PROPUESTAS Y SELECCIÓN DE TECNOLOGÍA

PROPUESTAS Y SELECCIÓN DE TECNOLOGÍA

1.

PROPUESTAS DE TECNOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE AMONIACO:

A continuación se describe las principales tecnologías para la obtención de amoniaco:

1.1. TECNOLOGÍA UHDE GMBH Aplicación: Este proceso se utiliza para producir amoniaco a partir del gas natural, GNL, GLP o nafta. Otros hidrocarburos, carbón, petróleo, residuos de metanol o purga de gas también son posibles como materias primas con ciertas adaptaciones. Este proceso utiliza la reformación convencional con vapor para la generación de gas de síntesis y un circuito de síntesis de amoníaco. Está optimizado con respecto al bajo consumo energético y la máxima fiabilidad. La planta más grande de un solo tren construido por Uhde con una síntesis convencional tiene una capacidad nominal de 2.200 toneladas métricas por día. Sin embargo para capacidades superiores es recomendable el Proceso de doble presión Uhde. Descripción:

Fuente: Petrochemical Processes Handbook

Las materias primas (por ejemplo gas natural) son desulfuradas, mezcladas con vapor de agua y se convierten en gas de síntesis sobre un catalizador de níquel de aproximadamente 40 bar y 800 ºC a 850 ºC en el reformador primario. El reformador de vapor Uhde es un reformador con tubos de acero micro aleación y un sistema propio “cold outlet manifold”, lo que mejora la fiabilidad. En el reformador secundario, el aire de proceso es admitido en el gas de síntesis a través de un sistema de boquilla especial dispuesta en la circunferencia de la cabeza del reformador secundario que proporciona una mezcla perfecta de aire y gas. Con la generación de presión alta (HP) y sobrecalentamiento garantizan el uso máximo de calor para lograr un proceso eficiente de energía optimizada. El CO se convierte en CO2 y en el cambio de LT sobre los catalizadores convencionales. El CO2 se retira en una unidad de lavado, que normalmente es la BASF- MDEA o el proceso UOP-Benfield. Los óxidos de carbono restantes se reconvirtieron en metano en la metanización catalítica hasta niveles de ppm. La síntesis de amoníaco utiliza dos convertidores de amoníaco con tres lechos de catalizador. El calor residual se utiliza para la generación vapor de alta presión y los generadores de vapor de recuperación de calor con agua de alimentación integrada van al precalentador de caldera que contiene una placa de tubos refrigerados especiales para minimizar la temperatura de la piel y las tensiones materiales. Los convertidores mismos tienen el concepto de flujo radial para minimiza la caída de presión en el circuito de síntesis y permite tasas de conversión máxima de amoníaco. El amoníaco líquido se separa por condensación desde el circuito de síntesis y será subenfriado y luego llevado al almacenamiento, o se transporta a temperatura moderada para los consumidores subsiguientes. El vapor de amoníaco y gases de purga se tratan en un sistema de lavado y una unidad de recuperación de hidrógeno (no mostrado), y los restos se utilizan como combustible. Plantas comerciales: Entre 1998 y 2010 se han construido nueve plantas de amoniaco, y seis instalaciones están bajo la ingeniería o construcción con capacidades que van desde 600 tpd métrica hasta 2, 200 tpd métrica.

1.1.1. AMONIACO DUAL PRESSURE PROCESS Aplicación: producción de amoníaco a partir de gas natural, GNL, GLP o nafta. El proceso utiliza vapor convencional de reformación para la generación de gas de síntesis en la parte delantera del proceso, mientras que la sección de síntesis comprende una siguiente sección seguido del circuito de síntesis. De este modo se optimiza las plantas de amoniaco para producir grandes capacidades. La primera planta sobre la base de este

proceso será la planta de amoniaco SAFCO IV en Al-Jubail, Arabia Saudita, que está actualmente en construcción. Este concepto es la base de las plantas, incluso más grandes (4.000-5.000 tpd).

