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Notas-A High Pressure Steam Hidrocarbon Reforming Process For Ammonia ...
Notas-A High Pressure Steam Hidrocarbon Reforming Process For Ammonia ...
Notas-A High Pressure Steam Hidrocarbon Reforming Process For Ammonia ...
DE HIDROCARBUROS CON
VAPOR DE AGUA A ALTA
PRESIÓN PARA LA
,
PRODUCCIÓN DE
AMONÍACO A PARTIR DE
GAS NATURAL Y AIRE
PROPIEDADES
METANO
Inflamable Gas
presurizado
Inflamabilidad:
Se inflama < 25ºC
Salud: Reactividad:
Peligroso Estable
Otros peligros
PROPIEDADES
METANO
Estado: gas incoloro e inodoro
Densidad: 0.000657 g/cm3
Gravedad específica: 0.415–164°
Temperatura de fusión: –182.6°C
Temperatura de ebullición: –161.4°C
Temperatura crítica: –82.6°C
Presión crítica: 45.44 atm
PROPIEDADES
METANO
Solubilidad: 0.420° cc en agua,
4720° cc en etanol, 10410° cc en
dietil éter, soluble en benceno,
tolueno, metanol, acetona
Punto de inflamabilidad: –188°C
Temperatura de autoignición:
537°C
PROPIEDADES
ALMACENAMIENTO DE GN
Almacenamiento subterráneo
Se localiza en yacimientos de gas o
petróleo ya agotados, en acuíferos
o en cavernas de sal que cumplan
las condiciones de porosidad y
permeabilidad requeridas para
almacenar este gas.
PROPIEDADES
ALMACENAMIENTO DE GN
Almacenamiento de GNL
Otra alternativa es el
almacenamiento de GNL en
tanques de las plantas de
regasificación.
En los tanques el gas se enfría a –
160°C.
PROPIEDADES
ALMACENAMIENTO DE GN
PROPIEDADES
DIÓXIDO DE CARBONO
Inflamabilidad:
No se inflama
Salud: Reactividad:
Peligroso Estable
Otros peligros
PROPIEDADES
DIÓXIDO DE CARBONO
atm)
Punto de fusión: –210°C
Punto de ebullición: –196°C
PROPIEDADES
NITRÓGENO
1. Purificación de la alimentación.
El gas natural primeramente es
desulfurado para prevenir el
envenenamiento del catalizador.
2. Reformación primaria. Luego se
mezcla con vapor de agua y se
reforma en el reformador
primario, para producir CO e H2.
proceso
3. Reformación secundaria. En el
proceso de reformado
secundario, el gas natural no
convertido, CO e H2 se mezclan
con aire para producir más CO e
H2. El N2 que contiene el aire se
utilizará para la reacción de
síntesis del amoníaco.
proceso
4. Conversión de desplazamiento.
Luego el CO se convierte en CO2
5. Remoción del CO2 de la corriente de
proceso.
6. Purificación del gas de síntesis. Los
óxidos de carbono que quedan en el
proceso se transforman en metano
por un proceso conocido como
metanización.
proceso
7. Síntesis de amoníaco. En el
reactor de síntesis el H2 y N2
reaccionan sobre un catalizador
para formar amoníaco.
8. Recuperación de amoníaco. El
gas amoníaco se refrigera y
comprime para convertirlo en
líquido para su almacenamiento.
proceso
GN
DESULFU- REFORMADO REFORMADO CONVERSIÓN
RIZACIÓN PRIMARIO SECUNDARIO DE CO
H2 Steam Aire
Purga CO2
NH3
RECUPERACIÓN SÍNTESIS DE EXTRACCIÓN
METANACIÓN
DE NH3 NH3 DE CO2
Condensado K2CO3(ac)
Etapa de desulfuración
El reactor es un hidrogenador
empacado generalmente con un
catalizador que contiene óxido
de cobalto y óxido de molibdeno
sobre un soporte de alúmina.
Las reacciones que se realizan
son las siguientes:
Etapa de desulfuración
COS + H2 CO + H2S
R–SH + H2 RH + H2S
H2C=CH2 + H2 H3C–CH3
Etapa de desulfuración
A continuación se produce el
proceso de desulfuración, que
consiste en extraer el azufre
contenido en el sulfuro de
hidrógeno mediante su reacción
con óxido de zinc.
