Produccion Industrial De Urea

Producción Industrial de ÚREA
Se realiza a partir de amoníaco (NH3) líquido y anhídrido carbónico (CO2) gaseoso. La reacción se verifica en 2 pasos. En el primer paso, los reactivos forman un producto intermedio llamado carbamato de amonio y, en la segunda etapa, el carbamato se deshidrata para formar urea.
La primera etapa es mucho más rápida que la segunda, con lo cuál el carbamatointermedio se acumula. Además, la primera reacción no se verifica por completo, por lo que también quedan amoníaco y dióxido libres. El carbamato es un producto altamente corrosivo, por lo cuál lo que se hace es degradar la parte de carbamato no convertida a urea en sus reactivos de origen, y luego volver a formarlo.

La primera reacción es exotérmica, y la segunda es endotérmica.
En el segundo paso dela reacción, se forma un producto llamado biuret, resultante de la unión de dos moléculas de urea con pérdida de una molécula de amoníaco. Este producto es indeseable por ser un tóxico. Es necesaria su eliminación. El proceso completo de producción de la urea puede separarse en las siguientes etapas:
1. Obtención de CO2
2. Obtención de amoníaco
3. Formación de carbamato
4.Degradación del carbamato y reciclado.
5. Síntesis de urea
6. Evaporación, concentración y granulación

Proceso de Producción de ürea

1. Obtención de CO2
El CO2 se obtiene a partir de gas natural, mediante la reacción conocida como reforming. Antes del reforming, deben separarse las impurezas del gas, tales como gotas de aceite, partículas de polvo, y sobre todo desulfurar el gas,ya que el azufre interfiere con la acción de los catalizadores.
Luego de purificar el gas, se procede a la obtención de CO2 mediante dos etapas de reforming catalítico con vapor de agua. El calor necesario para la reacción, la cuál es endotérmica, proviene de la combustión del gas natural y de los gases parcialmente reformados. Se deja entrar aire al reactor para obtener la relación necesaria deH2/N2 para la posterior obtención del amoníaco. La reacción es la siguiente:
2 CH4 + 3 H2O CO + CO2 + 7 H2
Las dos etapas de reforming se verifican según la reacción expuesta, y a la salida de la segunda etapa, se obtiene un gas con las siguientes proporciones: 56% H2, 12% CO, 8% CO2, 23% N2 y menos de 0,5% CH4. Para eliminar el CO y convertirlo en CO2 , se realiza la conversión de CO haciendoque reaccione catalíticamente con vapor de agua para formar CO2 y H2 usando hierro y cobre como catalizadores. Del gas resultante se separa el CO2 mediante una solución de mono etanol amina (MEA), mediante la siguiente reacción:
MEA (CO2) MEA + CO2
El dióxido resultante es enviado a dos etapas sucesivas de compresión en las cuáles se eleva la presión a 160 atmósferas absolutas. Al dióxido se leagregan pequeñas cantidades de aire pasivante para inhibir la acción corrosiva.
2. Obtención de amoníaco
El otro reactivo necesario para la producción de urea es el amoníaco. Éste se obtiene a partir del gas reformado separado del CO2. Se produce primeramente una etapa de metanación para convertir a metano las bajas proporciones que quedan de CO y CO2 en circulación, dado que éstosinterferirían en la acción del catalizador en la etapa final de síntesis del amoníaco
CO + 3 H2 CH4 + H2O
CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O
Luego de la metanación, el gas circulante se compone de aire, metano y vapor de agua, los cuales reaccionan con catalizador de hierro para formar amoníaco en estado gaseoso según:
7 CH4 + 10 H2O + 8 N2 + 2 O2 16 NH3 + 7 CO2
El amoníaco gaseoso se condensa por enfriamientoy se separa del gas para almacenarlo a presión de unas 13 atmósferas. El amoníaco gaseoso remanente es recirculado al loop de síntesis.
3. Formación del carbamato
La reacción de sintesis de Urea se lleva a cabo a altas presiones (200 bar) y el nivel térmico óptimo (190ªC) en un reactor construido en acero inoxidable especial. La reacción se produce entre el amoníaco, el CO2 y la solución...