hidrogeno, GAS DE SINTESIS Y DERIVADOS

3. HIDRÓGENO, GAS DE SÍNTESIS Y DERIVADOS 1. PROPIEDADES Y APLICACIONES DEL HIDRÓGENO

El hidrógeno solo se encuentra libre en la tierra en muy pequeñas proporciones en el airey su combinación mayoritaria es con el oxígeno en el agua. Tiene dos isótopos el deuterio D y eltritio T. El deuterio (0,015 % de todo el hidrógeno) se separa para fabricar agua pesada (D2O), quese utiliza como moderador de reacciones nucleares. El tritio es reactivo, con un periodo desemidesintegración de 12,5 años.

La energía de su enlace covalente es muy alta (436 kJ/mol) y es muy poco soluble en agua. Secombina con casi todos los elementos y da hidruros con los menos electronegativos que él(Electronegatividad 2,2 de la escala de Pauling). Dado su pequeño tamaño molecular, se difunde muyrápidamente a través del acero y se combina con el carbono que este contiene produciendo metano,por lo que lo descarbura tanto más rápidamente, cuanto mayor sea la temperatura. Con el aire formamezclas con un amplio margen de explosividad, produciendo bruscas disminuciones de presión, porlo que tales fenómenos se denominan implosiones en vez de explosiones. No se considera tóxico.

Es un gas difícilmente licuable, con las siguiente características a la presión de 1 ata: Punto de fusión -259 ºC Punto de ebullición -253 ºC Densidad 0,0899 kg/Nm3

y las siguientes constantes críticas:

Presión crítica 12,8 ata Temperatura crítica -240 ºC

En consecuencia es un gas difícilmente licuable (el más difícil después del helio), con lapeculiaridad de que su coeficiente de Joule-Thomson es negativo hasta temperaturas muy bajas(como puede observarse en el diagrama hs de la figura 3.1), por lo que al expandirlo se calienta.

Se transporta por tuberías y en botellas a presión, en condiciones supercríticas, aunque tambiénen fase líquida, en botellas y cisternas criogénicas especiales. Su comprensión es muy peligrosa,pues cualquier fuga puede ocasionar atmósferas explosivas.

La licuación del hidrógeno puede hacerse con ayuda de nitrógeno líquido hasta alcanzar latemperatura de 80 ºK a presiones suficientemente altas para que por expansión en válvulaslaminadoras se pueda penetrar en la zona de coexistencia de las dos fases siguiendo curvasisoentálpica que proporcionan un pequeño porcentaje de condensado a 20 ºK. Para ello hay quealcanzar temperaturas tan bajas como 45 ºK, lo que se consigue intercambiando frío con las fracciónde hidrogeno que no condensa y una corriente adicional de hidrógeno laminado desde temperaturasalgo más altas.

TECNOLOGÍA QUÍMICA INDUSTRIAL3.2

L

Hidrógeno, gas de síntesis y derivados 3.3

La gran ventaja del hidrógeno líquido es que su densidad a presión atmosférica y a 20 ºK es 76,4kg/m3 (850 veces mayor que la del gas en condiciones normales) lo que permite confinarlo enrecipientes especiales no muy voluminosos y de paredes delgadas, lo que es esencial para su usocomo fluido energético en cohetes y vehículos de todo tipo.

Sus principales aplicaciones como reactivo son: S con el nitrógeno para producir amoniaco S con el CO y el CO2 para producir metanol S con hidrocarburos insaturados y aromáticos para saturar sus dobles enlaces S con hidrocarburos sulfurados para desulfurarlos produciendo sulfuro de hidrógeno S para reducir numerosos productos químicos en procesos de síntesis de otros.

2. MATERIAS PRIMAS Y PROCESOS INDUSTRIALES DE OBTE NCIÓN

Las materias primas más utilizadas para su producción industrial de hidrógeno son el agua yel gas natural, previamente tratados, aunque también el gas de refinería (metano, etano, propano,etc., con nitrógeno y algo de hidrógeno). En la actualidad sólo excepcionalmente se emplean naftaso fracciones petrolíferas más pesados y carbón.

