Valvulas De Control

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE

MINATITLÁN

2.1 Producto (generalidades)

El amoníaco, amoniaco, azano o gas de amonio es un compuesto químico cuya molécula consiste en un átomo de nitrógeno (N) y tres átomos de hidrógeno (H) de acuerdo con la fórmula NH3.

Según la teoría de repulsión entre pares de electrones de la capa de valencia, los pares electrónicos de valencia del nitrógeno en la molécula se orientan hacia los vértices de un tetraedro, distribución característica cuando existe hibridación sp3. Existe un par solitario, por lo que la geometría de la molécula es piramidal trigonal (grupo puntual de simetría C3v). En disolución acuosa se puede comportar como una base y formarse el ion amonio, NH4+, con un átomo de hidrógeno en cada vértice de un tetraedro.

El amoníaco, a temperatura ambiente, es un gas incoloro de olor muy penetrante y nauseabundo. Se produce naturalmente por descomposición de la materia orgánica y también se fabrica industrialmente. Es fácilmente soluble y se evapora rápidamente. Generalmente se vende en forma líquida.

La cantidad de amoníaco producido industrialmente cada año es casi igual a la producida por la naturaleza. El amoníaco es producido naturalmente en el suelo por bacterias, por plantas y animales en descomposición y por desechos animales. El amoníaco es esencial para muchos procesos biológicos.

La mayor parte (más del 80 %) del amoníaco producido en plantas químicas es usado para fabricar abonos y para su aplicación directa como abono. El resto es usado en textiles, plásticos, explosivos, en la producción de pulpa y papel, alimentos y bebidas, productos de limpieza domésticos, refrigerantes y otros productos. También se usa en sales aromáticas.

Su nombre fue dado por el químico sueco Torbern Bergman al gas obtenido en los depósitos de sal cerca del templo de Amón, en Libia y viene del griego, ammōniakón, que significa lo perteneciente a Amón.

El método principal de producción de Amoniaco Anhidro es el proceso de Haber-Bosh modificado, que constituye la forma de producción del 90% del Amoniaco mundial. En este proceso, el Nitrógeno (obtenido de la atmósfera) y el hidrogeno (a partir del gas natural) se mezclan en una proporción de 1:3 y pasan sobre un catalizador a alta presión. El Amoniaco así producido se colecta por diferentes métodos y los reactivos que no reaccionaron se recirculan al reactor. Pequeñas cantidades de Amoniaco se producen industrialmente como subproducto de la coquización del carbón. La mayor proporción de producción industrial de Amoniaco ocurre en áreas donde el gas natural es barato y abundante ya que el Amoniaco se sintetiza usando este medio.

El proceso completo de producción de Amoniaco puede subdividirse en las siguientes operaciones.

• Preparación del gas de síntesis

• Producción de gas

• Conversión de Monóxido de Carbono

• Purificación del gas

• Compresión

• Síntesis

• Recuperación de Hidrógeno del gas de purga

Los cambios más significativos efectuados en los últimos años corresponden a la preparación del gas de síntesis y en la compresión.

2.2 Usos y aplicaciones

Dependiendo de la concentración del amoníaco, éste puede usarse para fines distintos:

• El amoníaco concentrado al 15 % se usa para limpieza doméstica como desengrasante.

• Concentrado al 25 % o más el amoníaco es usado para fines industriales.

• Su uso principal está basado en su gran capacidad desengrasante, por lo que es idóneo para la limpieza de azulejos, cristales, filtros de campanas extractoras, etc.

• Ideal para limpiar tejidos, moquetas y alfombras, entre otros.

• Elimina restos de crema hidratante, desodorante o maquillaje en la ropa.

• Suprime las huellas de los dedos sobre el mobiliario, así como manchas de zumo y sangre.

• Aplicado con un bastoncillo limpia los agujeros de la plancha.

• Elimina las manchas de grasa en las zapatillas.

• Es adecuado para la limpieza de objetos de plata.

• También es empleado para quitar el brillo al barniz y a la cera, así que es recomendable utilizarlo cuando se quiera decapar alguna superficie, para darle posteriormente una nueva capa.

