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• Joseph Ramirez

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Introducción Toyo Engineering Corporation (TEC) corresponde una las tres licencias de procesos de producción de urea más importantes del del mundo y ha contribuido al desarrollo de la industria de los fertilizantes construyendo eficientes y económicas eco nómicas plantas de urea desde su establecimiento hace más de 40 años. TEC como ingeniería y constructora que a fines de 2000 contaba con 93 plantas de urea y 10 plantas de granulación basadas en su tecnología. Debido a la demanda de tecnología de producción de urea urea TEC ha mejorado su Proceso ACES con el desarrollo de su nuevo proceso ACES 21.

Proceso ACES. La característica principal del Proceso ACES original es minimizar la energía necesaria en una planta de urea combinando el reciclo de la solución principal y un proceso de stripping lo cual permite una conversión alta de CO2 y una separación altamente eficiente de los materiales no reaccionantes. El Proceso ACES trabaja con una relación molar NH 3/CO2 de 4 y opera con una temperatura de 190ºC dando en el reactor una conversión de CO 2 del 68%, la más alta de todos los modernos procesos de urea. La alta conversión de de CO2 reduce los requerimientos de energía para la descomposición de los materiales no convertidos. El Stripper separa y descompone eficientemente el carbamato de amonio y el exceso de amoníaco de la solución de urea proveniente del reactor. Diagrama de Flujo de la Sección de Síntesis del Proceso ACES.

 

La recuperación e integración excepcional de calor entre la ssección ección de síntesis y las secciones aguas abajo más lejanas reduce los requerimientos requerimientos de energía. El vapor MP es suministrado suministrado a la sección de síntesis para descomponer y separar el exceso de amoníaco y carbamato en el stripper. La mezcla de gases despojada de NH3 Y CO2 es enviada al condensador de carbamato y el calor de condensación es recuperado por dos condensadores de carbamato paralelos. Uno es utilizado para la descomposición en la sección de media presión (MP) y la otra permite la generación de vapor en la sección de baja presión (LP) para luego ser usado en las secciones LP y evaporación. El calor de condensación en la sección de MP es además empleado en la sección de evaporación. Esta múltiple integración de calor, originalmente ideada y desarrollada por TEC, se ha convertido co nvertido en el proceso de obtención urea energéticamente más eficiente.

Lista de algunas plantas que emplean tecnología ACES.

 

 

Proceso Stamicarbon En el proceso de stripping de Stamicarbon, el carbamato se descompone a la presión de reacción por reducción de su presión parcial con una atmósfera atmósfera de dióxido de carbono. La recombinación de amoníaco y dióxido de carbono para formar carbamato además tiene lugar a esta presión y a alta temperatura, contribuyendo así a la recuperación de calor en forma de producción de vapor. En el recipiente del reactor, el separador y el condensador están colocados de tal modo que la solución de carbamato reciclado fluye desde el reactor al condensador por acción de la gravedad. El reactor es un recipiente revestido con acero inoxidable y contiene una serie de bandejas o platos para favorecer la mezcla de los reactivos. Trazas de aire se inyectan en el reactor junto con CO 2 para inhibir la corrosión. La relación molar óptima de NH 3/CO2 de 2.8 es mantenida en el reactor por alimentación de amoníaco. Esto da la presión mínima de equilibrio permitiendo así un ahorro de los costos de los equipos y de la compresión. La temperatura y la presión del reactor son mantenidas en un rango de 180º - 190º C y 120  –  150bar. La conversión basada en el producto que sale del reactor es de 50  – 60% mientras que la basada en el producto que sale del stripper es cerca del 85%. El stripping toma lugar a la presión de reacción en un intercambiador de tubos verticales con vapor sobrecalentado que tiene cabezales fijos y un distribuidor especial para el CO 2. La distribución uniforme del líquido también es esencial. El vapor utilizado para la calefacción de las soluciones a una presión cercana a los 25bar. El amoníaco y dióxido de carbono despojados se recombinan para formar carbamato en un condensador que opera a la misma presión que el reactor. El calor de reacción y el calor sensible de la solución son usados para aumentar la baja presión de vapor en la coraza del condensador. La reacción se deja proceder hasta que se complete en un 80% por manipulación de la presión de vapor. La relación óptima de NH 3/CO2 en la alimentación del condensador es de 2.4. Este valor da la temperatura máxima de equilibrio y es más favorable para la generación de vapor. El amoníaco se añade a la entrada del condensador para mantener la relación. La temperatura de los reactantes en la salida del condensador es de 170ºC. Al salir del stripper, la solución de urea reduce su presión de 3 a 6 bar y calentada con vapor para liberar las pequeñas cantidades de amoníaco, dióxido de carbono y vapor contenidas. Estos son entonces condensados en un condensador enfriado por agua y la pobre solución de carbamato resultante es bombeada de nuevo al condensador co ndensador de alta presión. Los gases in inertes ertes son purgados desde el reactor y el amoníaco y dióxido de carbono presente en estos son absorbidos en agua y reutilizados.