¿Se podrá recuperar el dinero invertido en el proyecto de metanol “más grande de la historia”?

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La industria del metanol en China, al borde del abismo. Fuente: Finanzas y Noticias. Autor: Marciano. Vistas: 47411. Fecha de publicación: 29-11-2015, 16:07:38. El título suena un poco sensacionalista, pero permítanme contarles una historia. Se dice que había una persona cuya familia tenía unos cuantos acres de tierra. Al principio, plantaron cultivos alimenticios en toda esa tierra; cada año obtenían unas mil libras de cosecha. Con eso, además de poder alimentarse ellos mismos, les sobraba algo. Vivían de manera autosuficiente y felices. Un amigo, al ver que no podía terminar de consumir toda su comida, le dio una sugerencia: le dijo que podía utilizar esa comida para hacer vino. El vino es mucho mejor que el agua. 【Información original】La fase alcista aún no ha terminado; las oportunidades están ahora mismo 【Enfoque】El título del Segundo Foro Internacional de Alto Nivel sobre el Camino hacia una Economía Baja en Carbono de China suena un poco sensacionalista, pero déjenme contarles una historia primero. Se dice que había una persona cuya familia tenía unos cuantos acres de tierra. Al principio, plantaron cultivos alimenticios en toda esa tierra; cada año obtenían unas mil libras de cosecha. Con eso, además de poder alimentarse ellos mismos, les sobraba algo. Vivían de manera autosuficiente y felices. Un amigo, al ver que no podía consumir toda su comida, le dio una sugerencia: le dijo que podía usarla para hacer vino. Eso es mucho mejor que el agua; se puede beber mientras se come, y da una sensación refrescante y agradable, además de provocar la ilusión de estar volando entre las nubes. A esa familia le gustó mucho la idea, así que convirtieron toda la comida que les quedaba en vino. Al probarlo, se dieron cuenta de que era realmente adictivo. Por eso, al año siguiente, produjeron aún más vino, sumiéndose así en el placer que les brindaba ese delicioso licor. Finalmente, un día, esa familia se dio cuenta de que las provisiones que antes eran tantas que no se podían consumir en todo un año, ahora ya no eran suficientes. A menudo tenían que beber vino con el estómago vacío; así, el vino también se convirtió en algo amargo. ¿Qué es lo que causa eso? Resulta que, por más que se cambiara la forma en que se consumían los cereales, como el arroz, las galletas de arroz o las pastas de arroz, en realidad seguía siendo arroz. Pero para convertir el arroz en vino, se necesitan 3 kilos de cereales para obtener 1 kilo de vino ¿Has notado algún problema? Esto es precisamente cómo funciona la sencilla ley de conservación de la energía; en las reacciones químicas, esto se manifiesta a través del cumplimiento de la segunda ley de la termodinámica. Cualquier reacción bioquímica es, en realidad, una forma de transferencia de energía. En las condiciones naturales, la conversión de energía tiene una dirección específica; para que ocurra en la dirección opuesta, se necesita invertir energía adicional, más o menos. Por lo tanto, surge la pregunta de qué forma de energía es la mejor para ello. Al igual que los alimentos mencionados anteriormente, además de ser utilizados para la elaboración de vino, también pueden transformarse en combustibles de origen biológico o en intermediarios químicos. La bioquímica industrial requiere una gran cantidad de energía eléctrica; no solo es un proceso muy consumidor de energía, sino que su viabilidad económica también es problemática. Además, su uso a gran escala para satisfacer las necesidades industriales pone en peligro la seguridad alimentaria de la humanidad. Por eso, tras el inicial entusiasmo por este método, gradualmente dejó de utilizarse. ¿Acaso la industria del metanol en China también está experimentando una locura similar, desarrollando de forma imprudente aplicaciones en sectores en los que no debería intervenir? ¿Cuál es entonces el mejor camino para el desarrollo del metanol? ¿Qué aplicaciones finales de metanol que son populares en la actualidad serán gradualmente reemplazadas en unos años por otros materiales químicos más simples y económicos, y por lo tanto dejarán de utilizarse? En particular, basándose en esos materiales fósiles no renovables: petróleo, gas natural o carbón, ¿qué material es el más económico para producir metanol? En muchos casos, las señales de oferta y demanda en el mercado pueden engañar al mismo. El concepto de costos es relativo y variable; sobre todo, a medida