El procedimiento más empleado a escala industrial es, hoy en día, el reformado con vapor(“steam reforming”) del gas natural y del gas de refinería, seguido de la reducción del vapor deagua con CO (“shift-conversion”) conforme a las reacciones:

CH4 + H2O W 3 H2 + CO kJ/kmol (3.1)∆H = +208000. CO + H2O W H2 + CO 2 kJ/kmol (3.2)∆H = −41200.

Estas reacciones se llevan a cabo simultanea y consecutivamente en uno o varios reactores, por loque el gas producido consiste en una mezcla de H2, CO y CO 2, además de vapor de agua, algo deCH4 sin reaccionar y los gases inertes presentes en el gas de alimentación. El producto de la reacciónen conjunto se conoce como gas de síntesis.

Las reacciones (3.1) y (3.2) son fuertemente endotérmicas, por lo que se realizanpreferentemente en fase gas a altas temperaturas (por encima de 800 ºC) con un aporte de calor delexterior, procurando la máxima conversión del metano, según se deduce del diagrama de equilibriode la figura 3.2. Para aumentar la velocidad de reacción se utilizan catalizadores de níquel. Paramaximizar la producción de hidrógeno a costa del CO presente en el gas reformado se completaseguidamente la “shift-conversion” en otro reactor separado, a temperaturas del orden de 500 ºC,en presencia de catalizadores de óxidos de hierro y cromo o, a menores temperaturas, concatalizadores de zinc/cobre.

Si bien la presión desplaza el equilibrio hacia la izquierda en la reacción (3.1) por producirseun aumento de volumen, la producción de hidrógeno se realiza siempre a presión (28-36 bares) para


300 500 700 900 1.100 Temperatura [ºC]T

Frac

ción

mol

ar

%

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

CH4

CO2

CO

H2

evitar la necesidad de comprimir el hidrógeno producido para transportarlo a las unidadesconsumidoras.

Fig. 3.2. Equilibrio entre componentes del gas reformado en función de la temperatura.

La gasificación del carbón y de fracciones pesadas del petroleo mediante oxidación parcialcon oxígeno de origen criogénico es un proceso dificultoso y muy contaminante, por lo que no seaplica en la actualidad (excepto en países ricos en carbón, con menores regulaciones ambientalesen los cuales el proceso es rentable, como es el caso de China). Las reacciones principales seresumen en las siguientes:

(gas pobre) 2 C + O2 6 2CO kJ/kmol (3.3)∆H = −221850. (gas de agua) C + H2O 6 CO +H2 kJ/kmol (3.4)∆H = +129766.

Sin embargo, de los hidrocarburos de tipo cicloalcanos o naftenos se separan grandescantidades de hidrógeno mediante reacciones específicas (deshidrogenaciones) que proporcionanhidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno y xilenos -BTX- y otros superiores). Son las reaccionesque tienen lugar en las unidades de reformado catalítico de las refinerías de petróleo.Simultáneamente también se produce metano y otros alcanos ligeros de los que se debe separarhidrógeno mediante tamices moleculares o membranas. Este hidrógeno se consume en las mismasrefinerías en las unidades de hidrodesulfuración de distintas fracciones. En general las refineríasson deficitarias de hidrógeno y para satisfacer sus necesidades deben producirlo en unidades de“steam reforming” del gas de refinería o, incluso, a partir de naftas químicas según la reacción:

CnHm + n H2O 6 H2 + n CO (3.5)m n+ 2

2

y posterior “shift-conversion” del gas reformado, como se ha indicado anteriormente.

Una mínima proporción del hidrógeno producido industrialmente se obtiene por electrólisis desoluciones acuosas de cloruro sódico. En realidad el hidrógeno de esta procedencia es un


subproducto de la industria de cloro-sosa, pero es de una pureza extraordinaria, por lo que esteproceso electrolítico es la fuente prioritaria del hidrógeno que se comercializa en fase líquida.

