Planta Amoniaco

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AMONÍACO

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AMONÍACO

Page 2: Planta Amoniaco

Características

El amoniaco es el punto de partida para la obtención de muchos

compuestos industriales.

En el amoniaco tenemos átomos de hidrógeno unidos al nitrógeno,

que es un átomo pequeño y electronegativo, por lo que el amoniaco

presentará enlaces intermoleculares de puentes de hidrógeno al igual

que la molécula de agua.

Es un gas incoloro y tiene un olor picante característico que irrita los

ojos y es de sabor cáustico.

La molécula tiene forma piramidal

Es muy soluble en agua y se evapora rápidamente.

Page 3: Planta Amoniaco

Características

Carácter Ácido-Base: en las reacciones químicas el amoniaco

puede actuar como base. Así puede aceptar un protón

H2O + NH3 → NH4+ + OH-

Carácter Redox: el NH3 solo puede actuar como reductor en las

reacciones redox. Así, por ejemplo, a temperatura elevada se oxida

con oxigeno molecular.

4 NH3 + 5O2→ 6H2O + 4NO

El amoniaco es fácilmente biodegradable

Es estable a temperatura ambiente pero se descompone por la

acción del calor

Page 4: Planta Amoniaco

Características

El amoniaco en estado líquido es muy poco conductor de la

electricidad. Arde en presencia del oxígeno puro con una llama

poco luminosa, desprendiendo vapor de agua y de nitrógeno

Es muy poco reactivo debido a los tres enlaces presentes en el

Nitrógeno.

Es altamente soluble en agua, actúa como un electrolito fuerte.

Al reaccionar con ácidos forma las sales de amonio.

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Propiedades físicas:

Características

Fórmula química

Peso molecular

Temperatura ebullición (1 atm)

Temperatura crítica

Presión crítica

Densidad gas (20 ºC, 1 atm)

Densidad líquido (p.e., 1 atm)

Peso específico (aire=1)

Temp. de autoignición en aire

Calor latente de vaporización

NH3

17,03

-33,4 ºC

132,44 oC

112,77 kg/cm2

0,723 g/l

0,683 kg/l

0,60

651 ºC

327,4 cal/g

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Usos y Aplicaciones

Amoniaco

NH3

Materia prima para

producción de

derivados fertilizantes

Sales de amonio.

Nitrofosfatos

Nitratos y nitritos de

Ca, K.

Urea.

Obtención de

acido nítrico Compuestos nitrogenados

(explosivos)

Otros usos

Obtención de aminas y melanina.

Disolvente.

Producción de pigmentos colorantes.

Base de nutrientes nitrogenados.

Materia prima para obtener polímeros.

(monómeros)

Page 7: Planta Amoniaco

Usos y Aplicaciones

Se utiliza como materia prima para la fabricación de numerosos

productos de la industria pesada tales como sosa, urea, sulfato

amónico y otros abonos orgánicos e inorgánicos.

Así como también para producir derivados como las aminas

primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias.

En Venezuela la producción de amoníaco está destinada a la

producción de urea, otros fertilizantes, ácido nítrico, sulfato de amonio,

acrilonitrilo, carbonato de sodio.

Page 8: Planta Amoniaco

Usos y Aplicaciones

Figura Nº1. Usos del amoníaco.

El amoniaco es material nitrogenado

mas importante.

El gas amoniaco se emplea

directamente como fertilizante, en

tratamientos térmicos, en la

fabricación de pulpa de papel, en la

manufactura del ácido nítrico y de los

nitratos, en la obtención de éster del

ácido nítrico y de compuestos nitro.

El uso del amoniaco como fertilizante

es muy grande, pero todavía esta por

debajo del deseable para la máxima

producción de cosechas.

Page 9: Planta Amoniaco

Efectos en la Salud

• El amoniaco es un gas altamente irritante incoloro y muy soluble, que se absorbe en la parte superior de las vías respiratorias a través de las membranas mucosas, y su presencia altera los mecanismos de defensa de los animales, permitiendo la acumulación de bacterias patógenas en el tracto respiratorio y la presencia de enfermedades.

• la respiración de gases que contengan NH3 aumenta la presión sanguínea y una exposición duradera puede causar la muerte y lo mismo sucede con la disolución acuosa concentrada si se ingiere por error.

