Diseño conceptual y análisis de viabilidad de una planta de producción de metanol verde

Abstract

Se propuso el diseño conceptual de una planta de producción de metanol verde a partir de H₂ y CO₂ como estrategia de descarbonización. La metodología se desarrolló en tres fases: definición de la ruta de síntesis, simulación del proceso en Aspen HYSYS y evaluación económica. Se seleccionó como ruta de síntesis la hidrogenación de CO₂ capturado mediante absorción química con monoetanolamina (MEA), empleando H₂ obtenido por electrólisis alimentada con fuentes de energía renovables y utilizando como catalizador CZA. La simulación incluyó etapas de acondicionamiento de materias primas, reacción, separación y purificación del producto. A partir de una alimentación de 497,5 kmol/h de CO2 y 1474,5 kmol/h de H2, se obtuvo una producción de 310,2 kmol/h de metanol con una pureza del 99,85 % molar. Además, la red de integración energética seleccionada permitió recuperar 16,4 MW de calor, disminuyendo los requerimientos de servicios industriales. En la evaluación económica se obtuvo un CAPEX de 111.185.375 USD y un OPEX de 156.630.560 USD/año, así como una TIR no definida, un periodo de recuperación no alcanzado y un LCOM de 2.392 USD/ton, superior al precio de venta adoptado de 426 USD/ton. Estos resultados evidencian que la planta no es rentable, principalmente por el alto costo del H₂ verde y la elevada inversión asociada al sistema de reacción.