Descripción:

Fuente: Petrochemical Processes Handbook

El material de alimentación (por ejemplo gas natural) se desulfura, mezclado con vapor de agua y se convierte en gas de síntesis sobre catalizador de níquel a aproximadamente 42 bar y 800 °C a 850 °C en el reformador primario. El reformador de vapor Uhde es un reformador con tubos de acero micro aleación y un sistema propio “cold outlet manifold”, lo que mejora la fiabilidad. En el reformador secundario, se admite aire de proceso en el gas de síntesis a través de un sistema de boquilla especial dispuesta en la circunferencia del cabezal del reformador secundario que proporciona una buena mezcla de aire y gas.

La generación de vapor de alta presión (HP) sobrecalentado garantiza la máxima recuperación de calor del proceso para lograr un proceso eficiente con optimización de energía. Conversión de CO se logra en el HT y LT Shift sobre un catalizador estándar, mientras que el CO2 se elimina en la unidad de lavado mediante el proceso BASF- MDEA, por el proceso UOP-Benfield o por UOP-Amine Guard process. Los óxidos de carbono remanentes se convierten a metano por metanización catalítica hasta quedar niveles de ppm. El circuito de síntesis de amoníaco utiliza dos etapas. El gas se comprime en dos etapas con refrigeración intermedia. La presión de descarga de este compresor es de aproximadamente 110 bar. Una vez enfriado pasa convertidor, en este lugar produce un tercio del total de amoníaco. El efluente de este convertidor se enfría y la mayor parte del amoníaco producido se separa del gas. En el segundo paso, el gas de síntesis restante es comprimido a la presión de funcionamiento del sistema de síntesis de amoniaco (aproximadamente 210 bar) en la carcasa de HP del compresor de gas de síntesis. Esta carcasa de HP funciona a una temperatura mucho más baja que la usual. La presión del sistema de síntesis se logra mediante la combinación de la segunda carcaza refrigerada del compresor de gas de síntesis y una presión frontal ligeramente elevada. El amoníaco líquido se separa por condensación a través de una sección, el circuito de síntesis es subenfriado y dirigido a almacenamiento, o si no se lleva a temperaturas moderadas para otros consumidores. Vapores de amoniaco y gases de purga se tratan en un sistema de lavado y una unidad de recuperación de hidrógeno (no mostrada), los gases restantes se utilizan como combustible. Economía: las cifras de consumo típicas (alimentación + combustible) son de 6,7 a 7,2 Gcal por tonelada de amoniaco y dependerá del concepto de planta individual, así como las condiciones locales. Plantas comerciales: La primera planta sobre la base de este proceso es la planta SAFCO IV amoniaco con 3.300 tpd métrica en AI-Jubail, Arabia Saudita, en funcionamiento desde el 2006. Una segunda planta se encuentra en construcción. Licenciante Uhde GmbH

1.2. TECNOLOGÍA HALDOR TOPSOE A / S Aplicación: Para producir amoniaco a partir de una variedad de material de alimentación hidrocarbonado que van desde el gas natural a la nafta pesada utilizando la tecnología de amoníaco de baja energía Topsoe. Descripción:

Fuente: Petrochemical Processes Handbook Gas Natural u otra materia prima de hidrocarburo se comprime (si se requiere), se desulfura, se mezcla con vapor y luego se convierten en gas de síntesis. La sección de reformación comprende un pre-reformador (opcional, pero da beneficios particulares cuando el material de alimentación son hidrocarburos pesados o nafta), un reformador tubular y un reformador secundario, donde se añade aire de proceso. La cantidad de aire se ajusta para obtener una relación de H2/N2 de 3.0 como se requiere por la reacción de síntesis de amoniaco. El reformador tubular de vapor es propiedad de Topsoe. Después de la sección de reformado el gas de síntesis se somete a alta y baja temperatura de conversión shift, la eliminación de dióxido de carbono y metanización. El gas de síntesis se comprime a la presión de síntesis, que típicamente varía desde 137 bar hasta 216 bar y se convierte en amoniaco en un circuito de síntesis utilizando convertidores radiales de flujo de síntesis, ya sea el de tres lechos S-300 o S-350, el concepto de uso de un convertidor S-300 seguido por una caldera de vapor o sobrecalentador, y de un lecho convertidor S-50. El producto amoníaco se condensa y se separa por refrigeración. Este proceso de diseño es flexible, y cada planta de amoniaco será optimizado para las condiciones locales mediante el ajuste de diversos parámetros del proceso. Topsoe suministra todos los catalizadores utilizados en las etapas de proceso catalítico para la