que las plantas químicas se vuelven cada vez más grandes, se busca aumentar su capacidad productiva para reducir los costos marginales y mejorar la competitividad. Cuando aparecen nuevos productos más competitivos, el mercado existente se ve afectado. Así es como el mercado de productos químicos se desarrolla constantemente, con la sustitución de productos antiguos por otros nuevos. Muchas industrias que alguna vez fueron prósperas ahora están en declive. Pero aún hay algunas industrias que, a pesar de haber pasado siglos, siguen siendo dinámicas. La regla general es que solo aquellas que logran una eficiencia energética óptima son las más viables. Pueden existir cientos de formas diferentes de sintetizar un producto determinado. Podemos comparar los costos de los diferentes materiales para evaluar cuál es la mejor opción. Pero, en última instancia, lo importante es comparar la cantidad de energía necesaria para llevar a cabo esa reacción y la densidad de energía que queda en el producto resultante. Esto determina directamente la eficiencia con la que ese producto podrá ser utilizado en el futuro. Esa es la lógica fundamental. En Europa y América, generalmente se utiliza la unidad de energía térmica MMBtu para medir el nivel de eficiencia en el uso de ciertas formas de energía. Esta afirmación tiene un gran valor práctico, ya que la definición de MMBtu es: la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 libra de agua pura en 1°F ； En el mundo de la energía existe una analogía muy interesante al respecto: la mayor parte de la energía que utilizan los seres humanos se obtiene mediante la “calentación de agua”. Quizás la mayoría de las personas no lo crean, pero es una realidad. Según los datos de la EIA del año 2012, el 88% del petróleo crudo se utiliza como combustible. Solo alrededor del 12% se emplea como materia prima en la industria química, para producir materias primas textiles, plásticos, materiales de construcción, así como productos para el cuidado personal, ropa, teléfonos móviles, aparatos eléctricos, tuberías, muebles, etc. En prácticamente cualquier objeto cotidiano que utilicemos, podemos encontrar rastros de productos derivados del petróleo. Pero, a pesar de su amplio uso, esto representa solo una pequeña parte del sistema total de uso de energía. La mayor parte del petróleo se utiliza para calentar agua y generar vapor, o bien para convertirse en gas que impulsa turbinas para generar electricidad. También se utiliza como combustible para hacer funcionar los vehículos. En resumen, toda esta energía fue utilizada por la sociedad humana inicialmente en forma de energía térmica. Olvídense de las energías renovables: durante nuestra vida, su papel será siempre limitado. Por ejemplo, en nuestro país, alrededor del 70% de la energía eléctrica proviene aún del carbón. En Estados Unidos, en el año 2013, las energías renovables representaron solo aproximadamente el 13% de la energía utilizada. En el uso global de las energías renovables, fuentes como la energía solar, eólica y mareomotriz, que realmente no utilizan turbinas de vapor/gas para generar electricidad, representan solo una proporción muy pequeña. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/c7b774472645cdddc630d3e94e9649d1.jpg
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Volvamos al tema principal de este artículo: el metanol. Según la lógica presentada anteriormente, hemos elegido el metanol como ejemplo para analizar su eficiencia energética en las aplicaciones a las que se destina, así como la densidad energética de los productos finales. De esta manera, podemos determinar cuál es el lugar que ocupa el metanol dentro del sistema general de uso de energía en China, si ese lugar es adecuado, y hacia dónde podría dirigirse su desarrollo Al comparar las aplicaciones del metanol en el extranjero con las que existen en nuestro país, se puede observar que la proporción de metanol que se convierte en formaldehído, ácido acético, metilamina, etc., es más o menos similar en ambos casos. Además, la demanda de estos productos también es bastante estable. Las principales diferencias se deben a la demanda de metanol como combustible y de dimetiloéter. También está la creciente demanda relacionada con los procesos MTO para la producción de olefinas; estos son los factores que impulsan el crecimiento exponencial de la demanda de metanol en China. Pero, ¿por qué existe tal diferencia? http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/2eb70c7b409b2cd25a246cdc8035e4b4.jpg
