Según Álvaro Arnéz, viceministro de Industrialización, Comercialización, Transporte y Almacenaje de Hidrocarburos, inicialmente se construirá una planta de metanol para exportar solventes con una capacidad de producción de 500 Mtma a un costo de $us 450 MM. Esto a su vez permitirá contar con combustibles sustitutos amigables con el medio ambiente. ¿En qué consiste la construcción de la planta de metanol y cuál es su fin?
Tecnológicamente tenemos que buscar alternativas a la gran importación de diésel. Entonces analizamos un combustible que sea competitivo con ese carburante y a través de un proceso ampliamente conocido y certificado a nivel internacional, primero podríamos obtener metanol y posteriormente el dimetil éter. Este va a ser un combustible atractivo. ¿Es posible implementar este proyecto?
Si. Si bien se necesitaría amplificar la educación a todo el parque aumotor y el transporte pesado, porque en sus condiciones normales de temperatura y presión está en estado gaseoso, pero cumple con los requisitos en cuanto a número de cetanos y esta es una alternativa ya utilizada a nivel internacional y se podría consolidar aquí en este escenario. ¿Cuáles son las diferencias y semejanzas con el proyecto GTL?
Es completamente diferente. En el GTL, se trata de producir, mediante el proceso químico Fischer-Tropsch, diésel sintético a partir del gas natural. En este caso, se está analizando una entrada de materia prima de gas gas natural o GLP para producir inicialmente metanol y posteriormente a partir del metanol, el dimetil éter. Son procesos completamente diferentes, que tienen tecnologías con otras patentes. ¿En qué países se desarrolla la tecnología y uso del dimetil éter como combutibles automotor?
Tiene su fortaleza en países ya industrializados, como por ejemplo Corea del Sur, donde tiene un amplio parque automotor a través del dimetil éter. ¿Básicamente la materia prima es el gas natural?
En este tipo de procesos la materia prima siempre puede ser diversificada porque lo que se necesita son los átomos de carbono y a partir de allí generar con la tecnología la patente indicada, el compuesto químico que sea necesario, pero la materia prima siempre es un hidrocarburo. ¿De cuanta inversión estamos hablando para implementar una planta de producción de metanol en Bolivia?
Inicialmente estamos proyectando una inversión de $us 450 millones para el caso de metanol para posteriormente anclarlo en el proyecto de dimetil éter. Tenemos que consolidar primero el proceso de metanol y luego pensaremos en el dimetil éter. ¿En qué medida este proyecto sustituirá la importación de diésel?
La planificación de este tipo de proyectos toma en cuenta que se tiene un flujo de caja de por lo menos 20 años. Lo que se busca es abastecer completamente las carencias que hay en ese momento, más una proyección en función al crecimiento ya sea poblacional o del parque automotor. Inicialmente queremos consolidar primero al metanol y de ahí catapultarnos al dimetil éter con datos actuales de todo lo que es el déficit del diésel. Si hablamos del diésel en la actualidad consumimos alrededor de 105.000 metros cúbicos por día. Entonces, si producimos el 66 por ciento del diésel e importamos el restante, por lo menos generamos una proporción de 40 por ciento mínimo de ese déficit pero siempre hay que proyectarlo. ¿Para cuándo se podría poner en marcha el proyecto?
En este momento está en una etapa de perfil, pero para 2016 se podría implementarlo. ▲ Planta de metanol ¿Qué es? El metanol es también conocido como alcohol metílico o alcohol de madera, es el alcohol más
sencillo. A temperatura ambiente se presenta como un líquido ligero (de baja densidad), incoloro, inflamable y tóxico que se emplea como anticongelante, disolvente y combustible. Inicio de operación. 2016 Inversión. 450 MM $us
Capacidad de producción. 500 Mtma. Impactos: Producción de combustibles sustitutos amigables al medio ambiente (DME), producción y
exportación de solventes y generación de empleos para la explotación minera y construcción vial). Dimetil éter ¿Qué es? Es una forma de alcohol primario (éter) que en su estructura posee tres metiles situados en el
primer carbón. Es un gas incoloro pero con fuerte olor a éter. Es soluble en agua. Se usa como propelente de aerosoles, así como combustible. Existe también la posibilidad de emplearlo como refrigerante. Se produce industrialmente a partir de gas natural, carbón o biomasa. Corea del Sur. Es uno de los principales países desarrollados donde se tiene un amplio parque automotor con este combustible que es considerado amigable con el medio ambiente.
