Sintesis De Gas

PRODUCCIÓN DE GAS DE SÍNTESIS Y SUS DERIVADOS.

GAS DE SÍNTESIS

El gas de síntesis o Sintegas (Syngas, en inglés) es un combustible gaseoso obtenido a partir de sustancias ricas en carbono (hulla, carbón, coque, nafta, biomasa) sometidas a un proceso químico a alta temperatura. Contiene cantidades variables de monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2).

El gas de síntesis, producido a partir del gas natural, permite la producción a gran escala de hidrógeno, para la posterior producción de amoníaco por su reacción con nitrógeno, y de metanol que es la materia prima en la producción de metil-terbutil-éter, entre otros compuestos.

UTILIZACIÓN DEL GAS DE SÍNTESIS

El nombre gas de síntesis proviene de su uso como intermediario en la creación de gas natural sintético (GNS) y para la producción de amoníaco o metanol. El gas de síntesis también se utiliza como producto intermedio en la producción de petróleo sintético, para su uso como combustible o lubricante a través de la síntesis de Fischer-Tropsch, y previamente al proceso Mobil para convertir metanol en gasolina.

El gas de síntesis está compuesto principalmente de hidrógeno, monóxido de carbono, y muy a menudo, algo de dióxido de carbono. Posee menos de la mitad de densidad de energía que el gas natural. Se ha empleado y aún se usa como combustible o como producto intermedio para la producción de otros productos químicos.

Cuando este gas se utiliza como producto intermedio para la síntesis industrial de hidrógeno a gran escala (utilizado principalmente en la producción de amoniaco), también se produce a partir de gas natural (a través de la reacción de reformado con vapor de agua) como sigue:

\rm CH_4 \, + \, H_2O \longrightarrow CO \, + \, 3 \, H_2

Con el fin de producir más hidrógeno a partir de esta mezcla, se añade más vapor y así se produce el desplazamiento de la reacción del gas de agua:

\rm CO \, + \, H_2O \longrightarrow CO_2 \, + \, H_2

El hidrógeno debe separarse del CO2 para poder usarlo. Esto se realiza principalmente por adsorción por oscilación de presión (PSA), limpieza de las aminas producidas y el empleo de reactores de membrana.

El gas de síntesis producido en las grandes instalaciones para la gasificación de residuos puede ser utilizado para generar electricidad.

Los procesos de gasificación de carbón se utilizaron durante muchos años para la fabricación de gas de alumbrado (gas de hulla) que alimentaba el alumbrado de gas de las ciudades y en cierta medida, la calefacción, antes de que la iluminación eléctrica y la infraestructura para el gas natural estuvieran disponibles.

3. Producción de Gas de Síntesis

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), empleados en el calentamiento de las retortas; un destilado acuoso que se conoce como ácido piroleñoso y que contiene un 7-9% de ácido acético, 2-3% de metanol y un 0.5% de acetona; 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 producido mundialmente 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

Carbón + Agua CO + CO2 + H2

En el caso de que la materia prima sea el carbón, el gas de síntesis se puede

15obtener directamente bajo tierra. Se fracturan los pozos de carbón mediante

explosivos, se encienden y se fuerzan aire comprimido y agua. El carbón encendido genera calor y el carbono necesarios, y se produce gas de síntesis.

Este proceso se conoce como proceso in situ. Este método no tiene una aplicación industrial difundida. Los procesos industriales más ampliamente usados, usando cualquiera de las tres alimentaciones (gas natural, mezcla de hidrocarburos líquidos o carbón)

1-.METODOS DE PRODUCCION

Gas de alumbrado o gas de hulla: Se produce por pirólisis, destilación o pirogenación de la hulla en ausencia de aire y a alta temperatura (1200-1300 °C), o bien, por pirólisis del lignito a baja temperatura. En estos casos se obtiene coque (hulla) o semicoque (lignito) como residuo, que se usa como combustible aunque no sirve para la industria del hierro. Este gas fue utilizado como combustible para el alumbrado público (luz de gas) a finales del siglo XIX y comienzos del siglo XX. Contiene un 45 % de hidrógeno , 35% de metano, 8 % de monóxido de carbono y otros gases en menor proporción.

Gas de coque o gas de coquería: Se obtiene por calentamiento intenso y lento de la hulla (hulla grasa) con una combinación de aire y vapor, a alta temperatura, en las coquerías. Aparte del coque sólido fabricado, de gran interés para la industria siderúrgica y la síntesis de acetileno, se forma un gas que contiene hidrógeno, monóxido de carbono, nitrógeno y dióxido de carbono.

Gas de generador de gasógeno o gas de aire: Se obtiene haciendo pasar aire a través de una capa gruesa de gránulos de carbón o de coque incandescente. A mayor temperatura, mayor proporción de monóxido de carbono y menor proporción de dióxido de carbono. Tiene escaso poder calorífico, mucho menor que el gas de agua, debido principalmente a la dilución con el nitrógeno atmosférico.

Gas de agua: Se obtiene haciendo pasar vapor de agua sobre coque a alta temperatura. Su llama es de color azul por lo que también se llama gas azul. Este gas se puede transformar en metanol o alcanos, empleando catalizadores heterogéneos apropiados. Esta reacción es fuertemente endotérmica por lo que requiere temperaturas muy altas.

Gas pobre: Se obtiene haciendo pasar alternativamente

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