2.3 Precauciones

Es importante no mezclar amoníaco con hipoclorito de sodio (lejía) ya que reaccionaría generando un gas irritante y muy tóxico.

Siempre que se utilice el amoníaco habrá que tener mucho cuidado ya que debe de ir especialmente diluido para evitar posibles intoxicaciones. Algunas de las consecuencias perjudiciales de la respiración de una alta concentración de gases que contengan NH3 es, entre otras cosas, un aumento de la presión sanguínea, cefaleas, irritación en la piel y en los ojos. Una exposición duradera puede causar la muerte y lo mismo sucede si se ingiere por error.

De todas formas, en los productos que se comercializan hoy en día se incorpora un perfume especialmente diseñado para aminorar el fuerte olor durante su uso, lo cual hace más cómodo su empleo.

2.4 Propiedades físicas y químicas

IDENTIDAD DE LA SUSTANCIA QUÍMICA

Fórmula Molecular: NH3

Fórmula Estructural:

CAS: 7664-41-7

Número UN:

UN: 2672 (solución acuosa entre 12% y 44%)

UN: 2073 (solución acuosa >44%)

UN: 1005 (gas Anhidro o solución acuosa >50%)

Clase de Peligro UN: 2.3

Riesgos Subsidiarios UN: 8

Tabla 2.1

2.4.1 COMPOSICIÓN / INFORMACIÓN DE LOS INGREDIENTES

Amoniaco Anhidro

Componente Contenido Peligroso

Amoniaco 99,5% Sí

Soluciones acuosas

Componente Contenido Peligroso

Amoniaco 25 – 30% Sí

Agua 70 – 75% No

Tabla 2.2

PROPIEDAD VALOR

Estado físico Gas; puro

Líquido; solución

Peso Molecular (g/mol) 17,03

Punto de Ebullición (ºC)) (760 mmHg) -33,35

Punto de Fusión (ºC) -77,7

Presión de Vapor (mmHg) 6080 (20 ºC anhidro)

447 (20 ºC aq al 28%)

Gravedad Específica (Agua = 1) 0,6818 (Líquido a -33,35 ºC)

Densidad del Vapor (Aire = 1) 0,59

Velocidad de Evaporación (Acetato de Butilo = 1) No disponible

Constante de la Ley de Henry (atm*m3

/mol) 1,6X10-5; 25 ºC

Solubilidad en Agua (g/ml) 0 °C 895 g/litro

20 °C 529 g/litro

40 °C 316 g/litro

60 °C 168 g/litro

Límites de Inflamabilidad (% vol) 16% - 25%

Temperatura de Auto ignición (ºC) 650

Punto de Inflamación (ºC) No disponible

pH 11,6; solución acuosa 1N

Tabla 2.3

2.5 PROPIEDADES QUÍMICAS:

El amoníaco es estable a temperatura ambiente, pero a altas temperaturas se descompone en hidrógeno y nitrógeno. La velocidad de descomposición depende del material donde se encuentre almacenado. Generalmente, las disoluciones con concentraciones inferiores a 5 % no producen vapores inflamables a ninguna temperatura.

Se ha informado de explosiones violentas durante el secado intensivo de amoníaco sobre perclorato de magnesio en tubos de acero.

Conexiones accidentales que pongan en contacto oxígeno y amoníaco en forma gaseosa, generan explosiones violentas. También se ha informado de este tipo de accidentes al mezclar óxido de etileno y disoluciones acuosas de amoníaco, ya que se inicia violentamente una polimerización.

Por otra parte, pueden presentarse reacciones violentas e incluso explosivas entre amoníaco y los siguientes reactivos: acetaldehído, acroleína, boro, haluros de boro, calcio, ácido clórico, ácida de cloro, monóxido de cloro, trifluoruro de cloro, cromo, anhídrido crómico, cloruro de cromilo, 1,2-dicloroetano, tetróxido de dinitrógeno, derivados de germanio, hexacloromelamina, hidracina con metales alcalinos, bromuro de hidrógeno, peróxido de hidrógeno al 99.6 %, ácido hipocloroso, tricloruro de nitrógeno, trifluoruro de

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