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Este trabajo contiene una pequeña explicación de los procesos continuos, disontinuos, intermitentes, las operaciones unitarias, reacciones químicas, reactivos y catalizador con todos estos conceptos ya entendidos se puede dar inicio al trabajo colaborativo que está comprendido en la planta de producción de amoniaco.
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TRABAJO COLABORATIVO 1 FASE GRUPAL
GRUPO: 332569_50
TUTOR:
YEIMMY YOLIMA PERALTA
PERIODO II 2015
CEAD: MEDELLIN
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA
MEDELLIN,
SEPTIEMBRE DE 2015
INTRODUCCIÓN
Este trabajo contiene una pequeña explicación de los procesos continuos,
disontinuos, intermitentes, las operaciones unitarias, reacciones químicas,
reactivos y catalizador con todos estos conceptos ya entendidos se puede dar
inicio al trabajo colaborativo que está comprendido en la planta de producción de
amoniaco.
3. Tabla que contenga todos los nombres de los estudiantes integrantes del
grupo y sus respectivos códigos y la el total de la suma de códigos, seguido
con la asignación según está suma
Nombre Número de ID [[grupo]]
Luz Miriam Campo Valdelamar 1.041.203.2
86 332569_50
Astrid Elena Escobar Palacio 43.608.7
37 332569_50
Dyron Alexis Giraldo 8.126.7
95 332569_50
Robinson Goez Lopera 8.324.8
84 332569_50
Placido Mena Córdoba 71.975.1
89 332569_50
1.173.238.8
91
4. Solución de las preguntas tipo individual, se deben presentar las
respuestas dadas por todos los participantes del grupo colaborativo, si las
respuestas son tomadas de textos, tesis, internet etc. Estás deben tener su
respectiva cita bibliográfica utilizando las normas IEEE.
Astrid Elena Escobar
1. ¿Qué es un proceso continuo, discontinuo, intermitente?
Proceso continuo: Es en el que continuamente entran y salen del sistema
corrientes de materia.
En la mayoría de los procesos de plantas de procesos químicos o no
químicos el proceso continuo se utiliza porque de esta forma se logra
mantener un ritmo de producción constante, se consigue más fácilmente el
estado estacionario en los equipos de producción y económicamente es más
conveniente, ya que los arranques o los paros pueden ser más costosos que
en una operación continua.
En un proceso continuo, existe un flujo continuo de material que es procesado
en diferentes equipos para elaborar los productos finales. Cada uno de estos
equipos opera en estado estacionario y efectúa una función de procesamiento
específica. Una característica distintiva de este tipo de procesos, es la
correspondencia uno a uno entre los pasos de la receta y los equipos de la
planta, es decir, el flowsheet es la realización física de la receta y su estructura
permanece fija en el tiempo.
Un ejemplo típico de proceso continuo puede ser un sistema de calefacción para
mantener una temperatura constante en una determinada instalación industrial. La materia
prima es el aire frío y la salida el aire templado, conforme el aire de va calentando la
entrada y la salida se va modificando hasta que llega a una estabilización, a
partir de este momento, el consumo de gas decae hasta un mínimo, que dependerá de las
pérdidas de calor
Proceso discontinuo: Es de carácter intermitente y en el que ni entra ni sale
del sistema ninguna corriente continua de materia durante el transcurso de la
operación.
Son lo mismo que las operaciones continuas excepto que con frecuencia se cambia de un
producto a otro. Esto implica que en ocasiones se realicen paros y arranques en intervalos
frecuentes, o cambiar de una condición de operación a otra con el fin de realizar
un producto similar. Para que estos procesos sean costeables en su operación, se
realiza una automatización adicional para realizar los cambios en las
condiciones de operación.
Son menos comunes y en general existen en algunos tipos de empresas de
operación pequeña o dentro de esquemas de operaciones que son continuas
en forma global. A estos tipos de procesos híbridos se les llama semibatch o
semicontínuos. Algunos procesos dada su naturaleza son necesariamente
discontinuos, como la filtración, ya que después de determinados periodo de
operación es necesario limpiar los filtros. 1 2
Proceso intermitente: Se efectúa en una serie de etapas sucesivas en el
tiempo (siempre en régimen no estacionario). No tiene definida una secuencia
fija o flujo regular de operaciones, este queda determinado por el producto
procesado y para ello no hay una maquinaria especialmente diseñada, sino
múltiples maquinarias capaces de hacer tareas diferentes.
Es un sistema de producción organizado alrededor del proceso para facilitar el
bajo volumen y la alta variedad.
Características:
Bajo volumen de producción por producto
Gran diversidad de productos por fabricar.
Reagrupamiento de máquinas similares por taller
Alto grado de especialización de mano de obra.