• A concentraciones muy elevadas actúa como asfixiante y en presencia de humedad es muy agresivo con la piel, los ojos y las mucosas.

Page 10: Planta Amoniaco

Efectos en el Ambiente

El amoniaco adiciona nitrógeno al ambiente , lo cual produce efectos

tóxicos en las plantas, peces y animales y cambios en el balance de las

especies.

Puede causar acidificación del suelo por su rápida conversión a nitrato

liberando iones hidrogeno como otros ácidos .

Las lluvias ácidas constituyen actualmente una preocupación mundial

porque corroen los metales, destruyen el equilibrio de la naturaleza y son

muy peligrosas para la salud humana.

El ácido nítrico formado en la atmósfera a partir de óxidos de nitrógeno

generados en las tormentas y desprendidas por muchas fábricas de

productos químicos contribuye a la lluvia ácida.

Page 11: Planta Amoniaco

Datos Económicos

En el país se dispone actualmente de 4 plantas productoras de

amoníaco:

Dos en EL TABLAZO. Producción: 1.900 TM/día ó 567.000 TM/año.

Una en MORÓN. Producción: 630 TM/día ó 205.000 TM/año.

Una en JOSE. Producción: 1.500 TM/día

Plantas de producción de amoníaco en Venezuela

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Materias Primas

El Amoníaco, se puede obtener a partir de la:

.- Descomposición de la materia orgánica.

.- Subproducto de la coquización del carbón.

.- Industrialmente se obtiene a partir de sus elementos.

Los procesos industriales actuales utilizan como materia prima

el aire atmosférico para el Nitrógeno; y además este también

puede obtenerse de la reacción entre el hidrógeno y otros gases

combustibles que se queman con el Oxígeno, y para el

Hidrogeno, principalmente se obtiene de la reacción del gas

natural (metano) con vapor de agua

Page 13: Planta Amoniaco

La producción de amoniaco con materias primas que se

encuentran en la naturaleza, como carbón, petróleo o gas natural

constituye unos de los procesos que más energía consumen

El gas natural es considerado el mejor para la producción de

amoniaco comparado con otros derivados del crudo como la nafta

y la hulla.

Materias Primas

Page 14: Planta Amoniaco

Materias Primas

Hidrocarburos Carbón

Ligeros Pesados

Gas

Natural Naftas

Ligeras

Fuel Oil

Pesado

Resíduos

de vacío

REFORMADO

CON VAPOR

OXIDACION

PARCIAL GASIFICACION

Page 15: Planta Amoniaco

Materias Primas

Materia prima

Proceso de preparación del gas

de síntesis

Reacción de conversión de la alimentación

Gas natural Reformado con vapor CnH(2n+2) + nH2O nCO + (2n+1)H2

Nafta Reformado con vapor CnH(2n+2) + nH2O nCO + (2n+1)H2

Gasóleos Oxidación parcial CnH(2n+2) + n/2 O2 nCO + (n+1)H2

Coque Gasificación C + ½ O2 CO

Agua Electrólisis H2O ½ O2 + H2

Page 16: Planta Amoniaco

Proceso y Materia prima Consumo por ton de NH3

Conversion del gas natural con vapor 33

Conversion de la nafta con vapor 42

Oxidación Parcial de hidrocarburos pesados 44

Gasificación de Coque ( a 2,5*10 6 Pa absolutos) 55

Gasificación de Coque ( a Presiones Atmosferica) 70

Electrolisis del Agua 130

Energía requerida para la producción de amoniaco de

acuerdo al tipo de materia prima

Materias Primas

Page 17: Planta Amoniaco

Síntesis de Haber- Bosh

La mayoría del amoníaco se produce sintéticamente

partir de hidrógeno y nitrógeno por el proceso de Haber,

que consiste en pasar una mezcla estequiométrica de H2 y

N2 a través de un lecho catalizador, formado

principalmente por óxido de hierro, en el que se mantiene

una temperatura de unos 500°C, pues aún empleando

catalizadores, la velocidad es muy lenta a temperaturas

inferiores y no es rentable económicamente.

Page 18: Planta Amoniaco

Proceso Haber-Bosch, desde 1913:

primer proceso industrial a alta presión.

Presión de 300 bar, temperaturas de 500 ºC,

catalizador de hierro con promotores de Al2O3, K2O, CaO

El paso determinante de la velocidad es la disociación de las

moléculas de dinitrógeno enlazadas a la superficie del catalizado.

