Amoniaco en la industria

UPME

ELABORADO POR: UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO GRUPO DE GESTIÓN EFICIENTE DE ENERGÍA, KAI: DR. JUAN CARLOS CAMPOS AVELLA, INVESTIGADOR PRINCIPAL. MSC. EDGAR LORA FIGUEROA, COINVESTIGADOR. MSC. LOURDES MERIÑO STAND, COINVESTIGADOR. MSC. IVÁN TOVAR OSPINO, COINVESTIGADOR. ING. ALFREDO NAVARRO GÓMEZ, AUXILIAR DE INVESTIGACIÓN. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN ENERGÍAS,GIEN: MSC. ENRIQUE CIRO QUISPE OQUEÑA, COINVESTIGADOR. MSC. JUAN RICARDO VIDAL MEDINA, COINVESTIGADOR. MSC. YURI LÓPEZ CASTRILLÓN, COINVESTIGADOR. ESP. ROSAURA CASTRILLÓN MENDOZA, COINVESTIGADOR. ASESOR MSC. OMAR PRIAS CAICEDO, COINVESTIGADOR. UN PROYECTO DE LA UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO ENERGÉTICA DE COLOMBIA (UPME) Y EL INSTITUTO COLOMBIANO PARA EL DESARROLLO DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA.“FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS” (COLCIENCIAS).

CONTENIDO Pág. 1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………. 1 2. PROCESO PRODUCTIVO………………………………………………… 4 2.1 PRODUCCIÓN DEL GAS SÍNTESIS POR REFORMADO CON VAPOR………….. 4 2.1.1 Desulfuración…………………………………………………………….. 4 2.1.2 Reformado con Vapor…………………………………………………... 4 2.2 PURIFICACIÓN DEL GAS DE SÍNTESIS……………………………………….. 7 2.2.1 Etapa deConversión……………………………………………………. 8 2.2.2 Etapa de Eliminación del CO2………………………………………….. 9 2.2.3 Etapa de Metanización…………………………………………………. 9 2.3 SÍNTESIS DEL AMONIACO……………………………………………………. 9 2.3.1 Factores que Influyen en el Consumo Energético…………………… 10 3. DISTRIBUCIÓN DE LOS CONSUMOS DE ENERGÍA………………….. 12 4. MEDIDAS DE AHORRO DE ENERGÍA…………………………………… 13 4.1 MEJORAS EN LA COMBUSTIÓN………………………………………………. 13 4.2 REFORMADO PRIMARIO DE TIPO INTERCAMBIO DE CALOR CONRECUPERACIÓN DE CALOR RESIDUAL……………………………………… 13 4.3 MÁXIMA RECUPERACIÓN DE CALOR HORNO DE REFORMADO……………... 14 4.4 RECUPERACIÓN CONDENSADOS DE VAPOR…………………………………16 4.4.1 Recuperación de Calor de Purgas…………………………………….. 16 4.4.2 Recuperación de Condensados a Presión…………………………… 17 4.5 REACTOR CONVERTIDOR ISOTERMAL DE CO………………………………. 18 4.6 RECUPERACIÓN CRIOGÉNICA DEL HIDRÓGENO DEL GAS DE PURGA………. 194.7 REACTOR DE OXIDACIÓN DE CO……………………………………………. 19 4.8 REACTOR DE SÍNTESIS DE ALTO ÍNDICE DE CONVERSIÓN…………………. 20 4.9 MOTORES DE ALTO RENDIMIENTO………………………………………….. 20 4.10 VARIADORES DE FRECUENCIA…………………………………………….. 21 5. ASPECTOS AMBIENTALES GENERALES……………………………… 22 5.1 ESTRATEGIAS PARA PROMOVER LA MINIMIZACIÓN EN ORIGEN DEL IMPACTO AMBIENTAL………………………………………………………... 23 5.1.1 Optimización de lasMaterias Primas Empleadas…………………… 23 5.1.2 Optimización de las Técnicas de Producción………………………… 24 5.1.3 Optimización de los Sistemas de Distribución……………………….. 24 5.2 PRODUCCIÓN DE AMONIACO POR BIOTECNOLOGÍA………………………… 24 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………. 26 _____________________________________________ AHORRO DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL AMONIACO i

1.

INTRODUCCIÓN

Elamoniaco, es uno de los productos intermedios más importantes de la industria química. La mayor parte del amoniaco (80%) se destina a la fabricación de fertilizantes, como: Nitrato amónico: NH4NO3 Sales amónicas: (NH4)2SO4, (NH4)3PO4 Urea: (NH2)2C=O Otros usos del amoníaco incluyen: Fabricación de HNO3. Explosivos. Caprolactama, nylon. Poliuretanos. Gas criogénico por su elevado poder de vaporización.Productos de limpieza domésticos tales como limpiacristales. Por lo tanto su costo energético influye de manera importante en los otros sectores de la industria química. Síntesis Industrial 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

3H 2 ( g )

N 2 (g)

2NH3 ( g ) Calor

Es una reacción exotérmica por lo que un excesivo aumento de temperatura no favorece la formación de amoníaco 25 ºC K = 6,8x105 atm. 450 ºC K = 7,8x10-2 atm. Sin embargo, la velocidad a la que se forma NH3 a temperatura ambiente es casi nula. Es una reacción muy lenta, puesto que tiene una elevada energía de activación, consecuencia de...