Desigualdad en la distribución de los trabajos entre los diferentes
talleres, máquinas o empleados.
Baja tasa de utilización de ciertas máquinas.
Flexibilidad de la producción.
Posibilidad de fabricar ciertos productos estándar durante los periodos de
baja demandan 3 4
2. ¿Qué son las operaciones unitarias y mencione 5 de ellas?
Todo proceso químico conducido en cualquier escala puede descomponerse en
una serie ordenada de lo que pudieran llamarse operaciones unitarias,
como pulverización, secado, cristalización, filtración, evaporación,
destilación, etc. El número de estas operaciones básicas no es muy grande, y
generalmente sólo unas cuantas de entre ellas intervienen en un proceso
determinado.” Un proceso determinado será, por tanto, la combinación de
operaciones unitarias.
Clasificación de las operaciones unitarias
Cada operación unitaria tiene como objetivo el modificar las condiciones de una
determinada cantidad de materia en forma más útil a nuestros fines. Este cambio
puede hacerse principalmente por tres caminos:
•Modificando su masa o composición (separación de fases, mezcla,...)
•Modificando el nivel o calidad de la energía que posee (enfriamiento,
vaporización, aumento de presión,...)
•Modificando sus condiciones de movimiento (aumentando o disminuyendo su
velocidad o su dirección).
Estos tres son los únicos cambios posibles que un cuerpo puede sufrir. De
acuerdo con estas ideas, normalmente se clasifican las operaciones unitarias en
función de la propiedad –materia, energía o cantidad de movimiento que se
transfiere en la operación o la que sea más relevante. Debe notarse que en
cualquier operación, por lo común se transferirá simultáneamente materia,
energía y cantidad de movimiento pues las dos últimas propiedades están
asociadas a la materia, por el hecho de existir. No obstante, la operación no
vendrá controlada necesariamente por las tres transferencias, sino sólo por una o,
lo sumo, por dos. De acuerdo con el criterio de cuáles la transferencia más
relevante, las operaciones unitarias se clasifican en:
•operaciones de transferencia de materia
•operaciones de transmisión de energía
•operaciones de transmisión simultánea de materia y energía
•operaciones de transporte de cantidad de movimiento 5
3. ¿Qué es una reacción química?
Una reacción química consiste en el cambio de una o más sustancias en
otra(s). Los reactantes son las sustancias involucradas al inicio de la reacción y
los productos son las sustancias que resultan de la transformación. En una
ecuación química que describe una reacción, los reactantes, representados por
sus fórmulas o símbolos, se ubican a la izquierda de una flecha; y posterior a la
flecha, se escriben los productos, igualmente simbolizados. En una ecuación se
puede indicar los estados físicos de las sustancias involucradas de la manera
siguiente: (s) para sólido, (l) para líquido, (g) para gaseoso y (ac) para soluciones
acuosas. Los catalizadores, temperaturas o condiciones especiales deben
especificarse encima de la flecha. 6
4. ¿Qué es un reactivo?
Los reactivos, en definitiva, son elementos químicos que establecen una
interacción con otras sustancias en el marco de una reacción química, generando
una sustancia con propiedades diferentes que recibe el nombre de producto.
En el laboratorio se dispone de distintos tipos de reactivos (sólidos, líquidos o
disoluciones preparadas) tal y como se comercializan.
Clasificación
En las etiquetas de los frascos se relacionan los límites máximos de impurezas
permitidas por las especificaciones para la calidad del reactivo o los resultados del
análisis para las distintas impurezas. Dentro de los reactivos analíticos pueden
distinguirse tres calidades distintas:
• Reactivos para análisis (PA): Son aquellos cuyo contenido en impurezas no
rebasa el número mínimo de sustancias determinables por el método que se
utilice.
• Reactivos purísimos: Son reactivos con un mayor grado de pureza que los
reactivos “para análisis”.
• Reactivos especiales: Son reactivos con calidades específicas para algunas
técnicas analíticas, como cromatografía líquida (HPLC), espectrofotometría (UV)…
Hay reactivos que tienen características y usos específicos como los reactivos
calidad patrón primario, que se emplean en las técnicas volumétricas, o los
patrones de referencia.
Etiquetado de los reactivos Todo envase de reactivos debe llevar
obligatoriamente, de manera legible e indeleble, una etiqueta bien visible que
contenga las distintas indicaciones que se muestran en las siguientes figuras:
http://www.uv.es/gammmm/Subsitio%20Operaciones/2%20REACTIVOS.htm
http://www.uv.es/gammmm/Subsitio%20Operaciones/2%20REACTIVOS.htm
5. ¿Qué es un catalizador?
