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OBTENCIÓN DEL AMONIACO

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on 26 June 2015

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Transcript of OBTENCIÓN DEL AMONIACO

El Amoniaco a temperatura ambiente, es un gas incoloro con un olor muy penetrante e irritante. Se emplea con frecuencia en solución acuosa. Se produce naturalmente por descomposición de la materia orgánica y también se fabrica industrialmente. Es fácilmente soluble en agua y se evapora rápidamente. Generalmente se vende en forma líquida.
Amoniaco
CONDICIONES ÓPTIMAS PARA LA OBTENCIÓN DEL AMONIACO
CONDICIONES ÓPTIMAS PARA LA OBTENCIÓN DEL AMONIACO

El NH3 se obtiene exclusivamente por el método denominado Haber-Bosh (Fritz Haber y Carl Bosh). El proceso consiste en la reacción directa entre el nitrógeno y el hidrógeno gaseosos.
Síntesis Industrial
Altas presiones:
Dada la naturaleza de la reacción, las altas presiones desplazan el equilibrio hacia la formación dela amoniaco. En la actualidad se trabajan a presiones entre 15 y 25 MPa abs para alimentaciones muy puras, incluso algunos procesos trabajan a presiones menores de 5 MPa abs. Sin embargo, ocasiona el uso de mucho más catalizador y más cantidad de gas recirculado no convertido.
Bajas temperaturas:
Por ser una reacción exotérmica la constante de equilibrio disminuye si la temperatura aumenta, por lo que se obtendría un mayor rendimiento de amoniaco si la reacción se llevase a acabo a la menor temperatura posible. Además sería ideal realizarla a bajas temperaturas ya que el punto de ebullición del amoniaco esta alrededor de los -33.5 º C y por consiguiente a medida que se forma se condensaría rápidamente y se eliminaría cómodamente del sistema; el hidrogeno y el nitrógeno seguirán siendo gases a esa temperatura.
Es una reacción muy lenta, puesto que tiene una elevada energía de activación, consecuencia de la estabilidad del N2. La solución de Haber al problema fue utilizar un catalizador y aumentar la presión, ya que esto favorece la formación del producto.
PROCESO PRODUCTIVO
Hay esencialmente 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.
Existen también 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.
Método de Reformado con vapor
Este método es el más usado para la producción de amoniaco. Se parte del gas natural formado por una mezcla de hidrocarburos donde el 90% es metano (CH4) para obtener el H2 necesario para la síntesis de NH3.

Diagrama de bloques-Producción del amoniaco
a partir del Gas de Síntesis


Producción de un gas de síntesis adecuado

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.
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 acabo en dos etapas
Procesos previos a la síntesis
de amoniaco
Reformador primario

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN COL- SEDE CIUDAD OJEDA
Autor:
Vargas, Genesireth C.I: 21.038.691
Profesor: Ing. Adriana Mendez

Ciudad Ojeda, Junio 2015
Proceso de Producción de Amoniaco

El gas junto con el vapor se hace pasar por el interior de los tubos del equipo donde tiene lugar las reacciones siguientes

La reacción global es fuertemente endotérmica, y para conseguir un alto porcentaje de reformado hay que operar a temperaturas superiores a 700ºC. A fin de alcanzar estas temperaturas, la reacción se verifica en un horno donde se quema combustible, circulando los reaccionantes dentro de unos tubos rellenos de catalizador (óxido de Níquel (NiO)), así se favorece la formación de H2.
El gases procedentes del reformador primario, se mezclan con una corriente de aire para proporcionar la cantidad de nitrógeno necesario para el gas de síntesis estequiométrico N2 + 3H2. Además, tiene lugar la combustión del metano alcanzándose temperaturas superiores a 1000ºC.

Reformador Secundario

Los gases procedentes del reformado secundario, contienen cantidades importantes de monóxido de carbono que hay que convertir en hidrógeno por medio de vapor agua, debido a que el CO representa una pérdida potencial de materia prima en la obtención de hidrógeno para la síntesis del amoniaco, siendo por otro lado un veneno para el catalizador. Dentro de la fabricación del amoniaco, la purificación del gas de síntesis representa el 1% del consumo energético total.
Purificación
Etapa de Conversión

Tras enfriar la mezcla se conduce a un convertidor
donde se produce la reacción.

Reacción exotérmica en donde no influye la presión. Esta reacción requiere de un
catalizador que no se desactive con el CO.
Eliminación del CO2
El anhídrido carbónico, formado en las reacciones anteriores, tiene que eliminarse antes de pasar a la etapa de compresión. El CO2 se elimina en una torre con varios lechos mediante absorción con carbonato potásico (K2CO3) a contracorriente, formándose KHCO3 según

También hay que eliminar el monóxido de carbono residual que es peligroso para el catalizador del reactor de síntesis. Desde el punto de vista energético, el proceso más interesante es la metanización catalítica, que no sólo elimina el CO, sino también el CO2 y el O2 residual. Además las reacciones son fuertemente exotérmicas:
Metanización
A continuación el gas se comprime a la presión de 200 atm. Aproximadamente (compresor centrífugo con turbina de vapor) y se lleva al reactor donde tiene lugar la producción del amoníaco, sobre un lecho catalítico.

SÍNTESIS DEL AMONIACO
Gracias
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