PROYECTO GRUPAL (AMONÍACO)

PROYECTO GRUPAL (AMONÍACO)

BRAYAN STEVEN QUITIÁN ESPINOSA - 2182467

GERMAN EDUARDO HERNÁNDEZ RIVERA - 2171842

KIMBERLY PINZÓN MICHEL - 2182466

MAGDA ALEXANDRA CASTILLA TARAZONA - 2143694

NELSON IVÁN PINZÓN BÁEZ - 2162574

NÉSTOR ALEXIS GÓMEZ CELIS – 2182449

INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA QUÍMICA

Cesar Augusto Guevara Lastre

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

BUCARAMANGA

2018

Objetivo General

Conocer la historia e identificar la importancia del amoniaco a nivel industrial para presentar de manera detallada su proceso de producción y obtención, abordando los conceptos que se implementan en la industria química tal que en el desarrollo se identifiquen las variables y cómo influyen en la optimización de los mismos.

El amoníaco.

Es una sustancia química que también puede ser llamada como gas de Amonio y/o Amoniaco Anhidro. Su fórmula molecular es NH3 y su peso molecular 17,03 g/mol. En condiciones de temperatura y presión ambiente es un gas incoloro, sofocante, de olor irritante que puede resultar familiar ya que es empleado en productos de limpieza en forma de soluciones acuosas es decir el disolvente mayoritario es el agua, este es más liviano que el aire y tiene características inflamables. Si es sometido a condiciones de 10 atmósferas y 25ºC puede fácilmente condensarse como líquido transparente. El Amoniaco se disuelve en agua con facilidad donde genera el Ión Amonio (NH4 +) y así forma soluciones alcalinas, este Ión no es gaseoso y su olor no es predominante. Los productos de combustión son principalmente Nitrógeno y agua, pero también se forman pequeñas trazas de nitrato de Amonio (NH4NO3) y Dióxido de Nitrógeno.

En la industria se puede encontrar el Amoniaco como gas licuado en cilindros de acero, carro tanques presurizados, barcazas y en todos lleva la etiqueta “Gas Comprimido No Inflamable”) y tuberías. Esta sustancia es ampliamente vendida gracias a su solubilidad en agua y el uso en su mayoría es como solución acuosa.

En la naturaleza se encuentra el Amoniaco en forma de soluciones de diferentes concentraciones en ríos, lagos, pozos, suelos húmedos, es un nutriente prioritario para algunas plantas y por tanto vital en las cadenas alimenticias donde ellas se encuentran.

Reacciona violentamente con oxidantes fuertes, Ácidos, halógenos y sales de plata, zinc, cobre y otros metales pesados. Para superficies galvanizadas y de cobre es corrosivo, aunque se ha dado a conocer que ésta es una sustancia de cuidado, el Amoniaco puede tener efectos benéficos cuando es usada por ejemplo en sales de Amonio para oler.

Uno de los usos predominantes de el Amoniaco es con fines agrícolas, ya sea aplicado directamente o como intermediario en la producción de fertilizantes.

También es usado en las industrias de pulpa de papel, de la metalurgia, del caucho, de comidas y bebidas, de los textiles, de productos farmacéuticos y en las industrias del cuero.

Siendo este un material químico peligroso se debe tener precaución cuando se use y conocimientos previos sobre procedimientos de emergencia como primeros auxilios, que pueden ser de gran utilidad para que un incidente no pase a mayores, ya que es altamente peligroso el contacto de este con los ojos, la piel, el olfato y la ingestión.

Esta sustancia también puede provocar incendios, por ejemplo, alrededor de un tanque de almacenamiento, en este caso todo tipo de agentes de extinción son aplicables para controlarlo, el tanque debe mantenerse fresco rociando agua con las mangueras de emergencia. En casos donde el fuego es de tamaño pequeño es posible usar polvo químico seco o Dióxido de Carbono. Para fuegos de gran tamaño debe usarse agua rociada, espuma o niebla.

El almacenamiento del Amoniaco debe ser en un lugar separado de materiales oxidantes, Ácidos, halógenos y en general de los materiales incompatibles. Debe mantenerse en un lugar fresco, y con buena ventilación lejos de fuentes de calor y de la acción directa de los rayos solares. Los contenedores de Amoniaco se deben rotular adecuadamente pues esto facilita y advierte sobre el manejo y adecuado uso. La zona de almacenamiento debe estar alejada del área de trabajo para minimizar posibles accidentes que se puedan presentar.

