Revisión de tecnologías actuales para la producción de dimetil éter a partir de dioxido de carbono y gas natural

Abstract

El incremento en las emisiones de gases de efecto invernadero debido a los procesos de combustión en distintos sectores e industrias va a generar escenarios ambientales críticos para el 2050. Debido a esto, para mitigar estas emisiones en el sector industrial, existen distintos procesos de captura y almacenamiento de CO2 que típicamente se desarrollan en sistemas de pre-, post- y oxicombustión, generalmente basadas en tecnologías de absorción y adsorción. Asimismo, la literatura sobre tecnologías de captura y utilización de CO2 se ha incrementado en los últimos 10 años, proponiendo a este gas como una alternativa para aprovecharlo como materia prima para obtener productos químicos como etileno, dimetil éter, BTX y otros. Por ende, este trabajo explora las distintas tecnologías para capturar y transformar las emisiones de CO2 de las plantas de proceso en dimetil éter (DME) por ser un compuesto de bajo impacto ambiental y usado en distintas industrias como combustibles o aerosoles. Se comprende una revisión de tecnologías de captura de CO2 de los últimos 20 años y un análisis sobre la selección de procesos de absorción de CO2 con aminas. Para las tecnologías de utilización de CO2, una revisión sobre las tecnologías de los procesos de pre-reformado, reformado seco y síntesis directa de DME concluye que la producción de gas de síntesis como producto intermedio es indispensable para síntetizar DME. Por último, se determina las condiciones de operación apropiadas para cada etapa reactiva.

The increase of greenhouse gas emissions due to combustion processes in different sectors and industries will generate critical environmental scenarios by 2050. Because of this important reason, to mitigate these emissions in the industrial sector, there are different CO2 capture and storage processes that are typically developed in pre-, post- and oxy-fuel systems, generally based on absorption and adsorption technologies for flue gas emissions from a plant. Likewise, the literature related to technologies based on CO2 capture and utilization has increased in the last 10 years, proposing this gas as an alternative to take advantage as a raw material to obtain chemical products such as ethylene, dimethyl ether, BTX and others. Therefore, this work explores the different technologies to capture and transform CO2 emissions from process plants into dimethyl ether (DME), a compound with low environmental impact and used in different industries such as fuels or aerosols. It includes a review of CO2 capture technologies of the last 20 years and an analysis of the selection of CO2 absorption processes with amines. For CO2 utilization technologies, a review of the technologies of the pre-reforming, dry reforming and direct DME synthesis processes concludes that the synthesis gas production as an intermediate product is essential to synthesize DME. Lastly, the appropriate operating conditions for each reactive stage are determined.