Diagrama de flujo de la urea
Diagrama de flujo del proceso de fabricación de fertilizantes
El funcionamiento en función del tiempo de las unidades de producción de metanol, amoníaco y urea integradas en el entorno técnico de una acería se analiza con modelos de simulación dinámica. A partir de diferentes conceptos de proceso y escenarios de disponibilidad de gas, se define un conjunto de casos de simulación con gas de alto horno (BFG) como carbono y gas de coquería (COG) como fuente de hidrógeno.
Los escenarios de simulación para la red industrial distribuida se basan en los datos de disponibilidad de gas en función del tiempo de la planta de Duisburgo de thyssenkrupp AG. En el plan de simulación Carbon2Chem®, los datos de disponibilidad de gas y los conceptos de proceso se combinan con escenarios de simulación específicos. El presente trabajo considera diferentes caudales de uso de BFG, diferentes acondicionamientos de gas de BFG (sólo limpieza, cambio de gas por agua), la clásica captura y utilización de carbono (CCU) de los gases de escape de la central eléctrica y diferentes conceptos de disponibilidad de hidrógeno. El gas básico de horno de oxígeno (BOFG), rico en CO, no se considera en ningún caso, ya que este gas es una parte relevante del procesamiento de la acería. El producto químico es el metanol (sintetizado a partir de CO, CO2 y H2) o la urea (sintetizada a partir de NH3 y CO2). La síntesis de amoníaco se realiza con H2 y N2 de BFG tras un proceso de cambio de gas a agua. En la Fig. 1 se muestra el concepto estándar para la producción de metanol a partir de BFG y COG.
Diagrama de flujo del proceso de fabricación de urea
La urea se fabrica haciendo reaccionar amoníaco y dióxido de carbono en un autoclave para formar carbamato de amonio. La temperatura de funcionamiento es de 135oC y 35 atm de presión, la reacción química es una reacción endotérmica y por ello el amoníaco se mantiene en exceso para desplazar el equilibrio hacia la formación de urea. La producción de urea se basa en dos reacciones principales.
3. Torre de síntesis de urea: Está revestida con una película de óxidos para protegerla de la corrosión. El lecho de catalizador se coloca en la parte interior de la estructura del autoclave y se mantiene una presión de 180-200 atm a una temperatura de unos 180-200 grados centígrados. La operación de flujo de tapón tiene lugar y la urea fundida se retira de la parte superior de la torre.
6. 6. Torre de llenado: Se trata de un secador en el que la lechada fundida pasa desde la parte superior de la torre a una cubeta que gira y rocía la lechada y el aire pasa desde la parte inferior. Toda la humedad se elimina, ya que la urea se forma en gránulos durante su viaje al fondo de la torre. Estos gránulos se envían mediante una cinta transportadora a la sección de ensacado.
Fábrica de urea
COMENTARIOEl Desafío de la Química VerdeLos premios del Desafío de la Química Verde reconocen las soluciones científicas a las…NOTICIA DE PORTADALas emisiones atmosféricas a presión: La modelización de la dispersión de las emisiones atmosféricas de las válvulas de alivio de presión y otras…EN LAS NOTICIASNoticias de negocios: Julio de 2022Observación de la planta Solvay completa la expansión de la capacidad de PVDF en Changshu Junio de…NOTICIASTraversing a Data-Powered Supply ChainEl transporte de productos químicos a través de las cadenas de suministro globales es complejo y…CHEMENTATOR
La urea es un compuesto nitrogenado formado por un grupo carbonilo unido a dos grupos aminos. La urea desempeña un papel importante en muchos procesos biológicos, pero también es un material importante en la síntesis (por ejemplo, resinas y plásticos), así como en los fertilizantes y la alimentación animal.
El proceso descrito es similar al proceso de autoextracción de Saipem (antes Snamprogetti), basado en la formación de carbamato de amonio a partir de NH3 líquido y CO2 gaseoso, seguido de la deshidratación del carbamato de amonio a urea. La figura 1 presenta un diagrama de flujo simplificado de este proceso.
Animación del proceso de fabricación de urea
Se describen métodos para sintetizar partículas de nano-urea. Los métodos implican el uso de un reactor de cono giratorio, un reactor de nanocanales, la síntesis por combustión o el secado por aspersión. El amoníaco y el dióxido de carbono se utilizan como materias primas para producir urea. Los métodos permiten la producción de nanopartículas de urea con altas tasas de conversión. Los métodos permiten un mejor control de la tasa de hidrólisis de las nanopartículas de urea. Las nanopartículas de urea pueden utilizarse como fertilizantes y proporcionan una liberación sostenida de amoníaco y su conversión en nitratos en el suelo. Las partículas de nano-urea tienen bajas tasas de volatilización, bajas tasas de absorción de humedad y baja concentración de biuret. Las partículas de nano-urea pueden aplicarse al suelo mediante fertirrigación.
Introduciendo gas amoníaco y gas de dióxido de carbono supercrítico en un reactor; permitiendo que el amoníaco y el dióxido de carbono reaccionen para formar una solución de urea; presurizando la solución de urea; pasando la solución de urea presurizada a través de una boquilla para formar un spray de gotas de la solución de urea; y secando las gotas para formar partículas de urea.