3. REFORMADO CON VAPOR DE GAS NATURAL DESULFURADO.

El “steam reforming” de hidrocarburos ligeros se realiza habitualmente según un procesoalotérmico (con aporte de calor exterior) en reactores tubulares en presencia de llama producida pormecheros adecuadamente dispuestos para conseguir la más uniforme transmisión del calor porradiación dentro de la cámara de combustión. Estos reactores se denominan generalmente hornos.Los tubos son rectos y se disponen verticalmente colgados por su parte superior de modo que puedandilatarse y fluir hacia abajo libremente. Están rellenos del catalizador de níquel, en aglomerados conforma de anillos raschig de 5/8". Este catalizador se envenena irreversiblemente con el H2S, por loque la alimentación debe estar previamente desulfurada.

Fig. 3.3. Representación isométrica de un horno de “steam reforming”.

A través de unos colectores de alimentación se introduce la mezcla de gas con vapor de aguapreviamente calentada en unos tubos dispuestos en los conductos de los gases de combustión delhorno (sección convectiva). El vapor de agua se introduce en exceso para evitar que se produzcanincrustaciones de coque en el interior de los tubos según las reacciones secundarias:


CO + H2 W C + H2O (3.6) CH4 W C + 2 H2 (3.7) 2 CO W C + CO2 (3.8)

El vapor de agua en exceso gasifica los depósitos de coque según de reacción (3.4) del gas deagua, eliminandolos. De no ser así, el catalizador se ensuciaría y la transmisión del calor seríamenor, subiría la temperatura de la pared de los tubos de acero, con riesgo de rotura.

Para asegurar la resistencia mecánica de los tubos a lo largo del tiempo es importante que latemperatura de su pared no sobrepase un cierto valor límite (alrededor de los 1.000 ºC). El flujo decalor radiante que reciben las paredes de los tubos suele ser del orden de 215-245 MJ/h m2 y lavelocidad aparente de los gases por su interior muy alta (5 a 7 m/s), para que el coeficiente depelícula interior sea lo mayor posible.

Fig. 3.4. Posición alternativa de los mecheros en los hornos de reformado con vapor.

El combustible quemado en los mecheros (fuente de calor exterior) suele ser el mismo gasnatural utilizado como alimentación, pero puede ser nafta. La posición de los mecheros puede serdistinta, como se esquematiza en la figura 3.4, buscando siempre la distribución más homogénea delcalor y evitando las “sombras” a la radiación de sus llamas.


Oxigeno (Aire)

NG / FG

Guarda de sulfhídrico (ZnO)

Reformador primario

Caldera de recuperación de calor

Reformadorsecundario

Convertidor

bfw

Descarbonatación

Reg

ener

ació

n d

el c

arbo

nato

pw

Combustible (Fuel gas)

CO2

El proceso de reformado autotérmico se lleva a cabo en un reactor a presión con un lecho decatalizador, por el que se hace pasar la mezcla de gas y vapor de agua junto con oxígeno de origencriogénico o, cuando se produce gas de síntesis para la fabricación de amoníaco, aire comprimido.La combustión de parte del gas con el oxígeno proporciona el calor necesario para las reaccionesde reformado.

En el caso de la preparación de gas de síntesis para la fabricación de amoníaco, se dispone unhorno de reformado (reformador primario) seguido de otro autotérmico (reformador secundario),en el que se introduce el gas saliente del primero, una nueva aportación de gas de alimentación yel aire. Así se introduce el nitrógeno necesario para mantener la relación deseada de 3 a 1 entre elH2 y el N2.

Cuando el gas de síntesis está destinado a la fabricación de metanol, deberá mantenerse unarelación de 2 a 1 entre el H2 y el CO, por lo que no procede someter al gas reformado a una “shiftconversion” adicional. Pero en el gas con destino a la fabricación de amoniaco o a hidrogenaciones(en las que el CO puede ser muy perjudicial) es totalmente necesario convertir el CO en CO2 en loposible, produciendo más hidrógeno y aumentando así el rendimiento del gas de alimentación. Ellose realiza en un reactor con dos lechos de catalizador y un enfriamiento intermedio del gas.

