Proceso Industrial de Fabricación del Amoniaco
El amoníaco anhidro se obtiene industrial mente por reacción catalítica entre el nitrógeno y el hidrógeno según la reacción reversible:
N2 + 3H2 <=> 2 NH3 DH25 = -21.920 kcal/kmol
La calidad que se comercializa en la actualidad es de gran pureza, debiendo estar exento de metanol y otros compuestos oxigenados. Puede estar contaminado con aceites procedentes del engrase de los compresores. Para evitar la presencia de metanol en el producto final el gas de síntesis debe ser depurado eliminando los restos de CO y CO2 que hayan podido escapar de la conversión y de la descarbonatación del gas de síntesis. La depuración más convencional se realiza mediante las reacciones de metanización de ambos óxidos de carbono, que son inversas de las de reformado con vapor.
CO + 3 H2 <=> CH4 + H2O
CO2 + 4 H2 <=> CH4 + 2 H2O
El metano producido no afecta a la pureza del amoniaco, aunque perjudica al equilibrio y debe ser purgado del circuito de síntesis, como sucede con el argón que acompaña al aire que se introduce en el reformador secundario.
- El 77% de la producción mundial de amoníaco emplea Gas Natural como materia prima.
- El 85% de la producción mundial de amoníaco emplea procesos de Reformado con vapor.
El siguiente diagrama muestra el proceso de producción del Amoniaco.
El amoniaco se almacena en grandes tanques criogénicos a la presión atmosférica (a temperaturas del orden de-33ºC), en esferas semicriogénicas a 4,2 atm (a 0ºC) y en recipientes a presión que en verano pueden alcanzar presiones del orden de 15-20 atm. Tanto los tanques criogénicos como los semicriogénicos deben contar con aislamientos térmicos eficaces y sistemas de licuación de emergencia.
Catalizadores y reactores
Los catalizadores convencionales de hierro metálico con óxidos de aluminio (3%) y potásico (1%) y menores cantidades de zirconio, titanio, etc., para evitar la sinterización a altas temperaturas, son activos a partir de los 350ºC y mantienen la masa porosa hasta los 550 ºC. En todo caso no soportan temperaturas de 520 ºC en continuo, sin desactivarse.
Los catalizadores tienen la siguiente forma:
El reactor de sintesis de amoniaco, tiene una configuracion especifica que permite la refrigeración de los lechos activos, de manera que se mantenga el equilibrio de la reacción de amoniaco y evitar que se genere la reversión. El siguiente grafico muestra la configuración del reactor, ilustrado graficamente en la izquierda y esquematicamente en la derecha.