El metanol o alcohol metílico (CH3OH) es el componente más simple del grupo de productos químicos orgánicos llamados alcoholes, que se obtienen a partir de la reformación del metano con vapor de agua, vía gas de síntesis, que a alta presión es convertido a metanol. Dentro de las aplicaciones del metanol, la mayor parte de la producción se utiliza como materia prima para la obtención de ácido acético y formaldehído, que a su vez son la base para la fabricación de materiales de construcción, espumas, resinas y plásticos. Una gran parte de la producción de metanol se destina al sector de los carburantes, como aditivo para elevar el octanaje de las gasolinas (cuando es convertido a Metil Tert-Butil Eter, MTBE). Una de las ventajas de la producción de metanol en el país, se basa en el análisis de tres escenarios: La comercialización de metanol, la producción de gasolina a través del proceso MTG (Methanol To Gasoline) y la producción de Dimetil Éter (DME) como substituto del diésel. Los escenarios antes mencionados pueden ser estudiados en función a las ventajas y desventajas intrínsecas de los proyectos tecnológicos y un análisis de la proyección integral del consumo de carburantes en Bolivia. METANOL
El proceso de obtención del metanol consiste en hacer reaccionar el gas natural con vapor de agua (reformación de metano), en presencia de un catalizador y bajo condiciones establecidas de presión y temperatura. El proceso consta de cinco (5) secciones: • • • • •
Desulfurización Reforma del Compresión Síntesis Destilación del metanol
gas
del
natural
del
gas
con
gas del
crudo
para
remoción
de
natural.
vapor.
reformado. metanol. impurezas.
A continuación se muestra un diagrama simplificado y la estequiometria del proceso: Estequiometria de las reacciones: 2 CH4 + 3 H2O <==> CO + CO2 + 7 H2 CO2 + CO + 5 H2 --> 2 CH3OH + H2O Los procesos industriales para la producción de metanol, utilizando gas natural como materia prima, han sido desarrollados por las firmas Lurgi Corp., Imperial Chemical Industries Ltd. (ICI), Toyo Enginieering Corp., Haldor Topsoe y Casale Group. La industria del metanol se extiende por todo el mundo; sin embargo, está manejada por un número reducido de grandes empresas industriales con producción en Asia, Medio Oriente, Europa, África, Sudamérica, Norteamérica y el Caribe. A nivel mundial, existen unas 90 plantas de metanol y tienen una capacidad de producción combinada de cerca de 75 MMtma.