producción de amoníaco. Las características tales como la inclusión de un prereformador, la instalación de un quemador en forma de anillo con boquillas para el reformador secundario y la actualización a un convertidor de amoniaco S-300, todas las características serán facilitar el mantenimiento y mejorar la eficiencia de la planta. Plantas comerciales: Más de 60 plantas utilizan el concepto de proceso Topsoe. Desde 1990, el 50% de la nueva capacidad de producción de amoníaco se ha basado en la tecnología de Topsoe. Las últimas plantas construidas tienen capacidades de 650 TMPD hasta más de 2000 TMPD y ya se encuentra disponible el diseño de nuevas plantas con una capacidad aún mayor.

1.3. TECNOLOGÍA KBR La empresa KBR Energy and Chemicals es licenciante y posee tecnología propia para la producción de amoníaco, ofreciendo tecnología para plantas con capacidades que se encuentren en el rango de los 500 a 4.000 TM/D. Dicha empresa posee la tecnología para los procesos KRES, Purificador y KAAP, que a su vez forman parte del proceso Tecnología KAAPplus. El proceso KRES, reemplaza al tradicional reformador primario por un equipo mucho más simple reduciendo el costo del capital de la planta. Los tubos radiantes del reformador tradicional son reemplazados por una única y robusta carcaza y por intercambiador de tubos de reformado. Los tubos son empaquetados con el catalizador de reformado convencional y el calor para conducir la reacción de reformado en los tubos es suministrada por el gas efluente del reformador adiabático (ATR), el cual opera paralelamente con el intercambiador de reformado. Con la finalidad de obtener suficiente calor para la conducción de la reacción, el ATR se alimenta con el exceso de aire de proceso, siendo este alrededor del 50 % más que el exceso de aire requerido para el balance del nitrógeno.

El KBR Purificador, tecnología criogénica del purificador del KBR elimina impurezas del gas de síntesis y en forma simultánea ajusta la relación hidrógeno / nitrógeno de 3 a 1.

Utiliza un cambiador de reformación en lugar de un reformador primario, se cree que es la planta de menor consumo de energía en el mundo. Proceso Purifier A partir de gas natural o de nafta, el proceso purificador va reformando metano con vapor (SMR) se utiliza para producir gas de síntesis una caja fría de purificador criogénico. Tales plantas tienen típicamente un horno reformador primario suave seguido por un reformador secundario utilizando el exceso de flujo de aire del proceso, 50% más que las plantas convencionales. Después de procesar el gas reformado en bruto a través de varias unidades, una mezcla de gas de síntesis en relación molar deseada de H2/N2 3:1 se produce en la salida del purificador como se muestra en la figura-A. La composición es estable ya que el gas de síntesis se lava con nitrógeno líquido en el interior de la caja fría purificador. El contenido de gas de convertidor de amoniaco se mantiene mediante la purga de gas que se alimenta a la caja fría purificador para maximizar la recuperación de H2.

Fig-A. La producción de gas de síntesis mediante proceso purificador de vapor de metano basado en la reforma

Plantas comerciales: En 2003 puso en marcha dos plantas en China, la primera planta KBR purificador, con una capacidad de 1.500 t / día para la unidad de CNOOC en la isla de Hainan. Liaohe Tongda en Panjin se puso en marcha después de haber sido renovado

con la reforma del sistema de intercambiador de KBR (KRESTM). KBR tiene ahora combinado estas dos tecnologías en una sola hoja de flujo de llamada PURIFIERplusTM.

La Síntesis KAAP utiliza el catalizador de KAAP de rutenio en lecho de carbón logrando trabajar a bajas presiones de operación y alcanzando una actividad superior de hasta veinte veces en comparación del uso tradicional del catalizador de hierro-magnetita. Consecuentemente, la presión del proceso de síntesis baja a cerca de 90 bar, lo que significa ahorros significativos en costo de capital y mantenimiento del proceso. Por lo que podemos decir que las ventajas de la tecnología de KAAP incluyen:   

Un compresor de gas de síntesis que reduce los costos de capital, el funcionamiento y mantenimiento. Costo de capital reducido debido a la baja presión de diseño. Conversiones más altas del amoníaco con volúmenes reducidos de catalizador.