Para la química, por lo tanto, un catalizador es una clase de sustancia que,
durante la catálisis, altera el desarrollo de una reacción. Los catalizadores que
incrementan la velocidad de la reacción reciben el nombre de catalizador positivo,
mientras que aquellos que ocasionan una disminución de la velocidad se califican
como catalizadores negativos.
El término catalizador se utiliza para designar a aquel fenómeno o aparato que
sirva para acelerar un proceso específico. Existen catalizadores naturales, que son
aquellos que se dan mediante un proceso químico o físico, y también
catalizadores artificiales, aquellos creados por el hombre a partir de la imitación
del proceso natural de catálisis y que tienen por objetivo ser aún más potentes o
eficientes para determinadas necesidades.
La idea de catalizador proviene de la de catálisis, un proceso que supone la
aceleración de un evento o reacción natural. Así, la catálisis implica la alteración
(tanto natural como artificial) de un proceso y la aplicación de velocidad sobre el
mismo para llegar a su resolución más rápidamente.
En el ámbito de la química, el catalizador puede ser ni más ni menos que enzimas
que se aplican de manera artificial a una reacción química para que esta se
desarrolle más rápidamente. Este tipo de catalizador puede utilizarse no sólo en la
investigación científica si no también, y quizás especialmente, en la producción de
determinados elementos químicos que requieren contar con ciertas características
específicas para ser utilizados.
(Definiciones .De, 2008-2015) (Definición ABC, 200-2015)
Luz Miriam Campo Valdelamar
1. ¿Qué es un proceso continuo, discontinuo, intermitente?
Proceso continuo: Son aquellos procesos que producen sin pausa alguna y
sin transición entre operación y operación. Son procesos que realizan un sólo
producto totalmente estandarizado. Un típico caso es la producción de
gasóleos, energía eléctrica, ciertos productos químicos, fabricantes de papel,
celulosa, de automóviles, electrodomésticos, etc.
El plan de producción se elabora generalmente para períodos de un año, con
subdivisiones mensuales. El éxito de dicho sistema depende totalmente del
plan detallado de producción, que debe realizarse antes de que se inicie la
producción de un nuevo producto. En cuanto al aspecto físico del sistema se
caracteriza por máquinas y herramientas altamente especializadas, dispuestas
en formación lineal y secuencial.
La producción continua no es reciente y un ejemplo cercano a este tipo de
producción se realizó en el año de 1914, la Ford Motor Company, empresa
americana fabricante de automóviles, empleó las técnicas básicas de línea de
producción para fabricar el automóvil modelo T, creando la primera línea de
producción móvil del mundo en ese año.
El sistema de producción continua es utilizado por las empresas que producen
un determinado producto por un prolongado tiempo, no se presentan cambios
en su ejecución.
El ritmo de producción es acelerado y las operaciones se ejecutan sin
interrupción. Como el producto es el mismo, el proceso de producción no sufre
cambios seguidos y puede ser perfeccionado continuamente.
Este tipo de producción es aquel donde el contenido de trabajo del producto
aumenta en forma continua. Es aquella donde el procesamiento de material es
continuo y progresivo.
Características
Algunas de las características de este tipo de producción se resumen en los
siguientes puntos:
Produce grandes volúmenes.
Su orientación es hacia el producto, ya sea desde el punto de vista del
diseño, como el hecho de que la cantidad elaborada de cada producto
es muy levada con relación a la variedad de productos.
Cada producto es procesado a través de un método idéntico o casi
idéntico.
Los equipos son dispuestos en línea, con excepción a veces en las
etapas iniciales. El ruteo es el mismo para cada producto procesado.
El grado de automatización y mecanización es alto.
Los inventarios predominantes son de materia prima y producto
elaborado, dado que los de material en proceso suelen ser mínimos.
El planeamiento y el control de la producción se basan, en información
relativa al uso de la capacidad instalada y al flujo de los materiales de
un lugar a otro.
Las actividades logísticas de mantenimiento de planta y distribución
física del producto adquieren una importancia decisiva.
Proceso discontinuo: Son lo mismo que las operaciones continuas excepto
que con frecuencia se cambia de un producto a otro. Esto implica que en
ocasiones se realicen paros y arranques en intervalos frecuentes, o cambiar
de una condición de operación a otra con el fin de realizar un producto similar.
Para que estos procesos sean costeables en su operación, se realiza una
automatización adicional para realizar los cambios en las condiciones de
operación. Ejemplos de este tipo de operaciones son las industrias que
fabrican papel, alimentos y algunos procesos químicos. Por ejemplo, se trata
de formar un conjunto de tres piezas que se han obtenido a partir de una serie
de procesos discretos; las piezas se ensamblarán como se indica en la figura
y una vez colocadas se roblonarán los remaches de forma que queden unidas
las piezas sin soldadura. Tradicionalmente, el concepto de automatización
industrial se ha ligado a la aplicación de los sistemas de control discreto y
procesos por lotes, dejando los procesos continuos a la regulación automática
o servomecanismos. Los autómatas programables tienen su aplicación
principal en los procesos discretos y discontinuos.
