informe - metanol

Informe - Metanol - 1 -

Provincia de Tierra del Fuego,

Antártida e Islas del Atlántico Sur

Secretaría de Energía e Hidrocarburos

INFORME: METANOL


Gobierno de Tierra del Fuego








ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 3

OBJETIVOS .................................................................................................................. 3

USOS ............................................................................................................................ 3

MERCADO MUNDIAL ................................................................................................. 5

PRODUCCIÓN ................................................................................................................. 5 PRECIO ........................................................................................................................... 7

MERCADO INTERNO .................................................................................................. 9

PRODUCCIÓN ................................................................................................................. 9 EXPORTACIÓN E IMPORTACIÓN ...................................................................................... 11

ANEXO I - PROCESOS DE PRODUCCIÓN ............................................................. 13

ANEXO II - TOXICIDAD ........................................................................................... 15





Introducción

El compuesto químico metanol, también conocido como alcohol metílico o alcohol

de madera, es el alcohol más sencillo. A temperatura ambiente se presenta como un

líquido ligero (de baja densidad), incoloro, inflamable y tóxico que se emplea como

anticongelante, disolvente y combustible. Su fórmula química es CH3OH (CH4O).

La materia prima típica utilizada en la producción de metanol es el gas natural. El

metanol también se puede hacer de los recursos renovables como la madera,

residuos sólidos urbanos y aguas residuales.

Objetivos Informar sobre la estructura, los diferentes usos, sus características químicas y

todo lo que refiere al compuesto Metanol.

Describir la evolución mundial del mercado del Metanol.

Realizar un análisis del mercado interno.

Detallar el proceso de obtención del mismo.

Informar sobre su toxicidad

Usos

El metanol es un producto químico líquido que suele utilizarse como materia prima en

la fabricación de otros productos.

Aproximadamente dos terceras partes de toda la producción de metanol se utiliza en

la producción de formaldehído, ácido acético y una variedad de otros productos

químicos que constituyen la base de un gran número de derivados químicos. Estos

derivados se utilizan en la fabricación de una amplia gama de productos, incluyendo

materiales de construcción, espumas, resinas y plásticos. A continuación se describen

algunos derivados: adhesivos, recubrimientos, plásticos, textiles, pinturas, solventes,

METANOL





removedores de pinturas, resinas poliéster y fibras, explosivos, herbicidas, pesticidas y

aditivos de piensos de aves de corral.

Otros usos finales de metanol incluyen los productos de silicona, como sustituto de los

clorofluorocarbonos en los aerosoles, como descongelante y como anticongelante

para la deshidratación de la tubería.

El resto de la demanda de metanol proviene del sector de los carburantes,

principalmente como un componente en la producción de MTBE (metilterbutileter),

que se mezcla con la gasolina como fuente de octanaje y como oxigenante para

reducir la cantidad de emisiones de los vehículos de motor.

El metanol también se utiliza en pequeña escala como combustible directo para

vehículos de motor y está siendo activamente considerado como combustible

preferido para las pilas de combustible.

Resumiendo, los derivados del metanol son:

MTBE*

Formaldehído (representa cerca de 40% de la demanda mundial)

Ácido acético*

Monómero de Acetato de Vinilo (VAM) *

Cloruro de metileno





Mercado Mundial

Producción

Como reflejo de la diversidad de sus usos, la demanda de metanol está influenciada

por una amplia gama de factores económicos, industriales, medioambientales,

legales, normativos y otros y riesgos. Más recientemente, la demanda también ha sido

afectada por los precios de energía debido a la creciente utilización de metanol en

aplicaciones de la energía.

Estimamos que la demanda mundial de metanol en el 2010 aumentó en

aproximadamente un 13% a 45 millones de toneladas, aproximadamente. Este

incremento fue impulsado principalmente por China, tanto en los derivados químicos

tradicionales, así como aplicaciones de energía. Más recientemente, hemos visto

aumentos en la demanda tradicional de derivados en otras regiones, incluyendo

Europa y América del Norte.

En general, los derivados químicos tradicionales representaron el 60% del crecimiento

anual de 2010 y creció en un 12% año tras año, mientras que la demanda de energía

representa el 40% del crecimiento anual de 2010 y creció en un 16% año tras año.

CAPACIDAD INSTALADA DE PRODUCCIÓN MUNDIAL





PRODUCCIÓN Y DEMANDA MUNDIAL

China es el productor más grande del mundo con casi un tercio de la demanda total,

siendo esta de 38 millones de t/a estimada. Tiene cerca de 200 plantas productoras

de metanol, casi 80% carbón como materia prima, el resto coque y gas natural.

Importa cerca de 2 millones de toneladas métricas anuales de metanol. Los

productores de metanol en China tienen altos costos de producción y exceden el

precio histórico promedio por utilizar carbón como materia prima.