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1.1 Dimetiléter: El dimetiléter, también conocido como metiléter, abreviado como DME, es un gas incoloro o un líquido comprimido a presión normal. Tiene un ligero aroma a éter. Densidad relativa (20 °C): 0,666; punto de fusión: -141,5 °C; punto de ebullición: -24,9 °C. La presión de vapor a temperatura ambiente es de aproximadamente 0,5 MPa; es similar al gas licuado de petróleo (GLP). Se disuelve en agua y en varios solventes orgánicos como el alcohol, el éter, el propano y el cloroformo. Es inflamable; al arder, su llama emite una ligera luz. La energía de combustión (en estado gaseoso) es de 1455 kJ/mol. A temperatura ambiente, el DME es inerte; no se oxida fácilmente por sí solo. Tampoco es corrosivo ni cancerígeno. Sin embargo, bajo condiciones de radiación o calentamiento, puede descomponerse en metano, etano, formaldehído y otros compuestos. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/7b2baed1d665f6a791d995f48f220475.jpg Como un nuevo material químico básico, el dimetiloéter tiene numerosas aplicaciones. Por sus buenas propiedades de compresibilidad, condensación y vaporización, el dimetiléter se utiliza ampliamente en la industria química, como en la fabricación de medicamentos y pesticidas. El dimetiléter de alta pureza puede sustituir a los freones como agente propulsor en aerosoles y como refrigerante, lo que ayuda a reducir la contaminación del medio ambiente y el daño a la capa de ozono. Una de las principales razones por las que la demanda de dimetiloéter en China es diferente a la de otros países es su uso como sustituto del gas combustible para uso doméstico. Debido a la regulación monopolística de los precios del LPG, así como de la gasolina y el diésel en el país, las empresas privadas tienen grandes expectativas respecto al uso del dimetiléter como sustituto de estos combustibles. De hecho, ya hace 10 años que en el país se comenzó a mezclar dimetiléter con el diésel. Aunque no existen regulaciones o estándares claros al respecto, los altos precios del petróleo han hecho que sea rentable utilizar el dimetiléter como sustituto del LPG y de la gasolina y el diésel. Además, el dimetiléter puede utilizarse como gas de respaldo en las redes de gasoductos urbanos, así como como componente para mezclar con el gas licuado. Por eso, la demanda de dimetiléter en el país es claramente mayor que en otros países. El problema actual es que la producción de dimetiloéter se realiza principalmente a partir de gas natural, carbón o gas de coquería. Existen dos métodos para ello: el método de un paso y el método de dos pasos. Pero, en realidad, la reacción principal sigue siendo la de producir primero metanol, y luego este último se deshidrata y se condensa para formar dimetiloéter. El consumo energético total para la producción de metanol a partir del gas sintético en la etapa anterior es de aproximadamente 46 GJ/kg. La reacción de condensación del metanol para formar dimetiloetano libera unos 744 KJ/kg de energía. Por su parte, la energía liberada por la combustión del propio metanol es de alrededor de 19530 KJ/kg. Es evidente, entonces, que para obtener dimetiloetano con una energía de combustión de unos 36120 KJ/kg, es necesario perder hasta unos 50 GJ/kg de energía durante el proceso de síntesis de dos moléculas de metanol. En resumen, el resultado final no difiere mucho del uso directo del metanol como combustible ； Dado que el valor calorífico del dimetiloéter es solo aproximadamente 2/3 del del LPG, no es recomendable utilizarlo como sustituto del LPG en las redes de suministro de gas. El LPG es un material químico importante; aunque su densidad energética es unas 2,8 veces mayor que la del gas natural, este último es más limpio y ecológico, además de ser más práctico para su uso. En el futuro, el gas natural seguirá siendo el principal producto en el mercado del gas. Por lo tanto, el dimetiloéter no tiene mucho futuro en este ámbito. Si el dimetilo no logra ganar terreno en el mercado de sustitutos de combustible, e incluso es reemplazado por otros materiales, entonces su participación en la demanda total disminuirá aún más en los sectores relacionados con el metanol en el futuro. Esa es una tendencia que es evidente. 1.2 Combustible de metanol: En China, el metanol se utiliza como combustible por dos vías. Una de ellas es su mezcla con gasolina para obtener productos como M15, M30, M85, M100, etc., que se venden en las estaciones de servicio habituales. La otra vía consiste en utilizar el metanol directamente para producir gasolina, mediante el proceso MTG. Con el auge de la química basada en el carbón, este método ha ganado cada vez más atención en el mercado. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/21a7c30bc2a3532cfa3abfac21e67cc1.jpg De hecho, según los datos de la EIA, la densidad energética del metanol es aproximadamente la mitad de la del gasolina; por lo tanto, es inferior a la del etanol o del gas natural. Las ventajas son un aumento en el contenido de oxígeno y una combustión más limpia; las desventajas, en cambio, son su alta toxicidad y su tendencia a corroerse. 1.2.1 Mezcla de metanol con gasolina: Actualmente, la mezcla de metanol con gasolina se considera una fuente de energía alternativa en el país. En el año 2012, el Ministerio de Industria emitió una orden para llevar a cabo pruebas piloto en provincias como Shanxi, Shaanxi y Shanghái. Sin embargo, hasta ahora estas iniciativas han sido recibidas con indiferencia en todas esas regiones. Desde el punto de vista económico, cuanto mayor sea la proporción de metanol en la mezcla, más atractiva resulta; lo ideal es M100. El problema es que el mayor desafío al mezclar metanol con gasolina es que el formaldehído y el ácido fórmico que se generan tras la combustión causan una grave corrosión y desgaste en el motor. Incluso el uso de costosos agentes inhibidores no sirve de mucho para solucionar este problema. Un estudio realizado por la empresa estadounidense Ford reveló que, al utilizar gasolina con metanol, el contenido de hierro en el lubricante del motor es 5,2 veces mayor que cuando se utiliza gasolina sin plomo. El desgaste del motor se manifiesta principalmente en el desgaste y la corrosión de los anillos de los pistones y de las paredes de los cilindros. Además, el alto calor latente de evaporación del metanol dificulta su vaporización, lo que provoca que este llegue a las paredes de los cilindros. Esto hace que la capa de lubricante se diluya y se emulsione gravemente, lo que a su vez causa desgaste por fricción en las partes del motor. Los resultados de la investigación RIPP también indican que la gasolina con metanol causa corrosión en las capas de plomo y estaño que recubren los tanques de combustible de los automóviles. La naturaleza hidrofílica del metanol hace que, en presencia de pequeñas cantidades de agua, se produzca fácilmente una separación de fases, lo cual afecta el almacenamiento del combustible y el funcionamiento normal del automóvil. Además, el metanol es un tóxico neurológico típico; puede ser absorbido a través de las vías respiratorias, del sistema gastrointestinal y de la piel. Daña las mucosas respiratorias y la vista, y tiene un impacto especialmente grande en el sistema nervioso y en el sistema sanguíneo del cuerpo humano. El desarrollo y uso de la gasolina con metanol comenzó en el extranjero durante la segunda crisis petrolera de los años 70. Desde la perspectiva de las energías alternativas, países como Alemania, Estados Unidos y Japón invirtieron en la investigación y desarrollo del combustible de metanol y de las tecnologías relacionadas con los automóviles que utilizan este combustible. Ya en la década de los 70, Estados Unidos se centró en el desarrollo de automóviles que utilizaban metanol como combustible, como el M85 y el M100. Sin embargo, según las estadísticas, a partir de 1998 disminuyó el número de automóviles que utilizaban metanol como combustible, además de la cantidad de este combustible utilizado. Hay varias razones para esto. Las desventajas del metanol como combustible para automóviles, en particular su toxicidad, hacen que no sea popular en el mercado estadounidense, donde se da mucha importancia a la salud, la seguridad y la calidad de vida. Además, combustibles alternativos como el GNL y la electricidad son más seguros y ecológicos, lo que ha llevado a que el metanol sea gradualmente abandonado como combustible alternativo. Además, los fabricantes de automóviles de Estados Unidos y Japón se oponen firmemente a la adición de metanol a la gasolina. En la norma estadounidense para gasolina sin plomo destinada a automóviles, ASTM 4814, se establece que el contenido máximo de metanol no debe superar el 0,3 % en volumen. En las “Normas mundiales de combustible”, publicadas en diciembre de 1998 por la Organización Mundial de Fabricantes de Automóviles, se establece que “no se permite el uso de metanol”. Incluso en Europa, aunque el reglamento 85/536/CEE establece que en la gasolina se puede permitir un contenido de metanol de hasta el 3 %, las