amoniaco y urea

UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

DISEÑO DE UN SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO
Y SU UTILIZACIÓN COMO MATERIA PRIMA PARA EL INCREMENTO DE LA
PRODUCCIÓN DE UREA EN UNA PLANTA DE FERTILIZANTES

Realizado por:
Daniel Alejandro Barreiro

Trabajo de grado presentado ante la Universidad de Oriente comorequisito
parcial para optar al título de:
INGENIERO QUÍMICO

Puerto La Cruz, abril de 2011

UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

DISEÑO DE UN SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO
Y SU UTILIZACIÓN COMO MATERIA PRIMA PARA EL INCREMENTO DE LA
PRODUCCIÓN DE UREA EN UNA PLANTA DE FERTILIZANTES

Asesores______________________________
_______________________________
Ing. Químico Fidelina Moncada, M.Sc.
Lic. Químico Aníbal Villarroel
Asesor académico
Asesor industrial

Puerto La Cruz, abril de 2011

UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

DISEÑO DE UN SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO
Y SU UTILIZACIÓNCOMO MATERIA PRIMA PARA EL INCREMENTO DE LA
PRODUCCIÓN DE UREA EN UNA PLANTA DE FERTILIZANTES

Jurado calificador

_____________________________________
Ing. Químico Fidelina Moncada, M.Sc.
Asesor académico

_______________________________
Ing. Químico Osvaldo Ochoa
Jurado principal

_______________________________
Ing. Químico Arturo Rodulfo, M.Sc.
Jurado principal

Puerto La Cruz, abril de 2011RESOLUCIÓN

De acuerdo al Artículo 41 del reglamento de Trabajos de Grado:

“Los Trabajos de Grado son exclusiva propiedad de la Universidad de
Oriente y sólo podrán ser utilizados a otros fines con el consentimiento del
Consejo de Núcleo respectivo, quién lo participará al Consejo Universitario”.

iv

RESUMEN
En este trabajo se diseñó un sistema de recuperación de dióxido de
carbono, utilizadocomo materia prima para el incremento de la producción
de urea en una planta de fertilizantes. En primer lugar, se determinaron las
composiciones molares en base seca del gas de salida de los separadores
12/22-V-307 y 12/22-V-308, resultando similares tanto para la condición
normal (72,9 ºC) como para la condición máxima (82,0 ºC) de operación; no
obstante, el uso del gas del separador 12/22-V-308fue descartado por
presentar alto contenido de contaminantes, mientras que el gas del
separador 12/22-V-307 se escogió para el desarrollo del proyecto, cuya
composición en las condiciones máximas de operación fue de 47,98% de
CO2, 2,63% de N2 y 48,77% de H2O. Igualmente se observó que con el
aumento de la temperatura (condición máxima de operación), se incrementa
en 15,25% molar el contenido dehumedad. En segundo lugar, se determinó
que el gas venteado de cada tren contiene 12.897 Nm3/h de CO2, adicionales
a los 33.890 Nm3/h que se procesan actualmente, requiriéndose 71.100 kg/h
de amoníaco y 1.159,7 kg/h de urea - formaldehido (UFC-85), para convertir
el flujo total en urea granulada; estas cantidades se encuentran disponibles y
son suficientes para incrementar en 38% la producción decada planta de
urea, lo que corresponde a 3.037 toneladas métricas diarias. Por otro lado,
se determinó que el agua circulante en la red de enfriamiento, satisface la
demanda del sistema propuesto (680.736 kg/h). De los equipos evaluados, el
separador 12/22-V-307 resultó técnicamente factible para ser utilizado en las
condiciones del sistema, y se determinó que el separador 12/22-V-321 es
apto pararecolectar el volumen de condesado adicional generado. Por el
contrario, la reutilización del intercambiador 12/22-E-307 y del separador
12/22-V-306, no resultó técnicamente factible para lograr la recuperación del
dióxido de carbono. Finalmente, se determinó que el sistema requiere la
adaptación de cuatro equipos principales: dos intercambiadores de tubo y
coraza de 273,8 y 74,9 m2 de área de...