53) E-Metanol
Hoy hablaré del hermano pequeño del etanol, muy conocido por todos por ser el alcohol presentes en las bebidas.
-¿Pero cómo se produce hoy en día el Metanol convencional?
Actualmente se utiliza gas natural como materia prima. Es por ello, que generalmente lo productores de MeOH están en países con gas natural competitivo. La producción anual sigue creciendo año tras año de manera sostenida, pasando de los 88,43 MT en 2017 a 111,02 MT en 2022.
-¿Cómo se quiere producir MeOH en una economía sostenible y descarbonizada?
Mediante una reacción catalítica de una mezcla de dióxido de carbono y monóxido de carbono con H₂.
CO₂ + 3 H₂ ↔ CH₃OH + H₂O o CO + 2 H₂ ↔ CH₃OH
La relación estequiometria que tiene que cumplirse es la siguiente ( Generalmente ratio a favor de hidrógeno 3:1):
([H₂] - [CO₂]) / ([CO] + [CO₂]) = 2
La clave está en obtener H₂ de origen renovable (Por electrolisis, para 1T H₂ son necesario 55-60 MWh de energía eléctrica renovable) y conseguir una mezcla de CO / CO₂, por ejemplo, proveniente de alguna corriente de salida de alguna industria intensiva en emisiones. Existe la posibilidad de realizar la captura directa (DAC) de CO₂ del aire, a forma de limpiar la atmosfera, empleando los 415 mg de CO₂ por L aire.
-¿Qué aplicaciones tiene el MeOH?
Al tratarse de una molécula orgánica muy pequeña, se parte de base para la fabricación de productos químicos (70%) como: Formaldehido, Olefinas, Ácido acético, Metilamina (Si, lo usaban Walter White y Jesse Pickman en su receta en Breaking Bad). Que posteriormente acaban en nuestra vida a modo de resinas adhesivas, fibras, poliéster, plásticos, pinturas…
El 30% restante para combustibles: Uso directo en gasolina, MTBE (blending gasolina), FAME (biodiesel). Dado que el MeOH permite aumentar el octanaje del combustible, y actúa como intercooler químico, disminuyendo la temperatura en el sistema de admisión.
-¿Por qué ha surgido como alternativa?
A condiciones ambientales es líquido, y eso facilita mucho el transporte, distribución y uso.
Está surgiendo como alternativa al combustible marino de los buques, recientemente, Maersk ha anunciado su intención de emplear e-Metanol para propulsar parte de su flota. La combustión de metanol elimina por las emisiones de óxido de azufre y partículas, reduce las emisiones de NOₓ un 80 % y las emisiones de CO₂ hasta un 95 %.
2CH₃OH + 3O₂ ↔ 2CO₂ + 4H₂O
Solamente en la comparativa de combustión directa entre MeOH y Diesel, se reducen más de 50% de las emisiones directas de CO₂. Ya que, 1kg de Metanol, se emiten 1,375 kg de CO₂; y 1kg de Diesel, se emiten 3,1 kg de CO₂.
2 C₁₂H₂₆ + 37 O₂ ↔ 24 CO₂ + 26 H₂O
53) E-Methanol
Today I will talk about the little brother of ethanol, well known by all for being the alcohol present in drinks.
-But how is conventional methanol produced today?
Natural gas is currently used as raw material. For this reason, MeOH producers are generally in countries with competitive natural gas. The annual production continues to grow year after year in a sustained manner, going from 88.43 MT in 2017 to 111.02 MT in 2022.
-How do you want to produce MeOH in a sustainable and decarbonized economy?
Through a catalytic reaction of a mixture of carbon dioxide and carbon monoxide with H₂.
CO₂ + 3 H₂ ↔ CH₃OH + H₂O or CO + 2 H₂ ↔ CH₃OH
The stoichiometry relationship that must be fulfilled is the following (generally a ratio in favor of hydrogen 3:1):
([H₂] - [CO₂]) / ([CO] + [CO₂]) = 2
The key is to obtain H₂ from a renewable source (By electrolysis, for 1T H₂ 55-60 MWh of renewable electrical energy are necessary) and to obtain a mixture of CO / CO₂, for example, coming from an output current of some intensive industry in emissions. There is the possibility of direct capture (DAC) of CO₂ from the air, in order to clean the atmosphere, using 415 mg of CO₂ per L air.
-What applications does MeOH have?
As it is a very small organic molecule, it is the starting point for the manufacture of chemical products (70%) such as: Formaldehyde, Olefins, Acetic Acid, Methylamine (Yes, Walter White and Jesse Pickman used it in their recipe in Breaking Bad) . Which later end up in our lives as adhesive resins, fibers, polyester, plastics, paints...
The remaining 30% for fuels: Direct use in gasoline, MTBE (blending gasoline), FAME (biodiesel). Since MeOH allows to increase the octane number of the fuel, and acts as a chemical intercooler, lowering the temperature in the intake system.
Why has it emerged as an alternative?
At ambient conditions it is liquid, and that greatly facilitates transportation, distribution, and use.
It is emerging as an alternative to marine fuel for ships. Maersk has recently announced its intention to use e-Methanol to power part of its fleet. Methanol combustion eliminates sulfur oxide and particulate emissions, reduces NOₓ emissions by 80% and CO₂ emissions by up to 95%.
2CH₃OH + 3O₂ ↔ 2CO₂ + 4H₂O
Only in the comparison of direct combustion between MeOH and Diesel, more than 50% of direct CO₂ emissions are reduced. Since, 1kg of Methanol, 1,375 kg of CO₂ are emitted; and 1kg of Diesel, 3.1kg of CO₂ are emitted.
2 C₁₂H₂₆ + 37 O₂ ↔ 24 CO₂ + 26 H₂O