Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

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  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

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    BALANCE DE MATERIA

    Capacidad de planta 390000.00

    Dias habiles 300.00

    Produccion diaria 1300.00

    Urea de 98% pureza 54166.6

    Co!posicion del producto "inal

    Urea 98.00%

    #iuret 1.00%

    $u!edad 1.00%

    Conersion &'&() 95.00%

    REACCIONES PRINCIPALES

    1*

    +*

    1* , +*

    REACTOR 34.00%

    "lu-o 1561+.45

    (!oniaco reaccionado 30438.16

    (!oniaco producido 89.40

    (!oniaco sin reaccionar 15308.48

    +03.19

    lu-o de carba!ato 69006.46

    ENTRADA Flujo (kg/hr

    Al!"#$&'!o$

    30348.6

    41463.5

    /$3 de reciclo 15308.48

    Carba!ato de reciclo 69006.46

    TOTAL DE ENTRADA )*+,.4)

    SALIDA Flujo (kg/hr

    Pro-u'o

    Urea 53083.33

    (ua 16114.3+

    #iuret 541.6

    C'+ sin reaccionar

    /$3

    C'+

    CO_2+2NH_3 NH_2 COONH_4NH_2 COONH_4 NH_2 CONH_2+H_2 O

    CO_2+2NH_3NH_2 CONH_2+H_2 O

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    Carba!ato 69006.46

    S!$ r#&''!o$&r

    +03.19

    15308.48

    TOTAL DE SALIDA )*+,.4)

    DESCOMPONEDORESENTRADA Flujo (kg/hr

    Urea 53083.33

    aua 16114.3+

    biuret 541.6

    +03.19

    15308.48

    ,+0.

    SALIDA

    #''!o$ 1&j&

    Urea 53083.33

    aua 16114.3+

    biuret 541.6

    *,3.3+

    To2#

    +03.19

    15308.48

    ,3.*,

    C'+

    /$3

    C'+

    /$3

    C'+

    /$3

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    /$3/$3 de reciclo

    Carba!ato de reciclo

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    tonano

    dia

    tondia

    2hr

    53083.33333333332hr

    541.666666666 2hr

    541.666666666 2hr

    REACCION SECNDARIA

    3*

    REA

    2hr

    2hr

    2hr

    2hr

    2hr

    2hr

    Por'#$&j# lujo (k"ol/hr

    19.44% 185.++

    +6.56% 94+.36

    9.81% 900.50

    44.+0% 884.0

    00.00% 4)+.,

    Por'#$&j#

    34.00% 884.+

    10.3+% 895.+4

    0.35% 5.+6

    2NH_2 CONH_2 NH_2 CONHCONH_2+NH_3

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    44.+0% 884.0

    1.33% 4.1+

    9.81% 900.50

    00.00% 3*,.)4

    Por'#$&j#

    60.93% 884.+

    18.50% 895.+4

    0.6+% 5.+6

    +.38% 4.1+

    1.5% 900.50

    00.00% +,3+.4

    6.1+% 884.+

    +3.11% 895.+4

    0.8% 5.+6

    00.00% ,).++

    11.93% 4.1+

    88.0% 900.50

    00.00% 4,.*+

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    P#o "ol#'ul&r#

    44

    1

    8

    60

    18

    103

    r#l&'!o$ "ol&r -# #$r&-& &l r#&'or N

    Urea conertida en biuret

    Urea producida

    (!oniaco reaccionado

    (!oniaco utilizado

    (ua producida

    2or'#$&j#

    39.56%

    +0.88%

    19.95%

    19.60%

    00.00%

    +4.46%

    +4.5%

    0.15%

    C'+

    /$3

    /$+C''/$4

    /$+C'/$+

    $+'

    /$+C'/$C'/$+

    C'+ reaccionado

    C'+ utilizado

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    8/48

    +4.46%

    1.30%

    +4.89%

    00.00%

    3+.3%

    3+.6%

    0.19%

    1.+%

    3+.95%

    00.00%

    49.56%

    50.15%

    0.+9%

    00.00%

    4.9%

    95.03%

    00.00%

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    9/48

    +059.805501618 50.00%1039.03+168+85 +5.++%

    10+0.805643644 +4.8%

    4.,340**4* 00.00%

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    10/48

    53/CO+ 3

    631.02hr

    5314.40 2hr

    30438.16 2hr

    39390.56 2hr

    4565.+4 2hr

    41463.5 2hr

    16114.3+2hr

    STRIPPER

    ENTRADA Flujo (kg/hr

    Pro-u'o -#l r#&'or

    Urea 53083.33

    (ua 16114.3+

    #iuret 541.6

    Carba!ato 69006.46

    S!$ r#&''!o$&r

    +03.19

    15308.48

    TOTAL DE ENTRADA )*+,.4)

