincrnica puede ser causa de daos al hgado.

Al ser considerado como inflamable de primera categora, lascondiciones de almacenamiento y transporte debern serextremas.

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Propiedades fsicas del Metanol

FORMULA CH3OHPeso molecular 32 g/gmolPunto de ebullicin 64.7 CPunto de fusin -97.8 CTemperatura crtica 239.43 CCalor de fusin 103 J/gCalor de vaporizacin al punto de ebullicin 1129 J/gCalor de combustin (bruto) 22.662 J/gTemperatura de autoignicin* 464 CPresin de vapor a 25C 16.96 KpaSolubilidad en agua MiscibleDensidad a 25C 0.786 g/mlViscosidad del lquido a 25C 0.541 mPas (=cP)Conductividad trmica a 25C 0.202 W/ mKToxicidad elevada, dosis letal en humanos 30-250 mL

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Usos del Metanol

Formaldehdo Para resinas sintticas urea-formol

Dimetileter: Se usa principalmente como propelente para controlar lacombustin de gasolinas y gasleos.

Tercbutilmetileter: Es un antidetonante y se utiliza para elevar elndice de octanos de las gasolinas, actualmente es uno de losprincipales sustitutos del tetraetilplomo con el fin de eliminar lasgasolinas con plomo.

Acido Actico: En la produccin de fibras de acetato, anhdridoactico, cido tereftlico y en procesos de fermentacin.

Metacrilato de metilo: Para fabricar recubrimientos de concreto

resistentes al agua, resinas, plsticos y dentaduras de plsticos.

Sirve como reactivo para la sntesis de numerosos compuestos tiles

en diversas reas

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Otros usos del Metanol

Anticongelante

Combustible

Disolvente

Rocio a cultivosde plantas

Metanol

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Produccin y consumo a nivel mundial

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Plantas de Metanol a nivel mundial

A nivel mundial

SAUDI INTERNATIONAL PETROCHEMICAL COMPANY

Ubicada en Mxico

Ubicada en Espaa

Ubicada en Australia

Arabia Saudita

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Plantas de Metanol en Venezuela

Proceso MGCCapacidad 750 MTMA

Proceso ICI/MGCCapacidad 690 MTMA

Complejo Petrolero,Petroqumico e IndustrialJos Antonio Anzotegui

SUPERMETANOL

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Produccin de Metanol: Oxidacin Parcial

SulfuroGas oil o carbn Oxidacin Parcial

Destilacin

O2

Absorcin de H2S

Shift conversion

Absorcin de CO2 CO2

Aire N2

Sntesis CH3OH

Vapor

DestilacinVapor

CH3OH

Claus

Destilacin del aire

Oxidacin parcial de loshidrocarburos con O2

Remocin de H2Sy conversin a S

Conversin catalticade CO con vapor

Remocin de CO2

Sntesis de metanoly destilacin de la

corriente

El vapor producido serecircula para la oxidacin

parcial y el convertidor.

Cuando el catalizador es sensible al azufre

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Produccin de Metanol: Oxidacin Parcial

CH3OH

Gas oil o carbnOxidacin Parcial

Destilacin

O2

Shift conversion

Absorcin deCO2

Aire N2

Sntesis deCH3OH

Vapor

CO2+H2S

Destilacin

Cuando el catalizador no es sensible al azufreDestilacin del aire

Oxidacin parcial de loshidrocarburos con O2

Conversin catalticade CO con vapor

Remocin de CO2

Sntesis de metanoly destilacin de la

corriente

El vapor producido serecircula para la oxidacin

parcial y el convertidor.

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Produccin de Metanol:Reformacin del gas natural con vapor

Cuando el catalizador es sensible al azufre

Gas/Nafta Desulfurizacin

Reformacin del VaporVapor

Sntesis de MetanolVapor

CH3OH

Pretratamiento deAlimentacin

Eliminacin de

compuestos sulfurados

Reformacin del Gas

Sntesis de Metanol

Destilacin de lacorriente

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Produccin de Metanol:Reformacin del gas natural con vapor

Cuando el catalizador no es sensible al azufre

Destilacin del aire

Oxidacin parcial de loshidrocarburos con O2

Conversin catalticade CO con vapor

Remocin de CO2

Sntesis de metanoly destilacin de la

corriente

El vapor producido serecircula para la oxidacin

parcial y el convertidor.