Cabe señalar que KBR fue elegido para diseñar, construir y operar una planta de amoniaco en Egipto de capacidad de 2000 TM/D representando en el año 2006 uno de las más grandes aplicaciones de la tecnología KAAP realizada por dicha empresa.

A parte de estos procesos también debemos mencionar uno que genera mucho más beneficios en su operación, el proceso KAAPplusTM. A continuación se observa un diagrama del proceso indicado anteriormente:

2.

SELECCIÓN DE TECNOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE AMONIACO:

La distribución de las tecnologías en el mercado de los principales licenciantes está de la siguiente manera: Licenciantes de amoniaco en el mercado Otros 8% Uhde 16%

KBR 29%

Haldor Topsoe 47%

Examinadas las características técnicas de procesos modernos de bajo consumo de energía ofrecidos por los principales licenciadores de tecnología de Amoníaco (Haldor Topsoe, KBR, Uhde). En base a la información técnica disponible, se establece que los procesos para amoniaco de los licenciantes existentes, presentan similitudes en los aspectos de desarrollo de equipos de proceso, rendimiento, optimización energética, gama de capacidades aplicables y consumo de servicios. A continuación se evalúa para los tres licenciantes:

Tecnología Criterio Facilidad de implementación en Perú Capacidad de plantas realizadas Información disponible Consumo energético Experiencia en plantas similares Facilidad de simular Total

Haldor Topsoe 3 5 2 4 5 5 24

KBR

Uhde

3 5 2 5 5 5 25

3 3 1 4 3 5 19

Por lo tanto se utilizará la licencia de KBR, Tecnología Purificador como referencia.

3.

PROPUESTAS DE TECNOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE UREA:

Se presentan los principales licenciantes de urea:

3.1.TECNOLOGÍA SAIPEM Aplicación: Produce Urea a partir de amoniaco y dióxido de carbono usando un proceso de stripping de amoniaco. Descripción:

Fuente: Petrochemical Processes Handbook Amoniaco (NH3) y dióxido de carbono (CO2) reaccionan a 150 bar para producir urea y carbamato de amonio. La conversión en el reactor es muy alta favorecida por un ratio de

NH3/CO2 de 3.3 ~3.5:1 y una temperatura de operación de 180 C a 190 C. Con estas condiciones se previene problemas de corrosión. El carbamato es descompuesto en tres etapas a diferentes presiones: en el stripper a la misma presión que el reactor, en el descomponedor de media presión a 18 bar y en el descomponedor de baja presión a 4.5 bar. Los reactantes que no se han transformado en urea son recirculados al reactor por medio de un eyector. Los equipos principales son instalados al nivel del suelo, esta disposición es esencial para las plantas grandes. Los intercambiadores de calor están especialmente desarrollados para usar una baja energía. Cualquier acabado del producto puede ser acoplado a la síntesis: Prilling y granulado, ambos directamente o por cristalización. La planta está completamente libre de problemas de contaminación. Todos los venteos son eficientemente tratados o quemados para descargar a la atmósfera prácticamente libre de amoniaco o urea. Las aguas residuales del proceso se hidrolizan dentro de la planta para lograr agua en especificación para alimentación a la caldera y recuperar el amoniaco y dióxido de carbono. La tecnología de granulación de snamprogetti es aplicada en plantas operativas de 1650 tpd desde 1990. Economía: La materia prima utilizada para producir 1000 kg de urea (tipo prilling) son las siguientes:

INSUMOS Y MATERIA PRIMA Amoniaco (kg) Dióxido de carbono (kg) Vapor a 110 bar y 510 ºC (kg) Electricidad (kWh) Agua de enfriamiento (m3)

CONSUMO 566 735 735 21 80

Plantas comerciales: 116 plantas han sido licenciadas, con una capacidad hasta de 3850 tpd en un solo paso. Licenciante: Saipem

3.2. TECNOLOGÍA TOYO ENGINEERING CORP. (TOYO) Aplicación: Se utiliza para producir urea a partir de amoníaco (NH3) y dióxido de carbono (CO2) mediante el proceso de separación de CO2.

