UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICAPROCESOS QUIMICOS

PROCESO DE AMONÍACO

María del C. Rodríguez Corella

AMONIACO

EL AMONIACO ES UN GAS INCOLORO, DE OLOR PENETRANTE. SI SE INHALA EN GRANDES CANTIDADES PUEDE OCASIONAR LA MUERTE.

MATERIAS PRIMAS:

LAS MAS COMUNES SON:

GAS NATURAL

NAFTA

CRUDO

VAPOR

AIRE

USOS:FERTILIZANTES

PLASTICOS

CAPROLACTAMA

ACIDO NITRICO

REFRIGERANTE

GAS NATURAL

HIDRODESULFURACION

REFORMACION PRIMARIA

REFORMACION SECUNDARIA

CONVERSION DE ALTA TEMPERATURA

CONVERSION DE BAJA TEMPERATURA

LAVADO DE CO2

METANACION

COMPRESION Y SINTESIS

REFRIGERACION

ALMACENAMIENTO

AIRE

VAPOR

H2

DIAGRAMA DE BLOQUE PROCESO NH3

GAS

NATURALDHS

REFORMACION PRIMARIA

VAPOR

REFORMACION SECUNDARIA

AIRE

CONVERSIONLAVADO DE CO2

METANACION

SINTESISREFRIGERACIONALMACENAMIENTO

3H2 + N2 2NH3

CO + H2O CO2 + H2

DIAGRAMA DE BLOQUE PROCESO NH3

HIDROGENO

CH4 + H2O CO + 3H2

CH4 + 2H2O CO2 + 4H2

CO + H2O CO2 + H2

CO + CO2 + 7H2 2CH4 + 3H2O

RSH + H2 RH + H2S

HIDRODESULFURACION (HDS)

EN ESTA SECCION SE PREPARA EL GAS NATURAL (GN) DE ALIMENTACION PARA LA PRODUCCION DE NH3 Y SE EFECTUA A TRAVES DE DOS PROCESOS CATALITICOS:

HIDROGENACION (CoMo): 5% H2 (350-400 °C)

(Sulfuro de Carbonilo) COS + H2 H2S + CO

(Mercaptanos) RSH + H2 RH + H2S

(Sulfuros Orgánicos) RSR + H2 RH + R1H + H2S

(Olefinas) CH2=CH2 + H2 CH3-CH3

DESULFURACION (ZnO): 370°C

ZnO + H2S ZnS + H2O

0.2 P.P.M. Máx.

REFORMACION

REFORMACION PRIMARIA (NiO 12%): 780°C

EL GN PREVIAMENTE DESULFURADO SE MEZCLA CON VAPOR Y ENTRA EN EL REFORMADOR PRIMARIO, RELACION VAPOR/GAS (3-4/1)

CH4 + H2O CO + 3H2

CH4 + 2H2O CO2 + 4H2

CO + H2O CO2 + H2

12% CH4 (BASE SECA) Máx.

REFORMACION SECUNDARIO (NiO):

TOPE-QUEMADOR (1300 °C):

2H2 + O2 + N2 2H2O + N2

CH4 + O2 + 4N2 2H2 + 4N2 + CO2

CH4 + 2O2 + 8N2 2H2O + 8N2 + CO2

CH4 + H2O CO + H2

CO + H2O CO2 + H2

0.32% CH4 (BASE SECA) Máx. 960°C

CONVERSION

LA CONVERSION DE CO A CO2 SE LLEVA A CABO EN DOS CONVERTIDORES:

CONVERTIDOR DE ALTA TEMPERATURA Fe, Cr (370°C):

CO + H2O CO2 + H2

CO (14-3%) 420°C

CONVERTIDOR DE BAJA TEMPERATURA Cu, ZnO (220°C):

CO + H2O CO2 + H2

CO (3-0.24%) 240°C

LAVADO DE CO2

EL GAS DE PROCESO LO LLAMAREMOS A PARTIR DE ESTA SECCION GAS DE SINTESIS, CONTIENE H2, N2, CO2 (GRANDES CANTIDADES), CH4, CO.

LOS COMPONENTES QUE CONTIENEN OXIGENO SON UN VENENO PARA EL REACTOR DE SINTESIS.

GRAN CANTIDAD DE PLANTAS REMUEVEN EL CO2 MEDIANTE UN PROCESO DE ABSORCION CON AMINAS COMO MEA, TEA, MDEA

EL PRINCIPAL PROBLEMA EN ESTA SECCION ES LA CORROSION

METANACION

EN ESTA SECCION SE CONVIERTE EL CO Y CO2 A CH4 CON UN EXCESO DE H2, EL GAS DE SINTESIS ENTRA AL METANADOR A 310 °C Y SALE A 335°C, EL CATALIZADOR ES A BASE DE NIQUEL:

CO + CO2 + 7H2 2CH4 + 3H2O

EL METANADOR ES UN EQUIPO SENCILLO, EL CONTENIDO DE CO+CO2 MAXIMO PERMITIDO A LA SALIDA ES DE 10 PPM

COMPRESION Y SISTESIS / REFRIGERACION

COMPRESION: LOS COMPRESORES CENTRIFUGOS (ALTAS REVOLUCIONES) SON UTILIZADOS EN PLANTAS DE ESCALA COMERCIAL (140-270 Kg/cm2)

SINTESIS (Fe3O4 CON PROMOTORES K, Ca Y Al): 400°C LA REACCION SE LLEVA

A CABO EN UNO O VARIOS LECHOS DE CATALIZADORES, RELACION H2/N2 3:1 MOLAR

N2 + 3H2 2NH3

REFRIGERACION: MEDIANTE ESTE PROCESO SE CONDENSA EL AMONIACO DEL GAS DE SINTESIS. ESTA SECCION CONTEMPLA UN PROCESO DE COMPRESION, ENFRIAMIENTO Y SEPARACIONES SUCESIVAS

ALMACENAMIENTO

EL AMONIACO ES LICUADO POR PRESION FACILMENTE, A TEMPERATURA AMBIENTE LA PRESION DE VAPOR ESTA ENTRE 7-13 BARS (14-34°C), PERO CUANDO ES ENFRIADO DISMINUYE APRECIABLEMENTE.

A PRESION ATMOSFERICA A NIVEL DEL MAR SE ENCUENTRA LIQUIDO A -33°C, CILINDROS O TANQUES CERRADOS Y AISLADOS.

SE DEBE DEJAR UN MARGEN DEL 10% DEL VOLUMEN DEL RECIPIENTE PARA EL EQUILIBRIO LIQUIDO/GAS

NO SE DEBEN UTILIZAR CONEXIONES DE COBRE.-

SEGURIDAD INDUSTRIAL / AMBIENTE

LOS PRINCIPALES CONTAMINANTES SON:

AMONIACO

CO2

CATALIZADORES (DESECHOS)

EFLUENTES

EL PERSONAL DEBE SER CALIFICADO Y ENTRENADO PARA LA OPERACIÓN DE LOS PROCESOS INVOLUCRADOS