Resumen De Diseño De Reactor De La Urea y3y57

RESUMEN La urea es en muchos sentidos la forma más conveniente para nitrógeno fijado. Tiene el mayor contenido de nitrógeno disponible en un fertilizante sólido (46%). Es fácil de producir en forma de pellets o gránulos y fácilmente transportados a granel o bolsas sin riesgo de explosión. No deja residuos de sal después de su uso en los cultivos. Su peso específico es de 1.335, se descompone al punto de ebullición y es bastante soluble en agua. Las principales materias primas necesarias para este fin son NH3 y CO2. Dos reacciones están involucrados en la fabricación de urea. En primer lugar, carbamato de amonio se forma bajo presión por reacción entre el CO2 y NH3.

CO2 + 2NH3

→NH COONH 2

4

H= -37.4 Kcal

Esta reacción altamente exotérmica es seguida por una descomposición endotérmica del carbamato de amonio. Los varios procesos para la fabricación de urea son: 1) Proceso de extracción de amoníaco Snamprogetti 2) proceso de separación Stamicarbon CO2 3) Una vez que a través del proceso de urea 4) proceso total Mitsui Toatsu urea reciclaje Elegimos el amoniaco Snamprogetti proceso de separación para la fabricación de urea. En este proceso de amoníaco y CO2 son comprimidos y alimentados al reactor. El carbamato no convertido se separa y se recupera de la solución efluente del reactor de síntesis de urea a presión del reactor, condensada a una solución acuosa en una producción de alta presión del condensador y reciclado de vuelta al reactor por gravedad de vapor. Parte de la alimentación del reactor NH3 líquido, vaporizado en un intercambiador de vapor calentado, se utiliza como gas inerte para descomponer y tira de carbamato de amonio en el separador de alta presión de vapor calentado.

Se hace balance de energía y balance de materiales de la planta. La capacidad seleccionada de la planta es 4,50,000 toneladas / año de producción de 62.500 kg / h de la urea con 98% de pureza urea. Urea reactor y evaporador de vacío están diseñados. El volumen de reactor se calcula y encontró que 195 m3. La longitud y diámetro del reactor son 40 m y 2,5 m respectivamente. El evaporador utilizado es de la escalada de película tipo de tubo largo. Proceso de urea-amoníaco extracción Snamprogetti se selecciona porque implica una alta relación de NH3 a CO2 en el reactor, lo que garantiza la alta conversión de carbamato en urea. La operación de separación de amoniaco altamente eficiente reduce drásticamente el reciclado de carbamato y el tamaño del equipo en la descomposición de carbamato. Tecnología Snamprogetti difiere de los competidores en que se basa en el uso de amoniaco en exceso para evitar la corrosión, así como promover la descomposición de carbamato no convertido en urea. Usos de Urea: • Alrededor del 56% de urea fabricada se utiliza en fertilizantes sólidos. • Alrededor del 31% de urea fabricada se utiliza en fertilizantes líquidos. • resinas de urea-formaldehído tienen un uso amplio como un adhesivo de madera contrachapada. • resinas de melamina-formaldehído se utilizan como vajilla y para hacer más duro superficies.

Capítulo 1 INTRODUCCIÓN 1.1 FABRICACIÓN DE UREA [1] La urea es un importante fertilizante nitrogenado. Su utilización es cada vez mayor, que sea el fertilizante de nitrógeno preferida en todo el mundo. Se utiliza en fertilizante sólido, fertilizante líquido, resinas de formaldehído y adhesivos.

Rouelle primero descubrió la urea en la orina en 1773. Su descubrimiento fue seguido por la síntesis de urea a partir de amoníaco y ácido ciánico por Woehler en 1828. Esto se considera que es la primera síntesis de un compuesto orgánico de un compuesto inorgánico. En 1870, Bassarow produce urea por calentamiento de carbamato de amonio en un tubo sellado en lo que fue la primera síntesis de urea por deshidratación .The fórmula química de, NH2CONH2, indica que la urea puede ser considerada como la amida de ácido carbámico NH2COOH, o la diamida de CO ácido carbónico (OH) 2. El fertilizante se define generalmente como "cualquier material, orgánico o inorgánico, natural o sintético, que suministra uno o más de los elementos químicos necesarios para el crecimiento de las plantas". El objetivo principal de la industria de los fertilizantes es proporcionar los nutrientes primarios y secundarios que son necesarios en cantidades de macronutrientes primarios se suministran normalmente a través de fertilizantes químicos. Son compuestos químicos que contienen uno o más de los nutrientes primarios y se producen generalmente por reacciones químicas. Cualesquiera que sean los compuestos químicos, su ingrediente más importante para el crecimiento de las plantas es el contenido de nutrientes. Los nutrientes primarios son nitrógeno, fósforo y potasio. Sin embargo, su concentración en un fertilizante químico se expresa como un porcentaje de nitrógeno total (N), fosfato disponible (P2O5) y K2O soluble. El grado de un fertilizante se expresa como un conjunto de tres números en el orden de ciento N, P2O5 y K2O. Si un nutriente está ausente en un fertilizante, que está representado por un cero. Por lo tanto el sulfato de amonio está representado por 20.6-0- 0. 1.2 PROPIEDADES DE UREA: PROPIEDADES FÍSICAS DE UREA La urea es un blanco, inodoro, higroscópico sólido. Es resistente a la corrosión. PROPIEDADES QUÍMICAS DE UREA Peso molecular

60.05

Humedad relativa

60% 46,6%

Contenido máximo de nitrógeno Peso específico

1.335

Calor de fusión

60 Cal / g (endotérmica)

El calor de la solución, en el agua

58 Cal / g (endotérmica)

La densidad aparente

de 0,74 g / cc

Tabla 1.1-CALOR ESPECÍFICO DE UREA Temperatura, °C

Calor específico, kJ / kg °C

0 50 100 150 1.3 USOS DE LA UREA

1.398 1.66 1.89 2.11

• Alrededor del 56% de urea fabricada se utiliza en fertilizantes sólidos. • Alrededor del 31% de urea fabricada se utiliza en fertilizantes líquidos. • resinas de urea-formaldehído tienen un uso amplio como un adhesivo de madera contrachapada. • resinas de melamina-formaldehído se utilizan como vajilla y para hacer más duro superficies. 1.4 PROCESO TECNOLOGICO Aunque hay varios procesos utilizados actualmente para la fabricación de urea, el subyacente principio para todos los procesos es el mismo. Las dos reacciones principales implicadas son: 1) 2)

CO2 + 2NH3 ↔ NH2COONH4 NH2COONH4 ↔ NH2CONH2 + H2O

∆ H = -37,4 kcal / mol g ∆H = + 6,3 Kcal / mol g

Secundarios indeseables toma reacción lugar es: 3)

2NH2CONH2 ↔ NH2CONHCONH2 + NH3 (Biuret)

Ambas reacciones primera y segunda son reacciones de equilibrio. La primera reacción casi finaliza en 185-190 °C y 180 a 200 atm. La segunda reacción (reacción de descomposición) es lento y determina la velocidad de la reacción. El CO2 y NH3 no convertido junto con carbamato no descompuesto, deben ser recuperados y reutilizados. Este es un paso problemático. La síntesis se complica aún más por la formación de un dímero llamado biuret,

NH2CONHCONH2, que debe mantenerse bajo, ya que afecta negativamente el crecimiento de algunas plantas. 1.5 PROCESO EN GENERAL. [2] El amoníaco y CO2 se comprimen por separado y se alimentaron a la alta presión (180 atm) La autoclave como se muestra en la fig-1.1 debe ser refrigerado con agua debido a la naturaleza altamente exotérmica de la reacción. una mezcla de urea, carbamato de amonio, H2O y (NH3 + CO2) sin reaccionar, es producido. Este efluente líquido es decepción a 27 atm. Y se alimenta a un flashevaporador especial que contiene un separador gas-líquido y el condensador. Sin reaccionar NH3, CO2 y H2O se eliminan y reciclado de este modo. Una solución acuosa de carbamato-urea se pasa al tambor de evaporación atmosférica donde la descomposición adicional de carbamato se lleva a cabo. Los gases de salida de este paso pueden ser recicladas o enviados a los procesos de NH3 para la fabricación de fertilizantes químicos La solución de urea acuosa al 80% puede ser utilizado como es, o enviado a un evaporador de vacío para obtener urea fundida que contiene menos de 1% de agua. La masa fundida se pulveriza entonces en una torre de granulación. Para evitar la formación de biuret y mantenerlo menos de 1%, la temperatura debe mantenerse justo por encima del punto de fusión para los tiempos de procesamiento de 1-2 segundos en esta fase de la operación. LAS VARIABLES QUE AFECTAN LAS REACCIONES AUTOCLAVE SON [2]: 1) Temperatura [Fig-1.2]: Temperatura de proceso (185 oC) favorece rendimiento de equilibrio a una presión dada (180 atm). La conversión de carbamato de amonio en urea aumenta gradualmente a medida que la temperatura aumenta. Sin embargo, después de una temperatura particular, dependiendo de la presión, la conversión cae repentinamente con un aumento adicional de la temperatura. La presión correspondiente a esta temperatura que está generalmente en el rango de 175 185oC, se conoce como la presión de descomposición que es de aproximadamente 180 atm. 2) Presión [Fig-1.3]: La reacción principal es suficientemente lenta a presión atmosférica. Sin embargo, se inicia casi instantáneamente a presión del orden de 100 atm y la temperatura de 150 oC. Hay reducción en el volumen en la reacción global y así de alta presión favorece la reacción hacia adelante. Esta presión se selecciona de acuerdo a la temperatura que se mantenga y relación de NH3: CO2.