La velocidad de reacción es independiente de la presión de

hidrógeno y de primer orden con respecto al N2.

N2 + 3H2 2 NH3

Síntesis del Amoniaco

Page 19: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

La reacción reversible para la síntesis es:

La expresión del calor de reacción en función de la temperatura

es,

ΔH° (T) = -77294 – 54.24 T + 0.01919 T ²

Log Kp = (2940/T) – 6.178

Aspectos Termodinamicos

Page 20: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Altas presiones

(15-25MPa)

La reacción ocurre con

disminución del número de

moles.

Bajas

temperaturas

Por ser una reacción

exotérmica la constante de

equilibrio disminuye si la

temperatura aumenta.

Aplicando las reglas del equilibrio termodinámico, la formación de

amoníaco se ve favorecida con las siguientes condiciones.

Page 21: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

La gran estabilidad y poca reactividad

del nitrógeno como molécula, hace

necesario que la reacción sea llevada

a cabo a elevadas temperaturas (450-

500ºC) , y sea acelerada utilizando un

catalizador (mezcla con Fe, Mo y

Al2O3).

Equilibrio de la síntesis de amoníaco.

Page 22: Planta Amoniaco

Aspectos Cineticos

La ecuación básica más aceptada para expresar la cinética de la

síntesis de NH3 es la Temkim y Pyzhev (1940).

Esta expresa la velocidad de reacción como función de las

presiones parciales de los reactantes y productos,

Donde K1 y K2 son las constantes de velocidad de las reacciones de

síntesis y descomposición.

5.12

5.1

1

2

3

3

223

H

NH

NH

HNNH

P

PK

P

PPK

t

P

Page 23: Planta Amoniaco

Aspectos Cinéticos

Velocidad de reacción de la síntesis de amoníaco.

Page 24: Planta Amoniaco

Aspectos Cinéticos

Determinación de la máxima velocidad de

reacción de la síntesis de amoníaco.

La alta velocidad de reacción se obtiene

dentro del circuito a una relación inferior a 3.

En la mayoría de los casos la dependencia

optima se encuentra entre 2.7 y 2.9.

Si la relación va por encima de 3.21 y por

debajo de 2.5 la velocidad de reacción en el

convertidor decrecerá y la presión tiende a

subir. Si no se toma las medidas correctivas

durante esta etapa la reacción de síntesis

disminuye gradualmente hasta pararse y el

convertidor se enfriara rápidamente.

Page 25: Planta Amoniaco

Aspectos Cinéticos

Para mantener pequeño el tamaño del equipo, la velocidad de la reacción se

debe aumentar en forma sustancial, ya que el H2 y N2 solo reaccionan muy

lentamente. La síntesis comercial requieren un catalizador eficiente para

aumentar la velocidad de reacción hasta un valor aceptable.

Se han probado más de 20.000 catalizadores para este proceso, pero no se

ha conseguido (aún) ninguno que opere a temperatura ambiente.

Aquellos metales que adsorban N2 , en un proceso de quimisorción

disociativa, presentarán actividad catalítica.

La actividad catalítica presenta determinadas tendencias:

Cr<Mn<Fe Mo<Ru W<Re<Os

Catalizadores

Page 26: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Se han probado catalizadores de varios tipos para el amoniaco, pero en

las plantas se utilizan ahora hierro con promotores adicionales: óxido de

alúmina, de zirconio o de silicio a una concentración aproximada de 3%, y

oxido de potasio mas o menos 1%. Estos evitan el sintetizado y hacen mas

poroso al catalizador.

Es posible que los catalizadores de Fe pierdan rápidamente su actividad si

son calentados a temperaturas por encima de 520ºC.

Los catalizadores también se desactivan por contacto con Cu,P,As,S y CO.

El catalizador se activa por reducción, proceso en el que se forman

partículas de Fe que presentan una serie de poros conectados entre sí, con

una superficie interior del poro de 10-20 m2/g.

.

Page 27: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

El catalizador industrial consiste en un fundido de óxidos de hierro (60-70 %

Fe) mezclados con óxidos de Al, Ca, Mg y K, de tamaño de partícula 6-20

mm. El catalizador se activa por reducción, proceso en el que se forman

partículas de Fe que presentan una serie de poros conectados entre sí, con

una superficie interior del poro de 10-20 m2/g. Esta superficie está

parcialmente recubierta de promotores

de Al2O3, K2O, CaO.