CH3OH

Gas oil o carbnOxidacin Parcial

Destilacin

O2

Shift conversion

Absorcin deCO2

Aire N2

Sntesis deCH3OH

Vapor

CO2+H2S

Destilacin

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Aspectos Termodinmicos

Las dos reacciones principales utilizadaspara la sntesis de metanol son:

2 3 2982 ; 90.8 /

oCO H CH OH H kJ mol

2 2 3 2 2983 ; 49.5 /

oCO H CH OH H O H kJ mol

Presiones

TemperaturasFavorecidas arxs

exotrmicas

Relacin H2 / CO

Exotrmicas y

endotrpicas

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Aspectos Termodinmicos

30

10

5

Presin

105 Pa absoluto

%vo

ldeCH3OHformado

Temperatura (F)

Equilibrio de la sntesis del metanol a partir de gas reformado,

producido por reformacin de vapor del metano

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Reaccin del dixido de carbonoresidual con hidrgeno: (1)

Metanacin: (2)

Formacin de Metilter: (3)

Las reacciones mas importantes son

Limitadas al reducir el CO2contenido en el gas de sntesis, y,

sobre todo, al limitar latemperatura de reaccin a 400C

(1) Y (2)

Aspectos Cinticos

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Aspectos Cinticos

La cintica de la reaccin es de orden 1 respecto al CH4:

Con la finalidad de alcanzar la conversin simultanea de CO yCO2 a metanol, tambin puede introducirse el concepto de eficienciade carbono, definida como sigue:

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Produccin:Favorecida por:

Presin Temperatura

CO/CO2 en el gas desntesis

Concentraciones de hidrogenode la alimentacin reformada

Bajar la temperatura resulta en tasas de reaccin ms lentas, yconsecuentemente en un pobre acercamiento al equilibrio termodinmico.Deben utilizarse catalizadores para vencer estas desventajas.

Aspectos Cinticos

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Mecanismo propuesto por Natta, Pasquon y otros

catalizador

H2

H H

CO

CO

catalizador

CH2O

Adsorcin de losreactivos

Reaccin

Transporte dereactivos hacia la

superficie delcatalizador

catalizador

H H

Adsorcin de losreactivos

CH2O

H2

Transporte dereactivos hacia la

superficie delcatalizador

catalizador

CH3OH

CH3OH

Reaccin

Desorcin delproducto

Mecanismo de Reaccin

Aspectos Cinticos

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Aspectos Cinticos

El rendimiento de metanol se reduce cuando elgas de sntesis contiene ms CO que el valorestequiomtrico.

El rendimiento de metanol aumenta cuando enel gas de sntesis el H2 est en exceso del valorestequiomtrico.

Pequeas cantidades de CO2 en el gas desntesis favorecen la conversin a metanol amayores velocidades. ayuda al control de latemperatura dentro del reactor

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Tipos de Catalizadores

Dos tipos principales de catalizadores estn disponibles en la industria:Sistemas Zn/Cr

Mezclas homogneasde xidos de Zn y Cr

Sistemas base Cu

Altamente sensibles paraalgunos venenosRequiere operacin entre 300 y 400 C ypresiones absolutas de 30 a 35 x106 Pa.No son muy sensibles a los venenostales como H2S, PH3, As, etcImplica mayores costos en trminos deenerga y economaCatalizador de mayor inters es el ZnOactivado con Cr2O3.

Operan entre 240 y 270C en solo 5 a 10x106 Pa.Son muy activos a bajas temperaturas

(T< 570F).Se desactivan fcilmente porsobrecalentamiento.Alta sensibilidad al envenenamiento.especialmente sulfuros y compuestoshalogenados.Se reducen con mayor facilidad a cobremetlico

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Caractersticas del gas de alimentacin

El CO no se coloca en excesoya que favorece la reaccin deformacin de coque que sedeposita sobre los catalizadores

Se usa H2 en exceso y setoman medidas para proteger

contra la fragilidad por H2.

La relacin de H2 y CO de 6/1produce altas conversiones deequilibrio de CO en la produccinde metanol.

Contaminantes: Azufre 0.05-0.1ppm

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Procesos de obtencin del Metanol

Se dice que el proceso de obtencin de metanol a altas y bajas

presiones sigue los mismos pasos generales (reformacin con vapor,compresin, sntesis de un convertidor cataltico y destilacin parapurificar), la diferencia entre los procesos va a estar en el paso desntesis, la cual depende del catalizador utilizado

Cr2O3

CuO

Alta Presin

Baja Presin

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Procesos de obtencin: A alta presin

CH4 + H2O CO + 3H2

CH4 + 2H2OCO + 4H2

Temperaturasentre 650-750F

Se emplea uncatalizador de Zn-Cr

Presiones de4000-5500 psi

Relacin de H2/COen la alimentacin de 2.25.

La reformacin de vapor del gas natural da una relacin entre 3 y 4, portanto para obtener la relacin correcta, debe ser desechado hidrgeno y

aadido CO2.