Proceso intermitente: Los procesos intermitentes son aquellos procesos en
los que los artículos son procesados en lotes pequeños, La producción utiliza
módulos que son componentes preparados previamente. Se producen
artículos en grandes lotes durante un período considerable, siguiendo la
misma serie de operaciones empleada para los artículos anteriores. Las
producciones deben ser suficientemente flexibles para manejar una gran
variedad de productos y tamaños. Las instalaciones de transporte entre las
operaciones deben ser también flexibles para acomodarse a una gran
variedad de características de los insumos y a la gran diversidad de rutas que
pueden requerir estos. La producción intermitente es inevitable, cuando la
demanda de un producto no es lo bastante grande para utilizar el tiempo total
de la fabricación continua. 7
2. ¿Qué son las operaciones unitarias y mencione 5 de ellas?
Se puede decir, que en las industrias de procesos químicos y físicos, también en
las de procesos biológicos y de alimentos, existen muchas analogías en cuanto a
la forma en que los materiales de entrada o de alimentación se modifican o se
procesan para obtener los materiales finales o productos químicos o biológicos. Es
posible considerar estos procesos químicos, físicos o biológicos, aparentemente
distintos, y clasificarlos en una serie de etapas individuales y diferentes que son
llamadas operaciones unitarias, ya que estas son comunes a todos los tipos de
industrias de proceso. Su principal estudio, es la transferencia y los cambios de
energía, la transferencia y los cambios de materiales que se llevan a cabo por
medios físicos, pero también por medios fisicoquímicos.
Clasificación de las operaciones unitarias
Flujo de fluidos. Estudia los principios que determinan el flujo y transporte
de cualquier fluido de un punto a otro.
Transferencia de calor. Esta operación unitaria concierne a los principios
que gobiernan la acumulación y transferencia de calor y de energía de un
lugar a otro.
Evaporación. Éste es un caso especial de transferencia de calor, que
estudia la evaporación de un disolvente volátil (como el agua), de un soluto
no volátil como la sal o cualquier otro tipo de material en solución.
Secado. Separación de líquidos volátiles casi siempre agua de los
materiales sólidos.
Destilación. Separación de los componentes de una mezcla líquida por
medio de la ebullición basada en las diferencias de presión de vapor.
Mencione 5 Operaciones Unitarias:
Filtración
Disolución
Decantación
Precipitación
Evaporación
3. ¿Qué es una reacción química?
La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o más,
denominados reactivos, por la acción de un factor energético, se convierten en
otras sustancias designadas como productos. Mientras tanto, las sustancias
pueden ser elementos químicos (materia constituida por átomos de la misma
clase) o compuestos químicos (sustancia que resulta de la unión de dos o más
elementos de la tabla periódica).
El ejemplo más corriente de una reacción química es la formación de óxido de
hierro, que resulta de la reacción del oxígeno del aire con el hierro.
4. ¿Qué es un reactivo?
En el uso general, podemos decir, que un reactivo es aquello que provoca
reacción. Y en Química se denomina reactivo a aquella sustancia que se emplea
con el objetivo de descubrir la presencia de otra sustancia. Un reactivo o sustancia
interacciona con otro a instancias de una reacción química y de ello resultan otras
sustancias que ostentarán propiedades, características y formaciones diferentes
que pasarán a ser denominados como productos o productos de una reacción.
5. ¿Qué es un catalizador?
Es una sustancia química, simple o compuesta, que modifica la velocidad de una
reacción química, interviniendo en ella pero sin llegar a formar parte de los
productos resultantes de la misma. Los catalizadores se caracterizan con arreglo a
las dos variables principales que los definen: la fase activa y la selectividad. La
actividad y la selectividad, e incluso la vida misma del catalizador, depende
directamente de la fase activa utilizada, por lo que se distinguen dos grandes
subgrupos: los elementos y compuestos con propiedades de conductores
electrónicos y los compuestos que carecen de electrones libres y son, por lo tanto,
aislantes o dieléctricos. La mayoría de los catalizadores sólidos son los metales o
los óxidos, sulfuros y haloideos de elementos metálicos y de semimetálicos como
los elementos boro aluminio, y silicio. Los catalizadores gaseosos y líquidos se
usan usualmente en su forma pura o en la combinación con solventes o
transportadores apropiados; los catalizadores sólidos se dispersan usualmente en
otras sustancias conocidas como apoyos de catalizador Un catalizador en
disolución con los reactivos, o en la misma fase que ellos, se llaman catalizador
homogéneo.