Page 28: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Promotores de la Síntesis de Amoniaco

Favorece la formación de superficies de hierro del tipo

(III), incrementando el área superficial activa de las

partículas del catalizador.

Potasio u

Óxido de potasio

Alúmina

Son promotores electrónicos y su papel está ligado a

facilitar la disociación de moléculas de CO y N2.

Incrementan el calor de adsorción, por lo que aumenta

la velocidad de reacción.

Page 29: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Composición química de los catalizadores industriales para la síntesis de

amoníaco.

Compuesto Tipo no reducido Tipo Pre-reducido

Fe2O3 57.5-70.5 1.1-1.7

FeO 33.9-24.2 14.3-14.6

Fe 0-0.54 79.7-81.6

Al2O3 2.5-3.1 1.5-2.1

CaO 1.8-3.9 0.1-0.2

SiO2 1.8-3.9 0.3-0.7

MgO 0.16-0.70 0.3-0.6

K2O 0.03-0.3 0.1-0.5

Total promotores 0.44-0.65 3.7-4.1

Porosidad 5.5-7.9 40-45

Versión Pre-reducida

Versión No reducida Catalizadores

Page 30: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Reactores

• Dado que la reacción es exotérmica el reactor debe ser diseñado para

prevenir que la temperatura se incremente por encima del nivel donde el

catalizador no pueda resistir.

• Dos tipos de reactores son normalmente disponibles, reactores

tubulares y rectores de lechos múltiples, tres generaciones pueden

distinguirse cronológicamente:

Page 31: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Reactores

• Tubo y carcaza: reactores verticales, capacidades < 600t/día,

presión de operación >30-35MPa abs, y con flujo axial; i.e:

Ammonia Casale y TVA (Tennesse Valley Authority). • Múltiples lechos: con enfriamiento intermedio como es el caso

del BASF, el cual trabaja por inyección de gas de enfriamiento y el

Montecatini el cual trabaja con agua.

Reactores verticales con múltiples lechos catalíticos, para

capacidades de 1500t/día, operando con flujo axial y con una

presión de 20-25 MPa abs. Sistema de enfriamiento por

inyección de gas como el reactor Kellogg, Topsoe (flujo radial),

Ammonia Casale e ICI; o por inyección agua como el UHDE y

C.F. Braun.

•1era. Generación

• 2 da. Generación

Page 32: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Reactores

•Kellogg: sistema horizontal,

flujo axial, lecho catalítico,

enfriamiento con inyección

de gas y baja caída de

presión.

•Topsoe (serie 200):

Vertical, flujo radial, lecho

catalítico, con

intercambiador de calor que

opera con gas de

enfriamiento.

•3era. Generación

Page 33: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Procesos de Obtención

de Amoníaco

Page 34: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Reformado con vapor de gas natural o hidrocarburos ligeros.

Oxidación parcial de fuel oil pesado.

La síntesis del amoníaco es independiente del proceso empleado para el gas

de síntesis, aunque la calidad de este afecta al diseño del bucle de síntesis y a

las condiciones de operación.

Existen 2 procesos principales para producir el gas de

síntesis para el amoníaco:

Page 35: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

* Reformado con Vapor

Page 36: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

* Oxidación Parcial

Page 37: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

La secuencia del proceso para la obtención del amoníaco

anhidro, se podría sintetizar en la siguiente forma:

Hidrodesulfuración

Reformación

Conversión

Lavado y Metanación

Compresión y Síntesis

Page 38: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Hidrodesulfuración

Es la fase inicial del proceso y tiene como finalidad la

preparación del gas natural de alimentación para las plantas de

amoniaco.

Este proceso se divide en dos partes:

Hidrogenación.

Desulfuración.

Page 39: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Hidrogenación

En el proceso de hidrogenación, al gas natural de alimentación

se le agrega una pequeña cantidad de hidrógeno, de forma que todos

los sulfuros orgánicos se convierten en sulfuro de hidrógeno y también

saturar las olefinas que pudieran estar presentes en el gas natural .