Descripción:

Fuente: Petrochemical Processes Handbook Amoníaco y dióxido de carbono reaccionan a 155 bares para sintetizar urea y carbamato. La tasa de conversión del reactor es muy alta bajo la relación N / C de 3,7 con una temperatura de 182 ºC - 185 ºC. Los materiales no convertidos en la síntesis de solución se separan de manera eficiente mediante la eliminación del CO. La condición de funcionamiento más suave y el uso de dos fases de acero inoxidable van evitar problemas de corrosión. El gas procedente del separador se condensa en un condensador vertical de carbamato. Se usa alta presión (HP) en el eyector para el sistema interno de recirculación y los principales equipos de síntesis se encuentran a nivel del suelo. La solución de urea a partir de la sección de síntesis se envía a una presión media (MP) de 17 bar y una de baja presión (LP) a 2,5 bar para purificación adicional. El amoníaco reciclado sin pureza es necesario para lograr una alta separación en el stripper. La unidad de evaporador de vacío produce material fundido de urea a la concentración requerida, ya sea para formación de prilling o de granulación.

El lavado del venteo y el proceso de la unidad de tratamiento de condensados tratan a todas las emisiones, por lo tanto, la planta es libre de contaminación. El condensado del proceso se hidroliza y reutiliza como agua de alimentación de caldera. Toyo Engineering Corp. (TOYO) tiene una tecnología de granulación de chorro de fluido en lecho para producir urea granular típicamente 2 mm - 4 mm de tamaño. Debido a ser el propietario del granulador, el consumo de energía eléctrica es la más baja entre los procesos. Economía: Materia prima y consumos por tonelada de urea granulada son: INSUMOS O MATERIA PRIMA

CONSUMO

Amoníaco, Kg

566

dióxido de carbono, Kg

733

vapor, 110 bar 510 ºC

690

energía eléctrica, Kw/h

20

3

75

agua, refrigeración, m

Plantas Comerciales. Más de 100 plantas, incluyendo las plantas de granulación de urea, se han diseñado y construido en base a tecnología de TOYO.

2.3. TECNOLOGÍA STAMICARBON B.V. Stamicarbon es el centro de licencias y la propiedad intelectual de Maire Tecnimont y el líder del mercado mundial en el desarrollo y concesión de licencias de tecnología de urea. Alrededor de 250 plantas de urea en todo el mundo utilizan esta tecnología. Trabajan en estrecha colaboración con la cadena de valor para mejorar y rediseñar tecnologías actuales, así como desarrollar otras nuevas. 2.3.1. UREA MEGAPLANT Aplicación: Se utiliza para producir urea a partir de amoníaco (NH3) y dióxido de carbono (CO2), utilizando la tecnología urea Stamicarbon de stripping de CO2. La urea encuentra su aplicación en 90% como fertilizante, también se utiliza como material de base para la producción de resinas de melamina, como alimento para el ganado, y como un agente de reducción de NOx "Ad blue" Descripción:

Fuente: Petrochemical Processes Handbook

Las grandes plantas de urea requieren equipo de alta presión (HP) que es difícil y costoso de fabricar. Para reducir los costos, Stamicarbon ha desarrollado un concepto de Mega planta que son plantas de urea de una sola línea que producen 5.000 tpd de urea. En el concepto de la Mega planta Stamicarbon, una porción del efluente líquido del reactor de urea se desvía a una sección de reciclado a presión media (MP), reduciendo así el tamaño de los vasos HP necesarios. Gracias al concepto de Mega planta, el tamaño del equipo requerido y las líneas de HP no excederá el tamaño de los equipos necesarios para 3500 tpd. Una Mega planta puede ser construida tanto con el Stamicarbon AVANCORE o la urea Stamicarbon 2000 además de esta tecnología. Alrededor del 70% de la solución de urea que sale del reactor fluye hacia el separador de alta presión de CO2. El resto se alimenta a una sección de recirculación. La alimentación reducida de líquido para el separador, a su vez, reduce no sólo el tamaño del separador, sino también el intercambio de calor. El grado de eficiencia de separación se ajusta para asegurar vapor de baja presión como mucho es producido por la reacción de carbamato en el condensador, ya que se necesita en las secciones aguas abajo de la planta. Alrededor del 30% de la solución de urea que abandona el reactor se expande y entra en un separador de gas / líquido en una etapa de recirculación que funciona a una presión reducida. Después de la expansión, la solución de urea se calienta por vapor de media presión. Mediante el calentamiento de la solución de urea, el carbamato no convertido se disocia en NH3 y CO2.