Robinson Goez Lopera
1. ¿Qué es un proceso continuo, discontinuo, intermitente?
Proceso continuo: es aquel en el que la operación no se detiene, las
diversas partes de la estructura de un proceso en general siempre está
recibiendo una alimentación continua y de igual forma está lanzando un
producto en forma continua. Se puede decir que las etapas de carga,
transformación y descarga son realizadas simultáneamente. La limpieza del
aparato se realiza cada cierto tiempo, dependiendo de la naturaleza de la
transformación y de las materias primas a tratar. Las operaciones en
continuas se desarrollan en estado estacionario, de modo que las variables
intensivas que características de la operación pueden variar en cada punto
del sistema, pero las que se dan en cada punto no varían con el tiempo.
Los procesos continuos se da en las plantas y se utiliza porque de esta
forma se logra mantener un ritmo de producción constante.
Proceso discontinuo: en estos procesos existen paros son menos
comunes y en general existen en empresas de operación pequeña o dentro
de esquemas de operaciones que son continuas en forma global, algunos
procesos dada su naturaleza son necesariamente discontinuos como la
filtración ya que después de determinados periodo es necesario limpiar los
filtros. (Martínez 2012)
Proceso intermitente: es un proceso que se caracteriza por no tener un
flujo regular y no utilizar todos los departamentos disponibles. Lo cual
quiere decir que la secuencia del producto es variable y depende de las
especificaciones del cliente. Algunas de sus características más relevantes
son:
Bajo volumen en la producción
Trabajos distintos uno del otro
Diversidad de productos
2. ¿Qué son las operaciones unitarias y mencione 5 de ellas?
Todo proceso químico conducido en cualquier escala puede
descomponerse en una serie ordenada de lo que pudiera llamarse
operaciones unitarias, Cada operación unitaria tiene como objetivo el
modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en forma
más útil a nuestros fines. Este cambio puede hacerse principalmente por
tres caminos:
Modificando su masa o composición (separación de fases, mezcla)
Modificando el nivel o calidad de la energía que posee (enfriamiento,
vaporización, aumento de presión)
Modificando sus condiciones de movimiento (aumentando o disminuyendo
su velocidad o su dirección)
Operaciones unitarias: pulverización, secado, cristalización, filtración,
evaporación y destilación.
3. ¿Qué es una reacción química?
La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o
más reactivos por la reacción de un factor energético se convierte en otras
sustancias designadas como productos. Mientras tanto las sustancias
pueden ser elementos químicos (materias constituidas de la misma clase) o
compuestos químicos sustancia de la unión de dos o más elementos.
4. ¿Qué es un reactivo?
En el ámbito de la química un reactivo es una sustancia que permite revelar
la presencia de una sustancia diferente y que a través de una interacción da
lugar a un nuevo producto.
Los reactivos en definitiva son elementos químicos que establecen una
interacción con otras sustancias en el marco de una reacción química
generando una sustancia con propiedades diferentes que recibe el nombre
del producto.
5. ¿Qué es un catalizador?
Es una sustancia que acelera o retarda una reacción química pero sin
participar en ella. Los catalizadores que incrementan la velocidad de la
reacción reciben el nombre de catalizadores positivos mientras que
retardan la velocidad reciben el nombre de catalizadores negativo.
Dayro Giraldo
1. ¿Qué es un proceso continuo, discontinuo, intermitente?
Continuo
Es aquel en el que el proceso de alimentación y descarga siempre van de manera
continua durante el periodo transitorio un claro ejemplo de este se ve cuando se
bombea una mezcla de líquido a velocidad mediante el proceso de destilación, al
retirar de manera uniforme las corrientes
Discontinuo
Si los estados de las variables como el volumen la velocidad de flujo no cambian
durante el periodo de alimentación se dice que es discontinuo, en otras palabras
no existe variación alguna
Intermitente
Cuando la alimentación se carga en un recipiente y pasado cierto tiempo se retira
el contenido del recipiente y no hay cambio en la masa donde es notable el
equilibrio de esta.
2. ¿Qué son las operaciones unitarias y mencione 5 de ellas?
Es la parte indivisible de cualquier proceso de trasformación o cambio donde se es
notable un intercambio de energía física, de una materia prima en otro producto de
características distintas a este
1° Transferencia de Masa
2°Transferencia de calor y masas simultaneas
3°Transporte de Fluidos
4°Separacion
5°Operaciones Físicas Complementarias características
3. ¿Qué es una reacción química?
Es el proceso termodinámico en el cual una o más sustancias sufren variaciones
en su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos
4. ¿Qué es un reactivo?
Es una sustancia que interactúa con otra para crear otras sustancias pero con
diferentes particularidades llamadas productos
Ejemplo
2Ca + O2 2Cao
5. ¿Qué es un catalizador?