estadísticas muestran que en la práctica se añade menos del 0,1-0,5 % de metanol al combustible. Dado que la tecnología actual aún no permite resolver adecuadamente el problema de la corrosión metálica causada por la gasolina con metanol, fabricantes automotrices como General Motors y Ford indican claramente en sus manuales de usuario que los daños en los vehículos que utilizan esta tipo de gasolina no están cubiertos por la garantía. En algunas regiones del país se están llevando a cabo pruebas de mezcla con metanol. La razón principal es la presión de los altos precios del petróleo en los últimos años; además, algunas zonas ricas en carbón producen grandes cantidades de metanol, lo que incentiva su promoción en el mercado. Teniendo en cuenta el análisis de las experiencias en otros países, es poco probable que el Ministerio de Industria y Tecnología esté de acuerdo en ampliar el alcance de estos proyectos piloto en los próximos años. Además, la proporción de metanol que se pueda utilizar probablemente se mantendrá dentro del rango actual de 15 a 85%. Por lo tanto, la cantidad total de metanol en todo el mercado piloto no aumentará. Incluso, a medida que la utilización del gas natural se expanda gradualmente, esta cantidad seguirá disminuyendo. 1.2.2 La producción de gasolina a partir de metanol, conocida como MTGMTG, se ha desarrollado con el auge de la química del carbón en los últimos años. Desde el punto de vista tecnológico, se trata de un método bastante maduro. Si se hace una distinción estricta según el tipo de carbón, en realidad existen dos categorías. La primera es la licuefacción directa del carbón para producir gasolina y diésel. Este proceso se basa en la síntesis F-T a partir de gas sintético. Para que este proceso funcione bien, se requiere que el carbón tenga una calidad elevada: su contenido de cenizas debe ser inferior al 5%, además, debe tener buena actividad y facilidad para ser molido. Cuanto menor sea el contenido de elementos impuros como azufre y nitrógeno, mejor. Sin embargo, este proceso consume mucha energía, lo cual limita su uso en el país ； Otra es la licuefacción indirecta: primero se produce metanol a partir del carbón o del gas natural, y luego se fabrica gasolina. Este proceso no requiere grandes cantidades de carbón, y su escala puede ser flexible. Incluso en zonas costeras alejadas de las regiones donde se extrae el carbón, es posible producir gasolina siempre y cuando se pueda obtener metanol importado. Por eso, este método goza de gran popularidad en el país. En el proceso de reacción MTG, primero el metanol se deshidrata para formar dimetiloéter. Luego, el metanol, el dimetiloéter y el agua, bajo la acción de un catalizador, se convierten en olefinas ligeras (C2–C4). Posteriormente, se producen adiciones que dan como resultado olefinas de cadena más larga, parafinas/norparafinas, aromáticos y una mezcla de cicloalquenos. En general, el consumo de metanol por tonelada de materia prima es de 2,5 unidades; la energía liberada durante el proceso es de 1,74 MJ/kg. La energía que se debe suministrar desde el exterior es de aproximadamente 360 KJ/mol. Sin embargo, dado que la densidad energética del metanol es ya la mitad de la del gasolina, para obtener la forma final de gasolina, la energía necesaria en el proceso equivale a 16 veces más que la energía requerida para usar metanol. Si se tiene en cuenta que la gasolina MTG contiene también una cantidad elevada de tetrametiltolueno, para reducirlo es necesario realizar procesos de hidrogenación con el fin de mejorar la calidad del combustible; esto hará que el consumo de energía aumente aún más. Por lo tanto, en términos de eficiencia energética, el MTG sigue siendo poco económico. En teoría, solo debería considerarse como combustible alternativo a la gasolina cuando los precios del petróleo son altos y hay exceso de metanol. 