La Empresa Methanex es la mayor proveedora mundial para los principales mercados internacionales de América del Norte, Asia Pacífico, Europa y América Latina. Debido a la capacidad de las plantas y el tamaño de la empresa, Methanex marca los precios de referencia de metanol en la mayoría de los mercados. La demanda mundial en 2011 fue de aproximadamente 55,4 MMtma y se estima que para el 2016 sea de 92,3 MMtma con una tasa promedio anual de crecimiento de 9,8%. En Latinoamérica se tiene una capacidad aproximada de 12,9 MMtma. Las plantas con mayor producción se encuentran en Trinidad y Tobago (4 y 2,1 MMtma), Chile (3,8 MMtma) y Venezuela (1,6 y 0,75 MMtma). Cabe resaltar que el metanol producido en los países con mayor capacidad en Latinoamérica es exportado a Estados Unidos, Europa y Asia. Es así, que los países que más importan son Brasil, México y Colombia. En el 2011, las importaciones de metanol en Latinoamérica fueron en promedio de 985 Mtma, aproximadamente 3% más que en 2010. Brasil es un mercado importante, siendo que tiene una importación de aproximadamente 700 Mtma. En Bolivia existe también demanda de metanol y es utilizado especialmente en la industria. La importación anual se ha incrementado en los últimos años, siendo que en 2011 se importó en promedio 981 tma. GASOLINA
La tecnología de producción de gasolina a partir del metanol (MTG) fue desarrollada por Mobil en 1970, consiste en convertir el metanol mediante polimerización en alcanos sobre un catalizador de zeolita ZSM-5 (AlO4 y SiO4). El metanol crudo es inicialmente precalentado, vaporizado y luego recalentado entre 300320°C, en una serie de intercambiadores de calor. El vapor se envía entonces a reactor de DME que contiene un catalizador de deshidratación (alúmina), donde aproximadamente el 75% del metanol es parcialmente deshidratado a una mezcla en equilibrio de DME, agua y metanol, de acuerdo a la siguiente reacción: 2CH3OH <===> CH3OCH3 + H2O La reacción es rápida, reversible y exotérmica; la mezcla resultante a una temperatura entre 400-420°C, es mezclada a continuación con gas de reciclo y pasa a los reactores de conversión. En el reactor de conversión, que contiene catalizador ZSM-5, el DME es deshidratado para formar alquenos ligeros, que luego se oligomerizan (crecimiento de la cadena por la unión de dos o más moléculas de alquenos) y forman productos cíclicos, para posteriormente dar los productos finales. 2 CH3OH ----> CH3OCH3 ----> C2 - C5 (alquenos) ----> alcanos, ciclo-alcanos y aromáticos La conversión es esencialmente 100%, cerca del 85-90% de hidrocarburos producidos pueden ser utilizados como gasolina y el remanente es gas combustible. Pequeñas cantidades de CO, CO2 y el coque se forman como subproductos. El gas reciclado, el agua y los hidrocarburos, entonces van al separador de productos. El agua normalmente se recicla al reformador, el gas de reciclado vuelve al compresor y los hidrocarburos líquidos son enviados a la sección de destilación. El hidrocarburo MTG, se refina en tres columnas de destilación. Una porción de los hidrocarburos más ligeros y más volátiles, gases disueltos y algo de agua, se eliminan por la primera columna. La segunda columna elimina los hidrocarburos ligeros restantes, que se enfrían para formar GLP. La gasolina es entonces dividida en fracciones ligeras y pesadas en una tercera columna.
La gasolina ligera es almacenada como producto final y la fracción pesada es enviada a una unidad de tratamiento. La gasolina pesada producida en el proceso MTG, contiene un componente conocido como dureno (1,2,4,5-tetrametilbenceno), que tiene un alto punto de fusión (79°C). La concentración de dureno, es reducida en la unidad de tratamiento de gasolina pesada, mediante la conversión a componentes de bajo punto de fusión, por ejemplo iso-dureno (1,2,3,5 tetrametilbenceno) con punto de fusión de -23,7°C. El proceso MTG convierte el metanol a una gasolina sin contenido de azufre y cantidades bajas de Benceno en una Gasolina con nivel de octanaje regular. Debido a estas características, la gasolina obtenida con esta tecnología (MTG) es considerada valiosa, que cumple con las regulaciones ambientales y de calidad para la composición de la gasolina. (tabla 1) La situación de los combustibles en Latinoamérica es preocupante, los pronósticos indican que las economías latinoamericanas seguirán creciendo, y que