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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