El concepto de mega planta de Stamicarbon no necesita de la sección de recirculación de NH3 como son comúnmente vistos en competidores, en plantas de urea de recirculación total. Esto es porque el bajo ratio molar NH3:CO2 en el separador de gases permite una fácil condensación solamente como carbamato. La presión de operación en la etapa de recirculación de media presión es alrededor de 20 bar. Luego la solución de urea deja el separador de disociación de media presión, este flujo entra en un stripper adiabático de CO2, que utiliza CO2 para despojar la solución. Como resultado de este proceso el ratio molar NH3:CO2 en el líquido que deja la sección de recirculación de media presión, es reducido, esto facilita la condensación de gases de carbamato en el siguiente paso. Los vapores que salieron del separador de disociación de media presión junto con los gases que salieron del stripper adiabático de CO2 son consensados en el lado de la carcasa del evaporador. El carbamato formado en la etapa de recirculación de baja presión es también ingresado en la carcasa del evaporador. El calor liberado por la condensación es usado para concentrar la solución de urea. Además la concentración de la solución de urea es alcanzada usando vapor de baja presión. Los remantes de NH3 y CO2 dejan la carcasa del evaporador y son enviados al condensador de carbamato de media presión. El calor liberado por condensación en este condensador es disipado mediante el sistema de agua de enfriamiento. Este proceso forma carbamato que contiene solo 20% a 22% en peso de agua. El carbamato es transferido por una bomba de alta presión hacia el lavador de alta presión en la sección de síntesis de urea. La solución de urea que deja el stripper adiabático de CO2 y el stripper de alta presión son expandidos juntos en la sección de recirculación de baja presión. Economía: Dependiendo de las diferentes opciones de intercambio de calor en el diseño, los materiales y la utilidad consumos de materia prima por tonelada de producto de urea normalmente son: INSUMOS O MATERIA PRIMA

GRANULADA PRILLING

Amoníaco, Kg

564

767

Dióxido de carbono, Kg

730

733

Vapor, 23 bar, 330 ºC , Kg

770

785

56

20

64

71

Poder eléctrico, Kwh Agua, enfriamiento (Δ T = 10 ºC), m

3

Plantas comerciales: En la actualidad cinco plantas de urea están utilizando esta tecnología de Mega plata en su operación.

2.3.2 UREA 2000 PLUS Aplicación: para producir urea a partir de amoníaco (NH3) y dióxido de carbono (CO2), producción de resinas, melamina, como alimento para el ganado y como un agente reductor utilizando la tecnología Stamicarbon de stripping CO2. La urea encuentra su aplicación para el 90% como fertilizante, además la urea se utiliza como material de base para NOx. Descripción:

Fuente: Petrochemical Processes Handbook El amoníaco y CO2 reaccionan a la presión de síntesis de 140 bar formando urea y carbamato (fig. 1). La conversión de amoniaco, así como de CO2 en la sección de síntesis es de 80% debido a una recirculación extremadamente baja de carbamato. Debido a la alta eficiencia de amoniaco, amoníaco no puro se recicla en este proceso. La temperatura de síntesis de 185 ° C es baja y, en consecuencia, la corrosión en la planta es insignificante. Debido a la diferencia de elevación dentro de la sección de síntesis, el reciclado interno se basa en el flujo por gravedad. Esto se traduce en requerimientos de energía eléctrica muy baja. El gas de síntesis de condensación en el condensador o reactor pool genera vapor, que se utiliza en las secciones aguas abajo dentro de la planta. El consumo de vapor de proceso es bajo. El calor liberado por la condensación y la posterior formación de carbamato se utiliza para producir reutilizable vapor de baja presión.. En el procesamiento los inertes son ventilados