el aumento de los ingresos y la expansión de la clase media aumentarán la demanda de vehículos y por ende de gasolina. Actualmente dicha demanda supera la producción en casi todas las economías regionales, es así que los países del entorno están recurriendo a la importación continua de combustibles para poder satisfacer la demanda interna. En la siguiente tabla se observan los datos más relevantes, tomando en cuenta que Perú, Chile y Brasil incluyen la combinación de alcohol y gasolina. (tabla 2) Si bien en la actualidad, acertadamente YPFB Refinación, a través de las ampliaciones en ambas refinerías y la implementación de la planta de isomerización en Santa Cruz, tiene programado dejar de importar gasolina a partir de 2015. Es importante resaltar que inclusive incorporando el programa de gas natural vehicular (GNV) para el cambio de la matriz a gas natural, el año 2021 volveríamos a importar gasolina por el efecto del crecimiento económico, por lo que el Gobierno tiene la firme decisión de encarar el mencionado escenario a través de la planificación de nuevos proyectos industriales de producción de gasolina. Considerar la opción de producción de gasolina a partir de metanol es una alternativa interesante para Bolivia, ya que permitiría prácticamente eliminar la importación de gasolina y se podría exportar fácilmente los excedentes a países vecinos a un precio competitivo. DIMETIL
ÉTER
La tecnología de producción de Dimetil Éter o Éter Dimetílico (DME, CH3OCH3) se realiza mediante deshidratación catalítica de metanol sobre un catalizador a base de zeolitas de naturaleza ácida. La reacción principal es: 2 CH3OH (CH3)2O + H2O El consumo de metanol es de aproximadamente 1,4 toneladas por cada tonelada de DME producido. En el rango de temperaturas de operación normal no hay reacciones laterales significativas. El metanol en fase gaseosa es enviado a un reactor de lecho fijo que debe operar a una temperatura entre 250 y 368ºC, y una presión máxima de 15 bares para evitar reacciones secundarias. La conversión por paso en el reactor es del 70-85%.
El efluente gaseoso que abandona el reactor se enfría para lograr la vaporización del 20% de la mezcla resultante. Antes de enviar este efluente a las torres de destilación para obtener el DME puro, es necesario reducir la presión hasta 10,4 bares. El DME producido se obtiene por cabeza de la primera columna de destilación. El producto de fondo de esta primera columna se lleva a una segunda torre donde se separa el metanol del agua, el metanol que no ha reaccionado se recicla al reactor y el agua tras ser enfriada se envía a un proceso de tratamiento de agua residual para eliminar los restos de compuestos orgánicos que pudiera contener. Es importante señalar que es posible tecnológicamente la obtención de DME directamente a partir del gas natural como materia prima, sin pasar por el metanol; esta es una tecnología que está siendo aplicada por la empresa Coreana del Gas (KOGAS), para uno de los mayores consumidores de DME en el mundo, como lo es China. A finales de 2012 se incrementó el corte de diésel oil en las refinerías Gualberto Villarroel y Guillermo Elder Bell, siendo para este 2013, donde la producción promedio esperada (849 Mm3) superará la importación necesaria (773 Mm3) para abastecer el mercado interno, y para el año 2015 sólo importaremos el 34% para abastecer a Bolivia. El punto de inflexión donde volveríamos a importar más de lo que se produce en las refinerías será el 2021 por lo que se está encarando el problema con proyectos industriales tecnológicamente factibles, ya que al abastecer al mercado con DME en estado gaseoso se debe analizar la implementación técnica en los vehículos de alto tonelaje. En conclusión, para los tres escenarios de producción: metanol, MTG y DME el costo de la inversión de la planta será de aproximadamente $us 1.000 millones, por lo que el Estado responsablemente analiza, técnica y económicamente, los proyectos para garantizar la soberanía energética del país. Favorablemente si se logra un Joint Venture (sociedad) con la empresa constructora del proyecto, asegurando la implementación de las patentes y una ventaja económica por la contrainversión. De este modo, el proyecto podría ejecutarse en tres años tomando en cuenta un (1) año para la ingeniería básica y detalle y dos (2) para la Ingeniería, Procura y Construcción (EPC).