    SALIDA Flujo (kg/hr

    S#''!o$ 1&j&

    Urea 53083.33

    aua 16114.3+

    biuret 541.6

    +03.19

    15308.48

    ,+0.

    o2#

    C'+

    /$3

    C'+

    /$3

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    C&r1&"&o *00*.4*

    E6APORADOR AL 6ACIOENTRADA Flujo (kg/hr

    Urea 53083.33

    (ua 16114.3+

    #iuret 541.6

    *,3.3+

    SALIDA

    To2#

    Agu& )),+.*)

    S#''!o$ 1&j& 98%

    urea 53083.33

    aua 541.6

    biuret 541.6

    )4**.*********,

    155+.65

    aua 1 eaporador

    10958.464+3948+608.804+4549

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    Por'#$&j# lujo(k"ol/hr

    34.00% 884.+++++++++

    10.3+% 895.+400+155

    0.35% 5.+58899664

    44.+0% 884.698++4518

    0.00%

    1.33% 4.118958+4

    9.81% 900.4989+1+513

    00.00% 3*,.)3*))

    Por'#$&j# lujo(k"ol/hr

    60.93% 884.+++++++++

    18.50% 895.+400+155

    0.6+% 5.+58899664

    +.38% 4.118958+4

    1.5% 900.4989+1+513

    00.00% +,3+.3,*0),3

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    00.00% 4.*++4),

    Por'#$&j#

    6.1+% 884.+++++++++

    +3.11% 895.+400+155

    0.8% 5.+58899664

    00.00% ,).++434,3*

    00% *).4,4++4

    98.00% 884.+++++++++

    1.00% 30.09+59+59+6

    1.00% 5.+58899664

    00.00% +0.0,3,44+

    aua + eaporador

    4614.18+56.343183+05

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    16/48

    2or'#$&j#

    +4.46%

    +4.5%

    0.15%

    +4.46%

    1.30%

    +4.89%

    00.00%

    2or'#$&j#

    3+.3%

    3+.6%

    0.19%

    1.+%

    3+.95%

    00.00%

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

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    00%

    49.56%

    50.15%

    0.+9%

    00.00%

    00%

    96.16%

    3.+%

    0.5%

    00.00%

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    BALANCE DE ENER7IA

    E2#'!#

    ur#& 0.48+8

    N53 0.54

    CO+ 0.++5

    C&r1&"&o 0.6+

    &gu& 1

    1!ur#

    INTERCAMBIADOR DE CALOR ANTES DE ENTRAR

    Calenta!iento de C'+ /$3 de la ali!entacion

    ntrada !olh

    C'+ 94+.36

    /$3 185.++

    ++.58

    Cp pro! 39.41+19401

    '&lor &'u"ul&-o .)0E80,

    !7

    ! .10:03

    INTERCAMBIADOR DE CALOR ANTES DE ENTRAR

    Calor 84330+96.515+

    ;apor utilizado 396.186888+

    ++09.+8816046

    Calor de salida .+3:0

    '2('&l/g"C

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    CONDENSADOR DE CARBAMATO

    Carba!ato aseoso

    $+' de re"rieracion utilizada

    DESCOMPONEDOR A PRESION MEDIA A 4

    C()'< D /&

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    Usando aua de re"rieracion a +0C sale a 40

    Calor anado por el aua ?+.14:06

    !asa de aua +5599.+6+1

    #r E6APORADOR ) C

    ntrada

    Urea 884.+

    >ater 895.+4

    #iuret 5.+6

    ,).++

    C&lor -# #$r&-& .40E80,

    =alida de aua 608.63+1461

    Cp pro! !ezcla 98.+80335161

    C&lor &l!"#$&-o .4E80,

    $ap a 0.+5 at! 4115

    $ap a 4.5 at! 38+1.6

    C&lor 2or &gu& 9&2or!:&-& +.,E80,

    C&lor -#l 9&2or &ur&-o +.*E80,

    ;apor sat a 4.5 at! .3:0+

    Cp pro! salida 110.+0+65566

    C&lor -# &l!-& .0E80,

    E$r!&-or &$# -# #$r&r &l #gu$-o #9&2or&-or

    E$r&-& )

    lu-o 116.459+88

    Calor 1.10:0

    S&l!-& +,

    Calor 3.50:06

    Calor @ue se necesita retirar .5+:06

    Agu& -# #$r!&"!#$o (+0;40 C ).00E803

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    L!& -# Eo 0.+3 &"

    ntrada

    =alida

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    E9&2or&-or &l 9&'>o 0.03 &"

    ntrada

    =alida

    Torr# -# gr&$ul&'!=$

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    25/48

    $+' a +5 C

    ;apor saturado a 100

    Carba!ato li@uido

    carba!atoanadopor$+'