3) Concentración: Mayor es la concentración de los reactivos, mayor será la reacción directa de acuerdo a la ley de acción de masas. CO2 siendo el reactivo superior limitante la relación de NH3:CO2 favorece la conversión. Dado que, la deshidratación de los resultados de carbamato en la producción de urea, en menor proporción H2O: CO2 favorece la conversión. Por lo tanto, el consumo de agua en el reactor debe ser mínimo. 4) El tiempo de residencia: Dado que, la reacción de la urea es lenta y tarda unos 20 minutos para alcanzar el equilibrio, el tiempo suficiente para ser proporcionado para obtener una mayor conversión. Reactor está diseñado para dar cabida a esto con respecto a los otros parámetros de temperatura, presión y concentración. 5) la formación de biuret: Un problema que enfrenta durante la fabricación de urea es la formación de biuret durante la producción de urea. No es una sustancia deseable, ya que afecta negativamente el crecimiento de algunas plantas. Su contenido en urea no debe ser más de 1,5% en peso.

2NH2CONH2

↔

NH2CONHCONH2 + NH3 (Biuret)

Figura 1.1 Porcentaje de conversión Vs gráfico de temperatura para la producción de urea

Figura 1.2 Porcentaje de conversión Vs gráfico de presión para la producción de urea

Aunque la producción de urea es alta a alta presión y alta temperatura, la reacción no se hace funcionar a la máxima temperatura y la presión porque: 1) Aumento de la presión aumenta los costos de capital y de operación de equipos de compresión y la reacción. 2) aumento de la temperatura acelera la descomposición de urea a biuret, un compuesto que afecta negativamente el crecimiento de algunas plantas. 3) Las condiciones estipuladas anteriormente producen tasas de corrosión intolerables, y un diseño de compromiso deben ser elegidos. 1.6 PRINCIPALES PROBLEMAS DE INGENIERÍA 1) descomposición carbamato y reciclar: Hay muchos procesos que pueden ser utilizados para la fabricación de urea. La principal diferencia en los procesos de la competencia es en el diseño de reciclaje. Dado que, la conversión es sólo el 40-50% por pasada, los gases de escape que no han reaccionado deben ser recirculados o utilizados

económicamente en otros lugares. Recompresión de gases de salida es prácticamente imposible debido a la corrosión y la formación de carbamato sólida en los compresores. 2) Producción de urea granular: Formación de Biuret es otro problema. Evaporación al vacío de urea a partir de 80% a aproximadamente 99%, la pulverización se enfríe al aire y solidificación debe hacerse justo por encima del punto de fusión de la urea y con un tiempo de residencia mínimo en el intervalo de varios segundos. 3) La disipación de calor en el autoclave: El calor exotérmico de la reacción puede ser removido por bobinas o enfriamiento pared. 4) Corrosión: Esta ha sido la principal razón por la cual el proceso de NH3-CO2 fue desarrollado con lentitud. Trazadores de líneas de alta plata costo o tantalio se utilizan en los autoclaves con hastealloy C, titanio, acero inoxidable (SS 321), y aleaciones de aluminio utilizados en otras partes de la planta. Presión y temperatura Condiciones mínimas con exceso de NH3 son deseables para reducir las tasas de corrosión severa. Bajo estas condiciones, el acero inoxidable se puede utilizar en el autoclave.

Capitulo 2 Varios métodos de fabricación de urea, junto con hojas de flujo.

2.1 PROCESOS VARIOS PARA LA FABRICACIÓN DE UREA [3] El reactor de síntesis de urea siempre contiene carbamato que no ha reaccionado y más o menos el exceso de amoníaco, dependiendo de la composición de los alimentos. Esto plantea el problema práctico de separar el material sin reaccionar de la solución de urea y de la reutilización de este material sin reaccionar. Dependiendo del método de reutilización del material sin reaccionar, los procesos de síntesis de urea comerciales se dividen en las siguientes categorías principales: 1) Una vez que el proceso de urea a través de:

El carbamato no convertido se descompone en NH3 y CO2 gas por calentamiento de la mezcla efluente del reactor de síntesis de urea a baja presión. El gas de NH3 y CO2 se separa de la solución de urea y se utiliza para producir sales de amonio mediante la absorción de NH3, ya sea en ácido sulfúrico o nítrico. Una vez que a través del proceso de urea [Fig-2.1]: En este proceso de NH3 líquido se bombea a través de una bomba de émbolo de alta presión y CO2 gaseoso se comprime a través de un compresor hasta la presión del reactor de síntesis de urea en una relación molar de alimentación de NH3 CO2 de 2/1 o 3/1 a. El reactor normalmente opera en un rango de temperatura de 175 a 190 oC. El efluente del reactor es decepción en la presión a aproximadamente 2 atm y el carbamato descompone y despojado de la solución de producto de urea en un intercambiador de calor calienta carcasa y tubos de vapor. El gas húmedo, separado de la solución de producto de urea de 85-90%, y que contiene alrededor de 0,6 toneladas de NH3 gaseoso por tonelada de urea producida se envía normalmente a un nitrato de amonio o sulfato de amonio planta de producción adyacente para la recuperación. Se alcanza una conversión media de carbamato en urea de aproximadamente 60%. El exceso de calor se retira del reactor por medio de un serpentín de vapor productoras de baja presión en una cantidad de aproximadamente 280 000 cal / Kg de urea producida.

Figura 2.1 Una vez que a través del proceso de urea

2) Proceso de urea de reciclaje Solución: El gas de NH3 y CO2 recuperado de la mezcla efluente del reactor ya sea en uno o en varios de presión por etapas secciones de descomposición se absorbe en agua y se reciclan de nuevo al reactor en forma de una solución acuosa amoniacal de carbamato de amonio. 3) Interno proceso de urea reciclaje carbamato: El carbamato sin reaccionar y el exceso de amoniaco son despojados del efluente del reactor de síntesis de urea por medio de CO2 caliente gaseoso o NH3 en la presión del reactor, en lugar de dejar que el efluente del reactor hasta una presión mucho más baja. El NH3 y CO2 gas, así recuperado a la presión del reactor, se condensa y se devuelve al reactor mediante flujo por gravedad para la recuperación. a) Snam Progetti (Italia) [Fig-2.2]

Este proceso se basa en el principio de la técnica de reciclado interno carbamato y se llama comúnmente el proceso de separación Snam NH3. La diferencia básica entre el proceso de Snam y los procesos convencionales de urea carbamato de solución de reciclaje es el hecho de que en este caso el carbamato no convertido se separa y se recupera de la solución efluente del reactor de síntesis de urea a presión del reactor, condensada a una solución acuosa en una producción de alta vapor condensador de presión, y recicla de nuevo al reactor por gravedad. Parte de la alimentación del reactor NH3 líquido, vaporizado en un intercambiador de vapor calentado, se utiliza como gas inerte para descomponer y tira de carbamato de amonio en el separador de alta presión de vapor calentado. El reactor opera a aproximadamente 130 atm y 180-190 o C. El separador funciona a aproximadamente 130 atm y 190 o C. El separador de gas de escape se condensa en un condensador de carcasa y tubo vertical, que funciona a aproximadamente 130 atm y 148 a 160 o C. vapor de baja presión se produce en el condensador de carbamato de alta presión. La solución producto de urea, dejando el separador y que todavía contiene 2-3% de carbamato residual sin reaccionar, es más desgasificado en un sistema de descomposición de absorción de baja presión. La solución amoniacal recuperado de carbamato de amonio se bombea de vuelta al reactor.

La Fig 2.2 proceso Snamprogetti

b) Stamicarbon (Holanda) [Fig-2.3] La novedad del proceso de separación de CO2 consiste en el hecho de que el efluente del reactor no se deja hasta una presión inferior como en el proceso de reciclaje urea líquido convencional, pero se elimina a presión síntesis por la corriente de alimentación del reactor de CO2 gaseoso en un vapor calentado verticales intercambiador de calor. El separador de alta presión funciona a alrededor de 140 atm y 190 o C. La solución de urea despojado todavía contiene aproximadamente el 15% del carbamato no convertido, y se deja hasta aproximadamente 3 atm para más de desgasificación en el vapor calentado descomponedor de baja presión a aproximadamente 120 o C. El suministro de gas recuperado se condensa con agua de refrigeración en el condensador de baja presión, que funciona a unos 65 ° C y 3 atm. La solución así obtenida se bombea al condensador de alta presión por medio de la bomba de alta presión carbamato. El gas fuera recuperado del separador de alta presión se condensa en el condensador de alta presión, que opera a aproximadamente 170 ° C y 140 atm. El calor de condensación se elimina en el lado de la carcasa del condensador mediante la vaporización de la cantidad equivalente de condensado. El vapor de agua 3,4 atm así producido puede ser reutilizado La mezcla de gas y líquido de emisión desde el condensador de alta presión se alimenta al reactor para la condensación total de CO2 en carbamato y posterior conversión a urea. Los inertes se ventilan desde el reactor a través de un condensador refrigerado por agua de ventilación. El efluente del reactor, en torno a 185 o C y 140 atm, se alimenta al separador de alta presión como descrito arriba.

La Fig 2.3 proceso Stamicarbon

c) Mitsui Toatsu o Toyo Koatsu proceso (Japón) [Fig-2.4] Este proceso total de urea de reciclaje es un proceso de reciclaje solución de carbamato convencional con tres sistemas de descomposición y de recuperación de carbamato de presión-etapas. El reactor se hace funcionar a aproximadamente 195 ° C, 240 atm, y con una NH3 al CO2 relación molar de aproximadamente 4,3. Alrededor del 67% de la carbamato de amonio total presente en el reactor se convierte en urea.

