CuestionCUESTIONARIO PLANTA UREA Y AMONIACOario Planta Urea y Amoniaco

Preguntas Amoniaco y Urea 1. Qué es gas de síntesis?, realice diagrama de bloques para la obtención. GENERACIÓN DE GAS DE SÍNTESIS. (Método Exxomobil) ExxonMobil ha desarrollado otra tecnología para la generación del gas de síntesis y se ha demostrado a escala piloto, denominada FBSG (“Fluidized Bed Síntesis Gas”). Esta utiliza un reactor de lecho fluidizado con catalizadores de Níquel de 30 a 150 micras de diámetro. El esquema de este proceso se muestra en la siguiente figura 1, y se explica a continuación. Dentro del reactor se lleva a cabo el reformado auto-térmico del gas natural, pero a una temperatura entre 950-1050ºC a 300 psig, por cual el enfriamiento del syngas es más simple que el proceso explicado anteriormente. El gas producido del reactor tiene una composición de: 64.94 % de hidrogeno, 27.60 % de monóxido de carbono, 4.29 % de dióxido de carbono y 3.17 % de metano. Este gas arrastra un pequeña cantidad de catalizadores, por lo cual se utiliza un ciclón para recuperarlos y recircularlos nuevamente al reactor. El syngas es enfriado de la temperatura de reacción (980ºC) hasta 320ºC para prevenir la deposición de carbón en los equipos e eliminar los condesados para su reciclo y eliminar los contaminantes.

Esto proceso presenta la gran ventaja a comparación del reformado autotérmico (ATR) convencional, de que la reacción se lleva a una temperatura mucho más baja, pero

presenta las siguientes desventajas: el porcentaje de conversión de metano es de 9095% a comparación del 98% del ATR convencional, y es altamente sensible al envenenamiento de los catalizadores, por lo cual la calidad de gas natural debe ser muy alta (virtualmente 100% metano).

2. Urea, en qué proceso se encuentra? La síntesis de urea a nivel industrial se realiza a partir de amoníaco (NH 3) líquido y anhídrido carbónico (CO2) gaseoso. La reacción se verifica en 2 pasos. En el primer paso, los reactivos mencionados forman un producto intermedio llamado carbamato de amonio y, en la segunda etapa, el carbamato se deshidrata para formar urea. 3. ESD, en seguridad, definición EMERGENCIA SHUTDOWN. El sistema de instrumentación de seguridad (SIS, por su sigla en inglés) de parada de emergencia (ESD, por su sigla en inglés) está diseñado para evitar o mitigar las consecuencias del funcionamiento de la planta en situaciones de emergencia, los cuales de otra manera ponen en un riesgo inaceptable a la misma planta, al público y al medio ambiente. Tan pronto como se presente una condición peligrosa, el sistema ESD inmediatamente detiene la planta de una manera segura a fin de evitar riesgos mayores. ESD –Puntos para destacar:       

Evita situaciones de peligro Construido para aislar secciones peligrosas de la tubería (para tuberías de gas, también secciones despresurizadas peligrosas) Basado en el estudio HAZOP y diseño adicional Diseñado para detener la planta en forma segura en situaciones disparadoras Las fallas de energía no deben evitar la parada segura Confiabilidad y seguridad extremadamente altas No hay disparos falsos = no hay pérdida de producción

4. Qué es válvula de presión?

Son dispositivos de materiales resistentes a presiones, como a fluidos, son utilizados para: • Limitar la presión máxima de un sistema. • Regular la presión reducida en ciertos circuitos. • Evitar sobrecargas en la bomba. • Absorber picos de presión. 5. De acuerdo al observador, cuales son los tipos de válvulas? • Multigiro (válvulas de movimiemto lineal): El obturador se desplaza siguiendo un movimiento lineal provocado por el empuje que hace su eje al girar sobre una rosca. La operación es lenta, pero permite posicionar de forma precisa y estable el obturador, requesito en algunas válvulas de control. Pueden ser operadas manualmente o mediante un actuador tipo multigiro. Tipos de válvulas: válvula anular, válvula de compuerta, válvula de diafragma, válvula de globo, válvula de cono fijo, válvula de aguja, válvula tipo pinch. • Cuarto de giro (válvula rotativa): El obturador y eje tienen un giro de 0º a 90º desde la posición totalmente abierta a cerrada. Son válvulas de rápida obertura. Pueden ser operadas manualmente o mediante un actuador tipo cuarto-de-giro. Tipos de válvulas: válvula de bola, válvula de mariposa, válvula tipo plug, válvula esférica. 6. Cuáles son los factores a considerar en un reactor? Respuesta: Presión, temperatura, flujo y nivel 7. Características relevantes del amoniaco. El amoníaco anhidro es un gas incoloro, de olor irritante y tóxico con las siguientes propiedades físicas: Temperatura de solidificación (MP) -77,7 ºC Temperatura normal de ebull ición (BP) -33,4 ºC Presión de vapor a 0 ºC 4,2 ata Calor latente de vaporización en el BP 327 kcal/kg Calor latente vaporización a 0ºC 302 kcal/kg Densidad en el BP 0,682 Tm/m3 Temperatura crítica 132 ºC Presión crítica 113 ata