En todo caso, el CO2 debe ser eliminado finalmente en una unidad de descarbonatación

absorbiéndolo con una solución de carbonato potásico a presión, que pasa a bicarbonato y luego seregenera mediante aporte de calor y bajando la presión, según la reacción reversible.

CO2 + H2O + K2 CO3 º 2 KH CO3 (3.9)

Fig. 3.5. Esquema simplificado del proceso de gas de síntesis con reformador secundario.


Ejercicio 3.1. En un horno de “steam reforming” que dispone de 226 tubos de 130 mm de diámetro y 12,3 mde longitud se procesan 16.000 Nm3/h de un gas de refinería (FG) de la composición que seincluye en la tabla que sigue y en la que también figura la composición del gas de salida (enbase seca).

H2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 N2 CO CO2

Alimentación %v 9,80 80,54 3,83 1,70 0,44 3,69 ----- ---- Gas reformado %v 76,07 1,88 ---- ------ ----- 0,89 8,83 12,31

El vapor de agua introducido con el gas es 67.835 kg/h. La mezcla de gas de alimentación y vaporde agua entra en el horno a una presión de 14,2 bar y a 364 ºC. El gas reformado sale a unapresión de 12,8 bar y a 793 ºC.


Calcular: a) el caudal de gas producido y la cantidad de vapor de agua que lo acompaña; b) laaproximación que se consigue con respecto al equilibrio, en forma de ∆T para cada una de lasreacciones (3.1) y (3.2) respectivamente.

Los valores de las constantes de equilibrio pueden obtenerse, en función de la temperatura, delas expresiones (T en ºK):

para (3.1)ln ,, , ,

,KT T T

P 1

3 6

2

9

330 53

26 938 10 0 747 10 0 427 10= − × − × + ×

para (3.2)ln ,, , ,

,KT T T

P 2

3 6

2

9

32 930632

2 003 10 15563 10 0 31128 10= − + × + × − ×

c) La carga térmica del horno y el flujo medio de calor a través de la superficie de los tubos. H2O(g) H2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 N2 CO CO2∆Ho [kcal/kmol] -49.380 --- -17.890 -20.240 -24.820 –28.500 --- -26.420 -94.050 cp [kcal/kmol ºC] 8,30 6,97 10,6 14,2 17,4 20,0 7,06 (25-364ºC) cp [kcal/kmol ºC] 8,96 7,02 13,48 7,37 7,44 11,53(25-794ºC) d) ¿Cuál será la concentración máxima de hidrógeno que puede alcanzar el gas si se le someteseguidamente a una conversión y a una descarbonatación completas? Solución: a) Las entradas al reactor son conocidas y la de salida puede cuantificarse mediante balance denitrógeno para los gases y balance de oxígeno o de hidrógeno para el agua: Entran: Salen: %v Nm3/h kmol/h kmol/h %v H2 9,8 1.5668,0 70,0 2.242,0 76,07 CH4 80,54 12.886,4 575,3 55,6 1,88 C2H6 3,83 612,8 27,4 ---- ---- C3H8 1,7 272,0 12,1 ---- ---- C4H10 0,44 70,4 3,1 ---- ---- N2 3,69 590,4 26,3 ============ 26,3 0,89 CO ---- 260,3 8,83 CO2 ---- 362,9 12,31 Total gas 100 16.000,0 714,2 2.948,4 100 Vapor de agua 3.768,6 x Balance de oxígeno atómico: Entran: Salen: [átomos kg] Como CO ------ 260,3 CO2 ------ 725,8 H2O 3.768,6 2.782,5 (por diferencia) Total 3.768,6 3.768,6


