El documento describe un proceso para producir metil formato a partir de CO2 mediante dos pasos. El primer paso implica la hidrogenación de CO2 a ácido fórmico en presencia de una amina y catalizador de rutenio. El segundo paso involucra la esterificación del ácido fórmico con metanol para producir metil formato puro al 91.5% mediante destilación reactiva. El proceso integrado permite la reutilización del catalizador y genera solo agua como subproducto.

1. Metilformato
a partir de CO2
Integrantes:
Pérez Carreón Víctor Naim
Sandoval Martínez Ana Paola
Salcedo Velasco Julieta
Valente Ramírez Luis Ángel

2. El metil formato (MF) es el éster metílico más simple
(C2H4O2). Es un líquido transparente y volátil.
Se produce industrialmente mediante la reacción entre
metanol y monóxido de carbono a 45 bar y 80°C, con
una conversión del 95% de CO.
CH3OH + CO → HCO2CH3
2
Imagen tomada de: https://www-sciencedirect-com.pbidi.unam.mx:2443/science/article/pii/S2095495617301547
Introducción
El Metil
Formato

3. Es uno de los intermediarios más importantes en la
química C1.
Se usa en la producción de ácido fórmico, N,N-
dimetilformamida, formamida, ácido acético,
etilenglicol, metil metacrilato, etc.
También se usa como fumigante.
3
Imagen tomada de: https://www-sciencedirect-com.pbidi.unam.mx:2443/science/article/pii/S2095495617301547
Introducción
El Metil
Formato

4. 4
Introducción
El interés en la utilización de CO2 como materia
prima fácilmente disponible está experimentando un
impulso creciente en la industria.
El CO2 se puede "cosechar" en alta concentración en
numerosas fuentes puntuales en todo el mundo,
facilitando la implementación de conceptos de
captura y utilización de carbono.
La síntesis química es una opción
igualmente atractiva y
desafiante.
Imagen tomada de: https://www.vox.com/energy-and-
environment/2019/9/4/20829431/climate-change-carbon-capture-utilization-
sequestration-ccu-ccs

5. 5
Caso
de
estudio
Producir metil formato a partir de CO2 y H2 mediante dos pasos:
1. Hidrogenación de CO2 a
ácido fórmico en presencia
de una amina, con metanol
y n-decano como solventes
del sistema bifásico.
2. Esterificación de ácido
fórmico y metanol vía
destilación reactiva de la
mezcla del paso anterior

6. Proceso
6
Diagrama de flujo del proceso continuo de producción de metil formato a partir de CO2
LEYENDA
Ri: Unidades de reacción
Si: Unidades de separación
Mi: Unidades de mezclado

7. ● La selección de la amina jugó un papel importante para
diseñar el proceso general.
● En la hidrogenación y esterificación las aminas básicas
funcionan mejor. El 1,2-dimetil-imidazol se identificó como
efectivo para integrar ambos pasos.
● En la hidrogenación, el difenil fosfino adaptado con largas
cadenas de alquilo aseguró una retención efectiva del
catalizador Ru en la fase no polar lo que permite su
reutilización.
● La hidrogenación repetitiva (8 ciclos) condujo a un número
de rotación total (TTON) de 38 000 a una frecuencia de
rotación promedio (TOF) de 1400 h−1 con una lixiviación
acumulativa del catalizador de solo 1.4% para P y 2,0% para
Ru (en moles).
● La destilación reactiva condujo al aislamiento de MF en la
cabeza de la columna con pureza del 91,5%.
7
OB
SER
VA
CION
ES

8. 8
Relación con la
Química e Ingeniería
Verde

9. El único subproducto generado es H2O
9
Principios
que
cumple
Prevención
Reducción
de uso de
sustancias
auxiliares
Generar
productos
eficaces y
no tóxicos
Uso de
materias
primas
renovables
Disminución
de consumo
energético
Reducción
de
productos
químicos
tóxicos
Los productos a base de CO2
pueden reemplazar los
productos producidos por el
refinamiento del carbono fósil.
El MF es el intermediario clave
para la producción de ácido
fórmico y también es una
fuente directa de grupos
formilo en otros productos
químicos.
Pueden surgir nuevos
productos o aplicaciones
con la disponibilidad de
productos intermedios
basados ​​en CO2
La reacción se realiza
en dos pasos
El CO2

10. Los productos son metil formato con
pureza del 91.5% y H2O
10
Principios
que
cumple
Evitar
derivatizació
n innecesaria
Minimización
de riesgo
Potenciar
selectividad
de catálisis
Entradas de
energía
renovables
Minimizar
diversidad de
materiales
Diseño
dirigido
La ruta de síntesis está
enfocada en la obtención del
MF con un alto rendimiento.
El catalizador de Ru se tiene
un rendimiento de 80-90%
Elegir MeOH como disolvente
permite realizar la esterificación
directamente sin necesidad de
reemplazar el disolvente.
Los alcanos de cadena larga son
adecuados por lo que se
escogió n-decano como
prototipo para la fase
catalizadora.
El CO2

11. Al tener metil formato y H2O como productos
principales, los procesos de tratamiento
disminuyen.
11
Principios
que
cumple
Prevención
en lugar de
tratamiento
Probar ciclo
de vida del
diseño
Uso eficiente
de materia,
energía y
tiempo
Fácil
separación
por diseño
Sostenibilida
d a través del
ciclo de vida
El impacto al
calentamiento global
se ve reducido en un
16%
Este proporciona un ahorro
de electricidad del 46%
El proceso se lleva a cabo a
partir de electricidad y
recursos renovables

12. Scott, M., Westhues, C. G., Kaiser, T., Baums, J. C., Jupke, A.,
Franciò, G., & Leitner, W. (2019). Methylformate from CO
2: an integrated process combining catalytic hydrogenation
and reactive distillation. Green Chemistry, 21(23), 6307-
6317.
12
Referencia
Esta presentación fue un análisis del siguiente artículo
científico: