Obtencion de Amoniaco A Partir de Gas Natural

 

OBTENCION DE AMONIACO A PARTIR DE GA GAS S NA NATU TURA RALL

PROYECTOS DE INVERSION Isacupe Isacu pe Huaman Huaman César Esteb Esteban an

 

CONTENIDO 1. Ma Matter eria iass Prim Primas as 2. Proceso 3. Lic Licen encia ciass y T Tecn ecnolo ología gíass 4. Con Condi dicio cione ness de Oper Operaci ación ón 5. Mercado 6. Con Conclu lussio ion nes 7. Bib Bibli lio ografía

 

1. Materias Primas •

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La materia prima preferida para la producción ción de amoniaco es el petróleo y gas natu naturral al,, si sin n embar bargo se util utiliz izan an ca carb rbón ón,, naft nafta a y acei aceitte com ombu busstibl tible e. El 77% de la producción mundial de amoniaco emplea Gas Natural como mate ma teria ria prima. prima. Las previsiones son que el gas natural siga siendo materia prima principa ipal dur ura ante por lo menos 50 años. En el Perú se tiene grandes reservas de gas en la zona conocida como el gran Camisea (Lote 56, Lote 57, Lote 58 y Lote 88)

 

1. Materias Primas

 

2. Proceso •

La síntesis industrial se obtiene exclusivamente exclusivamente por el método denominado Haber Bosch. El proceso consiste en la reacción directa entre el nitrógeno e hidrógeno gaseoso.

Kj N   g + H    g ⇆ 2NH   g

∆H° = 46.2

Kmol

∆S° < 0 •

Es exotérmica por lo que un excesivo aumento de temperatura no favo fa vore rece ce la form formac ació ión n de amon amonia iaco co..

25°C → K = 6.8 6.8 ∗ 10 atm 450° 45 0°C C → K = 7.8 7.8 ∗ 10− atm

 

2. Proceso •

•

Sin embargo la velocidad de formación del NH3 a temperatura ambiente es casi nula, una reacción muy lenta puesto que tiene una energía de acti ac tiv vació ación n ele elevada, ada, co cons nsec ecue uenc ncia ia de la est estabil abilid idad ad del del N2. N2. 1)

Usa un catalizador (oxido de hierro que se reduce a hierro en la atmo at mosf sfer era a de H2). H2).

2)

Trabajar a altas presiones, ya que esto favorece la formación del producto.

Convertir el trabajo de Haber en un proceso de fabricación fue realizado porr Carl po Carlos os Bosh Bosh,, in inge geni nier ero o quím químic ico o de BAS ASF F.

 

2. Proceso

 

2. Proceso •

El proceso de reformado con vapor consta de las las etap etapas: as: 

TRATAMIENTO DEL GAS NATURAL.



PRODUCCION DEL H2 Y N2



SINTESIS DEL AMONIACO

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as

Fuente Chemysistems

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as •

Plantas con Tecnología Haldor Topsoe

Fuente: www.Topsoe.com

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as •

Plantas con Tecnología KBR

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as •

TECNOLOGIA HALDOR TOPSOE 

I. II II..

Purific ifica ació ión n de la alim limen enttació ión n. Refor orma mado do pr prim imar ario io y secu secund ndar ario io..

II III. I. Co Conv nver ersi sión ón C CO O (C (Cam ambi bio o de d dos os e eta tapa pas) s).. IV. Reti tirro de CO2. V.

Metanación.

VI.. Sín VI Sínte tesis sis del A Amo moni niac aco o y ccon onden densac sación ión..

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as I.

Purificación de la alimentación

Remover el azufre, para evitar el envenenamiento Remover envenenamiento del catalizador de Níquel del reformador primario, dado que las empresas distribuidoras añades compuestos sulfurados para olorizarlo.

R  SH ⟶ RH RH + H S H S + ZnO ⟶ H O + ZnS 

Hidrogenacion Adsorción



En la reacción de Hidrogenación se usa un cataliz catalizador ador de Co-MO Co-MO

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as II. Reformado La alimentación para los reformadores puede ser Gas Natural , GLP, Nafta o Gases de refinería. Una vez adecuado el Gas Natural se somete a un reform reformado ado con vapor de agua (craqueo – ruptura de moléculas de CH4). La relación de mezcla Gas Natural, Vapor Vapor de Agua (1 : 3.3), el cu cual al se da en 2 etapas. -Reformado Primario -Reformado -Ref ormado Secundario

SUST.

N2

H2

CO

CO2

CH4

H2O

Ar

COMP.

12.7%

31.5%

6.5%

8.5%

0.2%

40.5%

0.1%

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as  –

Reformador Primario:

Toma lugar sobre un catalizador de níquel en tubos verticales, la calor es suministrada por combustión interna. Reacciones fuertemente fuertemente endotérmicas se llevan a cabo a 800°C y catalizadas cataliz adas por oxido de níquel (NiO)

  +   ⇌  + 3

 

  + 2  ⇌   + 4  –

Δ = 206 206  

∆ = 166 166

   

Reformador Ref ormador Secundario

La corriente de salida anterior, se mezcla con aire de esta manera aportamos el N2. Además tiene lugar la combustión del metano alcanzándose temperatura temperatura de 1000°C

  + 2   ⇌   + 2 

Δ < 0

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as III. Conversión CO El CO y CO2 son venenos para los catalizadores catalizadores para los síntesis de amoniaco y deben ser removidos.

CO + H O ⇌ CO  + H

 

∆H = 

41KJ Kmol

A 400°C con Fe O    Cr  O como catalizador

A 225°C con un catalizador mas activo y mas ZnO resistente al envenenamiento Cu  Zn

75% Conversión Conversión casi completa

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as IV. Retiro de CO2 Las tecnologías para retiro de CO2 

aMDEA

Metildietanolamina Metildietanolami na activado como absorbente ofrecida por BASF 

Benfield

Carbonato de Potasio caliente activado como absorbente ofrecida por UOP 

Giammarco-Vetrocoke

Carbonato de Potasio caliente activado como absorbente ofrecida por Giammarco-Vetrocoke.

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as V.

Metanación

Después del retiro de CO2, existen pequeños rastros rastros de CO y CO2 no convertidos, el retiro retiro final ocurren con las reacciones siguientes: sig uientes:

C O + 3 H   ⇌ CH   + H O CO + 4 4H H   ⇌ CH  + 2H O Proceso sobre lecho catalítico de Ni (300°C) El contenido de CO y CO2 es reducido a menos de 5 ppm.

 

3. Licencias y T Tecnologí ecnologías as VI. Sín Síntesis sis de del Am Amon onia iacco *Pre Previam viame ente se pasa pasa por por un cicl ciclo o de compresión, las reacción de o besio teione ncnes iósn y alta susctemp edmper e erat a uras al.tas pres pr altas te atur as. *Posteriormente se inicia un proceso de condensación para la obte ob tenc nció ión n del del Amon Amonia iaco co.. *Posteriormente siguen lo s tambores reductores de presión parra el refluj pa flujo o del del proc proces eso. o.

 

4. Condiciones de Operación

 

5. Mercado MERCADO GLOBAL

 

5. Mercado MERCADO GLOBAL

 

5. Mercado MERCADO GLOBAL

 

5. Mercado MERCADO LATINOAMERICANO Capacidad Instalada-Plantas de Amoniaco 2002

 

5. Mercado MERCADO LATINOAMERICANO Producción-Venta Amoniaco 2002

 

5. Mercado MERCADO PERU

 

5. Mercado MERCADO PERU Reporte de Importaciones Nitrato de Amonio, Sulfato de Amonio, Urea

 

6. Conclusiones 

La producción de fertilizantes fertilizantes en el Perú es casi insignificante, por lo que urge la creación de un complejo petroquímico para el abastecimiento abastecimiento de este insumo.



En el Perú existe un potencial gasífero, gasífero, en la zona conocida como el gran Camisea (Lote 56,57,58 y 88), potencial para el desarrollo de la petroquímica del metano y el desarrollo de plantas p lantas de amoniaco.



La síntesis se lleva a cabo a altas P y altas T, T, con un alto reciclo al proceso de H2 y N2 por lo que existe un desarrollo de tecnologías nuevas para la





mejora del proceso en esta sección. El proceso de reformado con vapor constituye un 86% del proceso de obtención de Amoniaco, por lo que qu e constituye el método mas importante en la obtención de este producto. Haldor Topsoe Topsoe es la licenciante pionera en la producción mundial del amoniaco, cuenta con una tecnología de vanguardia y catalizadores catalizadores propios en cada etapa del proceso.

 

7. Bibliografía •

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Industrialización y valorización del gas Natural de Camisea: Petroquímica Básica en Fertilizantes; Maraniela Marmie Janampa 2010 www.cybertesis.com.pe Revamping de una planta de producción de Amoniaco; Universidad Politécnica de Cartagena 2009 www.repositorio.upct.es La producción de Fertilizantes a partir del Gas Natural Agosto 2009; Instituto Politécnico Nacional, De León L eón Vásquez Emperatriz www.tesis.bnct.ipn.mx Ammonia and Urea Strategic Business Analysis October 2013 www.chemsystems.com Yara Fertilizer Industry Handbo Handbook; ok; February 2014 www.yara.com A new Industry benchmark for Ammonia production February 2014; David J. Bray www.Topsoe.com Start Up of the World largest Ammonia plant 2 2001; 001; Mr Mr.. Naoya Okuzumi www.Topsoe.com Ammonia Production from gas natural (Haldor Topsoe Process) July 2014; National Fertilizers Limited Bathinda; Gaurav Soni. www.slidshare.com

 

MUCHAS GRACIAS