Capitulo V Tecnologia Quimica Inorganica

Capitulo V
TECNOLOGÍA QUÍMICA INORGÁNICA
AMONIACO
Gas incoloro (cond. Normales), olor característico (irrita los ojos y las vías respiratorias)
Solidificación: -77.8 ᴼC
Ebullición: -33.4 ᴼC
Densidad: 0.7714 g/L (0 ᴼC y 1 bar)
Muy soluble en agua y presenta propiedades básicas (hidróxido de amonio)
Método de obtención Haber-Bosch (Rx. Directa)
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 ∆Hᴼ298= -45.89 kJ/mol
Exotérmica:por cada molécula de amoniaco producida se incrementa la temperatura del sistema
Usos del amoniaco:
Fertilizantes (80%)
Explosivos
Plásticos
Metalurgia
Caucho y elastómeros
Pulpa y madera
Textiles y colorantes
Alimentos
Medicamentos
Varios
Aspecto tecnológico:
La velocidad de formación a temperatura ambiente es casi nula, es por eso que requiere una elevada energía de activación (energía mínimanecesaria para que se produzca una reacción química luego de la colisión de las moléculas reactantes)
El método Haber-Bosch utiliza un catalizador de óxido de hierro activo y aumenta la presión para favorecer la formación del producto (alta presión >100 bar y alta temperatura 670 – 870 K)
El comportamiento del acero (hierro al carbono) frente al hidrogeno es importante. El acero a elevadas T y Pes permeable y este es capaz de eliminar el carbono con formación de hidrocarburos; con esto el acero pierde resistencia y puede rajarse y explotar. Para impedirlo se hace un reactor con hierro dulce pobre en carbono, el cual tiene baja resistencia a la presión y se recubre con acero al cromo-níquel, resistente a la presión.
La cinética de la reacción, el grado de conversión y la variedad decatalizadores los diferentes procesos patentados para la síntesis del amoniaco. Venenos catalíticos: azufre, óxidos de carbono y fosforo.
La producción de amoniaco requiere una mezcla de hidrogeno y nitrógeno como 3:1. El nitrógeno se obtiene del aire, pero el hidrogeno de la reformación con vapor del GN seguida por la reformación auto-térmica.
Condiciones operativas del reactor de síntesis:TEntrada=675 K, TSalida=720-770 K, P=100-220 bar.






Sistemas Básicos
Esquema Reactor TIPO QUENCH
Convertidor multicama con enfriamiento indirecto


Ingresa alimento frio en diferentes alturas para enfriar el flujo de gases que se van calentando
Constituido por camas fijas de material catalizador. Reactor enchaquetado donde la corriente primaria de los gases de alimentación ingresa a la chaqueta por laparte inferior
Los ingresos laterales son de alimentación de gases reactantes a menor temperatura.
Remueves el calor produciendo en las diferentes capas de catalizador con el uso de intercambiadores de calor
Los gases calientes se enfrían con un agente térmico (externo) mediante un intercambiador de calor. La parte inferior es la zona de máximo intercambio de calor indirecto.

Proceso deFabricación:
Materia Prima: Hidrogeno de alta pureza (reformación del gas natural) y Nitrógeno de alta pureza (destilación del aire)
Catalizadores con alto contenido de hierro, para la activación 675-770 K de temperatura y 100-250 bar de presión
No se requieren procesos previos de purificación.


Almacenamiento del Amoniaco
En tanques refrigerados (isotérmicos) a presión atmosféricos y a -33 ᴼC concapacidades de 10,000 a 30,000 toneladas. También en tanques esféricos a presión.
El amoniaco es toxico por inhalación (edema pulmonar) y los vapores producen irritación en los ojos. El amoniaco líquido producen quemaduras en la piel y daño irreparable en los ojos.
ACIDO NITRICO
Oxácido de nitrógeno pentavalente
En estado puro es un líquido incoloro que “humea” al aire (NO2 que se separa reacciona con lahumedad del ambiente)
Temperatura de fusión: -41 ᴼC. Al ebullir se descompone parcialmente.
Ácido monoprotico fuerte.
Concentrado es un oxidante energético
Usos del Ácido Nítrico
Fabricación de nitrato de amonio para los fertilizantes (65%).
Acidificación de roca de fosfato para fertilizantes mezclados.
Explosivos (25%)
El grado fertilizante también puede usarse como explosivos, se mezcla con...