1.046 1.066 Temperatura [ºK]T

Con

sta

nte

de

equ

ilibr

io K

*

141,1

87,3

94,6

1.048

∆T = -18 º

Balance de hidrógeno atómico: Entran: Salen: [átomos kg] Con los HC: (4×575,3+ +6×27,4+8×12,1+10×3,1) 2.593,4 222,4 (4×55,6) Como H2 (2×70) 140,0 4.484,0 (2×2.242,0) Como H2O (2×3.768,6) 7.537,2 5.564,2 (por diferencia) Total 10.270,6 10.270,6

La cantidad de agua saliente del reactor será 2.782,3 [kmol/h], valor medio del obtenido medianteambos balances. La corriente de salida es, por tanto: 2.948,4+2.782,3 = 5.730,7 kmol/h

b) La aproximación al equilibrio se expresa, generalmente, como la diferencia entre latemperatura calculada a partir del valor de la constante de equilibrio con las concentracionesreales de salida y la temperatura real de salida del reactor (o de cada etapa de reacción).

Para la reacción (3.1) la constante de equilibrio para la temperatura de salida:KP,*

1

Tsal = 273+793 = 1.066 ºK vale: KP,* exp( , , , , ) exp , ,1 30 53 25 27 0 66 0 35 4 95 1411= − − + = =

Mientras que para las condiciones de salida:

′ = = × ×× ×

=Kp p

p pPH CO

CH H O,

. , ,

, . , . ,,1

3 3 2

22

4 2

2 242 260 3 12 8

55 6 2 782 3 5730 794 6

Para calcular la temperatura correspondiente se procede por interpolación en el diagrama KT

entre el valor calculado y un valor cualquiera: T´ = 273+773=1.046 ºK con ′ =KP,* ,1 87 3

Resulta una aproximación de -18 ºC.

En cuanto a la reacción (3.1) la constante de equilibrio para la temperatura de salida:KP,*

2

Tsal = 1.066 ºK vale:KP,* exp( , , , , ) exp , ,2 2 931 1879 1 3695 0 256 0 06187 1 0638= − + + − = =

Mientras que para la composición de salida: ′ = =×

× =Kp p

p pPH CO

CO H O,

. ,, ,

,122

2

2 242 362 9260 3 2782 3

112

Puede considerarse prácticamente en equilibrio.


Entalpía saliente:

= 2.782,5 (-49.380 + 8,96×768) = -118,25×106 [kcal/h]HH O2

= 2.242 ×( + 7,06×768) = 12,16×106 [kcal/h]HH2

= 55,6×(-17.890 +13,48×768) = -0,42×106 [kcal/h]HCH4

= 26,3×( + 7,37×768) = 0,15×106 [kcal/h]HN2

= 260,3×(-26.420 + 7,44×768) = -5,39×106 [kcal/h]HCO

= 362,9×(-94.050 +11,53×768) = -30,92×106 [kcal/h]HCO2

Total = -142,67×106 [kcal/h]Entalpía entrante:

= 3.768,6 (-49.380 + 8,30×339) = -175,49×106 [kcal/h]HH O2

= 70 ×( + 6,97×339) = 0,16×106 [kcal/h]HH2

= 575,3×(-17.890 + 10,6×339) = -8,22×106 [kcal/h]HCH4

= 26,3×( + 7,06×339) = 0,06×106 [kcal/h]HN2

= 27,4×(-20.240 + 14,2×339) = -0,42×106 [kcal/h]HC H2 6

= 12,1×(-24.820 +17,4×339) = -0,23 ×106 [kcal/h]HC H3 8

= 3,1×(-28.500 + 20,0 ×339) = -0,07×106 [kcal/h]HC H4 10

Total = -184,20×106 [kcal/h]Carga térmica: Q = (-142,67 + 184,20) = 41,534×106 [kcal/h]Con una superficie útil de tubos de 1.018 m2 resulta un flujo de calor de: 40.800 [kcal/h m2] d) Cada mol de CO proporciona un mol de hidrógeno y otro de CO2 por lo que de la composiciónde salida, con una conversión y descarbonatación completas se pasaría a: Salida reformador (%v) Conversión completa (%v) Descarbonatación(%v) H2 76,07 + 8,83 = 84,90 84,90 CH4 1,88 1,88 1,88 N2 0,89 0,89 0,89 CO 8,83 - 8,83 = 0,00 0,00 CO2 12,31 + 8,83 = 21,14 0,00 Total 100,00 108,83 87,69

