Industria de la Urea

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1. INTRODUCCIÓN

La urea, un compuesto químico orgánico ampliamente estudiado y aplicado en diversas áreas, debido a la importancia que tiene. La urea, de fórmula molecular , es una molécula que consiste en átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Aunque es conocida principalmente por su papel en la excreción de desechos nitrogenados en mamíferos, su importancia trasciende el ámbito biológico. Este compuesto despierta un interés significativo en la industria química y agrícola debido a su versatilidad y amplia gama de aplicaciones.[pic 13]

Este trabajo de investigación propone explorar en detalle la composición química de la urea y sus propiedades físicas y químicas. Además, se abordará el impacto que la producción y el uso de la urea pueden tener en el entorno natural y en la sociedad en general. La importancia de comprender la urea desde múltiples perspectivas radica en su relevancia tanto en la fertilización de cultivos como en la fabricación de productos químicos industriales, así como en las consideraciones ambientales asociadas a su producción y uso.

En desarrollo de este trabajo, se analizarán los procesos de producción de urea, evaluando su eficiencia y su potencial impacto ambiental. En última instancia, este trabajo busca mostrar a la urea como un compuesto químico clave en nuestra sociedad y promover una comprensión integral de su composición y su influencia en nuestro entorno.

ÍNDICE

I.        INTRODUCCIÓN        2

II.        MARCO TEÓRICO        5

1.        Urea        5

1.1.        Definición        5

1.2.        Composición        5

1.3.        Propiedades        5

1.4.        Característica        6

2.        Industria De La Urea        6

2.1.        Origen de la industria de la urea        6

2.2.        Industria de la urea        7

2.3.        Factores que Favorecen el crecimiento de la industria de la Urea        9

2.4.        Tipos de procesos de producción para la producción de urea        10

3.        Proceso De Producción De La Urea        11

3.1.        Descripción del proceso de producción        11

3.2.        Flujograma        11

3.3.        Maquinas        11

4.        Impacto Ambiental De La Industria De La Urea        23

4.1.        Materia prima        23

4.2.        Impacto ambiental de la industria        25

4.3.        Alternativas de Solución        27

III.        CONCLUSIONES        29

IV.        BIBLIOGRAFÍA        29

1. MARCO TEÓRICO

1. Urea

1. Definición  

La urea es un compuesto químico orgánico que se produce a partir de amoníaco sintético y dióxido de carbono. Es utilizada principalmente como fertilizante en la agricultura, ya que contiene nitrógeno que es esencial para el crecimiento de las plantas. Además, la urea tiene otras aplicaciones industriales, como la fabricación de plásticos y medicamentos. También se utiliza en la producción de melamina, que se emplea en la fabricación de resinas de melamina-metanal. La urea es un compuesto versátil con múltiples usos en diferentes industrias.

1. Composición

La urea está compuesta por carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Su fórmula química es CO(NH2)2, lo que significa que contiene dos grupos amino (NH2) y un grupo carbonilo (CO). El carbono y el oxígeno forman el grupo carbonilo, mientras que los grupos amino y el hidrógeno se unen al carbono en la estructura de la urea. Esta composición molecular le confiere propiedades únicas a la urea, como su alta solubilidad en agua y su capacidad de formar enlaces de hidrógeno con el agua y otras moléculas orgánicas.

1. Propiedades

• Estructura molecular y cristalina: La estructura molecular de la urea es plana, y en su forma sólida, el oxígeno central está unido por dos enlaces de hidrógeno N-H-O. La red de enlaces de hidrógeno resultante es densa y energéticamente favorable, lo que se logra a expensas de un empaquetamiento molecular eficiente. Esto da lugar a una estructura bastante abierta, donde las cintas forman túneles con sección transversal cuadrada.

El carbono de la urea se describe como hibridado sp2, y los enlaces CN tienen un carácter de doble enlace significativo. La urea tiene alta solubilidad en agua debido a su capacidad para formar extensos enlaces de hidrógeno con el agua.

La estructura porosa de la urea le permite atrapar muchos compuestos orgánicos en lo que se conoce como clatratos. Estos clatratos consisten en canales formados por hélices interpenetrantes de moléculas de urea unidas por enlaces de hidrógeno.

Las hélices deben tener la misma orientación molecular en un cristal, lo que se logra mediante la nucleación y la siembra del cristal. Estos cristales se han utilizado para separar mezclas racémicas.

1. Característica

La urea es una sustancia sólida y cristalina que se disuelve fácilmente en agua, con una solubilidad de 545 g/L a 25 °C. Tiene un punto de fusión de 132.7 °C (271 °F) y se descompone antes de llegar a su punto de ebullición. Es una sustancia incolora y posee una fórmula química de NH2CONH2 o CH4N2O.

La urea contiene un alto contenido de nitrógeno, lo que la convierte en una importante fuente de este nutriente para las plantas y la convierte en un fertilizante ampliamente utilizado en la agricultura.

Además de su uso en la agricultura, la urea también tiene aplicaciones industriales en la producción de plásticos, productos farmacéuticos y textiles debido a su versatilidad.

Es importante tener en cuenta que la urea es segura y no tóxica cuando se maneja adecuadamente.

1. Industria De La Urea

1. Origen de la industria de la urea

El origen de la industria de la urea se remonta al siglo XIX, y su desarrollo se basa en importantes avances en la química orgánica e inorgánica.

• Descubrimiento de la urea artificial (1828):

En 1727, el científico neerlandés Herman Boerhaave realizó los primeros registros de la separación de una sustancia llamada "sal netivis urinae" a partir de la orina, que posteriormente se conocería como urea. Sin embargo, este descubrimiento no fue ampliamente reconocido hasta cincuenta años después. Se suele atribuir este logro al químico francés Hilaire Rouelle, quien en 1773 logró aislar la urea tanto de la orina humana como de la de animales como vacas y caballos. Este fue un hito importante ya que representó el primer aislamiento en forma cristalina de un metabolito animal, que es cualquier molécula utilizada o producida durante el metabolismo.

Este descubrimiento marcó un desafío inicial a la teoría del vitalismo, que sostenía que las sustancias relacionadas con los seres vivos tenían una naturaleza diferente a los compuestos químicos ordinarios.

Luego, en 1828, el químico alemán Friedrich Wöhler logró producir urea artificial utilizando cianato de plata y cloruro de amonio, lo que marcó la primera vez que un compuesto orgánico se sintetizó de manera artificial a partir de sustancias inorgánicas. Este logro confirmó aún más la refutación del vitalismo. En una carta dirigida a Jöns Jacob Berzelius, considerado el padre de la química moderna, Wöhler escribió: "Debo decirle que yo puedo hacer urea sin el uso de riñones, ni de hombre ni de perro. El cianato de amonio es la urea". Por esta hazaña, algunos consideran a Wöhler como el padre de la química orgánica.

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