El carabamate no convertido se descompone y se separó de la solución de urea, junto con el exceso de NH3 en una serie de tres descomponedores-etapa de presión, que operan respectivamente en alrededor de 18 atm y 150 oC, 3,06 atm y 130 oC, y la presión atmosférica y 120 o C. El característica principal del

proceso de Mitsui Toatsu es el hecho de que la fase gaseosa en cada etapa de descomposición se pone en o en flujo a contracorriente con la solución de producto de urea que sale de la etapa de descomposición anterior. Cualquiera de una sección de relleno o una sección de bandeja de tamiz se utiliza para este propósito. El efecto es que la mezcla gaseosa NH3 y CO2 obtenido a partir de la descomposición de carbamato se reduce considerablemente en el contenido de vapor. Así, la cantidad de agua reciclada al reactor se mantiene a un nivel relativamente bajo y una relativamente alta conversión en el reactor se alcanza. El gas de escape de cada etapa de descomposición se condensa a la solución en su respectivo condensador enfriado por agua y la solución así obtenida se bombea a alta presión de la siguiente escena condensador.

El exceso de NH3 se separa de la solución acuosa de carbamato y fregado de las últimas trazas de CO2 en flujo a contracorriente con el líquido de reflujo, NH3, alimentado a la parte superior del absorbedor de alta presión. El exceso de NH3 puro así obtenido se condensa a líquido con agua de refrigeración y se recicla al reactor. La solución de carbamato se recicla de nuevo al reactor para la recuperación total.

figura 2.4 Proceso de urea reciclaje total del Mitsui Toatsu

2.2 SELECCIÓN DEL PROCESO [Figura 2.5]

Proceso de urea-amoníaco extracción Snamprogetti se selecciona porque implica una alta relación de NH3 a CO2 en el reactor, lo que garantiza la alta conversión de carbamato en urea. La operación de separación de amoniaco altamente eficiente reduce drásticamente el reciclado de carbamato y el tamaño del equipo en la descomposición de carbamato. Tecnología Snamprogetti difiere de los competidores en que se basa en el uso de amoniaco en exceso para evitar la corrosión, así como promover la descomposición de carbamato no convertido en urea.

Formación de la urea a partir de amoníaco y de carbono di óxido tiene lugar a través de reacciones reversibles con formación de carbamato de amonio como producto intermedio. Ahora, el éxito de cualquier proceso de MFG urea depende de cómo podemos reciclar económicamente carbamato al reactor. Proceso Snamprogetti de mnufacturing urea logra la tarea anterior por el proceso de extracción.

NH2COONH4 (s) ===== 2NH3 (g) + CO2 (g) Δ H = + 37,4 Kcal / g-mol

Esta reacción implica aumento en el volumen y absorción de calor. Así, esta reacción se ve favorecida por disminución de la presión y aumento de la temperatura. Por otra parte la disminución de la presión parcial de cualquiera de los productos también favorecerá la reacción hacia adelante. Proceso basado en primer principio de la disminución de la presión y disminución de la temperatura se llama proceso convencional, mientras que el proceso sobre la base de aumento / disminución de las presiones parciales de NH3 o CO2 se llama proceso de separación. Según la ecuación anterior tenemos: K = (pNH3) 2 * (pCO2) [donde, K = constante de equilibrio]

La extracción se efectúa a presión de síntesis en sí usando CO2 o NH3 como agente de separación. Si se selecciona CO2, es para ser suministrada a la descomponedores / separador como en proceso de separación Stamicarbon

CO2. Mientras que si se selecciona NH3, es para ser obtenido a partir del propio sistema porque el exceso de NH3 está presente en el reactor como en el proceso de Snam. Extracción de CO2 es una ventaja, ya la introducción de CO2 aumenta pCO2. Así pNH3 se reducirá a mantener constante P como P = pCO2 + pNH3. En una temp particular, K es constante de modo que cuando pNH3 se reduce para mantener constante K, carbamato se reducirá mucho más rápido por descomposición como aparece pNH3 en la ecuación de equilibrio con una potencia de dos. Selección de descomposición primera etapa debe ser de tal manera que el agua se evapora min porque los gases recuperados van alongwith el carbamato de reactor de nuevo y si el agua entra en la producción reactor se verá afectada negativamente debido a la hidrólisis de urea. Así, la descomposición por etapas de carbamato se hace. Segunda consideración a favor de la extracción isobárica es que mayores resultados de la presión de reciclado de carbamato en la condensación con mayor temperatura y que la recuperación en forma de vapor a baja presión. Es por esto que se pactised por etapas reducción de la presión

La Fig 2.5 proceso Snamprogetti Para la fabricación de urea

Capítulo 3

Proceso seleccionada: proceso de separación de amoniaco Snamprogetti SNAMPROGETTI AMONIACO proceso de separación 3.1 PROCESO DE FABRICACIÓN [4] En el reactor, cuando el amoníaco líquido reacciona con el CO2 comprimido (en 162 ATA) a alta temperatura y presión da urea de acuerdo con las siguientes reacciones:

2NH3 + CO2 ======= NH2COONH4

exotérmica

NH2COONH4 ======= NH2CONH2 + H2O

endotérmica

Como las reacciones son reversibles en la naturaleza sólo se produce la conversión parcial en el reactor. Solución de urea que consiste en urea, carbamato, agua y CO2 no convertido y NH3 se introducen en el separador donde extracción acción de NH3 favorece la descomposición del carbamato, y por lo tanto 80% de carbamato se descompone aquí. Presión en el separador es el mismo que el del reactor. Solución de urea desde el separador se envía al descomponedor de presión media, donde la purificación de urea se lleva a cabo por la deshidratación de la solución Carbamate.Urea se purifica adicionalmente en descomponedor de baja presión. Off gases procedentes de la descomponedor MP & LP descomponedor se envían al condensador de media presión y absorbedor de media presión para la recuperación de amoniaco no convertido. De esta manera se envía a los concentradores de vacío que operan en dos etapas 71.12% de solución de urea resultante de LP descomponedor:

1) evaporador de vacío primero. 2) segundo evaporador al vacío

Por último, 98% de urea fundida se envía a las torres de Granulación donde glóbulos de urea se forman haciendo pasar una corriente de aire frío en la torre desde la parte inferior. Gránulos de urea de tamaño adecuado se envían a través de la sección de embolsado de las cintas transportadoras. En la sección de ensacado, recubrimiento de glóbulos de urea se puede realizar si es

necesario. Gránulos de urea de gran tamaño o bultos se envían a agrupar tanque de disolución.

Síntesis de urea

NH3 y CO2 reaccionan bajo de concentración, temperatura y presión a las condiciones específicas formar urea como por las siguientes reacciones:

1) CO2 (g) + 2NH3 (g) ===== NH2COONH4 (s); g

H = -37,64 kcal / mol

2) NH2COONH4 (s) ===== NH2CONH2 (s) + H2O (l); gm

H = 6,32 kcal / mol

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------CO2 (g) + 2NH3 (g) ===== NH2CONH2 (s) + H2O (l); g

H = -31,32 kcal / mol

Así, la síntesis de urea en general es exotérmica, liberando calor de 31,32 kcal / mol gm en condiciones estándar de presión de 1 atm y 25 ° C. Pero de calor real disponible en una reacción de síntesis de la urea será sólo 5,74 kcal / mol gm debido a la pérdida de calor en la evaporación de NH3 líquido, evaporación del agua y de fusión de urea. Esto se basa en los datos de la planta reales. Además de la energía que se consume en la alimentación de CO2 y NH3 a alta temperatura y presión, en el reciclado de carbamato, en la concentración de vacío de la urea, para el funcionamiento de diferentes bombas y compresores, etc., que en conjunto hace que el consumo de urea producción de energía.

3.2 EFECTO DE LOS PARÁMETROS DE VARIOS TEMPERATURA [Fig-1.2] En las reacciones anteriores primera reacción es exotérmica y segundo uno es endotérmica. Así, de acuerdo con primera reacción Principio de Le Chatelier se favorece a baja temperatura y segundo uno a alta temperatura. Además, la

reacción no. 1 es rápida y llega hasta el final pero la reacción no. 2 es lenta y determina la tasa global de la producción de urea. Para finalizar suficiente de no.2 reacción temperatura óptima se mantiene. Se observa que la conversión de equilibrio max se produce entre 190 a 200 ° C. Si la temperatura se incrementa por encima de 200 ° C aumenta la tasa de corrosión. NH2COONH4 (s) ===== 2NH3 (g) + CO2 (g); NH2COONH4 (s) ===== NH2CONH2 (s) + H2O (l);

H = -ve (K1) H = -ve (K2)

Tanto las reacciones son favorecidos a alta temperatura, pero nuestro objetivo es maximizar segunda reacción como primera reacción es indeseable en el reactor. Por lo tanto, nuestra zona de funcionamiento debe estar en la región donde K2> K1.

PRESIÓN [Fig-1.3]: En general se da reacción de síntesis de urea a continuación:

CO2 (g) + 2NH3 (g) ====== NH2CONH2 (s) + H2O (l)

No hay reducción en el volumen de la reacción global y tan alta presión favorece la reacción directa. Esta presión se selecciona de acuerdo a la temp ser mantenido y NH3: relación de CO2.

CONCENTRACIÓN: Mayor es la concentración de los reactivos, mayor será la reacción directa de acuerdo a la ley de acción de masas. CO2 siendo reactivo limitante mayor NH3: relación de CO2 favorece la conversión. Dado que, la deshidratación de los resultados de carbamato en la producción de urea, menor H2O: relación de CO2 favorece la conversión, la ingesta de agua al reactor debe ser por lo tanto min.

TIEMPO DE RESIDENCIA:

Dado que, la reacción de conversión de urea es lento, tiempo suficiente se va a proporcionar para obtener una mayor conversión. Reactor está diseñado para dar cabida a esto con respecto a los otros parámetros de temperatura, presión y concentración.

3.3 SNAMPROGETTI proceso de separación [4] La formación de urea a partir de amoníaco y-di-óxido de carbono tiene lugar a través de reacciones reversibles con formación de carbamato amónico como producto intermedio. Ahora, el éxito de cualquier proceso de fabricación de urea depende de cómo podemos reciclar económicamente carbamato al reactor. Snamprogetti proceso de la fabricación de urea logra la tarea anterior por el proceso de extracción.

NH2COONH4 (s) ====== 2NH3 (g) + CO2 (g) mol

∆ H = + 37,4 Kcal / g-

Esta reacción implica aumento en el volumen y absorción de calor. Así, esta reacción se ve favorecida por disminución de la presión y aumento de la temperatura. Por otra parte la disminución de la presión parcial de cualquiera de los productos también favorecerá la reacción hacia adelante. Proceso basado en primer principio de la disminución de la presión y disminución de la temperatura se llama proceso convencional, mientras que el proceso sobre la base de aumento / disminución de las presiones parciales de NH3 o CO2 se llama proceso de separación. Según la ecuación anterior tenemos:

K = (pNH3) 2 * (pCO2)

[donde, K = constante de equilibrio]

La extracción se efectúa a presión de síntesis en sí usando CO2 o NH3 como agente de separación. Si se selecciona CO2, es para ser suministrada a la descomponedores / separador como en proceso de separación Stamicarbon CO2. Mientras que si se selecciona NH3, es para ser obtenido a partir del propio sistema porque el exceso de NH3 está presente en el reactor como en el proceso de Snam. Extracción de CO2 es una ventaja, ya la introducción de incremento de CO2 pCO2. Así pNH3 se reducirá a mantener constante P como P = pCO2 + pNH3.

En una temp particular, K es constante de modo que cuando pNH3 se reduce para mantener constante K, carbamato se reducirá mucho más rápido por descomposición como aparece pNH3 en la ecuación de equilibrio con una potencia de dos. Selección de descomposición primera etapa debe ser de tal manera que el agua se evapora min porque los gases recuperados van alongwith el carbamato al reactor de nuevo y si el agua entra en el reactor, la producción se verá afectada negativamente debido a la hidrólisis de urea. Así, la descomposición por etapas de carbamato se hace. Segunda consideración a favor de la extracción isobárica es que mayores resultados de la presión de reciclado de carbamato en la condensación con mayor temperatura y que la recuperación en forma de vapor a baja presión. Esto es por qué se practica por etapas reducción en la presión.

3.4 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO El proceso de producción de urea se lleva a cabo a través de las siguientes operaciones principales: 1) la síntesis de la urea y la recuperación a alta presión. 2) la purificación de urea y de recuperación de baja presión. 3) La concentración de urea. 4) de formación de perlas de urea. UREA SÍNTESIS Y RECUPERACIÓN DE ALTA PRESIÓN La urea se sintetiza a partir de amoníaco líquido y gaseoso de carbono-di-óxido. . El óxido de di carbono extraído de límites de batería en alrededor de 1,6 la presión ata y aproximadamente 40 ° C Temp se comprime en un compresor centrífugo hasta 162 ata. Una pequeña cantidad de aire se añade a la succión del compresor CO2 con el fin de pasivar las superficies de acero inoxidable. Por lo tanto la protección de la corrosión debido tanto al reactivo y el producto de reacción.

El amoníaco líquido procedente directamente de los límites de la batería se recoge en el tanque receptor de amoníaco a partir de donde se extrae a & compessed a unos 23 ata presión por medio de una bomba centrífuga. Parte de este amoniaco se envía al absorbedor de presión media y parte restante entra en el bucle de síntesis de alta presión. El NH3 de este bucle de síntesis se comprime a una presión de aproximadamente 240 ata. Antes de entrar en el reactor se utiliza como un fluido de conducción en el eyector carbamato, donde

el carbamato procedente de separador de carbamato se comprime hasta la presión de síntesis. La mezcla líquida de amoniaco y carbamato entra en el reactor donde reacciona con CO2 comprimido. En el reactor del NH3 y CO2 gaseoso reaccionan para formar amm. Carbamato, una parte del cual se deshidrata para formar urea y agua. La fracción de carbamato que deshidrata está determinada por las proporciones de diversos reactivos, temperatura de funcionamiento, el tiempo de residencia en el reactor y la presión de reacción. La relación molar de NH3 / CO2 es de alrededor de 2: 1, la relación molar de agua a CO2 es de alrededor de 0,67: 1. 2NH3 (g) + CO2 (g) ===== NH2COONH4 (s);

exotérmico

NH2COONH4 (s) ===== NH2CONH2 (s) + H2O (l);

endotérmica

En las condiciones de síntesis (T = 190 ° C, P = 154 atm), la primera reacción se produce rápidamente y se ha completado. La segunda reacción se produce lentamente y determina el volumen del reactor. La urea es un reactor de tipo flujo de tapón con 10 NO.S de platos perforados para evitar de nuevo la mezcla y para evitar el escape de CO2 gaseoso que debe reaccionar en la parte inferior del reactor. Descomposición por etapas se lleva a cabo para reducir el agua trasladará al reactor que podría afectar negativamente a la conversión .Urea Solución que contiene urea, carbamato, H2O y CO2 sin convertir y NH3 entra el separador de alta presión donde la presión es la misma que la del reactor. La mezcla se calienta a medida que fluye hacia abajo de los intercambiadores de película descendente. El contenido de CO2 de la solución es reducido por la acción de separación de NH3 como hierve fuera de la solución. El carbamato el calor de descomposición es suministrada por 24 ata vapor. Los gases de cabeza del separador y la solución recuperada desde el absorbedor MP, todo el flujo a la alta presión carbamte condensador a través del mezclador, mezcla en total, salvo en unos pocos inertes se condensa y

recicla al reactor por medio de eyector carbamato. Condensación de los gases a alta temp y presión permite la recuperación de calor de condensación en la producción de vapor de agua a 4.5 ata en el condensador de carbamato de alta presión. Desde la parte superior del separador de carbamato de los gases no condensables salen consiste de inertes y una pequeña cantidad de NH3 y CO2 sin reaccionar en el condensador. Estos se envían a la parte inferior de MP descomponedor

Figura 3.1 proceso de urea Snamprogetti

UREA PURIFICACIÓN Y RECUPERACIÓN DE BAJA PRESIÓN Urea purificación se lleva a cabo en dos etapas a presión decreciente como sigue: Primera etapa en 18 ata presión, es decir, MP decomposer Segunda etapa en el 4,5 ata la presión, es decir, LP decomposer

Purificación de la etapa primera y etapa de recuperación a los 18 ata:

Se está cayendo el tipo de película MP descomposición. Se divide en 2 partes: separador superior, donde los gases liberados en flash, la solución entra en la sección de tubo de haz y la descomposición, donde el carbamato residual se descompone y calor necesario se suministra por medio de 24 ata condensado de vapor que sale del separador.

Segunda purificación y etapa de recuperación a 4,5 ata:

La solución dejando la parte inferior de MP de descomposición se expandió en 4.5 presión ata y entra en la descomposición LP (la caída del tipo de película). Este se divide de nuevo en dos partes: la parte superior del separador donde se eliminan los gases de flash liberados antes de que la solución entra en el haz de tubos. Sección de descomposición en que el último carbamato residual se descompone y el calor requerido se suministra por medio de vapor saturado a 4,5 ata.

Concentración de urea Siguiente sección es la concentración de urea y objetivo es reducir el contenido de agua de urea a un precio tan bajo como 1%. Para el propósito se proporciona un concentrador de vacío en dos etapas. La solución que sale del fondo descomponedor LP con aproximadamente 72% de urea se envía a la primera concentrador de vacío funciona a una presión de 0,23 ata .La fase mixta que sale entra en el separador de líquido gas, de donde los vapores se extraen por el sistema de vacío primero, mientras la solución entra en el segundo concentrador de vacío funciona a una presión de 0,03 ata. Los dos concentradores son alimentados por vapor saturado a 4,5 ata. La fase mixta que sale entra en el separador de gas líquido, de donde los vapores son extraídos por el sistema de segunda vacío. Prilling UREA La urea fundida dejando el segundo separador de vacío se envía a la cubeta de formación de perlas por medio de una bomba centrífuga. La urea que sale de la cubeta en forma de gotas caen a lo largo de la torre de granulación y se encuentra con un flujo de aire frío que hace que su solidificación. Los gránulos

sólidos que caen a la parte inferior de la torre de granulación se envían a través de las machacadoras para retener grumos solamente, y luego a la cinta transportadora que lleva el producto a la máquina de pesaje automático y a las secciones de almacenamiento de urea. Bultos de urea por los medios de cinta transportadora se reciclan al tanque subterráneo, donde se disuelven.

Capítulo 4 Balance de materia

BALANCE DE MATERIALES

Capacidad seleccionada: 4,50,000 toneladas / año Número de días de trabajo: 300 La producción diaria: 4,50,000 / 300 = 1.500 toneladas / día Urea 62.500 Kg / h de 98% de pureza

Composición del producto final: Urea: 98% (61,250 Kg / hr) Biuret: 1% (625 Kg / hr) Agua: 1% (625 Kg / hr)

Supuesto: la conversión global a la urea se supone que es 95%.