a la atmósfera después del lavado, por lo que las emisiones de amoniaco en la planta son prácticamente cero. Ya que el amoníaco y la conversión de dióxido de carbono en la sección de síntesis son tan altamente eficiente, esto reduce la necesidad de una etapa de media presión para reciclar cualquier amoníaco sin convertir y dióxido de carbono. Por lo tanto ahorro de material y costes de inversión. Una etapa de evaporación con un sistema de condensación de vacío produce urea fundida con la concentración requerida ya sea para la granulación o prilling. El agua de proceso que se produce en la planta es tratada en una sección desorción / hidrolizador. En esta sección se produce un efluente, que es adecuado para su uso como agua de alimentación de caldera. El concepto de reactor piscina combina el condensador y el reactor dentro de un reactor único pool - permitiendo altos tiempos de residencia, lo que elimina la necesidad de un reactor vertical separado, y la creación de las condiciones óptimas de producción globales. La operación de limpieza de alta presión también se puede simplificar en el diseño del reactor de la piscina mediante la colocación de la esfera lavador de gases por encima de la piscina del reactor y la adición de amoníaco a la síntesis a través de este depurador eliminando la necesidad de un intercambio de calor separada sección. Carbamato de la sección de recirculación de baja presión fluye junto con los gases absorbidos y el amoniaco a través de un burbujeador en el reactor de piscina sin eyector de alta presión necesaria. Con la tecnología de Stamicarbon del condensador, la condensación se puede hacer muy eficiente mediante la inversión del condensador de carbamato de alta presión. Tecnología Urea 2000plus de Stamicarbon se puede ofrecer para capacidades de hasta 5000 tpd - 6000 tpd. Dando un paso más, Stamicarbon inventó el reactor (fig.2), que combina de forma efectiva el condensador y el reactor de urea aguas abajo en una sola pieza de equipo de alta presión. El reactor tipo pool de las plantas de urea se ofrecen actualmente para capacidades de hasta 2 300 tpd.

Fuente: Petrochemical Processes Handbook

Tratamiento de aguas residuales: Las Plantas Stamicarbon urea no producen una corriente de agua residual. Todo el proceso de condensación de la sección de evaporación se recoge en el tanque de agua de amoníaco. De este tanque, el agua se alimenta a la parte superior del desorbedor en donde se eliminan la mayor parte de amoníaco y dióxido de carbono de la fase acuosa mediante el gas de escape de la parte inferior del desorbedor como un agente de separación. El efluente descendiendo todavía contiene urea y un poco de amoníaco así que se alimenta a la hidrolizador - una columna llena de líquido. En el hidrolizador, la urea, a presión y temperatura elevadas, se disocia en amoníaco y dióxido de carbono mediante la aplicación de calor (vapor) y el tiempo de retención, con la alimentación de condensado de proceso mantienen en contacto en contracorriente con el vapor de agua a fin de obtener urea extremadamente bajo contenido en el efluente hidrolizador. El amoniaco y dióxido de carbono restante en el efluente de la hidrolizador se quitó con vapor a una presión reducida en la parte inferior del desorbedor. Los gases de escape que salen de la parte superior del desorbedor se reciclan a la sección de síntesis después de ser condensado en el condensador de reflujo. La pureza del agua restante cumple los requisitos de agua de alimentación de caldera de maquillaje o de agua de refrigeración de maquillaje - lo que significa que las plantas de urea Stamicarbon no producen una corriente de agua residual. Economía: En función de las distintas opciones de intercambio de calor en el diseño, los materiales y consumos de materia prima por tonelada de producto de urea normalmente son:

INSUMOS O MATERIA PRIMA

GRANULADA PRILLING

Amoníaco (kg)

564

567

Dióxido de carbono (kg)

730

733

Vapor, 23 bar, 330°C (kg)

770

785

Energía eléctrica kWh

56

20

Agua, refrigeración m³

64

71

Plantas comerciales: Más de 150 plantas están en funcionamiento. La unidad de una sola línea más grande con urea 2000plus produce más de 3600 tpd. Licenciante: Stamicarbon B.V.