Temperatura de inflamación 651 ºC Por su elevado calor latente de vaporización se utiliza como fluido frigorífico, si bien es peligroso en caso de que se produzcan fugas, por lo que no siempre es recomendable. Es muy soluble en agua, se hidrata formando NH4OH que se ioniza, generando soluciones de fuerte carácter básico. El ión amonio es fácilmente asimilable por las plantas. Por su importancia como nutriente es el segundo producto químico que más se produce industrialmente a escala mundial después del ácido sulfúrico. Es la materia prima para la fabricación del ácido nítrico, del nitrato amónico y otros nitratos inorgánicos, así como de la urea, todos ellos de empleo masivo como fertilizantes. El ácido nítrico es el reactivo imprescindible para la fabricación de nitrocompuestos que encuentran aplicación en la industria de los plásticos (isocianatos de los que se derivan los poliuretanos), las pólvoras y los explosivos (nitroglicol y nitroglicerina para las dinamitas), fármacos, colorantes y otros muchos productos de química fina. La producción mundial de amoníaco se estima en 140 MTm/a, en rápido crecimiento, a partir de gas natural y nitrógeno del aire en plantas de capacidad por encima de las 650 Tm/d, pero que pueden llegar a los 2.000 Tm/d. El gas natural se reforma primero en un horno alotérmico y, seguidamente, en otro autotérmico en el que se introduce el aire que aporta el nitrógeno. Su localización predominante es en la proximidad a los pozos de petróleo, cuyo gas asociado es una materia prima barata. Por añadidura, el amoniaco líquido se almacena y transporta mucho más fácilmente que el gas natural y tiene un mercado muy amplio y transparente. Se almacena en grandes tanques criogénicos a la presión atmosférica (a temperaturas del orden de-33ºC), en esferas semicriogénicas a 4,2 ata (a 0ºC) y en recipientes a presión que en verano pueden alcanzar presiones del orden de 15-20 ata. Tanto los tanques criogénicos como los semicriogénicos deben contar con aislamientos térmicos eficaces y sistemas de licuación de emergencia. 8. Diferencia entre catalizador, lecho fluidizado y lecho filtrante. http://proindusitriales.blogspot.com/2013/05/fludizacion.html

*Lecho fluidizado La fluidización es un proceso por el cual una corriente ascendente de fluido (líquido, gas o ambos) se utiliza para suspender partículas sólidas. Desde un punto de vista macroscópico, la fase sólida (o fase dispersa) se comporta como un fluido, de ahí el origen del término "fluidización". Al conjunto de partículas fluidizadas se le denomina también "lecho fluidizado".

Los lechos fluidizados tienen variedad de aplicaciones, entre las cuales se pueden mencionar: Clasificación mecánica de partículas según su tamaño, forma o densidad. Lavado o lixiviación de partículas sólidas. Cristalización. Adsorción e intercambio iónico. Intercambiado de calor en lecho fluidizado. Reacciones catalíticas heterogéneas (incluyendo la descomposición catalítica del petróleo). Combustión de carbón en lecho fluidizado. Gasificación de carbón en lecho fluidizado. Bioreactores de lecho fluidizado. *Catalizador Es una sustancia que incrementa la velocidad a la que se produce una reacción química sin consumirse en la reacción. La catálisis es crucial para la industria química, los catalizadores permiten que las reacciones químicas se produzcan con velocidades lo suficientemente altas como para que sean viables industrialmente, o en condiciones experimentales menos exigentes. *Lecho filtrante

9. Esquema del proceso de producción de Urea y Amoniaco

10. Qué es Lazo de Control?

http://es.slideshare.net/JELEstrada/lazo-de-control http://es.slideshare.net/werl96/controladores-automaticos-45991647 En teoría de control y en general en instrumentación industrial se conoce como lazo de control o "Control Loop" a un conjunto de componentes que consta de: Elemento sensor, transductor de señal, receptor de señal, comparador de punto de ajuste, mecanismo de control (neumático, electrónico, etc.) y elemento final de control (válvula, calentador, interruptor, etc.) y que están configurados en forma de circuito de tal manera que la señal de control es transmitida al elemento final de control para ajustar el proceso a un punto de consigna dependiendo de la magnitud del estímulo generado por el proceso. 11. Realizar el árbol petroquímico del Amoniaco y Urea

12. Explique la zona de purificación del gas Natural en petroquímica Repuesta: La zona de purificación es la Desulfurización (Ver en diapositivas de Henry lapaca)

13. Que es un Sistema de Control de Procesos?

El sistema de control nos permitirá una operación del proceso más fiable y sencilla, al encargarse de obtener unas condiciones de operación estables, y corregir toda desviación que se pudiera producir en ellas respecto a los valores de ajuste. La implantación de un adecuado sistema de control de proceso, que se adapte a las necesidades de nuestro sistema, significará una sensible mejora de la operación. Principalmente los beneficios obtenidos serán: + Incremento de la productividad + Mejora de los rendimientos + Mejora de la calidad + Ahorro energético + Control medioambiental + Seguridad operativa + Optimización de la operación del proceso/ utilización del equipo + Fácil acceso a los datos del proceso. 14. Mencione los parámetros de control Los principales parámetros en un sistema de control son: 1. Mantener el sistema estable, independiente de perturbaciones y desajustes. 2. Conseguir las condiciones de operación objetivo de forma rápida y continua. 3. Trabajar correctamente bajo un amplio abanico de condiciones operativas. 4. Manejar las restricciones de equipo y proceso de forma precisa. 15. Explique los tipos de flujos que presenta en tuberías y como se determina? El número de Reynolds, parámetro adimensional, utilizado para distinguir entre un flujo laminar y turbulento, se define como la relación entre el momento de fuerzas del fluido y las fuerzas viscosas o de corte.

16. Explique el Ciclo de Carnot