REACCIONES principales: 1) CO2 + 2NH3 ==== NH2COONH4 (44) (17) (78)

2) NH2COONH4 ==== NH2CONH2 + H2O (60) (18) 3) CO2 + 2NH3 ==== NH2CONH2 + H2O (reacción en general) Reacción secundaria: 4) 2NH2CONH2 ==== NH2CONHCONH2 + NH3 (103)

625 Kg / h de Biuret producido por = (120/103) * 625 = 728 kg / h de la urea (reacción 4) Así, urea producido por la reacción (2) = 61 250 + 728 = 61,978 Kg / hr 61.978 Kg / h de urea producida por = (34/60) * 61.978 = 35.120 kg / h de NH3 Del mismo modo, CO2 hace reaccionar en la reacción (1) = (44/60) * 61.978 = 45.450 Kg / hr

Suponiendo una conversión del 95% obtenemos

NH3 realmente necesario = 35120 / 0,95 = 36.968 kg / h CO2 realmente necesario = 45450 / 0,95 = 47,842Kg / hr

Ahora, teniendo en cuenta la reacción (4): Si es 100% completa la reacción (3) a continuación, La urea producida = (60/44) * 47.842 = 65.239 kg / h Pero, para 95% de conversión La urea producida = 0,95 * 65.239 = 61.977 kg / h Por lo tanto, la urea se convirtió al Biuret y NH3 = 61.977 - 61.250 = 727 kg / h

Así, a partir de la reacción (4)

Biuret produjo = (103/120) * 727 = 624 kg / h El agua producida en la reacción (2) = (18/60) * 61.978 = 18.593 kg / h

En la salida del reactor (Urea = 34%) Tasa de flujo = 61.250 / 0,34 = 1,80,147 kg / h de caudal NH3 hace reaccionar en la reacción (1) = (34/60) * 61.977 = 35.120 Kg / hr NH3 producido en la reacción (4) = (17/120) * 727 = 103 Kg / hr Así, NH3 sin reaccionar = 36968 a 35.120 + 103 = 1951 kg / h CO2 hace reaccionar en la reacción (1) = (44/60) * 61.977 = 45.450 Kg / hr Por lo tanto, el CO2 sin reaccionar = 47842-45450 = 2392 kg / h Ahora, Tasa de flujo de caudal en la salida del reactor - (tasa de urea + CO2 + NH3 + agua + biuret flujo) = tasa de carbamato de flujo 1,80,147- (61.250 + 2392 + 1951 +18.593 + 624) = 95.337 kg / h

4.1REACTOR Fig 4.1 Flujo de material a través de reactor

Tabla 4.1 Flujo de material a través de reactor ENTRADA SALIDA MATERIAL CAUDAL (kg / h) MATERIAL% CAUDAL (kg / h)% Alimentación sin reaccionar NH3 (liq) 36.968 43,59 NH3 (liq) 1.951 1,08 CO2 (gas) 47.842 56,41 CO2 (gas) 2.392 1,32 Total de 84810 100 Reciclar Carbamato 95337 100 productos

UREA 61250 34 AGUA 18.593 10,32 BIURET 624 0,36 CARBAMATO 95.337 52,92 Total 180147 100 180147 100

4.2 STRIPPER

Fig 4.2 Flujo de material a través de separador Dado que, sin reacción tiene lugar en el separador y solamente carbamato se recicla de vuelta al reactor. Por lo tanto, la cantidad de amoníaco, di óxido de carbono, agua y biuret en la corriente de salida del separador será igual que lo fue en la corriente de entrada.

Tabla 4.2 Flujo de material a través de separador ENTRADA SALIDA MATERIAL CAUDAL (kg / h) MATERIAL% CAUDAL (kg / h)% Producto de fondo NH3 1.951 1,08 1.951 2,30 NH3 CO2 2.392 1,32 2.392 2,82 CO2 CARBAMATO 95.337 52,92 61.250 72,22 UREA UREA 61 250 34 18 593 21.9 AGUA AGUA 18593 10,32 BIURET 624 0,76 BIURET 624 0,36 Total de 84.810 100 Producto Top Amonio 95337 100 carbamato Total 180147 100

4.3 SEPARADOR DE PRESION MEDIA

Fig 4.3 Flujo de material a través del separador de presión media La cantidad de amoniaco, di óxido de carbono, agua y biuret permanecerá constante como ninguna reacción se lleva a cabo. 50% de amoníaco y-di-óxido de carbono se supone que escapar de la parte superior del separador y resto va con el producto de fondo. Cantidad de agua y biuret se mantiene constante como ninguna reacción tiene lugar.

Tabla 4.3 Flujo de material a través del separador de presión media ENTRADA SALIDA MATERIAL CAUDAL (kg / h) MATERIAL% CAUDAL (kg / h)% NH3 1,951 2.3 NH3 976 1,18 CO2 2.392 2,82 1.196 1,44 CO2 UREA 61.250 72,22 61.250 74,11 UREA AGUA AGUA 18.593 21,9 18.593 22,49 BIURET 624 0,76 624 0,78 BIURET Total 82 639 100 Pérdidas NH3 975 44,91 CO2 1.196 55,09 Total 84812 100 2171 100

4.4 SEPARADOR DE BAJA PRESIÓN

Figura 4.4 Flujo de material a través de separador de baja presión

Restante de amoniaco y-di-óxido de carbono se supone que escapar de la parte superior. Tabla 4.4 Flujo de material a través de separador de baja presión ENTRADA SALIDA MATERIAL CAUDAL (kg / h) MATERIAL% CAUDAL (kg / h)% NH3 976 1,18 CO2 1,196 1,44 UREA 61.250 74,11 61.250 76,11 UREA AGUA AGUA 18.593 22,49 18.593 23 BIURET 624 0,78 624 0,79 BIURET Total de 80467 100 Pérdidas NH3 975 44,91 CO2 1.196 55,09 Total 82639 100 2171 100

EVAPORADOR 4.5 VACÍO

Fig 4.5 Flujo de material a través de evaporador de vacío Vamos x & y ser las fracciones de masa de urea en la alimentación (F) y producto (P) resp. x = 0,7611 (76,11%) y = 0,9788 (97,88%) Haciendo balance de la urea: F.x = p.y 80.467 * 0.7611 = 0.9788 P * P = 62.574 kg / h

Balance global de material da: F=P+E 80.467 = 62.574 + E E = 17.893 kg / h

Tabla 4.5 Flujo de material a través del evaporador al vacío

ENTRADA SALIDA MATERIAL CAUDAL (kg / h) MATERIAL% CAUDAL (kg / h)% UREA 61.250 76,11 61.250 97,88 UREA AGUA AGUA 18593 23,10 700 1,11 BIURET 624 0,79 624 1,01 BIURET Total de 62574 100 Pérdidas 17893 AGUA 100 Total 80467 100

4.6 prilling TORRE

Fig 4.6 Flujo de material a través de torre de granulación

Vamos x & y ser las fracciones de masa de urea en la alimentación (F) y producto (P) resp. x = 0,9788 (97,88%) y = 0,9796 (97,96%) Haciendo balance de la urea: F.x = p.y

62.574 * 0.9788 = 0.9796 P * P = 62.524 kg / h Tabla 4.6 Flujo de material a través de torre de granulación ENTRADA SALIDA MATERIAL CAUDAL (kg / h) MATERIAL% CAUDAL (kg / h)% UREA 61.250 97,88 61.250 97,96 UREA AGUA AGUA 700 1,11 650 1,11 BIURET 624 1,01 624 0,93 BIURET Total 62 524 100 Pérdidas AGUA 50 100 Total 62574 100

Capítulo 5 Balance de energía

BALANCE DE ENERGÍA Asunción: temperatura Datum = 0 ° C 5.1 REACTOR [5] Fig flujo de 5.1 Energía a través del reactor ENTRADA DE CORRIENTE Calor específico del material a 40 ° C NH3 0,53 cal / g ° C = 2,219 kJ / KgoC CO2 0,22 cal / g ° C = 0.9211 kJ / kg oC calor específico a 180oC Carbamato 0,62 cal / g ° C = 2.596 kJ / kg oC

La entrada de calor M? t NH3: 3.6968 x 104 x 2.219 x 40 = 0.328 x 107 kJ / hr CO2: 4.7843 x 0.9211 x 104 x 40 = 0.176 x 107 kJ / hr Carbamato: 9.5336 x 104 x 2,24 x 180 = 4.455 x 107 kJ / hr La entrada de calor = 4,959 x 107 kJ / hr ? HR = - 31,32 kcal / mol g = -0,013 X 107 kJ / kmol de urea formados. Cantidad de urea que se forma durante la reacción = 1.020,83 Kmol / hr ? HR = 1,020.83 x 0.013 x 107 kJ / hr = 13.27 x 107 kJ / hr

Corriente de salida Calor específico del material en fracciones molares 180oC (x) Caudal (Kmol / hr) NH3 0,55 cal / g ° C = 39,15 kJ / KmoloC 0,033 114,76 CO2 0,23 cal / g ° C = 42,37 kJ / Kmol oC 0.0158 54.36 Carbamato 0,62 cal / g ° C = 202.49 kJ / KmoloC 0.354 1.222,3 Urea 0,4828 cal / g ° C = 121.32 kJ / KmoloC 0.296 1.020,83 Agua 1 cal / g ° C = 75,37 kJ / KmoloC 0.299 1.032,94 Biuret 183,8 Kj / KmoloC 0,002 6,07 Total = 3,451.3

de mezcla =? xii

Así, = 0,033 x + 0,0158 39,15 x 42,37 x 0,296 + 121,32 + 202,49 + 0,354 x 0,002 x

183.8 + 0,299 x 75.37 = 132.46 kJ / KmoloC

Así, el calor transportado por la corriente de salida = M? T

= 3,451.3 x 132,46 x 180 = 8.229 x 107 kJ / hr

La entrada de calor + HR - Salida de calor = tasa de acumulación 4.959 x 107 + 13,27 x 107 a 8,229 x 107 = tasa de acumulación

tasa de acumulación = 10 x 107 kJ / hr

Supuesto: El agua de refrigeración a 25 ° C se utiliza para eliminar el calor del reactor. La salida es vapor de agua a una presión absoluta de 4,5 bar (Ts = 147,9 oC).