Actualmente China tiene un parque vehicular de 35 millones y estiman para el año

2025 alcanzar la cifra de 250 millones de vehículos (150 vehículos por mil personas), por

lo que tendrían que consumir para tal fin 480 millones de toneladas por año de

petróleo (8.27 millones de barriles diarios).

China esta utilizando metanol como combustible alterno y planean para el año 2020

remplazar el 20% del consumo de la gasolina por 20 millones de toneladas métricas de

metanol por año (433.1 miles de barriles diarios) producido a base del carbón y gas

natural. (Fuente: World Coal Institute).

Methanex es la empresa líder en producción de metanol con 16% del mercado

internacional. Este referente marca precios de referencia de metanol en la mayoría de

los mercados.

- Punta Arenas, Chile (3.8 millones t/a, reto gas natural)

- Trinidad y Tobago (2.1 millones t/a)





- Nueva Zelanda (1 millón t/a)

En 2011 Methanex añadió dos nuevas capacidades

- Damietta, Egipto (1.3 millones t/a), inició embarques en abril.

- Medicine Hat, Alberta, Canadá (0.5 millones t/a) 10 años sin producir por altos costos

de gas natural.

Los principales distribuidores en el continente Americano son:

Estados Unidos

• Methanex

• Southern Chemical Corporation (distribuidor de MHTL)

América Latina

• Venezuela (Metor 1 y 2)

• Chile (Methanex Chile)

• México (Complejo Independencia)

• Argentina (YPF y Alto Paraná)

• Brasil (GPC, Braskem)

Precio

El metanol es un producto que se comercializa internacionalmente. Los precios del

metanol han sido históricamente cíclicos y sensibles a la capacidad total de

producción respecto de la demanda, el precio de la materia prima (gas natural o

carbón principalmente), los precios de la energía y las condiciones económicas

generales. El gráfico siguiente muestra los precios publicados del metanol contratado

(en dólares estadounidenses por tonelada) en los Estados Unidos, Europa Occidental y

Asia:

PRECIOS HISTÓRICOS DEL METANOL DE LOS MAYORES MERCADOS MUNDIALES





Mercado Interno

Producción

En Argentina existen 2 empresas productoras de Metanol, YPF y Alto Paraná. A

continuación se describe su producción:

En la última década la producción nacional sobrepasó al consumo interno, por lo que

más de la mitad de la producción era destinada a la exportación. Hoy en día esa

tendencia ha disminuido, la producción y el consumo de Metanol están en niveles

muy cercanos.

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

500.000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Ton

ela

das

Mercado Nacional de Metanol

PRODUCCION (t) CONSUMO APARENTE (t)

Fuente: Elaboración propia con datos del Instituto Petroquímico Argentino

www.ipa.org.ar

http://www.ipa.org.ar/






www.ipa.org.ar

A continuación se describe la estructura del Mercado Local:

55%

15%

14%

5% 11%

Estructura del Mercado Local 2010

Biodiesel

Formaldehído (Incluyendocolas ureicas, etc.)

MTBE

TAME

Varios (solvente y otros)


www.ipa.org.ar







Exportación e Importación

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Ton

ela

das

Exportación e Importación Nacional

IMPORTACION (t) EXPORTACION (t)


www.ipa.org.ar






ANEXO I - Procesos de producción

En la obtención de metanol, podemos encontrar diferentes métodos, observando

como la industria ha ido avanzando con el paso del tiempo hacia fines más

ecológicos.

1. Antiguamente, el metanol se podía obtener a partir de la destilación destructiva

de las astillas de madera, y era conocido como alcohol de madera. El proceso de

destilación, consiste en destilar la madera en ausencia de aire a 400ºC

(aproximadamente), formando así una serie de gases combustibles como el CO, C2H4

y H2, un alquitrán de madera, un destilado acuoso (ácido piroleñoso) que contiene un

7-9% ácido acético, 2-3% metanol y un 0.5% acetona, etc.

2. Pero a día de hoy, el proceso de fabricación de metanol normalmente consiste en

calentar el gas natural, mezclándolo con vapor de agua y pasarla sobre un

catalizador de níquel, donde se convierte la mezcla en gas reformado: monóxido de

carbono, dióxido de carbono e hidrógeno, también conocido como gas de síntesis.

El vapor convencional es la vía más simple y ampliamente practicada en la

producción del gas de síntesis.

2 CH4 + 3 H2O -> CO + CO2 + 7H2 (gas de síntesis)

El gas de síntesis se enfría, se comprime y se pasa sobre un catalizador de cobre-zinc,

llevándose a cabo esta reacción con altas presiones (alrededor de 200-300 atm) y

temperaturas (entre 300-400ºC), para producir metanol crudo. Este se compone de

aproximadamente el 80% de metanol y 20% de agua.

