Productos Procedentes Del Metano 201051

Productos procedentes del metano El metano constituye el mayor componente del gas natural, y la fuente de anhídrido amónico líquido que se utiliza como fertilizante o se transforma en otros productos petroquímicos. Oxidado produce ácido nítrico, que con amoníaco produce nitrato amónico, de uso como fertilizante y fabricación de explosivos. El amoníaco en reacción con el ácido sulfúrico produce sulfato amónico, fertilizante. La urea se emplea como fertilizante y como producto intermedio para plásticos, adhesivos, etc; generándose de la reacción del amoníaco con el dióxido de carbono. El alcohol metílico o metanol es un importante derivado petroquímico del metano, muy utilizado para la fabricación de formaldehído o para su adición a las naftas. El alcohol isobutílico es un subproducto de la síntesis del metanol. El negro de humo se obtiene desde el metano por combustión controlada del gas natural. Esquema derivados petroquímicos del metano

Reacciones del metano

REACCIONES Las principales reacciones del metano son: combustión, reformación con vapor (steam reforming) para dar gas de síntesis (syngas), y halogenación. En general, las reacciones del metano son difíciles de controlar. Por ejemplo, la oxidación parcial para llegar a metanol es difícil de conseguir; la reacción normalmente prosigue hasta dar dióxido de carbono y agua. COMBUSTIÓN En la combustión del metano hay involucrados una serie de pasos: Se cree que el metano reacciona en primer lugar con el oxígeno para formar formaldehído (HCHO o H2CO). Acto seguido el formaldehído se descompone en el radical formil, que a continuación da dióxido de carbono e hidrógeno. Este proceso es conocido en su conjunto como pirólisis oxidativa.

REFORMACIÓN El enlace covalente carbono-hidrógeno se encuentra entre los más fuertes de todos los hidrocarburos, y por tanto su uso como materia prima es limitado. A pesar de la alta energía de activación necesaria para romper el

enlace CH, el metano es todavía el principal material de partida para fabricar hidrógeno mediante reformación con vapor. La búsqueda de catalizadores que puedan facilitar la activación del enlace CH en el metano y otros alcanos ligeros es un área de investigación de gran importancia industrial. 

Halogenación El metano reacciona con los halógenos bajo las condiciones adecuadas. La reacción tiene lugar de la siguiente manera. CH4+ X2|? CH3X + HX)) En donde X es un halógeno: flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br) y a veces Yodo (I). El mecanismo de esta reacción es el de halogenación por radicales libres.

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PRODUCTOS DERIVADOS DEL METANO El metano es el hidrocarburo parafínico que contiene más átomos de hidrógeno por átomo de carbono. Esta propiedad se aprovecha para obtener el hidrógeno necesario en la fabricación de amoniaco y metanol . El hidrógeno se obtiene catalíticamente, quemando parcialmente el metano en presencia de oxígeno y de vapor de agua, con lo cual se forma una mezcla llamada gas de síntesis compuesta principalmente por monóxido de carbono (CO), bióxido de carbono e hidrógeno . Las principales reacciones que intervienen son las siguientes:

La figura 17 nos describe el diagrama del proceso para producir gas de síntesis. Cabe mencionar que también se suele usar el etano, el propano y el butano como materias primas, aunque éstos tienen en sus moléculas menos átomos de hidrógeno por átomo de carbono que el metano.

Figura 17. Diagrama del proceso para producir gas de síntesis.

Como dijimos anteriormente, el gas de síntesis se usa principalmente para hacer amoniaco y metanol. A continuación describiremos brevemente la obtención de estos productos de segunda generación, así como sus principales aplicaciones. Obtención y usos del amoniaco El amoniaco, cuya fórmula química es , se fabrica a partir del nitrógeno del aire y del hidrógeno del metano. Las etapas que constituyen el proceso de fabricación del amoniaco a partir de los compuestos anteriores, son las siguientes: - destilación del aire - oxidación parcial del metano con oxígeno - eliminación del carbono - conversión del monóxido de carbono con vapor de agua - eliminación del bióxido de carbono formado - eliminación del monóxido de carbono por medio de nitrógeno líquido - formación de la mezcla nitrógeno + tres partes de hidrógeno. La reacción para hacer el amoniaco es la siguiente:

Uno de los principales productos secundarios en la fabricación del amoniaco es el bióxido de carbono. Este gas tiene muchas aplicaciones industriales. Por ejemplo, cuando se comprime, el bióxido de carbono se transforma en el hielo seco que se usa como refrigerante en los carritos de helados y paletas. También encuentra amplia aplicación en la fabricación de agua mineral y de bebidas gaseosas en general. Otros usos de gran importancia son los de la fabricación de productos químicos, entre los que se encuentra el carbonato y el bicarbonato de sodio usados para combatir la acidez estomacal, o para hacer pasteles y otros productos de repostería. Pero para regresar a nuestro tema original, veamos a continuación cuáles son las aplicaciones que tiene el amoniaco. Usos industriales del amoniaco La mayor parte del amoniaco se usa para hacer fertilizantes tales como el nitrato de amonio, sulfato de amonio, urea, fosfato de amonio y amoniaco disuelto en fertilizantes líquidos y sólidos. Otras aplicaciones industriales incluyen la fabricación de reactivos químicos como el ácido nítrico, acrilonitrilo y ácido cianhídrico, que se utilizan para hacer explosivos, plásticos, fibras sintéticas, papel, etc. En algunos refrigeradores caseros el gas de enfriamiento es el amoniaco, aunque el público está más familiarizado con su uso en los artículos de limpieza cuya publicidad destaca el contenido de "amonia" que garantiza la pulcritud de los vidrios, azulejos, pisos, etc.