Historia del amoníaco

El amoniaco empieza a tomar importancia en la alquimia medieval en forma de sal de amoniaco, el amoniaco; esta sal es blanca, muy picante, soluble en peso menor de 3 partes de agua a 15 grados centígrados, y en mucha menos porción de agua hirviendo; por lo regular cristaliza en agujas largas que se agrupan como las barbas de una pluma, y que parecen pirámides exedras; no tenía mucha utilización en la época de la edad media solo algunos tintoreros lo usaban para alterar el color de los tintes vegetales.

El surgimiento y cambio más importante que hizo al siglo XX fue su utilización como fertilizante, el amoniaco ha sostenido la alimentación de miles de millones de personas.

El proceso HABER-BOSCH, es la reacción de nitrógeno e hidrogeno gaseosos para producir amoniaco, desarrollado por Fritz Haber y su ayudante Carl Bosch; Fritz Haber y Carl Bosch presentaron una solicitud de patente alemana en 1910 para la síntesis de amoníaco, por la que obtuvo Fritz el Premio Nobel de Química en 1918 y tiempo después en 1931 lo ganaría Carl Bosch por su trabajo sobre la síntesis del amoniaco.

Se trataba de una invención importantísima el descubrimiento de cómo sintetizar el amoníaco, una forma de nitrógeno químicamente reactivo fácilmente utilizable. El suelo rico en nitrógeno de forma natural ofrece un terreno agrícola extraordinario debido a su elevada productividad, pero el nitrógeno se va reduciendo con cada cosecha, disminuyendo el rendimiento de las tierras de labranza año tras año. Disponer de un medio para restituir el nitrógeno al suelo supondría una cosecha continua y abundante.

Nuestra atmósfera está formada por un 78% de nitrógeno, pero éste se encuentra en una forma química y biológicamente no utilizable. Gracias al descubrimiento de Fritz Haber, se pudo disponer rápidamente de nitrógeno barato fácilmente utilizable como fertilizante.

Sin embargo, el amoniaco tiene otra aplicación: es el punto de partida de casi todos los explosivos militares fundamental del explosivo TNT (trinitrotolueno). En su discurso de aceptación del Premio Nobel, Haber solamente mencionó haber estado motivado por la creciente demanda de alimentos, pero era muy consciente de la otra aplicación de la invención, tras el descubrimiento de la síntesis de amoníaco, trabajó durante la Primera Guerra Mundial en la investigación de un gas tóxico, granjeándose el título de “Padre de la guerra química”. Cien años después, incluso las aplicaciones positivas de la síntesis de amoníaco han tenido consecuencias. Haber no podía haber previsto “la cascada de cambios medioambientales, como el aumento de la contaminación del agua y el aire, la alteración de los niveles de gases de efecto invernadero y la pérdida de biodiversidad, consecuencia del aumento colosal en la producción y uso de amoníaco que iba a seguir de la invención”.

Yara

La compañía empieza bajo el nombre de Norsk Hydro el 2 de diciembre de 1905 por el industrial Sam Eyde, el científico Kristian Birkeland y el financiero Marcus Wallenberg, quienes aplican el potencial hidroeléctrico noruego para producir un fertilizante nitrogenado artificial aprovechando el nitrógeno del aire para producir nitrato de calcio (Ca(NO3)2) o nitrato de noruega que fue el nombre comercial del producto; esta producción se hizo en una fábrica experimental de Notodden, Noruega, aplicando la tecnología de proceso de Birkeland-Eyde (arco eléctrico) que extrae el nitrógeno del aire aplicando grandes cantidades de energía hidroeléctrica.

En 1928 la compañía obtiene una licencia para emplear un nuevo método de producción de amoniaco aplicando el proceso Haber-Bosh, desarrollando nuevos productos como el agua pesada (oxido de deuterio) y CO2. Diez años después se realiza la primera producción de fertilizante NPK regular (abono que contiene nitrógeno (N), fosforo (P) y potasio (K), elementos necesarios en el suelo para los tejidos de las plantas). Pasado el periodo de la segunda guerra mundial, Hydro en los próximos diez años aumenta su cantidad de empleados y consigo su productividad, abriendo las fábricas de Glomfjord en 1949, usando hidroelectricidad y síntesis de amoníaco para producir nitrato de calcio y NPK.

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