La concentración máxima de hidrógeno con conversión completa será: %v84 90100

108 8378 0,

,,=

y tras la descarbonatación completa: %v.84 90100

87 6996 8,

,,=


Comentarios:

S El flujo de calor de 40.800 kcal/h m2 . 170 MJ/h m2 es inferior al máximo admisible. Podríaforzarse la carga térmica del horno en un 10 % sin problemas de recalentamiento de lostubos.

S La calidad de los tubos es fundamental para este equipo, pues a esas temperaturas y contensiones importantes su comportamiento es viscoelástico. Los aceros más utilizados sonde alto contenido en cromo y níquel (25%/20%, HK40, y 24%/24%, IN) fabricados mediantecolada centrifuga con espesores superiores a 10 mm.

S La actividad del catalizador es otro parámetro importante que permite trabajar con buenasaproximaciones al equilibrio en condiciones menos severas.

La evolución del proceso de reformado alotérmico con vapor del gas natural y del gas derefinería está condicionada por la disponibilidad de: S aceros refractarios que permitan la fabricación de tubos de mejores características

mecánicas a altas temperaturas S catalizadores más activosPor otra parte se pretende un mejor aprovechamiento energético del combustible medianteprecalentamiento del aire de combustión que se hace llegar a los mecheros en lugar del habitualtiro inducido.

4. METANOL Y DERIVADOS

El metanol se produce en unidades de gran capacidad de producción (2.000 Tm/a y mayores)a partir de gas de síntesis por reacción catalítica del hidrógeno con el CO y con el CO2:

2 H2 + CO º CH3OH ∆Η = - 22.000 kcal/kg (3.10)

3 H2 + CO2 º CH3OH + H2O ∆Η = - 12.000 kcal/kg (3.11)

a presión del orden de 50 ata y con grados de conversión relativamente bajos, por lo que es precisorecircular al reactor el gas no convertido, una vez separado por condensación el producto de lareacción en forma de solución acuosa de metanol.

Los modernos catalizadores de óxidos de cobre, mezclado con óxidos de zinc y de aluminio(que evitan su sinterización y consiguiente pérdida de actividad), proporcionan un metanol brutomucho más puro que el que se obtenía hace años con los catalizadores de óxidos de cromo y zinc,que además requerían mayor presión parcial de CO en el gas reaccionante. Como impurezas puedenaparecer éter de dimetilo, acetona, formiato de metilo, además del agua, que se separan pordestilación, pero generalmente, con los catalizadores más modernos se consigue en una únicadestilación la calidad comercial sin necesidad de purificar el metanol bruto.


350 º

260 º

El proceso consta de cuatro unidades claramente diferenciadas: la de reformado con vapor degas natural, la compresión del gas de síntesis, el denominado bucle de síntesis y la destilación. Noes necesaria la unidad de conversión de CO, pues la relación más conveniente entre el hidrógenoy los óxidos de carbono se consigue operando convenientemente el horno de reformado.

A la unidad de reformado con vapor se alimenta el gas natural, que puede contener CO2 y unreciclo de los ligeros que se separan en una primera destilación “flash” del metanol bruto. El gassaliente se enfría y el agua que condensa se separa. El compresor aporta el gas de síntesis al bucleen el que se encuentra el reactor con varios lechos de catalizador y enfriamiento intermedio porinyección de gas frío a la corriente procedente del lecho anterior.