1.3 La producción de olefinas a partir del metanol, mediante los procesos MTOMTO y MTG, también se ha desarrollado con el auge de la química del carbón en los últimos años. **Tras la puesta en marcha gradual de los proyectos MTO de Shenhua Baotou, MTP de Ningmei y MTP de Datang Dolun, otras regiones también no pudieron resistirse a la gran rentabilidad que ofrecen los poliolefinos en un contexto de altos precios del petróleo. Muchas zonas instalaron plantas similares; incluso algunas regiones que no son centros mineros importaron metanol con el fin de poder utilizarlo en procesos MTO. Todas esperaban con impaciencia la publicación de los informes de evaluación de esos tres proyectos piloto iniciales. Hasta ahora, este informe de resumen no ha sido hecho público, pero ya hay una señal: **se han comenzado a endurecer las condiciones de acceso, elevándose los requisitos necesarios**. Por ejemplo, de acuerdo con los requisitos establecidos en el Plan Quinquenal XII para los proyectos piloto de química del carbón moderna, la eficiencia en la conversión de energía debe ser de al menos el 40%; el consumo de carbón por tonelada de olefinas no debe superar las 5,3 toneladas (equivalentes a carbón estándar); y el consumo de agua dulce por tonelada de carbón estándar no debe exceder las 4 toneladas ； Si se desea alcanzar un nivel avanzado, es necesario que la eficiencia en la conversión de energía sea de al menos el 44%, que el consumo de carbón por tonelada de olefinas no supere las 5 toneladas (en términos de carbón estándar), y que el consumo de agua dulce por tonelada de carbón estándar no exceda las 3 toneladas. No se sabe en qué nivel se encuentra Shenhua; probablemente aún no haya alcanzado un nivel avanzado, de lo contrario se habría indicado. Sin embargo, la eficiencia de conversión en la generación de energía a partir de la quema de carbón en la actualidad es de aproximadamente el 40–45%. Se dice que la tecnología IGCC puede alcanzar una eficiencia aún mayor, de alrededor del 50%. Por lo tanto, **se exige que la eficiencia de conversión de la energía obtenida a partir del carbón sea al menos similar a la de la generación de energía térmica. Veamos si eso es cierto Tomando como ejemplo el proceso CTO más popular actualmente, todo el proceso se divide en tres etapas: gasificación para producir gas sintético (000968, foro de inversores), conversión del gas sintético en metanol, y finalmente, conversión del metanol en olefinas, es decir, MTO. En general, con el nivel tecnológico actual, la relación es de aproximadamente 2,7:1 para la conversión de carbón en metanol; luego, la relación es de unos 3:1 para la conversión de metanol en olefinas. El valor de combustión del carbón estándar es de 29306 KJ por 1 kg, mientras que el del metanol es de 19530 KJ/kg. En cuanto a los poliolefinos, su valor de combustión es de casi 40000 KJ/kg, lo cual es similar al de los combustibles fósiles. Si analizamos una planta de producción de olefinas con una capacidad de 600,000 toneladas al año, la eficiencia en la conversión de energía es de aproximadamente el 45% en la primera etapa, y entre el 70% y el 80% en la segunda etapa. En conjunto, la eficiencia total es de unos 30%. Por lo tanto, en términos puramente de eficiencia, los procesos CTO/MTO también presentan un alto consumo de energía y una baja tasa de conversión energética. Sin embargo, si se compara la densidad energética del producto final, se puede observar una diferencia. Después de todo, los poliolefinos no se utilizan para generar electricidad mediante su combustión, ni se añaden a la gasolina para hacer funcionar los automóviles. Su función principal es ser utilizados en la fabricación de diversos productos que se emplean en todos los aspectos de la vida humana. La principal diferencia entre la producción química y la producción de energía es que, en la producción de energía, la entropía térmica se elimina al quemar los materiales, liberando así energía. En cambio, en la producción química, la mayor parte de la entropía térmica de los productos finales permanece dentro de estos mismos productos. Desde este punto de vista, en la producción química es necesario procurar el reciclaje de los materiales utilizados. Aunque la tasa de conversión energética a lo largo de todo el ciclo de vida no es alta, aún así es posible conservar esa energía. Incluso si en cada proceso se pierde entre el 20 y el 30% de la energía, eso sigue siendo mejor que quemar los materiales para obtener CO2 y H2O, ya que en ese caso sería muy difícil revertir el proceso y recuperar los alquenos originales. Dado que la densidad energética por unidad de los productos químicos no es baja, y que su ciclo de vida energético es más largo en comparación con combustibles como la gasolina, parece que no es sencillo rechazar categóricamente las perspectivas del proceso MTO. Sin embargo, hay dos factores clave que limitan el desarrollo de este proceso: la competencia en el proceso de conversión de gas natural en metanol y luego en olefinas, y cuán grande es realmente la demanda de poliolefinas en el mercado nacional En cuanto a la demanda de poliolefinas, esta se debe principalmente al enorme tamaño de la población en