EVALUACIÓN TERMODINÁMICA DE LA SÍNTESIS DE METANOL MEDIANTE HIDROGENACIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO Y SEPARACIÓN LÍQUIDO-VAPOR

Resumen

El metanol es un insumo ampliamente utilizado en la industria química como disolvente y componente de diversos productos, pero se enfrenta a retos en su producción convencional, incluyendo la hidrogenación de CO2, la oxidación de metano o la gasificación térmica de biomasa agrícola, debido a la necesidad de costosos catalizadores. Este trabajo pretende evaluar los parámetros termodinámicos de la síntesis de metanol a partir de la hidrogenación de CO2 mediante simulación por ordenador. En el simulador DWSIM se evaluaron los parámetros o variables temperatura, presión, conversión y flujo de producto para condiciones de equilibrio. Los resultados expresaron la dualidad del sistema de reacción: (1) la reacción de síntesis de metanol es exotérmica y domina la conversión de CO₂ a temperaturas más bajas; (2) la reacción de Reverse Water-Gas Shift (RWGS) es endotérmica y prevalece a temperaturas más altas y el aumento de presión favorece la conversión de CO₂ de forma aproximadamente lineal. La síntesis de metanol para optimizar el uso del dióxido de carbono ha despertado interés en muchas industrias, incluida la disponibilidad de hidrógeno renovable. Por lo tanto, la evaluación termodinámica es esencial para comprender el comportamiento del sistema de reacción de interés. En la posterior separación líquido-vapor del sistema acuoso, se aplicó con precisión el enfoque del modelo UNIQUAC con sólo dos parámetros de interacción binaria. El comportamiento líquido-vapor previsto en las condiciones de interés, aproximadamente 230 ºC y 50 bar, resultó ser inadecuado para la purificación de metanol a pesar de no mostrar azeotropía. Finalmente, el análisis termodinámico del proceso permitió describir la dependencia de las condiciones de operación en la síntesis de metanol.