En el bucle de síntesis, el gas comprimido se calienta en un intercambiador de calor con el gassaliente del reactor antes de entrar en éste. A su salida se enfría primero con el gas entrante yfinalmente con agua de refrigeración, separandose la solución acuosa de metanol que se lamina enuna válvula reductora de presión. Los condensados de esta destilación constituyen el metanol brutoa concentrar y, en su caso, a depurar. Los vapores de la destilación “flash”ceden su energía en unexpansor y se incorporan a la alimentación del horno de reformado. La fracción de gas nocondensado a la salida del reactor se recircula mediante un compresor (que se denomina bomba derecirculación) para compensar las pérdidas de presión en este bucle. A la salida de este segundocompresor se incorpora el gas procedente de la unidad de reformado. El proceso, en su conjunto serepresenta en el diagrama simplificado de la figura 3.6.

Fig. 3.6. Esquema del proceso de obtención del metanol


Para minimizar el consumo de energía se genera vapor a alta presión que, después derecalentado en la sección convectiva del reformador, se expansiona en las turbinas de contrapresiónque mueven los compresores. El vapor de escape debe estar a presión mayor que la del gas en elhorno para poderlo incorporar como reactivo.

La purga del circuito de síntesis, necesaria para evitar el aumento progresivo de laconcentración de inertes (metano fundamentalmente) se expande en una turbina y, si está exenta denitrógeno, se recicla a la alimentación.

Propiedades y derivados del metanol

El metanol (alcohol metílico, alcohol de madera o de quemar) es el alcohol más volátil de todoslos alcoholes (BP 65 ºC), es muy inflamable (punto de ignición 16 ºC) y tóxico, por lo que se usamuy poco como disolvente, a pesar de sus poder como tal.

El principal derivado del metanol es el formaldehído (H2CO) que se comercializa endisolución acuosa o como trioxano (un trímero del mismo) o como paraformaldehído (un oligómero)con destino a la preparación de resinas acetálicas (polioximetileno. POM) y como reactivo de lasreacciones de aldoholización para preparar los alcoholes multifuncionales (pentaeritritol,neopentilglicol, etc). El formaldehído está clasificado como líquido peligroso de baja toxicidad.

El metanol se utiliza tambien como reactivo en la fabricación de éteres mejoradores del númerode octano, como el metil-terbutil-éter MTBE y para la síntesis del ácido acético, viacarbonilación, según un proceso que se estudia más adelante.

También se consume en la preparación de numerosos ésteres de distintos ácidos (acrílico,tereftálico, etc.) y de las metilaminas. Está en regresión su consumo en compuestos clorados.

5. SEPARACIÓN Y APLICACIONES DEL MONÓXIDO DE CARBON O

El CO es un reactivo de síntesis muy importante porque se adiciona con facilidad a lasmoléculas orgánicas con enlaces insaturados y otros donantes de pares de electrones, incorporandoasí un átomo adicional de carbono (“buildig block”). Por ello se separa del gas de síntesis mediantemembranas poliméricas y también mediante tamices moleculares. También se absorbe endisoluciones acuosas de sales de cobre, pero para ello se precisan presiones del orden de 300 ata.Modernamente se usan disolventes no acuosos como el tolueno con cloruro de cobre y de aluminio,para los que sólo se necesita una presión de 30 a 40 ata.

Una de sus principales aplicaciones es la fabricación de fosgeno (Cl2CO) gas letal (gas mostazaempleado en la primera guerra mundial) que se utiliza para la fabricación de diisocianatos a partirde aminas:


Cl2 + C OCl

CCl

O

+R NH

H

ClC

ClO R N C O + 2HCl

CH

H

H

OH +C

OH C

H

H

C OH

O

Dada la peligrosidad del fosgeno se están investigando vías alternativas de fabricación de losdiisocianatos sin éxito por el momento. Los isocianatos son reactivos necesarios para la producciónde los poliuretanos

Otra aplicación del CO es la citada carbonilación del metanol, para sintetizar el ácido acético,como via alternativa y más económica que la vía fermentativa. La reacción puede expresarse comosigue:

Reacción que debe verificarse a presiones por encima de 100 ata.

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