Grupos Funcionales

Metanol

Otros nombres:

 Carbinol

 Alcohol metílico

 Alcohol de madera

 Espíritu de madera.

Fórmula semidesarrollada :

 CH3-OH

Propiedades físicas

 Estado de agregación : Líquido

 Densidad : 791,8 kg/m3; 0.7918g/cm3

 Masa molar : 32,04 g/mol

 Punto de fusión : 176 K (-97 °C)

 Punto de ebullición : 658 K (385 °C)

 Presión crítica : 81±1 atm

 Viscosidad : 0,59 mPa•s a 20 °C

Propiedades químicas

 Acidez : ~ 15,5 pKa

 Solubilidad en agua : totalmente miscible.

Peligrosidad

 Punto de inflamabilidad : 285 K (12 °C)

 Temperatura de auto ignición : 658 K (385 °C)

NFPA 704

Riesgos

Puede producir ceguera,sordera y muerte

 Inhalación :Por evaporación de esta sustancia a 20 °C, puede alcanzarse bastante rápidamente una concentración nociva en el aire.

 Piel :Puede producir dermatitis

 Ojos :Irritación.

Obtencion

Originariamente se producía metanol por destilación destructiva de astillas de madera. Esta materia prima condujo a su nombre de alcohol de madera. Este proceso consiste en destilar la madera en ausencia de aire a unos 400 °C formándose gases combustibles (CO, C2H4, H2),; un alquitrán de madera, base para la preparación de antisépticos y desinfectantes; y carbón vegetal que queda como residuo en las retortas.

Actualmente, todo el metanol se sintetiza mediante un proceso catalítico a partir de monóxido de carbono e hidrógeno. Esta reacción emplea altas temperaturas y presiones, y necesita reactores industriales grandes y complicados.

CO + CO2 + H2 CH3OH

La reacción se produce a una temperatura de 300-400 °C y a una presión de 200-300 atm. Los catalizadores usados son ZnO o Cr2O3.

El gas de síntesis (CO + H2) se puede obtener de distintas formas. Los distintos procesos productivos se diferencian entre sí precisamente por este hecho. Actualmente el proceso más 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.

Gas Natural + Vapor de Agua CO + CO2 + H2

Sin 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.

Mezcla de Hidrocarburos Líquidos + Agua CO + CO2 + H2

Proceso Lurgi

Se denomina proceso de baja presión para obtener metanol a partir de hidrocarburos gaseosos, líquidos o carbón.

El proceso consta de tres etapas bien diferenciadas.

Reforming

Es en esta etapa donde se produce la diferencia en el proceso en función del tipo de alimentación.

Dentro del reactor se produce la oxidación parcial del gas natural. De esta manera se obtiene H2, CO, CO2 y un 20% de CH4 residual.

Gas Natural + Vapor de Agua CO + CO2 + H2

Esta reacción se produce a 780 °C y a 40 atm.

CH4 + CO + CO2 + O2 CO + CO2 + H2

Esta reacción se produce a 950 °C.

Esta mezcla pasa luego a otro reactor donde se acondiciona el gas de síntesis eliminándose el carbón libre, el H2S y parte del CO2, quedando el gas listo para alimentar el reactor de metanol.

Síntesis

El gas de síntesis se comprime a 70-100 atm. y se precalienta. Luego alimenta al reactor de síntesis de metanol junto con el gas de recirculación. El reactor Lurgi es un reactor tubular, cuyos tubos están llenos de catalizador y enfriados exteriormente por agua en ebullición. La temperatura de reacción se mantiene así entre 240-270 °C.

CO + H2 CH3OH ΔH < 0

CO2 + H2 CH3OH ΔH < 0

Una buena cantidad de calor de reacción se transmite al agua en ebullición obteniéndose de 1 a 1.4 Kg. de vapor por Kg. de metanol. Además se protege a los catalizadores.

Destilación

El metanol en estado gaseoso que abandona el reactor debe ser purificado. Para ello primeramente pasa por un intercambiador de calor que reduce su temperatura, condensándose el metanol.

Proceso ICI

La diferencia entre los distintos procesos se basa en el reactor de metanol, ya que los procesos de obtención de gas de síntesis y purificación de metanol son similares para todos los procesos.

En este caso la síntesis catalítica se produce en un reactor de lecho fluidizado, en el cual al gas de síntesis ingresa por la base y el metanol sale por el tope. El catalizador se mantiene así fluidizado dentro del reactor, el cual es enfriado por agua en estado de ebullición, obteniéndose vapor que se utiliza en otros sectores del proceso.

La destilación se realiza en dos etapas en lugar de realzarse en una sola.

Todas las demás características son similares al proceso Lurgi antes descrito.

Ammonia-Casale

El reactor posee múltiples catalizadores de lecho fluidizado, con gas refrigerante, flujos axiales y radiales y bajas caídas de presión. La producción en este tipo de reactores puede llegar a 5.000 t/día.

Topsoe

Se caracteriza por desarrollar un flujo radial a través de tres catalizadores de lecho fluidizado en distintos compartimentos.

Aplicaciones

La principal aplicación del metanol es la producción de productos químicos puesto que es un sustituto potencial del petróleo.

En la actualidad se está utilizando cada vez más en el tratamiento de aguas residuales.Las aguas residuales contienen altos niveles de amoníaco. Mediante un proceso de degradación de bacterias, este amoníaco es convertido en nitrato.Mediante un proceso 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 en nitrógeno, el cual es liberado en la atmósfera.

En la producción de biodiesel, combustible alternativo de combustión

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