Capitulo 2 Obtencin de Gas de Sntesis

Dentro de los productos petroqumicos primarios tenemos al metanol (CH3OH), pero el punto de partida es el gas de sntesis llamado tambin SINTEGAS (SYNGAS en ingles) e un combustible gaseoso obtenido a partir de sustancias ricas en carbono (hulla, carbn, coque, nafta biomasa) sometidas a un proceso qumico a altas temperaturas. Contiene unidades variables de CO y H2. Steam Reforming.El reformado con el vapor es un proceso que requiere una gran cantidad de energa para realizar el reformado, este proceso consiste en exponer al gas natural con vapor de agua a alta temperatura y presin obtenindose como resultado hidrogeno (H2), monxido de carbono (CO) y dependiendo de la mezcla reformada dixido de carbono (CO2), este proceso tiene un rendimiento del 65%. El proceso se lleva a cabo mediante dos reacciones: CH4 + H2O CO + 3 H2 Water Gas Shift

Esta primera reaccin tiene lugar entre 800 y 900 C a una presin de 25 bares, o tambin: CH4 + 2 H2O CO2 + 4 H2

Para maximizar la produccin de hidrogeno a costa de CO presente en el gas reformado, se completa seguidamente la Shift Conversion en otro reactor separado, a temperaturas de 500C en presencia de catalizadores de oxido de hierro (FeO) y Cromo (CrO) a temperaturas de 200C con catalizadores de Zinc (Zn) y Cobre (Cu). El objetivo de la shift coversion es eliminar el CO por medio de una reaccin de desplazamiento con agua gaseosa. CO + H2O CO2 + H2 Shift Conversion

Estas reacciones se llevan a cabo simultnea y consecutivamente en uno o varios reactores, por lo que el gas producido consiste en una mezcla de hidrogeno (H2), dixido de carbono (CO2), monxido de carbono (CO) adems de vapor de agua, algo de metano sin reaccionar y gases inertes presentes en la alimentacin.

Horno de reformado y reformado autotrmico.El steam reforming de hidrocarburos ligeros se realiza habitualmente segn un proceso alotermico (con aporte de calor exterior) en reactores tubulares en presencia de llama producida por mecheros adecuadamente dispuestos para conseguir una uniforme transmisin de calor por radiacin dentro de la cmara de combustin. Los tubos son rectos y se disponen verticalmente colgados por su parte superior de modo que puedan dilatarse y fluir hacia abajo libremente. Estos tubos esta rellenos de catalizador nquel (Ni) en aglomerados con forma de anillos Raschig de 5/8 de pulgada. Este catalizador se

envenena irreversiblemente con el H2S, por lo que la alimentacin debe estar previamente desulfurizada. A travs de unos colectores de alimentacin se introduce la mezcla de gas con vapor de agua previamente calentada. El vapor de agua se introduce en exceso para evitar que se produzcan incrustaciones de coque en el interior de los tubos y evitar ensuciar el catalizador y aumentar la temperatura de la pared de los tubos de acero con riesgo de rotura. Para asegurar la resistencia mecnica de los tubos es importante que la temperatura de la pared no sobrepase un cierto valor lmite (alrededor de los 2000C). El reformado autotrmico se usa un proceso parecido al steam reforming con oxigeno de origen criognico para la produccin de amoniaco (Nh3) Shift Conversion.El gas del primer reformado pasa por un segundo reactor (segundo reformado) en el que se introduce el gas saliente del primer reformado a una temperatura de 700C y se obtiene un gas de salida a 870C con un nuevo aporte de aire. Se enfra el gas saliente hasta 370C para introducirlo a un reactor que tiene como catalizador oxido salino de Hierro (Fe3O4) u oxido crmico (Cr2O3), el gas de salida de este reactor tiene 430C de salida y solo se lleva a cabo el 75% de conversin para mejorar el rendimiento se pasa a un segundo reactor donde la temperatura de entrada debe ser de 200C, el catalizador puede ser oxido cprico (CuO) u oxido de zinc (ZnO), el rendimiento entonces es de 99%. El gas de salida tiene una temperatura de 240C se debe enfriar hasta 35C y segn el proceso destinado se eliminara el dixido de carbono (CO2) o se har reaccionar con aire.