China. Muchos expertos del sector suelen citar la siguiente tabla como evidencia de que el mercado nacional de poliolefinas aún tiene mucho espacio para crecer. Pero, ¿es realmente así? Después de todo, los poliolefinos no son aún materias estratégicas. China no necesita construir plantas de producción de etileno a gran escala, ignorando las realidades energéticas, con el fin de lograr una autosuficiencia del 100% en estos productos. Importar poliolefinos a precios bajos desde el extranjero también es una buena opción; además, esto puede ayudar a aliviar la presión sobre el suministro energético nacional y reducir la contaminación ； Además, el consumo de poliolefinas en el país ya se acerca al promedio mundial. Es irreal esperar que el nivel de consumo per cápita de polímeros en China llegue al mismo nivel que en Estados Unidos. Como se puede ver en los dos gráficos siguientes, es probable que, durante mucho tiempo aún, China mantenga un nivel de consumo por unidad de PIB similar al de los países desarrollados. Sin embargo, la diferencia en el PIB per cápita seguirá siendo considerable; es decir, la demanda per cápita de productos químicos no podrá alcanzar el nivel de los países desarrollados, y a lo sumo llegará al promedio mundial. En resumen, el espacio de crecimiento del mercado de poliolefinas no es tan grande como se imaginaba 1. Desde el punto de vista de las rutas químicas para su producción, los materiales primarios utilizados en la fabricación de metanol son principalmente gas sintético (CO2, CO y H2) o CH4. El primero se obtiene principalmente a partir del procesamiento del carbón, mientras que el segundo proviene del gas natural o del gas de esquisto. Muchos artículos ya han llegado a conclusiones sobre cuál es la opción mejor, desde perspectivas como los costos; aquí, sin embargo, se analiza el tema desde el punto de vista de la eficiencia en el uso de energía. El metanol a partir del carbón se obtiene al convertirlo en gas de agua mediante un horno de gasificación; posteriormente, se ajusta la proporción entre hidrógeno y carbono en un horno de conversión, para finalmente producir metanol en la torre de síntesis ； La producción de metanol a partir del gas natural consiste en que el CH4 pasa por un horno de conversión para transformarse en gas sintético, y posteriormente este gas sintético se utiliza en una torre de síntesis para fabricar metanol. Por lo tanto, ya se trate de gas de yacimientos de carbón, gas generado por la gasificación del carbón, gas de altos hornos o gas natural, en esencia todos ellos se utilizan para producir metanol a partir de un gas sintético que contiene CO2, H2O, CO y H2. La diferencia radica únicamente en el ajuste de la relación entre hidrógeno y carbono antes de que el gas ingrese al reactor de conversión. En teoría, se necesitan al menos ~23 GJ de energía para producir 1 t de metanol. En cambio, la producción de metanol a partir de gas natural requiere entre 29 y 31 GJ de energía. Dado que para producir metanol a partir del carbón no es necesario ajustar frecuentemente la relación entre hidrógeno y carbono, su consumo energético es ligeramente menor que el del gas natural: entre 28 y 29 GJ. Por lo tanto, la diferencia entre ambos métodos no es significativa. Dado que nuestro país carece de recursos de gas natural y en el futuro será necesario importar grandes cantidades de este, y puesto que el gas natural es un combustible limpio utilizado principalmente como combustible urbano, en agosto de 2007 la Comisión de Desarrollo y Reforma emitió la «Política de Utilización del Gas Natural», que prohíbe su uso para la producción de metanol, así como su uso en la fabricación de amoníaco sintético, acetileno, clorometano, entre otros productos. La variable del gas natural proviene del extranjero. Dado que en Oriente Medio y Norteamérica hay abundancia de gas natural, y dado que su transporte es bastante complicado, lo lógico es convertir el gas natural en otros productos químicos líquidos o sólidos. Esto requiere poca energía, pero los productos resultantes tienen una alta densidad energética, lo que los hace adecuados para su transporte a largas distancias. Con el nivel tecnológico actual, el metanol es la opción más adecuada. Por supuesto, Estados Unidos sigue explorando la posibilidad de que el CH4 pueda pasar directamente de la etapa de descomposición para producir gas sintético a la de formación de olefinas. Eso sería otra revolución en la industria química Dado que reducir los pasos de reacción implica disminuir la pérdida de