Así, el calor ganado por el enfriamiento del agua = 10 x 107 kJ / hr M? t + m? = 10 x 107 Kj / hr o, m (? t +?) = 10 x 107 m [4,187 x (147,9 a 25) + 2120,6] = 10 x 107 kJ / hr (Aquí? = 2120,6 kJ / kg y = 4,187 kJ / kg oC) m = 108 /2635.18 m = 37.948 kg / h . 5.2 STRIPPER [6] Flujo de la figura 5.2Energy través separador... m = 37.948 kg / h

. 5.2 STRIPPER [6] Fig flujo de 5.2 Energía través separador

Entrada total de calor = 8,229 x 107 kJ / hr Corriente de salida 1) Líquido Calor específico del material en [185oC] [5] fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) NH3 0,58 cal / g ° C = 41,31 kJ / KmoloC 0,05 114,76 CO2 0,24 cal / g ° C = 44,22 kJ / Kmol oC 0.024 54,36 Urea 0,5385 cal / g ° C = 135,3 kJ / KmoloC 0,46 1.020,83 Agua 1 cal / g ° C = 75,37 kJ / KmoloC 0.463 1.032,94 Biuret 183,8 Kj / KmoloC 0,003 6,07 Total = 2,228.96 de mezcla =? xii Así, = 0,05 x 41,31 x 44,22 + 0,024 + 0,46 x 135,3 x 183,8 + 0,003 + 0,463 x 75,37 = 100.81 kJ / KmoloC Así, el calor transportado por la corriente de salida = M? T = 2,228.96 x 100,81 x 185 = 4.157 x 107 kJ / hr 2) flujo de vapor: carbamato de amonio Calor específico del material en [185oC] Caudal (Kmol / hr) Carbamato 0,62 cal / g ° C = 202.49 kJ / KmoloC 1222.3 Para carbamato? = 210 Kj / Kg

Así, el calor transportado por carbamato = m ? T + m? = 1222,3 x 202,49 x 185 + 95 336 x 210 = 6.581 x 107 kJ / hr En este caso, se utiliza vapor de agua a 24 atm (Ts = 221,8 oC). ? de vapor = 1855,3 kJ / kg El calor suministrado por la salida de vapor = Calor - La entrada de calor = (6,581 + 4,157 a 8,229) x 107 kJ / hr m? = 2.509 x 107 kJ / hr m = 2,509 x 107 /1855.3 m = 13.523 kg / h 5.3 CARBAMATO CONDENSADOR [6] Fig flujo de 5.3 Energía a través del condensador de carbamato Balance de energía mv? v = ms (Ts-25) + m? s Poner los valores que obtenemos: 95337 x 210 = 4.187 ms [x (147,9 a 25) + 2120.6] [? Donde s = 2120,6 kJ / kg] Por lo tanto, ms = 7,597.5 kg / h 5.4 SEPARADOR DE PRESION MEDIA [5] Fig flujo de 5.4 Energía a través del separador de presión media La entrada de calor = 4,157 x 107 kJ / hr 1) Líquido Corriente de salida Calor específico del material en [140oC] fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) NH3 0,54 cal / g ° C = 38,4 kJ / KmoloC 0.027 57,4 CO2 0,23 cal / g ° C = 42,37 kJ / Kmol oC 0,0127 27.182

Urea 0.493 cal / g ° C = 123.84 kJ / KmoloC 0.476 1.020,83 Agua 1 cal / g ° C = 75,37 kJ / KmoloC 0.4815 1,032.94 Biuret 170.92 kJ / KmoloC 0.0028 6.07 Total = 2.144,42 de mezcla =? xii Así, = 0,027 x 38,4 + 0,0127 x 42,37 + 0,476 x 123,84 + 0,0028 x 170,92 + 0,4815 x 75,37 kJ / KmoloC = 97.29 kJ / KmoloC salida de calor = 2,144.42 x 97,29 x 140 kJ / hr = 2.921x 107 kJ / hr 2) Para los gases que escapan de la parte superior Material? a 140oC fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) NH3 320 cal / g ° C = 22,777 x 103 Kj / KmoloC 0.6785 57.35 CO2 110 cal / g ° C = 20,265 x 103 Kj / Kmol oC 0,3215 27.182 Total = 84,53 ? de mezcla =? xi? i Por lo tanto,? = (0.6785 x 22.777 + 0.321 x 20.265) x 103 Kj / KmoloC = 21,969 x 103 Kj / Kmol Calor específico del material en [140oC] fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) NH3 0,54 cal / g ° C = 38,4 kJ / KmoloC 0.6785 57.35 CO2 0,23 cal / g ° C = 42,37 kJ / Kmol oC 0,3215 27.182 Total = 84,53 de mezcla =? xii Así, = 0,6785 x 38,4 + 0,321 x 42,37 kJ / KmoloC

= 39.676 Kj / KmoloC El calor se escapa de los principales = m (? T +?) = 84.53 (39.676 x 21.969 x 140 + 103) = 0.2327 x 107 kJ / hr Asunción: El agua de refrigeración entra a 25oC y sale a 50oC. Así, el calor ganado por el enfriamiento de entrada del agua = Calor - salida de calor = (4.157- 2,921 a 0,2327) x 107 kJ / hr M? t = 1,00 x 107 kJ / hr m = 1,00 x 107 / (4.187 x 25) m = 95,533.8 Kg / hr 5.5 SEPARADOR DE BAJA PRESIÓN [5] Fig flujo de 5.5 Energía a través de separador de baja presión La entrada de calor = 2,921 x 107 kJ / hr 1) Líquido Corriente de salida Calor específico del material en [80oC] fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) Urea 0.429 cal / g ° C = 107.76 kJ / KmoloC 0.496 1.020,83 Agua 1 cal / g ° C = 75,37 kJ / KmoloC 0,5 1.032,94 Biuret 149 Kj / KmoloC 0,004 6,07 Total = 2059,8 de mezcla =? xii Así, = 0,496 x 107,76 x 75,37 + 0,5 + 0,476 x 123,84 + 0,004 x 149 Kj / KmoloC = 91.73 kJ / KmoloC salida de calor = 2059,8 x 91,73 x 80

= 1.51 x 107 kJ / hr 2) Para los gases que escapan de la parte superior Material? a 140oC fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) NH3 260 cal / g ° C = 18,51 x 103 Kj / KmoloC 0.679 57,41 CO2 85 cal / g ° C = 15,66 x 103 Kj / Kmol oC 0.321 27.182 Total = 84,59 ? de mezcla =? xi? i Por lo tanto,? = (0,679 x 0,321 x 18.51 + 15.66) x 103 Kj / KmoloC = 17,6 x 103 Kj / Kmol Calor específico del material en [140oC] fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) NH3 0,52 cal / g ° C = 37.013 Kj / KmoloC 0.027 57,41 CO2 0,21 cal / g ° C = 38,69 kJ / Kmol oC 0,0127 27.182 Total = 84,59 de mezcla =? xii Así, = 0,679 x 37,013 + 0,321 x 38,69 kJ / KmoloC = 37.55 kJ / KmoloC El calor se escapa de los principales = m (? T +?) = 84,59 (37,55 x 17,7 x 80 + 103) = 0.1743 x 107 kJ / hr Asunción: El agua de refrigeración entra a 25oC y sale a 50oC. Así, el calor ganado por el enfriamiento de entrada del agua = Calor - salida de calor = (2.921- 1,51-,1743) x 107 kJ / hr M? t = 1.2367 x 107 kJ / hr m = 1.2367 x 107 / (4.187 x 25)

m = 1,18,146 kg / h 5.6 EVAPORADOR [5] Fig flujo de 5.6 Energía a través del evaporador Para corriente de producto que sale de primero evaporador: Calor específico del material en [85oC] fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) Urea 0.435cal / g oC = 109.28 kJ / KmoloC 0,75 1.020,83 Agua 1 cal / g ° C = 75,37 kJ / KmoloC 0,245 333,33 Biuret 149 Kj / KmoloC 0,005 6,06 Total = 1360.223 de mezcla =? xii Así, = 0,75 x + 109,28 0,245 x 75,37 + 0,005 x 149 Kj / KmoloC = 101.17 kJ / KmoloC ? t M = 1360.223 x 101,17 x 85 = 1.17 x 107 kJ / hr Balance de calor Primero evaporador: La entrada de calor (alimentación) + entrada de calor por vapor = calor transportados por el vapor de agua + energía del producto de fondo La entrada de calor (alimentación) + S1? S1 = E1HE1 + energía del producto de fondo 1.537 x107 + S1 x 2123,2 = 12.593 x 2.614,97 + 1,17 x 107 S1 = 13.781 kg / h Segundo evaporador: La entrada de calor (alimentación) + entrada de calor por vapor = calor transportados por el vapor de agua + energía del producto de fondo

La entrada de calor (alimentación) + S2? S2 = E2HE2 + energía del producto de fondo 1,17 x 107 + S2 x 2123,2 = 5300 x 2545.7 + 1065.8 x 96,84 x 27 S2 = 2157 kg / h 5.7 prilling TORRE [5] s Fig equilibrio 5.7 Energía a través de torre de granulación La entrada de calor = 1065,8 x 96,84 x 27 = 0.279 x 107 kJ / hr Corriente de salida Calor específico del material a [30 ° C] fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) Urea 0,3758 cal / g ° C = 94,41 kJ / KmoloC 0,96 1.020,83 Agua 1 cal / g ° C = 75,37 kJ / KmoloC 0.034 36,11 Biuret 133.02 kJ / KmoloC 0,006 6,07 Total = 1.063,01 de mezcla =? xii Así, = 0,96 x 94,41 x 75,37 + 0,034 + 0,006 x 133,02 Kj / KmoloC = 93.99 kJ / KmoloC Salida de calor = 1,063.01 x 93,99 x 25 = 0.250 x 107 kJ / hr Suponiendo, la humedad del aire a 25 ° C = 0,01 Calor llevar por la entrada de aire = calor - la producción de calor (? M t) aire seco = (,279-0,250) x 107 m = 0,029 x 107 x /(1.009 1) m = 28,74,133 kg / h Así, la tasa de aire = 28,74,133 kg / h de flujo Capítulo 6