Es un producto que acelera reacciones químicas pero que al terminar le reacción
este producto no está presente en la cantidad de masa es decir no forma parte de
los reactantes
Placido Mena
Responder de manera grupal:
1. ¿Qué tipo de proceso industrial maneja su planta de Producción de
Amoniaco, continua, discontinua, intermitente?
Es un proceso continuo porque es una planta que se dedica solo a la producción
del amoniaco y no cambia de producto.
Es un procesos continuo puesto que estamos hablando de un solo producto
además es un proceso el cual una vez comenzado se debe terminar para que no
se pierda las propiedades del producto el cual se obtiene mediante la fórmula NH3
2. ¿Qué materias primas requiere su planta de Producción de Amoniaco?
El amoniaco es un gas incoloro; de olor irritante o picante compuesto de
hidrógeno y nitrógeno, de formula NH3,
3H2 (g ) N2 (g) 2NH3 (g ) + Calor
Actualmente la obtención del gas de síntesis se puede hacer a partir de cualquier
materia prima que contenga carbono: hulla, coque, lignitos de cualquier riqueza,
naftas, fuel-oil, fracciones pesadas del petróleo, gas natural, etc. En su
clasificación de la materia prima dependerá en cada caso de la economía,
disponibilidad y situación geográfica de la planta.
Existen dos procedimientos para la obtención del gas de síntesis:
Reformado por vapor, siendo la materia prima utilizada gas natural, naftas
ligeras o pesadas, que contengan hasta 1.000 p.p.m. de azufre.
Oxidación parcial, tratamiento más enérgico que el anterior. Se puede
emplear como materia prima fracciones pesadas del petróleo o carbón. Es
necesaria una planta de fraccionamiento de aire.
También hay otros procedimientos menos empleados por ser solamente rentables
en ciertos casos aislados, como son la obtención del hidrógeno por electrólisis y el
aprovechamiento del gas de coquería.
Rta: Gas natural, gas de síntesis, nafta, fuel-oíl, carbón, nitrógeno, hidrogeno
http://www.textoscientificos.com/quimica/amoniaco/produccion 8
3. ¿Qué productos y subproductos produce su planta de Producción de
Amoniaco?
La empresa está enfocada en la producción de fertilizantes nitrogenados,
nitrógeno industrial y suministro de fosfatos y potasio para la producción de los
fertilizantes NPK.
También se trabajará en la producción de suministros estables de gas natural para
producción de amoniaco, y recursos para producción de fosfatos y potasio. 9
Estos son destinados para fabricar lo siguiente; bebidas refrescantes, en textiles,
plásticos, papel, alimentos, productos de limpieza doméstica, explosivos,
producción de pulpa, refrigerantes, etc. La mayoría de las partes del amoniaco son
para producir en plantas químicas para la fabricación de abonos o además son
utilizados para la fabricación de sales aromáticas. También se producen
suministros estables de gas natural para producción de amoniaco, y recursos para
producción de fosfatos y potasio.
Rta: Productos principales
Nitrato amónico: NH4NO3
Sales amónicas: (NH4)2SO4, (NH4)3PO4
Urea: (NH2)2C=O
Subproductos:
Fabricación de HNO3.
Explosivos.
Caprolactama, nylon.
Poliuretanos.
Gas criogénico por su elevado poder de vaporización.
Productos de limpieza domésticos tales como limpiacristales.
4. ¿Para qué se usa el principal producto de su planta de Producción de
Amoniaco?
Actualmente, en torno a un 80 % del amoníaco que se produce en todo el mundo
se utiliza como fuente de nitrógeno para fabricar fertilizantes, mientras que el 20
%restante se emplea en distintas aplicaciones industriales, como la producción de
plásticos, fibras, explosivos, hidracina, aminas, amidas, nitrilos y otros compuestos
orgánicos de nitrógeno que sirven de productos intermedios en la fabricación de
tintes y productos farmacéuticos.
El principal uso de los fertilizantes es la aplicación en los suelos para los cultivos,
ayudando a incrementar los cultivos como el maíz y el trigo, también se tiene en
cuenta para evitar el deterioro de estos. Esto se refiere al cambio que se produce
alrededor del granulo durante la disolución del fertilizante, afectando la eficiencia
de la fertilización y que no es considerado por el índice de acidez o alcalinidad del
pH del suelo: es decir, en suelos muy ácidos se recomienda el uso de DAP y
superfosfato simple, en cambio en suelos alcalinos, el MAP y SFT que
representan mayores eficiencias de recuperación.