El reactor es un hidrogenador que generalmente utiliza

catalizadores de cobalto y molibdeno como elementos activos para

acelerar la velocidad de reacción que allí se producen,

Page 40: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Las reacciones que representan esta sección del H.D.S son:

COS(g) + H2 H2S(g) + CO(g) (Sulfuro de Carbonilo)

RSH(g) + H2 RH(g) + H2S(g) (Mercaptano)

RSR’(g) + H2 RH(g) + R’H(g) + H2S(g) (Sulfuros Orgánicos)

RSSR’(g) + 3H2 (g) RH(g) + R’H(g) + 2 H2S(g) (Sulfuros Orgánicos)

CH2=CH2 (g) + H2 CH3-CH3 (g) ( Olefinas)

Page 41: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Desulfuración

Consiste en remover el azufre contenido en el H2S mediante una reacción con oxido de zinc.

La reacción se realiza mediante un proceso de absorción en los lechos del reactor que es donde se encuentra el catalizador.

Allí, se elimina el azufre que esta presente en la corriente de gas como H2S o como COS que no reaccionó en el hidrogenador. Las reacciones observadas son,

ZnO(s) + H2S(g) ZnS(s) + H2O(g)

ZnO(s) + COS(g) ZnS(s) + CO2(g)

Page 42: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Reformación

La reformación se define como la descomposición química del

gas natural, llevada a cabo mediante la aplicación de calor. Este

proceso también consta de dos etapas o secciones: Reformación

primaria y Reformación secundaria.

Esta descomposición química se logra mediante la aplicación

de calor y mediante la reacción primero con vapor saturado y luego con

aire precalentado.

Page 43: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

CH4 (g) + H2O (g) + calor CO (g) + 3 H2 (g)

CH4 (g) + 2 H2O (g) + calor CO2 (g) + 4 H2 (g)

CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) + calor

2CO (g) C(s) + CO2 (g)

CH4 (g) C(s) + 2H2 (g)

Reformación Primaria

A esta etapa se alimenta el gas desulfurado y vapor saturado en proporción 4:1

( vapor : gas ), una vez precalentada la mezcla , se introduce en el reformador

primario en donde por acción del catalizador y el calor suministrado por los

quemadores ocurren las siguientes reacciones que permiten la formación de H2,

CO y CO2

Page 44: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

En el tope del reformador secundario se produce la liberación del

nitrógeno requerido para la formación del amoníaco a través de las

siguientes reacciones:

2 H2 (g) + O2 (g) + N2 2 H2O (g) + N2 (g) + Calor

CH4 (g) + O2 (g) + 4 N2 2 H2 (g) + 4N2 (g) + CO2 + Calor

CH4 (g) + 2O2 (g) + 8N2 2 H2O (g) + 8N2 (g) + CO2 + Calor

Reformación Secundaria

Page 45: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Como las reacciones anteriores son exotérmicas Suministran el

calor necesario parar reformar casi todo el gas remanente del reformador

primario, a través de las siguientes reacciones ,

CH4 (g) + H2O (g) + calor CO (g) + 3 H2 (g)

CO (g) + H2O (g) + calor CO2 (g) + H2 (g)

Page 46: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Uno de los principales contaminantes de proceso del

producción de Amoniaco (NH3) es el Monóxido de Carbono (CO)

por lo que se hace necesario reducirlo a Dióxido de Carbono (CO2)

el cual puede fácilmente eliminarse por absorción.

Para esta eliminación se utiliza dos convertidores: Uno de

alta temperatura y otro de baja temperatura.

Conversión

Page 47: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

La reacción en ambos equipos es básicamente la misma pero difieren en

los catalizadores empleados y, por supuesto, en las condiciones a las que

opera cada uno.

La reacción química que representa esta etapa, es la siguiente:

En el convertidor de alta temperatura se utiliza un catalizador cuyo

elemento activo es el hierro pero también contiene hierro y alúmina que sirven

para la estabilización térmica del mismo. Estos dos últimos son los llamados

soportes del catalizador y una de las funciones que cumplen es evitar que lo

cilindros de catalizador se escapen del lecho del reactor donde están

contenidos.

CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g) + calor

Page 48: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Conversión de CO a alta temperatura

Catalizador : óxido de

hierro/óxido de cromo

Temperatura : 380 – 450 ºC

Cantidad residual de CO : 2-

3%

Conversión de CO abaja temperatura

Catalizador : óxido de cobre

Temperatura : 200 – 250 ºC

Cantidad residual de CO =

Menor de 0.5%

Page 49: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Esta amina primaria es capaz de absorber el CO2 presente en el gas del

proceso que fluye en contracorriente con la misma según se suceden las

siguientes reacciones:

CO2(g) + H2O(g) → HCO3(g) + H+

RNH2(Ac) + H+ → 2RNH3

RNH2 + CO2 → RNHCOO- + H+

3RNH2 + 2CO2 + H2O → HCO3 + 2RNH3 + RNHCOO-

El proceso de Lavado consta de dos partes : una absorción y una de despojo o

desorción . La absorción se realiza con una solución de aminas , como la MEA

( Mono etanol amina)

Lavado y Metanación

Page 50: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Lavado y Metanación

-La selección del solvente más apropiado

depende de:

•El contenido de CO2 en el gas alimentado.

•La presión de operación.

•El contenido residual de CO2 en el gas

tratado.

•Los costos de energía asociados a la

remoción del CO2.

•La pureza del CO2 como producto.

Elección del solvente adecuado para la

remoción de CO2.

Page 51: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Tipos de absorbentes físicos y temperaturas de operación.

Absorbente Temperatura de

operación (ºC)

Calor absorción

(kcal/Nm3CO2)

Monoetanol amina (MEA) Ambiente 2100-2200

Dietanol amina (DEA) Ambiente ---

MDEA Ambiente 400-500

Selexol 0-5 ---

Metanol 60 ---

Carbonato de potasio 70-90 1100-1200

Page 52: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Metanador

Un reactor especialmente

acondicionado para convertir

los restos de CO y CO2 en

Metano, el cual actúa como

inerte durante la síntesis del

amoníaco.

La reacción que describe este paso es,

CO + CO2 + 7 H2O CH4 + 3 H2O + calor

Page 53: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

El gas de síntesis se comprime a una presión de 2350 lbs/pulg2

para obtener amoniaco con una relación H2/N2=3.

Esta compresión se efectúa en cuatro de las cinco etapas del

compresor centrifugo, la quinta etapa es de recirculación (reciclo).

El proceso de síntesis, en general, comprende tres secciones:

reacción, refrigeración y recuperación.

Compresión y Síntesis

Page 54: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

+

nitrógeno hidrógeno amoníaco

La reacción de síntesis es la siguiente:

El amoníaco se fabrica haciendo reaccionar a gran presión y temperatura nitrógeno e hidrógeno.

Page 55: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Sistema de Refrigeración

A diferencia de los procesos descritos anteriormente , el proceso de

refrigeración es un circuito cerrado, es decir que si se alimenta a sí

mismo para continuar su funcionamiento

La finalidad de este ciclo es condensar el amoníaco líquido que

contiene el gas de síntesis proveniente de los reactores .

Los equipos utilizados para tal fin son , básicamente

intercambiadores de calor de tubo y carcasa , separadores y tanques

de almacenaje.

Page 56: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

El sistema de recuperación de gas de purga consiste en

remover el amoníaco del gas de purga, aprovechando la solubilidad del

amoníaco en agua. El gas libre de amoníaco puede ser utilizado como

gas combustible.

La recuperación del amoníaco producido puede ser realizada por

dos métodos:

•La refrigeración mecánica

* Proceso de absorción/destilación.

Sistema de Recuperación

Page 57: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

Comparación de técnicas de separación del amoníaco.

Condensación Absorción/Destilación

Altos costos de energía a bajas

presiones de síntesis (menores a

100atm).

Costos de energía casi constantes, independientes de

la presión y menores que en el proceso de

condensación a presiones menores a 100atm.

Costos fijos elevados a presiones

menores a 100atm.

Costos fijos casi constantes, independientes de la

presión y menores que en el proceso de

condensación a presiones menores a 100atm.

Económico a altas presiones de

operación (>100atm). Económico a bajas presiones

Consumo total de energía en ciclos

de refrigeración.

Pérdidas elevadas de energía en el proceso de

destilación.

Proceso simple con condensadores y

separadores.

Proceso más complejo con absorbedor, columna de

destilación, bombas, rehervidotes, condensadores y

tambores de reflujo. Además del sistema de

instrumentación asociado.

No existe posibilidad de

envenenamiento del catalizador.

Posibilidad de envenenamiento del catalizador

debido a la presencia de oxígeno en los absorbentes.

Page 58: Planta Amoniaco

Síntesis del Amoniaco

G

R

A

C

I

A

S