2.3.3 AVANCORE PROCESS Aplicación: Para producir urea a partir de amoníaco (NH3) y dióxido de carbono (CO2), producción de resinas, melamina, como alimento para el ganado y como un agente reductor utilizando la tecnología Stamicarbon de stripping CO2. La urea encuentra su aplicación para el 90% como fertilizante, además la urea se utiliza como material de base para la de NOx. Descripción:

Fuente: Petrochemical Processes Handbook

Amoniaco y dióxido de carbono se introducen a alta presión (HP) usando una bomba de amoniaco de alta presión (HP) y compresor de dióxido de carbono. El NH3, junto con la solución de carbamato de la sección de recirculación, aguas abajo, entra en el condensador. La mayor parte del CO2 entra en la síntesis a través del separador de HP en contracorriente a la solución de urea y carbamato que sale del reactor. Por el lado de la carcasa, el separador de alta presión se calienta con vapor. El gas de escape del separador contiene CO2 junto con NH3 y CO2 resultante de carbamato disociado, se introduce en el condensador. La parte menor del CO2, entrando en la síntesis de la alimentación, entra en el reactor de urea en la parte inferior con el fin de producir suficiente calor para la reacción endotérmica de urea. En el condensador, NH3 y CO2 se condensan a partir de carbamato, y una parte sustancial de la conversión a la urea ya se ha establecido aquí. El calor liberado por la condensación y la posterior formación de carbamato se utiliza para producir vapor de baja presión reutilizable. Aguas abajo del condensador, el líquido de urea y carbamato entra en el reactor vertical, si es necesario, que se encuentra a nivel del suelo. Aquí se lleva a cabo La parte final de la conversión de urea. La solución de urea a continuación, sale de la parte superior del reactor, todo por flujo por gravedad a través de un embudo de desbordamiento, antes de ser introducido en el separador de alta presión. Los gases que salen del reactor de urea se dirigen al condensador. Los gases que salen del condensador se introducen en el lavador que opera a una presión reducida. Aquí, el gas se lava con la solución de carbamato de la etapa de recirculación de baja presión. La solución de carbamato enriquecida se alimenta a continuación en el condensador. Este flujo de carbamato enriquecido no contiene más agua que las plantas de generaciones anteriores de Stamicarbon, lo que significa que las conversiones en la sección de síntesis son tan altas. Los gases inertes que salen del lavador a presión reducida que contiene algo de NH3 y CO2 se liberan a la atmósfera después del tratamiento en un absorbedor de baja presión. Economía: En función de las distintas opciones de intercambio de calor en el diseño, la materia prima y la utilidad de consumo por tonelada de producto de urea normalmente son:

INSUMOS O MATERIA PRIMA

GRANULADA PRILLING

Amoníaco (kg)

564

567

Dióxido de carbono (kg)

730

733

Vapor, 23 bar, 330°C (kg)

770

785

Energía eléctrica kWh

56

20

Agua, refrigeración m³

64

71

Plantas Comerciales: El proceso de urea AVANCORE es un nuevo concepto de síntesis de urea, que incorpora todos los beneficios de Stamicarbon de las anteriores innovaciones probadas. El proceso de urea AVANCORE combina las ventajas de la tecnología de urea 2000plus. Licenciante: Stamicarbon B.V

4. SELECCIÓN DE TECNOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE UREA: Examinadas las características técnicas de procesos modernos de bajo consumo de energía ofrecidos por los principales licenciadores de tecnología de Urea (Stamicarbon, Toyo y Snamprogetti). En base a la información técnica disponible, se establece que los procesos para Urea de los licenciantes existentes, presentan similitudes en los aspectos de desarrollo de equipos de proceso, rendimiento, optimización energética, gama de capacidades aplicables y consumo de servicios. A continuación se presenta la evaluación para los 3 principales licenciantes:

Criterio Facilidad de implementación en Perú Capacidad de plantas realizadas Información disponible Consumo energético Experiencia en plantas similares Facilidad de simular Total

SAIPEM 3 4 3 5 5 5 25

Tecnología STAMICARBON 3 5 3 5 5 5 26

TOYO 3 4 3 5 5 5 25

Por lo que se utilizará la tecnología de STAMICARBON, Urea 2000plus. La Urea 2000plus es una solución más sostenible y eficiente para la producción de urea.