El uso principal del amoniaco es para los fertilizantes como: nitrato de amonio,
sulfato de amonio, urea para el suelo es de gran beneficio ya que se usa
altamente como fertilizantes y en menor producción tiene usos domésticos ya que
funciona como desengrasantes, quita
Da formulaciones exactas para conceder nutrición exacta en los suelos, cultivos
teniendo en cuenta de que los climas cambian y con el tiempo se pueden
deteriorar. También debemos tener en cuenta el propósito que es para conseguir
un cultivo exitoso y suministrar una gama en vegetales y nutrientes de alta calidad.
5. ¿Qué uso o posible uso tiene los subproductos de su planta Producción
de Amoniaco?
Fertilizantes nitrogenados: En su mayoría es para fertilizar arroz y maíz. 10
Nitrógeno industrial: El nitrógeno se utiliza en la inertización, con el objetivo
de proteger las materias primas inflamables del oxígeno 11
El subproducto: Limpiador (Amoniaco casero), es usado con el propósito de
limpiar superficies en las casas, su principal utilización más común es limpiar
cristales, porcelanas o productos en acero inoxidable. Otro uso es el de limpiar
hornos, absorbiendo así elementos para ablandar la suciedad.
Los subproductos se puede usar como refrigerante, en la industria hielo como
purificador de agua, en la producción de plásticos como ácido nítrico, pesticida,
explosivo, resinas y productos farmacéuticos.
Ingenieros de Sevilla- Javier Ramón Ducoy
Se usa en los procesos vitales de las plantas, en animales y en los seres humanos
haciendo un papel importante como la fotosíntesis, en la respiración y en las
actividades internas del cuerpo.
6. ¿Para qué se usa el producto o productos que produce su planta de
Producción de Amoniaco?
El nitrógeno se emplea como atmosfera protectora para evitar el contacto entre los
alimentos (papas fritas, cacahuetes...) y el oxígeno, ya que esto imposibilitaría su
consumo.
El nitrógeno líquido a -196 °C permite la ultra-congelación inmediata de los
alimentos que pueden enfriarse brutalmente. Este método hace que conserven su
textura y su sabor de forma duradera.
También se utiliza para Inflar los neumáticos con nitrógeno en lugar de con aire
permite mantener su presión durante más tiempo. Esto limita el riesgo de que el
inflado sea insuficiente y reduce el consumo de carburante.
Los neumáticos usados presentan fragilidad al contacto con el nitrógeno líquido.
Una vez se han «criotriturado», pueden volver a reciclarse y se evita el sistema
tradicional de quemarlas (proceso muy contaminante para el medio ambiente).
El hidrogeno liquido reduce las emisiones de compuestos orgánicos
volátiles (COV), que originan los picos de contaminación del ozono. Estas
sustancias se emplean en la industria como disolventes o agentes de limpieza. Al
enfriarlos, se pueden atrapar en forma líquida y después reciclarlos, evitando así
que se expulsen a la atmósfera.
En el sector medicinal, la agricultura e investigación, el nitrógeno líquido a -196 °C
permite enfriar células vivas. De la misma forma, numerosas células (sanguíneas,
reproductoras, embrionarias, de médula ósea) pueden conservarse en nitrógeno
líquido durante períodos teóricamente ilimitados.
Y se usa en dermatología como uno de los tratamientos más eficaces para
«quemar» las verrugas, pequeños tumores benignos pero contagiosos al
contacto.11
Su uso depende del tipo de fertilizante que se vaya a utilizar, el cultivo y el
momento de aplicación. Este se puede aplicar en banda o al voleo, inyectando
directamente al suelo o al tronco del árbol, asperjado al follaje, o mediante el agua
de riego. Según sea el tipo de fertilizante se debe localizar cerca de las raíces o
ponerlo en contacto con las hojas en forma de solución.
Es un portador de energía que recalcan los beneficios en el ambiente y no lo
perjudican en cuanto a contaminación ni consume recursos naturales o también
convenientes en para los usos de combustibles.
7. ¿Qué operaciones unitarias se utilizan en su planta Producción de
Amoniaco?
Desulfuración, Reformado, Reformado primario, purificación, etapa de conversión,
etapa de eliminación del CO2, etapa de metanización. 8
Eliminación de gases ácidos como H2S, CO2, SO2
Preparación del agua
Climatización
La recuperación y concentración
8. Explique en qué consiste cada una de las operaciones unitarias
(definición) que tiene su planta Producción de Amoniaco?
Desulfuración
Antes del reformado tenemos que eliminar el S que contiene el gas natural, dado
que la empresa distribuidora le añade compuestos orgánicos de S para olorizarlo.