Las velocidades de reaccinoscilan entre 15,000 a 30,000 hr-1. La recuperacin de CO2 de lareformacin de los gases fluidosaporta un incremento en los costos de

produccin.Cuando se trata de nafta lareformacin con vapor da la relacin

H2/CO necesaria.

CO + 2H2 CH3OH -44,000 Btu

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SNTESIS DE METANOL PURIFICACIN DE METANOL

DME518F4750psia

93%H2SO46%KMnO4

25% NaOH

H2O

Agua de

Proceso

Mezcla deAlcoholes

Reactor deMetanol

Etapas de CompresinMetanol+99.85%

Procesos de obtencin: A alta presin

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Procesos de obtencin: A baja presin

Ventajas:Considerable reduccin en los equipos de compresin.Facilidades para el manejo del gas.Se logra un incremento en la selectividad del 1al 3% en la produccinde metanol Permitiendo un aprovechamiento mayor del lecho cataltico.

Permite la construccin de equipos mas grandes permitiendo unmanejo de volmenes mayores de gas.

Desventajas:Mayor costo en los catalizadores.Los procesos aguas abajo (Ej: purificacin) tienen un costo mayor.

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Procesos de obtencin: A baja presin

PURIFICACIONDE METANOL

SINTESIS DE METANOL

Agua

AlcoholesPesados

Metanol

ReactorMetanol

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Alta Presin Baja Presin

Catalizador del proceso a base de ZnO-ZnOCr2O3

Catalizador utilizado en este proceso esen base a xidos de Cu-Zn-Al, y estosexige un gas de sntesis mas puro, ya

que debe estar exento de S y Cl.

Condiciones de entrada al reactor:5000psig-162F

Condiciones de entrada al reactor:800psig-160F

Las impurezas de S son removidas en elproceso.

Las impurezas de S son removidaspreviamente en el proceso.

Conversin con base al CO por lechoses de 53%

Conversin con base al CO por lechoses de 27%

Comparacin entre los procesos

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Metanol

Alta Presin Baja PresinConcentracin de metanol en los gasesefluentes del reactor 7.4%

Concentracin de metanol en losgases efluentes del reactor 6.7%

Altos requerimientos energticos

Emplea 4 compresores.

Bajo requerimientos energticos

Emplea 2 compresores.

No se pueden utilizar reactores de acero alcarbn porque se forman debido a las altaspresiones Fe(CO)5 que es un catalizador dela reaccin de metanacin

Actualmente se obtiene medianteeste proceso mas de un tercio de laproduccin mundial de metanol.

El metanol obtenido es de muy alta purezacon solo rastros de productos secundarios.

Poseen menores costos de Inversiny fabricacin.

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Tipo de reactores

Reactor de Nihon GasKagaku Kogyo Co.

Convertidor De EnfriamientoRpido. (Quench)

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Tipo de reactores

El fluido del gas de sntesis se desplazade arriba hacia abajo a travs de cada lecho,entrando al mismo tiempo la alimentacin

por una tubera concntrica ubicada en eltope y en el fondo del reactor, una porcindel gas refrigerado alimentado puede seragregado a la mezcla de gases de reaccinque siguen sobre los tres primeros lechoscatalticos. Controlando la proporcin y latemperatura del gas de sntesis adicionado.

Reactor de Chemical

Construction Corp.

Convertidor Adiabtico Mltiple

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Tipo de reactores

Reactor Conceptual.

Convertidor Adiabtico Mltiple

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Convertidor tipo

Tubo - Carcasa

Tipo de reactores

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Metanol

Convertidor tipo Isotrmico conproduccin de vapor

Reactor Lurgi

El gas de sntesis se comprime a 70-100atm. y se precalienta. Luego alimenta alreactor de sntesis de metanol junto con elgas de recirculacin. Los tubos del reactor

estn llenos de catalizador y enfriadosexteriormente por agua en ebullicin. Latemperatura de reaccin se mantiene asentre 240-270 C. Una buena cantidad decalor de reaccin se transmite al agua enebullicin obtenindose de 1 a 1.4 Kg vapor/Kg CH

3OH

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Proceso industrial de produccin a baja presin

Proceso MGCCapacidad 750 MTMA (2005)

Proceso ICI/MGCCapacidad 690 MTMA (2005)

METOR

SUPERMETANOL

850 MTMA

Pequiven .....37.5%Mitsubishi Corp 23.75%

Mitsubishi Gas Chemical.23.75%

Inversiones Polar10%International Finance Corp..5%

Pequiven y Ecofuel.