El diseño del equipo: Diseño de reactor y evaporador DISEÑO DE EQUIPOS 6.1 DISEÑO DE REACTORES [7] Figura 6.1.1 reactor Urea De fig-6.1.2, para NH3 al cociente CO2 de 2 correspondiente rendimiento de la urea es 50% .Desde gura 6.1.3, el 50% de rendimiento de la urea el tiempo de permanencia es de 40 min. t = 40 min Figura 6.1.2 Gráfica de rendimiento% de urea relación molar de NH3 Vs Vs CO2 La Fig 6.1.3 Gráfica de rendimiento% de urea Vs tiempo de residencia. Ahora, t = V / F (Ref: Química diseño-Peter reactor Harriott, Pg-90) Donde, t = tiempo de residencia Velocidad de flujo F = volumétrica en el reactor en m3 / hr. V = Volumen del reactor en m3. Ahora, Densidad del líquido NH3 = 618 Kg / m3 (Ref: JH Perry) Densidad del gas CO2 a 40 oC = 277,38 Kg / m3 (densidad = PM / RT, p = 162 atm, T = 313 K) Densidad de carbamato = 1600 Kg / m3 (Ref: http://www.inorganics.basf.com) Así, NH3 que fluye en el reactor = 36.968 / 618 = 59,82 m3 / hr CO2 que fluye en el reactor = 47842 / 277.38 = 172,478 m3 / hr Carbamato que fluye en el reactor = 95.337 / 1.600 = 59,59 m3 / hr Caudal total en el reactor = 59,82 + 172.478 + 59,59 = 291.89 m3 / hr Desde, t = V / F Por lo tanto, V = T x F

= (40 x 291,89) / 60 V = 194.59 m3 Para el diseño finalidad V = 195 m3 Ahora, el volumen del reactor = (? D2 / 4) L = 195 [D = 2,5 m (dado)] (Ref: Equipo de Diseño-Brownell & Young; Pg-80) o, L = 195 x 4 / (3,14 x 2,52) = 39,75 m o, L = 40 m 6.1.1 ESPESOR DE SHELL [8] Datos disponibles: La temperatura dentro del reactor = 180 oC La presión dentro del reactor = 154 atm Materiales de construcción: Acero al carbono de baja aleación (Ref: Fertilizantes Fábricas- ME Pozin) Especificación de materiales: IS: 2002-1962 Grado 2B (Ref: BC Bhattacharya, Ping-A1, Pg-261) Tensión isible = 1,18 x 108 N / m2 Diámetro del reactor = 2,5 m (Ref: Fertilizantes Fábricas- ME Pozin, Pg-263, porque las plantas tienen la capacidad de 4,50,000 toneladas / año) Ahora, el volumen del reactor = (? D2 / 4) L = 195 (Ref: Equipo de Diseño-Brownell & Young; Pg-80) o, L = 195 x 4 / (3,14 x 2,52) = 39,75 m o, L = 40 m

También, L / D = 40 / 2,5 = 16 que es consistente con la relación real que está entre 14 a 20. Ahora, t = PDI / (2fj - p) [Ref: Equipo diseño- MV Joshi, Pg-96] donde, t = espesor de la cáscara Di = diámetro interior J = eficiencia conjunta p = presión de diseño f = esfuerzo isible presión interna = 154 atm = 1,56 x 107 N / m2 La presión de diseño p = (10% adicional) = 1,1 x 1,56 x 107 N / m2 = 1.716 x 107 N / m2 J = 1 [Para la clase 1 los recipientes a presión, BIS-2825] f = 1,18 Di = 2.5 m Así, t = 1.716 x 107 x 2,5 / (2 x 1,18 x 108 x 1 hasta 1,716 x 107) t = 0,196 m = 196 mm o, t = 200 mm 6.1.2 JEFE DE DISEÑO [10] Para 2: 1 elipsoidal repartió cabeza º = PDV / 2fJ [ref: Equipo diseño- MV Joshi, Pg-106, Eq-5.24] donde p = presión de diseño interno D = eje mayor de la elipse Factor V = tensión intensificación = (2 + k2) / 4

k = eje mayor / eje menor Así, º = 1.716 x107 x 2,5 x 1,5 / (2 x 1,18 x108 x 1) t = 0,273 m o, t = 273 mm o, t = 300 mm 6.1.3 diámetro de los tubos [11] Lo sabemos, (Di) opt = 0.0144 x (m`) 0,45 / (?) 0.32 Para tuberías de entrada: (Di) NH3 = 0.0144 x (36968) 0.45 / (618) 0,32 = 0,2093 m = 8.24 pulgadas Estandarizar el uso de la tabla-11, PHT, D Q Kern obtenemos: NPS = 10 Programe no. = 60 OD = 10,75 pulgadas ID = 9.75 pulgadas (Di) de CO2 = 0.0144 x (47842) 0.45 / (277.38) 0.32 = 0,3037 m = 11.95 pulgadas Estandarizar el uso de la tabla-11, PHT, D Q Kern obtenemos: NPS = 12 Programe no. = 30 OD = 12,75 pulgadas ID = 12,09 pulgadas (Di) carbamato = 0.0144 x (95337) 0.45 / (1600) 0.32

= 0,2364 m = 9,307 pulgadas Estandarizar el uso de la tabla-11, PHT, D Q Kern obtenemos: NPS = 10 Programe no. = 60 OD = 10,75 pulgadas ID = 9.75 pulgadas (Di) corriente de salida = 0.0144 x (1,80,147) 0,45 / (1283,97) 0,32 = 0,3378 m = 13.29 pulgadas Estandarizar el uso de la tabla-11, PHT, D Q Kern obtenemos: NPS = 16 Programe no. = 30 OD = 16 pulgadas ID = 15,25 pulgadas 6.1.4 APOYO FALDA DE REACTOR [10] Wt. del reactor = peso. de material de construccion + peso de los contenidos del reactor =? DTL? + Peso de los contenidos del reactor =? x 2.5 x 0.2 x 44 x 7,857 + 1,80,147 [? = 7857 kg / m3] W = 722 toneladas = 7,085 x 107 N Materiales de construcción: IS: 2002-1962 Grado 2B (Ref: BC Bhattacharya, Ping-A1, Pg-261) Esfuerzo de tracción isible = 1,18 x 108 N / m2 Estrés Rendimiento = 2,55 x 108 N / m2 La presión del viento hasta = 1300 N / m2

El estrés debido al peso muerto: fd = W / (? tsk Dok) donde, fd = Stress ? W = peso muerto del buque Dok = Diámetro exterior de la falda tsk = espesor de la falda fd = 7,085 x 107 / (3,14 x 2,5 x tsk) = 9.025 x 106 / tsk N / m2 Suponiendo que la altura de la falda = 5 m fwb = Mw / Z = 4 MW / (? D2 ok tsk) [Ref: ecuación 13.22, M V joshi] Mw = Plw (h1 / 2) + Puw (h1 + h2 / 2) Plw = kP1h1Do [donde k = 0.7] Puw = kP2h2Do FWB = 0.7 x 1300 x 20 x 2,5 x (20/2) x 4 / (3,14 x 2,52 x tsk) + 0,7 x 1300 x 20 x 2,5 x 30 x 4 / (3,14 x 2,52 x tsk) fwb = 3.709 x 105 / tsk N / m2 El estrés debido a la carga sísmica: fsb = (2/3) x CWH / (? Rok tsk) [aquí C = 0,08] fsb = (2/3) x (0,08 x 7.085 x 107x 40) / ((3,14 x (2,5 / 2) x tsk) fsb = 3,85 x 107 / tsk N / m2 La tensión máxima a la tracción = fsb - fd = 3,85 x 107 / tsk - 0,9025 x 107 / tsk (Ft) Max = 2.9475 x 107 / tsk Ahora, la tensión de tracción permisible = 1,18 x 108

N / m2 tsk = 2.9475 x 107 / (1,18 x 108) = 0,2498 mm La tensión máxima de compresión: [Ref: Ecuación 13.29, Pg-326, MV Joshi] (Fc) Max = 3,85 x 107 / tsk + 0.9025 x 107 / tsk (Fc) Max = 4.7525 x 107 / tsk (Fc) isible Y.P

x 2,55 x 108 N / m2 o, tsk = 4.7525 x 107 / (0,85 x 108) tsk = 559,1 mm Así, el espesor que debe utilizarse = 600 mm 6.2 EVAPORADOR DISEÑO [5] Figura 6.2.1 evaporador Urea (película escalada tubo largo evaporador vertical) Presión espacio de vapor = 0,23 atm Vapor temperatura del espacio = 63,1 oC BPR = 21,9 oC [Ref: Kirk Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol-21] Punto de ebullición líquido = 85 oC Para corriente de producto que sale de primero evaporador: Calor específico del material en [85oC] fracciones mol (x) Caudal (Kmol / hr) Urea 0.435cal / g oC = 109.28 kJ / KmoloC 0,75 1.020,83 Agua 1 cal / g ° C = 75,37 kJ / KmoloC 0,245 333,33 Biuret 149 Kj / KmoloC 0,005 6,06

Total = 1360.223 de mezcla =? xii Así, = 0,75 x + 109,28 0,245 x 75,37 + 0,005 x 149 Kj / KmoloC = 101.17 kJ / KmoloC ? t M = 1360.223 x 101,17 x 85 = 1.17 x 107 kJ / hr Balance de calor Primero evaporador: La entrada de calor (alimentación) + entrada de calor por vapor = calor transportados por el vapor de agua + energía del producto de fondo La entrada de calor (alimentación) + S1? S1 = E1HE1 + energía del producto de fondo Para vapor a 147.165 oC,? S1 = 2123,2 kJ / kg Poner los valores que obtenemos 1.537 x107 + S1 x 2123,2 = 12.593 x 2.614,97 + 1,17 x 107 S1 = 13.781 kg / h Economía = 12.593 / 13.781 = 0.914 Ahora, Valor U1 se obtiene a partir fig-6.2.2.At 63.1oC (145.58oF) el valor de U1 es 270 Btu / hr.sq.ft.oF. Multiplicando este valor por 5,6783 da el valor de U1 en W / m2K. A1 = S1? S1 / U1? T1 ? T1 = aplicación (T?) - BPR1 = 147.165 - 63,1 a 21,9 = 62.165 oC Así, A1 = 13781 x 2123,2 / 1533 x 62.165