R-SH + H2 RH + H2S hidrogenación
H2S + ZnO H2O + ZnS adsorción
Reformado
Una vez adecuado el gas natural se le somete a un reformado catalítico con vapor
de agua (craqueo- rupturas de las moléculas de CH4). El gas natural se mezcla
con vapor en la proporción (1: 3,3)-(gas: vapor) y se conduce al proceso de
reformado, el cual se lleva a cabo en dos etapas
Reformador primario
El gas junto con el vapor se hace pasar por el interior de los tubos del equipo
donde tiene lugar las reacciones siguientes
CH4 + H2O CO + 3H2 ΔH = 206 kj/mol
CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 ΔH = 166 kj/mol
Reacciones fuertemente endotérmicas
Estas reacciones se llevan a cabo a 800ºC y están catalizadas por óxido de níquel
(NiO), así se favorece la formación de H2.
Reformador secundario
El gas de salida del reformador anterior se mezcla con una corriente de aire en
este 2º equipo, de esta manera aportamos el N2 necesario para el gas de síntesis
estequiométrico N2 + 3H2. Además, tiene lugar la combustión del metano
alcanzándose temperaturas superiores a 1000ºC.
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O ΔH<< 0
En resumen, después de estas etapas la composición del gas resultante es aprox.
N2(12,7%), H2 (31,5%), CO (6,5%), CO2 (8,5%), CH4 (0,2%), H2O (40,5%), Ar
(0,1%). → conversión 99% de hidrocarburo.
Purificación
El proceso de obtención de NH3 requiere un gas de síntesis de gran pureza, por
ello se debe eliminar los gases CO y CO2.
Etapa de conversión.
Tras enfriar la mezcla se conduce a un convertidor donde el CO se transforma en
CO2 por reacción con vapor de agua, CO + H2O ↔ CO2 + H2 ΔH = -41 kj/mol
esta reacción requiere de un catalizador que no se desactive con el CO. La
reacción se lleva a cabo en dos pasos,
a) A aprox. 400ºC con Fe3O4.Cr2O3 como catalizador → 75% de la conversión.
b) A aprox. 225ºC con un catalizador más activo y más resistente al
envenenamiento: Cu-ZnO → prácticamente la conversión completa.
Etapa de eliminación del CO2.
Seguidamente el CO2 se elimina en una torre con varios lechos mediante
absorción con K2CO3 a contracorriente, formándose KHCO3 según
K2CO3 + CO2 + H2O 2KHCO3
Este se hace pasar por dos torres a baja presión para desorber el CO2, el
bicarbonato pasa a carbón liberando CO2. (Subproducto- para fabricación de
bebidas refrescantes).
Etapa de metanización.
Las trazas de CO (0,2%) y CO2 (0,09%), que son peligrosas para el catalizador del
reactor de síntesis, se convierten en CH4:
CO + 3H2 CH4 + H2O
CO2 + H2 CH4 + 2H2O
Proceso sobre lecho catalítico de Ni (300ºC).
Eliminación de gases ácidos como H2S, CO2, SO2
Consiste en un proceso de absorción con reacción química para captar gases
ácidos como el dióxido de carbono o gases que utilizan combustibles fósiles.
Preparación del agua
Esta consiste en el tratamiento que se le da al agua para poder suministrarla y
quedar con mayor beneficio en la materia prima o en los productos proyectados a
realizar.
Climatización
Consiste en crear mejores condiciones en temperatura y limpieza del aire
adecuadas para la comodidad de dicha materia prima dentro de los espacios
habitados.
Recuperación y concentración
Esta consiste en tener estables a los productos o si el producto tiene alguna falla
tratar de hacerle una recuperación y que la materia prima tenga buen fidelidad.
9. Explique el proceso o procesos que sufre su producto en cada una de las
operaciones unitarias que tiene su planta Producción de Amoniaco
10. ¿Cuánto dura el proceso de transformación de materias primas a
producto o productos de su planta de Producción de Amoniaco?
El proceso dura 72 horas laborales año debido a que deben revisar que todo el
proceso quede con una buena calidad y de un buen resultado, su primer uso fue
para la fabricación de explosivas durante el periodo de la guerra mundial en
Alemania
11. Enumere y mencione todos los equipos que tiene su planta de
Producción de Amoniaco
Purificador, desulfuración, reformador 1, reformador 2, convertidor C0= C02 ,
reactor , metanizador,
En estos se pueden encontrar equipos tales como
1. Calderas
2. Sobre calentadores
3. Economizadores
4. Recalentadores
5. Condensadores
6. Equipos de presión
7. Equipos internos
12. Elabore un PFD de su planta de Producción de Amoniaco
6. Conclusiones de la actividad (cada estudiante debe presentar una
conclusión)
Este trabajo fue de mucha ayuda para fortalecer todos los conceptos iniciales de
un proceso químico y es más enriquecedor verlos aplicados directamente en una
planta de producción.
Fue muy enriquecedor nuestro proceso productivo del amoniaco, esto sirvió
mucho más al entendimiento del mismo tema.
BIBLIOGRAFIA
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