    !asa de aua 13341.59

    9630.0883+90809

    C

    3.9+:0

    porcenta-e !olar

    19.93%

    1.04%

    39.16%

    39.63%

    0.+3%

    00.00%

    95.03%

    4.9%

    2-2!olC

    !carba!atoc !auaACpT+a)

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    26/48

    2hr

    49.56%

    50.15%

    0.+9%

    00.00%

    k/h

    2!olh

    -!olBC

    k/h

    2!ol

    2!ol

    k/h

    k/h

    !olh

    -!olBC

    k/h

    C

    2!olh

    2h

    C

    2h

    2h

    k"ol/h

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    Corr!#$# Flujo (k"ol/h

    94+.36

    19 ? /$3 185.++

    6&2or S&ur&-o & +00 C ).4 &" ,0,.04

    1 ?C'+ 94+.36

    350.4+

    361.54

    Agu& -# #$r!&"!#$o 34.

    361.54

    6&2or S&ur&-o & +00 C ).4 &" 0*3.

    361.54

    3 ? Urea (ua #iuret C'+ /$3 +3+.84

    13 ? Carba!ato 884.0

    6&2or S&ur&-o & +00 C ).4 &" *33.*

    13 ? Carba!ato 884.0

    Agu& -# #$r!&"!#$o *30.0

    3 ? /$3 C'+ urea aua biuret +3+.84

    14 ? /$3 C'+ 43.81

    4 ? /$3 C'+ urea aua biuret ++59.03

    Agu& -# #$r!&"!#$o 4++.+

    4 ? /$3 C'+ urea aua biuret ++59.035 ? Urea (ua #iuret 185.++

    15 ? /$3 C'+ 43.81

    Agu& -# #$r!&"!#$o 3,.*

    6 ? Urea aua biuret 185.++

    ? Urea aua biuret 116.46

    1 ? (ua Aapor* 608.6

    6&2or &ur&-o & 4.) &" ,,3.44

    8 ? Urea aua biuret 116.46

    1 ? C'+

    1+ ? Carba!ato /$3 /$3

    + ? Urea (ua #iuret Carba!ato C'+ /$3

    + ? Urea (ua #iuret Carba!ato C'+ /$3

    + ? Urea (ua #iuret Carba!ato C'+ /$3

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    28/48

    Agu& -# #$r!&"!#$o 4,.0

    8 ? Urea aua biuret 116.46

    9 ? Urea aua biuret 9+0.15

    18 ? (ua Aapor* +56.31

    6&2or &ur&-o & 4.) &" 30,.+0

    1011 ? Urea aua biuret 9+0.15

    Corriente de aire 5+8.86

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    29/48

    E$&l2!& -# r#&''!o$ -# l& ur#&

    2calr!ol 22!ol

    ?31.3+ ?13091.6

    REACTOR 0

    E$r&-& te!peratura

    180

    180

    Carba!ato 180

    /$3 de reciclo 180

    S&l!-& te!peratura

    Urea 180

    (ua 180

    #iuret 180

    Carba!ato 180180

    180

    cp pro! 108.0+5069959

    STRIPPER )

    S&l!-& porcenta-e !olar

    Urea 3+.3%

    (ua 3+.6%

    #iuret 0.19%

    C'+ 1.+%

    /$3 3+.95%

    cp pro! .55903311+

    /$3

    C'+

    C'+

    /$3

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    30/48

    2hr

    DESCOMPONEDOR A PRESION BAA A 0 C

    Calor de entrada +.1:0

    =alida !asa !olarA!olhr*

    Urea 884.+

    >ater 895.+4

    #iuret 5.+6

    ,).++

    &ope

    /$3 450.+494606+5

    C'+ +3.55894936+

    4,3.040)*

    Cp pro! salida 98.+8

    Calor de salida 1.40:0

    Cp pro! &ope 38.5+

    +.46:04

    Calor de tope 1.31:0

    pro! tope

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    31/48

    Calor total ?5.59:04

    Usando aua de re"rieracion a +0 C sale a 40

    !asa de aua 668.865960838

    3.159++08935

    +-o E6APORADOR +, C

    ntrada

    Urea 884.+

    (ua +86.48

    #iuret 5.+6

    ,*.4),+0+*

    C&lor -# #$r&-& 3.)0E80*

    =alida de aua +56.30+18169

    Cp pro! !ezcla 110.+0+65566+

    C&lor &l!"#$&-o 3.50:06

    $ap a 0.03 at! 45806.4

    $ap a 4.5 at! 38+1.6

    C&lor 2or &gu& 9&2or!:&-& .,E80,

    C&lor -#l 9&2or &ur&-o .,E80,

    ;apor sat a 4.5 at! 3.0:0+

    Cp pro! salida 119.94

    C&lor -# &l!-& +.E80*

    PRILLIN7

    E$r&-& +,

    lu-o 9+0.150106+5

    Calor +.98:06

    S&l!-& +)

    Calor +.6:06

    Calor @ue se retira +.+1:05

    A!r# (+);+* C ,.)3E803

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    32/48

    Cp del aire 1.01+

    Easa !olecular del aire +8.9

    C&lor k/hE$r&-& S&l!-&

    40 180 5.46:06

    40 180 9.59:06

    +00 +00 ;.)0E80,

    180 180 .0+:06

    180 180 0.00:00

    ? 180 .03:0

    +0 40 ).+)E80,

    180 185 1.95:06

    +00 +00 ;+.+)E80*

    185 ? .+3:0

    185 3.9+:0

    185 4.6:0

    +00 +00 ;.4)E80,

    185 185 ?1.45:0

    +0 40 .4)E80,

    185 3.9+:0

    140 1.4+:0

    140 +.1:0

    +0 40 +.4E80*

    140 +.1:080 1.40:0

    80 1.31:0

    +0 40 ).)E804

    80 1.40:0

    85 1.10:0

    85 3.+6:0

    4, 4, +.*E80,

    85 + ?.5+:06

    T#"2#r&ur& C

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    33/48

    +0 40 ,.)+E80*

    + 3.50:06

    + +.98:06

    + 1.+3:0

    4, 4, .,E80,

    + +5 ?+.+1:05

    +5 +6 +.+1:05

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    34/48

    C

    calor A2-hr*

    1+33059.5

    01939.96

    3+190686.++

    6+194.8 C&lor o&l #$ r#&'or

    ).,E80,

    porcenta-e !olar &gu& -# r#r!g#r&'!o$ & +)

    +4.46% !cpF& reaccion

    +4.5% !

    0.15%

    +4.46%1.30%

    +4.89%

    100.00%

    C&lor -# S&l!-& ,.03E80, kj/hr

    C

    '&lor '&r1&"&o!cpF&:!7 acu!ulad

    4.6:0

    calor total en =tripper

    '&lor u"!$!r&-o 2or 9&

    !7total! apor

    C&lor -# &l!-& 3.+E80,

    '&lor -# r#&''!o$ 5r

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    35/48

    porcenta-e !olar

    49.56%

    50.15%

    0.+9%

    00%

    95.03%

    4.9%

    2-2!olC

    -h

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    36/48

    2hr

    =alida

    5.+0% Urea

    +4.35% (ua

    0.45% #iuret

    00.00%

    k/h

    2!olh

    -!olBC

    2h

    22!ol

    2!ol

    k/h

    k/h

    !olh

    -!olBC

    k/h

    C

    2!olh

    2h

    C

    2h

    2h

    k"ol/h

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

    37/48

    22BC +9.3164 22!olBC

    22!ol

    C&lor -# R C2 (@j/@"olC

    ?

    41.38

    38.3

    ++0.*

    ?1.16:08

    41.38

    0.00

    108.03

    ,).+4

    108.03

    ++0.*

    108.03

    .56

    +10 +0+.14

    ++0.*

    +10

    ,).+4

    .56

    +464.45 38.5+

    85.5

    ,).+4

    85.598.+8

    +464.45 38.5+

    ,).+4

    98.+8

    110.+0

    4115 5.+4

    3+,.*

    110.+0

    C&lor l$# (kJ/kg)

  • 7/25/2019 Balance de Materia y Energia de una planta de Urea

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    ,).+4

    110.+0

    119.94

    45806.4 5.+4

    3+,.*

    119.94

    +9.3+

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    ?1.16:08 2hr

    ;.03E80 k/h

    C h&& 40

    68609.34 2!olh

    3811.63 2h

    o

    1.45:0

    or -# &gu& & ).4 &" 'o$ T +00

    6.83:03 2h

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    C

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