Etapa de desulfuración
La reacción se realiza por
adsorción en los lechos de óxido
de zinc del reactor.
Aquí se elimina el azufre que
está presente en la corriente de
alimentación como H2S.
ZnO(s) + H2S(g) ZnS(s) + H2O
Etapa de desulfuración
PROCESO DE ENDULZAMIENTO
DEL GAS NATURAL ÁCIDO
Etapa de desulfuración
La conversión de GN a gas de
síntesis en la operación de
reformación se representa por la
reformación con vapor de agua:
CH4 + H2O + 206 kJ/mol CO + 3H2
y la reacción de desplazamiento
agua–gas.
CO + H2O CO2 + H2 + 41 kJ/mol
Reformación primaria y secundaria
El reformador primario es
esencialmente un horno en el
cual el combustible se quema
con aire para proveer
indirectamente el calor de
reacción al catalizador contenido
dentro de los tubos.
Reformación primaria y secundaria
CRACKING TÉRMICO
Reformación primaria y secundaria
CH4 C(s) + 2 H2
2 CO C(s) + CO2
ΔH25ºC = –125.2 kJ/mol
DESPROPORCIONAMIENTO
CO + H2 C(s) + H2O
ΔH25ºC = –84.0 kJ/mol
REDUCCIÓN
Reformación primaria y secundaria
El proceso de reformación se
completa adiabáticamente en el
reformador secundario, el cual
es un recipiente cilíndrico de
acero con revestimiento
refractario interno que contiene
un catalizador de lecho fijo.
Reformación primaria y secundaria
En la cámara de combustión, el
aire de proceso precalentado se
mezcla con el gas proveniente
del reformador primario.
El combustible está en exceso
respecto al oxidante.
Reformación primaria y secundaria
Burner
El oxígeno reacciona
preferentemente y de inmediato
con el hidrógeno del gas de
proceso para formar agua, pero
también las reacciones con
metano y monóxido ocurren con
alguna extensión.
Reformación primaria y secundaria
COMBUSTIÓN
Reformación primaria y secundaria
La reacción exotérmica de
desplazamiento agua–gas
proporciona un mecanismo
conveniente para maximizar la
producción de hidrógeno, así
como la conversión de CO al
más fácilmente extraíble CO2.
CO + H2O CO2 + H2 + 41 kJ/mol
Conversión de desplazamiento
Alternativamente se pueden
utilizar convertidores de
desplazamiento isotérmico para
eficazmente eliminar las
restricciones de equilibrio.
Conversión de desplazamiento
En la tabla siguiente se
comparan las principales
características de los diversos
sistemas de extracción de CO2.
Extracción de CO2
PROCESOS PARA EL TRATAMIENTO DE GAS ÁCIDO–SISTEMAS CON REACCIÓN
CONTENIDO DE GAS ÁCIDO
PROCESO SOLVENTE EN EL GAS TRATADO, ppm
N2 + 3 H2 2 NH3
PROCESO HABER
Etapa de síntesis y recuperacíon de Nh3
La reacción de formación de
amoníaco procede con una
disminución de volumen; por
consiguiente, de acuerdo con el
principio de Le Chatelier, un
incremento de la presión
aumenta el porcentaje de
amoníaco en el equilibrio.
Etapa de síntesis y recuperacíon de Nh3
El incremento de presión
también acelera la velocidad de
reacción.
Las plantas de amoníaco
modernas de gran tonelaje están
diseñadas para presiones de
síntesis de 2100–2200 psi.
Etapa de síntesis y recuperacíon de Nh3
En el convertidor de amoníaco
horizontal Kellogg, el gas fluye a
través de los lechos de
catalizador longitudinales.
Etapa de síntesis y recuperacíon de Nh3
Etapa de síntesis y recuperacíon de Nh3
CONDENSADORES DE
AMONÍACO
Etapa de síntesis y recuperacíon de Nh3
Cantidades relativamente
pequeñas de amoníaco anhidro
se almacenan en recipientes
esféricos a presiones por encima
de 40 psig y temperatura
ambiente.
Usos del amoníaco
El uso primario del amoníaco es
en la industria de fertilizantes.
NITRATO
DE AMONIO
Usos del amoníaco
ICI
HALDOR–TOPSOE
KELLOGG
CASALE
HABER–BOSCH
GRAND PAROISE
FAUSER–MONTECATINI
Uhde–Gmbh
bibliografía
https://www.topsoe.com/