Proceso industrial de producción de metanol con captura de CO2 integrando bomba de calor con suministro energético renovable

Abstract

El impacto ambiental de los procesos químicos industriales donde la fuente primaria de energía térmica para los equipos de suministro energético es la quema de combustibles fósiles ha generado una atención significativa por parte de la comunidad económica global y grupos ambientalistas en el sentido de implementar medidas urgentes y sostenibles de reducción de las emisiones de gases efecto invernadero (GEI), con el objetivo de mitigar la realidad actual e inminente del cambio climático. La electrificación de procesos industriales y el desarrollo de procesos que descarbonicen la industria o utilicen el CO_2 como materia prima, son enfoques sustentables que brindarán importantes oportunidades para la reducción de la huella de carbono y la mejora competitiva del uso de la energía para la industria química en general. El aporte del presente documento permite mostrar la viabilidad, técnica, económica y ambiental de la conversión de una unidad dispuesta para la producción de hidrógeno, hacia una nueva planta de producción de metanol para un contexto colombiano; la planta utiliza la captura y utilización de carbón (CCU) como fuente de materia prima y la energía eléctrica (bomba de calor) como medio de sustitución de fuentes térmicas convencionales como el gas natural y carbón para procesos industriales. La metodología empleada modela y simula un proceso para la producción de metanol mediante el software HYSYS v12, utilizando para ello información de una planta real, junto con información recopilada de la literatura. Los resultados obtenidos permiten identificar para la planta mejoras en los rendimientos de metanol del 5%, ahorros en consumo energético cercanos al 50%, reducción de costos en servicios del 45% y reducción en el impacto ambiental sobre el calentamiento global de 50%. Los anteriores resultados permiten viabilizar a futuro, el desarrollo e implementación de la producción del metanol en el país mediante una planta industrial modificada, la cual permitiría cubrir alrededor del 97% de la demanda interna de mercado en Colombia.