CO + CO2 + 7 H2 -> 2 CH3OH + 2 H2 + H2O

El metanol crudo se destila para eliminar el agua, alcoholes superiores y otras

impurezas y producir metanol de grado químico.

1 tn de metanol requiere 30 millones de BTU de metano.

3. También podemos obtener el gas de síntesis mediante la combustión parcial de

mezclas de hidrocarburos líquidos o carbón en presencia de vapor de agua, teniendo

poca difusión industrial éste último, pues su proceso transcurre fracturando los pozos

de carbón subterráneos. Las reacciones de ambos procesos se presentan a

continuación:

Carbón + Agua CO + CO2 + H2





Mezcla de Hidrocarburos Líquidos + Agua CO + CO2 + H2

A nivel industrial, los procesos que más se usan (mediante gas natural, carbón o

mezcla de hidrocarburos líquidos) son los propuestos por Lurgi Corp. e Imperial

Chemical Industries Ltd. (ICI).

El proceso Lurgi (denominado proceso de baja presión) trabaja para obtener metanol

a partir de hidrocarburos gaseosos, líquidos o carbón, diferenciándose en él tres

etapas: reforming, síntesis y destilación.

El proceso ICI se diferencia del anterior en el reactor de metanol, que en este caso se

trata de un reactor de lecho fluidizado mientras que el reactor Lurgi es un reactor

tubular, y también en la destilación, ya que éste la lleva a cabo en dos etapas y el

otro en una. Por lo demás, tienen características similares.

En el siguiente diagrama podemos observar el proceso Lurgi:





ANEXO II - Toxicidad

A diferencia del etanol, el metanol es un producto tóxico; la exposición extensa a él

podría provocar daños irreversibles para la salud, incluyendo ceguera. La exposición

máxima permitida en los EE. UU. en el aire (40 h/semana) es de 1.900 mg/m³ para el

etanol, de 900 mg/m³ para la gasolina, y de 260 mg/m³ para el metanol. Es también

tremendamente volátil y por lo tanto aumentaría el riesgo de incendios o de

explosiones. Además de los importantes riesgos de incendio y de explosión, una

volatilidad más alta significa más emisiones por evaporación.

En la atmósfera y en el hígado, el metanol se oxida en dos toxinas altamente potentes:

formaldehído (usado como conservante para la materia orgánica muerta en

laboratorios), y ácido fórmico (el veneno encontrado en picaduras de la hormiga).

Los convertidores catalíticos degradarían en general estas dos toxinas de forma similar

a como lo hacen ya con el dióxido de azufre (SO2), óxidos de nitrógeno (NOX), o

moléculas de monóxido de carbono (CO) si no fuera por el hecho de que los

convertidores catalíticos funcionan debajo de la temperatura requerida hasta que el

vehículo ha recorrido unos 10-15 km (unas 5-10 millas).

Es posible superar este problema ambiental de dos maneras. En primer lugar, existe la

opción (muy costosa) de agregar más elementos catalizadores al panal de aluminio

del convertidor. Pero los catalizadores suelen ser el platino, el paladio, y el rodio

metales muy raros y por lo tanto caros. Como ejemplo, el paladio cuesta cerca de

5.500 €/kg. El platino cuesta aún más: 26.200€/kg. Este es el motivo por el cual los

convertidores catalíticos contienen tan poco catalizador: los catalizadores son

demasiado costosos para ser utilizados extensamente de manera que se consiguiese

el rendimiento que se espera de ellos.

Alternativamente, un calentador eléctrico (como el calentador de motores diésel)

serviría para precalentar el convertidor que un poco más que el motor por sí mismo

más rápidamente. El convertidor catalítico todavía estaría funcionando por debajo de

la temperatura requerida por un cierto tiempo, pero menos que en un vehículo sin

modificar, así los niveles de contaminación se reducen perceptiblemente. Obsérvese

que los vehículos híbridos son más fáciles modificar pues tienen ya sistemas de batería

que pueden proveer suficiente energía para calentar el catalizador a una

temperatura más adecuada, mientras que los coches convencionales pueden

necesitar modificaciones eléctricas.





Un problema adicional del metanol es que su contenido en energía, su PCI, es de

solamente es 45% que el de la gasolina y el 75% del etanol.

Combustible Densidad

Energética

Proporción de

Mezcla

Aire -

Combustible

Energía

Específica

Calor de

Vaporización RON MON

Gasolina y Bi

ogasolina 32 MJ/L 14.6 2.9 MJ/kg air 0.36 MJ/kg 91–99 81–89

Butanol 29.2 MJ/L 11.1 3.2 MJ/kg air 0.43 MJ/kg 96 78

Etanol 19.6 MJ/L 9.0 3.0 MJ/kg air 0.92 MJ/kg 107 89

Metanol 16 MJ/L 6.4 3.1 MJ/kg air 1.2 MJ/kg 106 92

informe - metanol

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