1,6 MMTMA

AspectosGenerales

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Diagrama general del proceso

Recepcin y distribucindel gas natural (K-501)

Hidrodesulfuracion

R101/R102

Reformacin F-201

Enfriamiento

del gas reformado

E-295 (WHB)

Enfriamiento

del gas reformado

RG Reboiler

Acondicionamientodel gas reformado

Sntesis del Metano

R-401, K-202l

Destilacin

T-501,T-502,T-503

Almacenamiento

del metanol

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Recepcin y distribucin del gas natural

Al llegar el gas natural este pasa a travs de un tambor separadorde entrada de gas natural para eliminar el contenido de pesados. Elcontenido de este tambor se distribuye al rea de servicios paraalimentar las calderas auxiliares, los quemadores del reformadorcomo gas natural combustible y al rea de deshidrodesulfuracionpara ser acondicionado como gas natural del proceso.

Tambor

Pesados

Livianos

Calderas Auxiliares

Quemadores delreformador

Hidrodesulfurador

Gas

Natural

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Hidrodesulfuracion

Preparar el gas natural de alimentacin para la reformacin, mediante

los procesos de hidrogenacin y desulfuracin y en reactoresespecialmente acondicionados para ello. Esta es la fase inicial delproceso.

DesulfuracinHidrogenacin

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Hidrogenador

Catalizador de Co

(7 aos)

Proceso endotrmico

Desulfuradores

Catalizador de xido de zinc (3 aos)

Debe preservarse del exceso del agua ya

que esta lo oxida. Salida < 2ppm de H2S

Hidrodesulfuracion

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ReformacinSe define como la descomposicin qumica del gas natural, llevada a cabo mediante la

aplicacin de calor. En general, en el proceso de reformacin se descomponen lossaturados que forman el gas natural para obtener la proporcin H2/CO necesaria para lasntesis. Esto se logra:

1. Mediante la aplicacin de calor

2. Mediante la reaccin primero con vapor saturado y luego con aire precalentado.

Reactor: es un horno rectangular compuesto de 4 celdas con 50 tubos verticales cadauna, dispuestos en dos hileras iguales a cada lado de la celda. Relacin vapor/gas 4:1.

Intercambia calor por conveccin y radiacin con el gas de proceso que fluye por dentrode los tubos.

Catalizador: NiO (15%), MgAl2O4 (85%).

Reacciones Laterales:

(Boudouard)

(Cracking del Metano)

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Recuperacin de Calor

En la seccin de entrada al reactor, porcontacto entre la corriente que sale calientese precalienta la alimentacin aprovechandode esta manera una parte del calor productode la reaccin

Adems la integracin de los equipos deintercambio de calor estn dispuestos de talmanera que en el tren de enfriamiento aguasabajo del reactor, el producto caliente se

enfrie y se produzca vapor de baja y altapresin, el cual ser utilizado en otras partesdel proceso.

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El gas de sntesis es usualmente una mezcla de CO, CO2 y H2 con la

conversin a metanol, tomando lugar en las reacciones siguientes:

CO + 2H2 CH3OH

CO2 + 3H2 CH3OH + H2O

Una vez que se obtiene la proporcin correcta de gas de sntesis,procede la conversin tradicional para metanol a una presin alta de50 atmsferas, en presencia de un catalizador de xido cobre a 500F.

80 - 9220 - 40CO2

90 - 9745 - 60CO

GlobalPor paso

Conversin (%)

Relacin pt.

C-H de 1:2

Aadiendo un

Excedente de CO2

Proceso Lurgi

Sntesis del Metanol

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Destilacin

Columna estabi l izadora: en esta torre el metanol esseparado de los compuestos mas livianos que el (gas, ter,cetonas), los cuales salen por el tope, el producto de fondode esta columna es enviado a la torres de purificacin orefinacin.

Columna de ref inacin:en esta torre el metanol esretirado por debajo de la seccin de pasteurizacin, losalcoholes mas pesados se retiran como una corrientelateral y el agua por el fondo.

Columna recuperacin: en esta se extrae lamayor cantidad de metanol posible a loscorrientes desecho de las otras columnas para

ser luego recirculado .

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Metanol Grado Qumico AA

Grado AA

Metanol(%P) min 99,85

d 20/20 (1) 792,8

Acetona y aldehidos ppm max 30

Acetona (ppm) max 20

Etanol (ppm) max 10

Acidos (ppm) max 30

Agua (ppm) max 1.000

Rango de destilacion a Patm 1C

Color(pt/Co escala)max 5

Rediduos no volatiles 0,001

Prueba de permanganato a 18C min 30

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Diagrama detallado del Proceso