energía, y dado que la densidad energética de los poliolefinos es dos veces mayor que la del metanol, además de ser sólidos y por lo tanto más adecuados para el transporte, en el futuro lo que se importará desde el extranjero por vía marítima no será metanol, sino diversos tipos de poliolefinos Recientemente han aparecido señales al respecto: una pequeña empresa de ingeniería tecnológica estadounidense llamada Siluria celebró una gran ceremonia de puesta en marcha en su planta de pruebas en Texas. Se convirtió así en la primera empresa del mundo en lograr la conversión a gran escala de gas natural en etileno de forma industrial. Los ejecutivos de Siluria han sido invitados por el Departamento de Energía de Estados Unidos para discutir las políticas energéticas futuras del país. Estados Unidos ya ha reconocido el valor estratégico que podría tener esta nueva ruta para su sector energético y manufacturero, y está considerando la posibilidad de establecer políticas que impulsen el desarrollo de esta industria. Según los datos de la IEA en 2012, la demanda de gas natural en Estados Unidos se destina principalmente a la generación de energía y al suministro de calor. En términos de energía, esto representa el 77% del consumo total de energía, es decir, aproximadamente 21,339,716 TJ. Las aplicaciones industriales representan solo el 17%, lo cual incluye también las necesidades de calefacción en los procesos de producción; no toda esa energía se utiliza para la transformación química con el fin de producir otros productos químicos. Si se analiza la evolución del consumo de gas natural en la industria estadounidense durante los últimos años, los datos de la EIA muestran que esta tendencia no es evidente. Esto indica que en Estados Unidos aún existe una actitud cautelosa hacia el uso del metano; este se utiliza principalmente para generar energía y calor, y no para producir metanol, que a su vez se convierte en poliolefinos mediante el proceso MTO. A pesar de que Estados Unidos cuenta con recursos significativos de gas de esquisto. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/81afec1fe9a667e1f66e4c03f6362b13.jpg
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3. Conclusión: En resumen, la mayoría de las demandas del metanol a nivel mundial se mantienen relativamente estables. La tasa de crecimiento es, en general, inferior al 10%, lo cual no es suficiente para sostener un rápido aumento en la capacidad de producción de metanol en el futuro ； Esir de que el metanol logre avances como sustituto de los combustibles, y así cambiar la estructura energética de China, no es ni realista ni viable. Por ahora, parece que solo el CTO/MTO mantiene algo de vitalidad, pero aún no es seguro. En los libros de estrategia militar de la antigua China se dice: “Rodea tres y deja uno”. Mientras buscan un mejor medio para transportar esa energía, necesitan el enorme mercado chino para poder utilizar el exceso de gas natural. La exportación de metanol es ese “uno” que queda. Por su parte, rara vez construyen o amplían plantas de tipo MTO. Es evidente que confían en poder encontrar formas mejores de exportar metano, además del LNG y el metanol. En el futuro, una de esas formas podría ser la producción directa de etileno a partir del metano. Para entonces, una vez que el metanol haya perdido su papel de puente entre la energía y la industria química, ¿cuánto espacio para la imaginación seguirá habiendo? En la actualidad, aún no se sabe si será posible recuperar el dinero invertido en esos proyectos considerados “los más grandes de la historia”. Por lo tanto, en un mercado CTO/MTO que está en pleno auge, realmente debería haber alguien que eche agua fría sobre todo esto: la industria del metanol en China realmente se encuentra al borde del abismo Referencias:
1. Jiang Yunfeng, Deng Shuping. Análisis técnico-económico de las soluciones para producir gasolina a partir del metanol. Progreso en la Industria Química, 2010(29).
2. Huang Qing, Luo Laitao. Estado actual y análisis económico de los procesos de síntesis de metanol y dimetilo. Tecnologías de Carbón Limpio, 2006,12(4).
3. Wang Ying, Ren Shixuan et al. Análisis del consumo energético en la producción de metanol a partir del gas natural. Química Aplicada, 2003,32(3).
4. Tang Hongqing. Es necesario mejorar los procesos de producción de olefinas a partir del carbón. Mejoras Técnicas en Fertilizantes Nitrogenados, 2011(4).
5. Aligoli Amir Nazmi Afshar. Perfil químico del metanol, 2011.
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