Plantas De Urea

INTRODUCCION

Una de las industrias petroquímicas con fuerte expansión de su mercado mundial (2%), es la producción de urea a partir del GN como materia prima (el 80% de la producción de urea utiliza GN) por lo menos para los próximos 50 años, su producción no solo se realiza por fines comerciales, es la base de la agricultura moderna, clave de la supervivencia humana. Tal es la necesidad de urea, que la China e India tiene la mitad de la producción mundial, a pesar de ello se ven obligados a impórtala.

A nivel mundial la mayoría de los países son importadores, incluidos EEUU, Europa, India, Corea, Filipinas, Taiwán, etc. Los países de la ex URSS, se consideran como los principales exportadores. En Sudamérica y el caribe, los principales productores son Brasil, Venezuela y Argentina, el resto de los países donde se incluyen Brasil y México importan el producto.

CONTENIDO

Para la elaboración de urea, se fabrica primero amoniaco, a partir de gas de síntesis y aire, el gas de síntesis se obtiene descomponiendo mediante catalizadores el GN (gas natural) mezclado con vapor de agua, el gas de síntesis tiene básicamente H2 (hidrógeno) y CO2 (dióxido de carbono), los que son separados, con el hidrógeno se sintetiza amoniaco (NH3), utilizando el N2 (nitrógeno del aire), posteriormente en otra etapa, se hace reaccionar NH3 con el CO2 del gas de síntesis y se obtiene la urea. Es importante recalcar que se utiliza todo el gas natural para elaborar gas de síntesis, no se desperdicia nada.

Amoniaco - Producción & Consumo

• Producción mundial de amoníaco ~ 150 MM MTPY (2008)

• El 80% del NH3 es utilizado en la producción de fertilizantes

• Crecimiento anual: aprox. 3%

• El mercado de amoniaco esta muy relacionado al crecimiento de la población y no se espera que la tasa de crecimiento cambie dramáticamente

• La capacidad adicional es obtenida como una combinación de Revamps de plantas existentes y construcción de nuevas plantas

TECNOLOGÍAS PARA LA OBTENCIÓN DE AMONIACO:

En el mercado se muestran diversas tecnologías para la obtención de amoniaco a partir del gas de síntesis. Las siguientes empresas representan los más representativos licenciantes de tecnologías para la obtención de amoniaco: Haldor Topsoe, KBR, Linde, Lurgi, AG y Uhde.

Estos licenciantes cuentan con más del 92 % de todas las plantas de amoniaco construidas en todo el mundo. Podemos observar que entre los principales licenciantes se encuentran Haldor Topsoe y KBR.

Cuadro comparativo entre tecnologías Haldor Topsoe y KBR

Haldor Topsoe KBR

La empresa Haldor Topsoe es licenciante y propietario de la tecnología para la producción de amoniaco. Actualmente sus plantas poseen una capacidad estándar de 200,000 TM/D de NH3, la cual puede variar ligeramente dependiendo de las necesidades, así como utiliza catalizadores de fierro-magnetita que son los más comúnmente usados actualmente en el mercado.

Haldor Topsoe ha construido en total más de 30 plantas de amoníaco, teniendo así más del 50% de la capacidad de producción total del mercado internacional. Asimismo ha mantenido la tendencia hacia la economía a escala, obteniendo así inversiones más baja por la tonelada de amoníaco producido, desarrollando plantas con capacidades que exceden los 4.000 TM/D. La empresa KBR Energy and Chemicals es licenciante y posee tecnología propia para la producción de amoníaco, ofreciendo tecnología para plantas con capacidades que se encuentren en el rango de los 500 a 4.000 TM/D.

Tecnología:

La tecnología del amoníaco de Haldor Topsoe se basa en un esquema de proceso que ofrece las siguientes etapas:

• Purificación de la alimentación,

• Reformado primario y secundario

• Conversión de CO (cambio de dos etapas)

• Retiro del dióxido de carbono

• Metanación,

• Síntesis del amoníaco y refrigeración. Tecnología:

Dicha empresa posee la tecnología para los procesos KRES™, Purificador™ y KAAP™, que a su vez forman parte del proceso.

Tecnología KAAPplus™ las cuales se detallan a continuación:

El proceso KRES, remplaza al tradicional reformador primario por un equipo mucho más simple reduciendo el costo del capital de la planta.

Los tubos radiantes del reformador tradicional son remplazados por una única y robusta carcaza y por intercambiador de tubos de reformado. Los tubos son empaquetados con el catalizador de reformado convencional y el calor para conducir la reacción de reformado en los tubos es suministrada por el gas efluente del reformador adiabático (ATR), el cual opera paralelamente con el intercambiador de reformado. Con la finalidad de obtener suficiente calor para la conducción de la reacción, el ATR se alimenta con el exceso de aire de proceso, siendo este alrededor del cincuenta por ciento más que el exceso de aire requerido para el balance del nitrógeno.

1.-Purificación de la alimentación

En las plantas donde se utilizan procesos de reformado con vapor es importante remover el azufre en forma eficiente de la alimentación, a fin de prever el envenenamiento del catalizador de níquel del reformador primario. Asimismo los cloruros son también venenos para varios

catalizadores.

El KBR Purificador:

Tecnología criogénica del purificador del KBR elimina impurezas del gas de síntesis y en forma simultánea ajusta la relación hidrógeno nitrógeno de 3 a 1.

Síntesis de Amoniaco:

La tecnología de la síntesis del amoníaco de Topsoe está basada en convertidores del flujo radial. El convertidor del amoníaco de Topsoe S-200 es un convertidor del flujo radial de dos-lechos con enfriamiento indirecto entre los lechos del catalizador. Desde la introducción

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