¡Descarga PRODUCCIÓN DE AMONIACO y más Diapositivas en PDF de Química solo en Docsity! Universidad de Carabobo Facultad Experimental de Ciencias y Tecnología Departamento de Química Química Industrial Profesor: Barí Agüero Estudiante: Sara Brito (V-24.972.150) Febrero, 2024 MODELADO Y SIMULACIÓN DE PROCESOS DE PRODUCCIÓN DE AMONIACO A PARTIR DE GAS NATURAL: ANÁLISIS DE CONTROL Y RESPUESTA INFORMACIÓN GENERAL DEL
ARTICULO
Journal of Technology Innovations and
https: //doi.org/10.56556/¡tie.v211.417
RESEARCH ARTICLE
Process Modeling and Simulation of Ammonia Production from Natural Gas: Control
and Response Analysis
Abdulhalim Musa Abubakar*””, Mahlon Kida Marvin”, Sijan Devkota*, Ahmad Royani*, Ahmet Ozan Gezerman*,
Cemre Avsar”, Ehime Irene Itamah*, Issam Ferhoune”
¡Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Modibbo Adama University, Adamawa State, Nigeria
“Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Maiduguri, Borno State, Nigeria
¿Department of Chemical Engineering, Chungbuk National University, Cheongju, Chungbuk 28644, South Korea
“Research Center for Metallurgy, National Research and Innovation Agency, Tangerang Selatan 15314, Indonesia
Toros Agri-Industry, Research and Development Center, Mersin, Turkey
“Department of Electrical and Electronics Engineering, Faculty of Engineering, Federal Polytechnic Daura, P.M.B 1049, Daura,
Katsina State, Nigeria
"Department of Process Engineering, Faculty of Science and Applied Sciences, University of Oum El Bouaghi, “Larbi Ben
M'hidi”, Algeria
Corresponding author: Abdulhalim Musa Abubakar, abdulhalimé'mau.edu.ng
Received: 10 December, 2022, Accepted: 02 March, 2023, Published: 06 March, 2023
• Combina N2 y H2 a alta presión (150- 350 atm) y temperatura (300-600°C) sobre un catalizador de hierro. 𝑁2 + 3𝐻2֞ 2𝑁𝐻3 (3) • Reacción altamente endotérmica, que requiere un aporte energético significativo. Proceso Haber-Bosch: PROCESOS DE OBTENCIÓN DE AMONIACO Purificación y Separación: • El 𝑁2 y el 𝐻2 sin reaccionar se reciclan para mejorar la eficiencia. • El 𝐶𝑂2 y otras impurezas se eliminan mediante diversos métodos como la absorción y el depurador. • El amoniaco se licúa por enfriamiento (a -33°C) o compresión (a 10 bar). PROCESOS DE OBTENCIÓN DE AMONIACO
PROCESOS DE OBTENCIÓN DE
AMONIACO
Absorbedor de CO,
Regeneradoras
de solución
+ AMONIACO PRODUCTO
METODOLOGÍA Descripción del proceso: El proceso se divide en tres etapas principales: • Preparación de gas de síntesis bruto (desulfuración, reformado primario y secundario). • Purificación de gas de síntesis bruto (HTS, LTS, eliminación de CO2 y metanación). • Síntesis y refrigeración (conversión de NH3, separación y almacenamiento). METODOLOGÍA Especificaciones de la corriente de entrada: • Se utiliza gas natural con una composición molar específica (Tabla 1). • La cantidad de gas natural se basa en una producción objetivo de 200 toneladas/día de NH3. • Las especificaciones molares no se basan en ningún país en particular, ya que las compañías de gas natural tienen diferentes composiciones de gas. Tabla 1: Especificación de entrada METODOLOGÍA Desulfuración de gas natural: • El gas natural se precalienta a 350-400 ℃ y se comprime a 43.5 atm. • Se elimina el H2S (compuesto de azufre) mediante un proceso de desulfuración (R-01) con un catalizador de molibdeno de cobalto. • El contenido de S se reduce a <0.1 ppm en la alimentación de gas. H 2H2S + ZnO → ZnS + H2 (5) Reformado primario: • El gas de proceso del desulfurizador se mezcla con vapor y se calienta a 500- 600 ℃. • Se produce una reacción endotérmica en el reformador primario (R-02) con un catalizador de níquel. • Se generan CO y H2 a partir de CH4 y H2O. CH4 + H2 O ⇌ CO + 3 H2 ∆H°298 = 206 kJ. mol (6) CO + H2O ⇌ CO2 + H2 ∆H° = −41 kJ. mol (7) RESULTADOS Y DISCUSIÓN • La relación vapor/carbono, la conversión de CH4, la eliminación de dióxido de carbono (CO2) y monóxido de carbono (CO), la relación hidrógeno/nitrógeno y las temperaturas del intercambiador y separador de calor requieren control en las unidades para cualquiera de estos impactos específicos. • Mediante la simulación se produjeron aproximadamente 176 toneladas de NH3 diariamente, se pueden ampliar utilizando un factor calculado equivalente a una capacidad de 1,1375 a 200 toneladas/día, en este diseño. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO • Se diseñó y optimizó una planta de amoniaco de 200 toneladas/día. • Se maximizó la producción y eficiencia mediante la optimización de procesos y control. • La planta considera la seguridad y el uso eficiente de energía. • Se deben explorar otras fuentes de energía para la producción de amoniaco. • La investigación continua es necesaria para reducir el costo de la producción de amoniaco. • La creciente demanda de amoniaco requiere métodos de producción eficientes y sostenibles. ¡GRACIAS!
