Metanol
Producción de metanol por métodos tradicionales
En el pasado, el metanol se obtenía mediante la destilación destructiva de astillas de madera, de ahí el motivo por el que el metanol se conoce también como «alcohol de madera».
Metanol
Producción a escala industrial
Sin embargo, en la actualidad, la producción de metanol a escala industrial se obtiene principalmente a partir del gas de síntesis. El gas de síntesis, mezcla de CO, H2 y CO2, se obtiene de diferentes formas, siendo el reformado del gas natural la más común.
Gas de síntesis
El gas de síntesis es un combustible gaseoso, formado principalmente por CO y H2 en cantidades variables. Su principal uso es la producción de amoníaco y metanol, si bien históricamente se ha utilizado como reemplazo de la gasolina cuando el suministro de esta ha sido limitado, por ejemplo, durante la Segunda Guerra Mundial
Para obtener el metanol, el gas de síntesis se procesa mediante una ruta catalítica empleando catalizadores heterogéneos como el Cu/ZnO/Al2O3. El proceso requiere unas condiciones de presión y temperatura bastante severas, de 50-100 atm y 250 ºC. Sin embargo, el metanol al ser producto del gas de síntesis, supone un problema desde el punto de vista medioambiental, debido a las emisiones contaminantes asociadas al gas.
Otra ruta industrial de producción de metanol consiste en la hidrogenación directa del CO2. Este proceso presenta condiciones menos agresivas, 30 bar y 220-250ºC. De igual forma, se precisan altas temperatura para compensar la baja reactividad del CO2, al igual que la reacción se ve favorecida termodinámicamente según se aumente la presión. Por tanto, a nivel energético es un proceso que consume mucha energía, la cual por ahora no es al 100% renovable.
Entre las diferentes formas de producción de metanol empleadas en la actualidad, la más conocida es el denominado Proceso Lurgi. El proceso Lurgi, desarrollado por empresas como Lurgi AG Corp. e Imperial Chemical Industries Ltd. (ICI), es uno de los procesos más utilizados en la actualidad para la producción de metanol gris y azul.
El Proceso Lurgi es un proceso en el que se obtiene metanol a partir de hidrocarburos líquidos y gaseosos, trabajando a bajas presiones. Este proceso sigue una ruta catalítica heterogénea y consta de tres etapas principales:
- Reformado: En esta primera etapa, se oxida parcialmente el gas natural utilizando vapor de agua. Es necesario realizar un acondicionamiento al gas de síntesis, denominado desulfuración, para eliminar los compuestos con azufre que contenga una parte de la corriente gaseosa. Esta corriente gaseosa, libre de azufre, se junta con una parte de la corriente gaseosa original, y reacciona con oxígeno para obtener una mezcla gaseosa que contiene principalmente CO, CO2 y H2. Posteriormente es necesario un acondicionamiento del gas obtenido, eliminando compuestos como el H2S y parte del CO2.
- Síntesis: La corriente gaseosa obtenida del reformado se comprime y se precalienta antes de alimentarse al reactor de síntesis de metanol. En este reactor, que se encuentra a alta presión y temperatura, se lleva a cabo la reacción de síntesis de metanol. En este paso, el CO se transforma en CO2 en la superficie de los catalizadores para después reaccionar con el H2 y combinarse para formar metanol gaseoso y vapor de agua. Las reacciones que tienen lugar en el reactor son exotérmicas, es decir desprenden energía en forma de calor o luz.
- Destilación: La corriente gaseosa obtenida de la síntesis contiene el metanol, pero también impurezas. Tras enfriar y condensar la corriente, se introduce en una columna de destilación alimentada con vapor de agua a baja presión para separar estas impurezas. Este paso permite obtener una corriente de metanol de alta pureza como producto final.
A continuación, os mostramos un esquema del Proceso Lurgi… ¡Para los más curiosos!
El proceso Lurgi es solo uno de los muchos procesos utilizados en la producción industrial de metanol. Cada proceso puede tener variaciones en las etapas realizadas, catalizadores utilizados, procesos de recuperación de materia y acondicionamiento de corrientes, si bien los procesos emplean la misma reacción para la formación de metanol.