= 307,03 m2 Del mismo modo, A2 = S2? S2 / U2? T2 ? T2 = aplicación (T?) - BPR2 = 147.165 - 23.77- 3.48 = 119,915 oC Así, A2 = 2,157 x 2123.2 / 738 x 119.915 = 51,75 m2 (Ref: valores de U1 y U2 de manual de Perry, 10-35) Figura 6.2.2 Gráfica para averiguar la transferencia de calor coeficiente 6.2.1 DISEÑO: Suponiendo: Longitud = 6 m [Ref: M V Joshi, Pg-220] OD Tubo = 1 pulgada [Tabla-10, PHT, D Q Kern] ID del tubo = 0,834 pulgadas [14 BWG] Pitch mínimo = 1,25 x OD = 1.25 x 25 = 31,25 mm [Ref: M V Joshi, Pg-220] Deje de paso = 32 mm paso cuadrado Área = 307.03 m2 No. de tubos (N): 307,03 =? x 0.025 x 6 x N N = 651,8 o, N = 652 Deje OTL = D Por lo tanto, (? / 4) x D2 = 652 x (0,032) 2 D = 922 cm

Ahora, ddI = OTL + 2C = 0,922 + 0,075 x 2 Ddi = 1,072 m La estandarización D usando la Tabla-B4, Pg271, BC Bhattacharya Ddi = 1100 mm 6.2.2 PARED ESPESOR CÁLCULO [10] Materiales de construcción: Acero dulce Especificación: ES 2002-1962 Grado-1 [Ref: BC Bhattacharya, Pg-261, Apéndice A] caída = 0,93 x 108 N / m2 C = 0 mm J = 0,85 t = PDDI / (2fj - p) + C [Ref: Equipo diseño- MV Joshi, Pg-96] donde, t = espesor de la cáscara Di = diámetro interior J = eficiencia conjunta pd = presión de diseño f = esfuerzo isible M = subsidio Corrosión pd = 1,1 x ps ps = 4,5 ata = 4,413 bar pd = 4,854 x 105 N / m2 t = (4.854 x 105 x 1,1) / (2 x 0,93 x 108 x 0,85 hasta 4,854 x 105) = 3,3876 mm Suponiendo, t std = 5 mm [Ref: PG-269, AC Bhattachrya] Comprobación de este espesor para la presión crítica de pandeo: Pc = presión de pandeo externa crítica

Pc = [2.42E / (1-μ2) 3/4] x [(t / Do) 02.05 / {L / DO - 0,45 x (t / Do) 1/2}] [Ref: M V Joshi, eqn- 5.14, Pg-100] E = 2 x 106 N / cm2 [Para acero dulce] μ = 0,30 [Ref: BC Bhattacharya, Pg-269, mesa-A-8] L=6m Haga = Di + 2 x t = 1,5 + 2 x 0,006 = 1,512 m Poner los valores en la ecuación anterior de Pc obtenemos Pc = 1,316 Kg / cm2 Tomando factor de seguridad = 4 Pall = Pc / 4 = 1.316 / 4 = 0,329 Kg / cm2 ¿Qué es inferior a 1 Kg / cm2 Por lo tanto, este espesor no es aceptable. Una vez más, teniendo TSTD = 6 mm [Ref: BC Bhattacharya, Pg-269] Obtenemos, Pc = 2,072 Kg / cm2 Pall = 2.072 / 4 = 0,518 Kg / cm2 ¿Qué es inferior a 1 Kg / cm2 Por lo tanto, este espesor también no es aceptable. Una vez más, teniendo TSTD = 7 mm [Ref: BC Bhattacharya, Pg-269] Obtenemos, Pc = 3,0387 Kg / cm2 Pall = 3,0387 / 4 = 0,75 Kg / cm2 ¿Qué es inferior a 1 Kg / cm2 Por lo tanto, este espesor también no es aceptable.

Una vez más, teniendo TSTD = 8 mm [Ref: BC Bhattacharya, Pg-269] Obtenemos, Pc = 4,234 Kg / cm2 Pall = 4.234 / 4 = 1,05 Kg / cm2 ¿Qué es superior a 1 Kg / cm2 Por lo tanto, este espesor es aceptable. Así, Tmin = 8 mm 6.2.3 SEPARADOR [10] Cabeza superior (cabeza elíptica) Para 2: 1 elipsoidal repartió cabeza Di = 1 m [Ref: Tabla B-4, Pg-271, B C Bhattachrya] L = 4 m [Ref: Tabla B-2, Pg-269, B C Bhattachrya] º = PDV / 2fJ [ref: Equipo diseño- MV Joshi, Pg-106, Eq-5.24] donde p = presión de diseño interno D = eje mayor de la elipse gráfico para averiguar la transferencia de calor coeficiente Factor V = tensión intensificación = (2 + k2) / 4 k = eje mayor / eje menor p = 0,23 ata = 0,226 x 105 N / m2 j = 0,85 Di = 1.6 m k=2 V = 1,5 Por presión interna: º = (0.226 x 105 x 1,5 x 1) / (2 x 0,93 x 0,85 x108) = 2.144 x 10-4 m = 0,214 mm

Para la presión externa: Pext = 1 Kg / cm2 Correspondiente presión interna que se utiliza para calcular TH = 1,67 x Pext Así, pinta = 1,67 Kg / cm2 Por lo tanto, º = 4,4 x Rc [3 x (1 - μ2)] x 1/2 (p / 2E) 1/2 [Ref: MV Joshi, eqn- 5.26, Pg-107] donde, p = Diseño presión externa Radio Rc = Corona para toriesférica y cabezas hemisféricas y radio de corona equivalente para la cabeza elíptica. E = módulo de elasticidad relación de Poisson μ = Poner los valores que obtenemos º = 0,0061 mm Así, TSTD = 5 mm [Ref: B C Bhattacharya, Pg-269] 6.2.4 INFERIOR diseño de la cabeza [10] Suponiendo un ángulo de vértice de 90o Porque, cabeza cónica D=1m º = PDV / 2fJCos? [Ref: M V Joshi, Pg-106] Aquí,? = El ángulo de mitad de vértice Porque, presión interna: p = 0,226 x 105 º = (0.226x 105 x 1,5 x 1) / (2 x 0,93 x108 x 0.85x 0.707) = 0,3032 mm Para, la presión externa: p = 1,67 x Pext

= 1.67 x 1 kg / cm2 Por lo tanto, º = (1.67x 105 x 1,5 x 1) / (2 x 0,93 x108 x 0.85x 0.707) = 2,241 mm TSTD = 5 mm [Ref: B C Bhattacharya, Pg-269] Comprobación de este espesor para la presión crítica de pandeo: Pc = [2.42E / (1-μ2) 3/4] x [(t / Do) 02.05 / {L / DO - 0,45 x (t / Do) 1/2}] [Ref: M V Joshi, eqn- 5.14, Pg-100] Aquí, L = D / 2 Poner los valores que obtenemos, Pc = 19,11 kg / cm2 Así, Pall = Pc / 4 = 19,11 / 4 = 4,778 kg / cm2 ¿Qué es superior a 1 kg / cm2 Por lo tanto, este espesor es aceptable Por lo tanto, Tmin = 5 mm Capítulo 7 Resultados y discusión RESULTADO Y DISCUSIÓN La capacidad de la planta seleccionada es 4,50,000 toneladas / año basado en 300 días de trabajo. La producto de la torre de granulación contiene 98% de urea. Revisión crítica de toda la procesos de fabricación se ha presentado. Proceso Snamprogetti ha sido seleccionado para el proyecto. El proceso de urea amoniacal despojar Snamprogetti implica un alto NH3 a

Relación de CO2 en el reactor, lo que garantiza la alta conversión de carbamato en urea. El altamente operación de extracción de amoníaco eficiente reduce drásticamente el reciclado de carbamato y el tamaño del equipo en la descomposición de carbamato. Difiere de tecnología Snamprogetti de los competidores en que se basa en el uso de amoniaco en exceso para evitar la corrosión, así como promover la descomposición del carbamato no transformado en urea. Se ha hecho Material y balance energético de cada uno de los equipos. El reactor es diseñado y su volumen se encontró que 195 m3. La longitud y diámetro del reactor tiene ha encontrado que es 40 m y 2,5 m respectivamente. La relación L / D del reactor se encuentra para ser 16 que es consistente con los datos de la planta reales. La relación L / D del reactor de urea según los datos de planta real se encuentra entre 14 a 20. Escalada de película, a largo tubo evaporador vertical se utiliza para la concentración de urea. La longitud del intercambiador de calor se encontró que 6 m. El diámetro y la altura del separador es 1 m y 4 m respectivamente. 652 número de tubos de diámetro exterior de 1 pulgada, 14 BWG y 6 m de largo (Área = 307 m2) se han utilizado. REFERENCIAS: 1) las industrias de proceso Shreeve R N. Química, tercera edición. Nueva York: McGraw Compañía libro Hill, 1967 2) Dryden. Contornos de la tecnología química, 3rd-edition.New Delhi: Afiliado Pulse oeste Oriente Private Limited, 2004

3) Othmer Kirk, Enciclopedia de tecnología química, Vol.- 21. Nueva York: John Wiley & Sons, 2004 4) NFL-Guna (P.F), los datos de la planta. 5) Perry R H. Ingenieros Químicos Manual, sexta edición. Nueva York: McGraw Hill Book Co, 1984 6) www.basf.com 7) Pozin M E. Fertilizantes Fabricación. Moscow: Khimia, 1974 8) Brownell LE & Young E H. ProcessEquipment Design.New York: John Wiley & Sons, 1968 9) Bhattacharyya B C. equipo químico Diseño, primera edición. Nuevo Delhi: CBS, 2003 10) Joshi M V. Proceso de Diseño de Equipos, tercera edición. Nueva Delhi: Mcmillan India Limited, 2001 11) Traslado Kern D Q.Process Heat. Nueva Dehli: Mcgraw Hill Companies, 2004