COMANDO GENERAL DEL EJÉRCITO ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE BOLIVIA
PROYECTO DE INVESTIGACION 1. TITU TITULO LO.. Obtención de la urea a partir del gas natural.
2. INTROD INTRODUCCI UCCION. ON. El proyecto planteado esta dirigido a la industrialización del gas natural, el cual es una de las varias e importantes fuentes de energía no renovables formada por una mezcla mezcla de gases ligeros gases ligeros que se encuentra en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o petróleo o en depósitos de carbón. carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se saca, está compuesto principalmente por metano y suel suele e cont conten ener er otro otross gase gasess como como nitrógeno, nitrógeno, CO, !", #elio y mercaptanos. Estudios Estudios sobre la composición, composición, promedio, promedio, del gas boliviano determinan determinan que tiene características con valor agregado diferentes a los de algunos yacimientos de gas en el mundo, lo cual nos permite industrializarlo para generar otros productos de gran demanda mundial. Entre las características más importante, del gas boliviano, están$ •
•
•
%o tiene azufre por lo que no necesita un proceso de desulfuración y abarata los costos de producción entre un &' a &() *iene iene un +,& +,&) ) de Etano Etano,, lo que que garan garantitiza za su indu indust stri rial aliz izaci ación ón para para elaborar poliolefinas plásticos-. eneralmente la industria, para transformar el gas y convertirlo en productos plásticos requiere solamente el () de etanol, lo que pone, a /olivia, en venta0a frente a la industrialización de 1stos productos. El gas natural natural bolivi boliviano ano contie contiene ne tambi1 tambi1n n una import important ante e cantid cantidad ad de metano el cual es de 23.'4), el metano es materia prima para elaborar la urea que al ser procesada se puede obtener un fertilizante de buena calidad.
A continuación se observa una lista de la composición )volumen del gas natural boliviano$ 5etano666.. 23,'4) Etano6666. +,&) 7ropano666. &,8() /utanos6666666..',++) &
7entanos y superiores6.', +) 9ió:ido de Carbono66.&, ;') %itrógeno6666666',82) Además de la gran venta0a que tiene el gas natural boliviano con respecto a su composición, composición, /olivia /olivia espera espera producir producir este '& 3 millones millones de metros c
nca#uasi. 9e esta manera se demuestra que que /oli /olivi via a tien tiene e un gran gran pote potenc ncia iall en recurs recursos os natura naturale les, s, espec específ ífic icam amen ente te #ablando el gas natural, el cual daría grandes resultados si seria industrializado, nos permitiría crecer económicamente y a nivel industrial, esto es e:actamente lo proyecto proyecto desea demostrar, demostrar, que mediante mediante procesos procesos petroquímic petroquímicos os es la industria industria dedicada a obtener derivados químicos del petróleo y de los gases asociados- el gas natural podría ofrecernos grandes beneficios, en la elaboración de la urea. ?a urea como fertilizante tiene la venta0a de proporcionar un alto contenido de nitrógeno,, esencial en el metabolismo de la plan nitrógeno plantta ya que se rel relacio aciona na direct directame amente nte con la cantid cantidad ad de tallos y #o0as #o0as,, quienes absorben la luz para la fotosíntesis.. Además fotosíntesis Además el nitrógeno nitrógeno está presente en las vitaminas vitaminas y y proteínas proteínas,, y se relaciona con el contenido proteico proteico de de los cereales cereales.. A nivel industrial la urea viene incrementando su demanda mundial en forma sostenible por las
7entanos y superiores6.', +) 9ió:ido de Carbono66.&, ;') %itrógeno6666666',82) Además de la gran venta0a que tiene el gas natural boliviano con respecto a su composición, composición, /olivia /olivia espera espera producir producir este '& 3 millones millones de metros cnca#uasi. 9e esta manera se demuestra que que /oli /olivi via a tien tiene e un gran gran pote potenc ncia iall en recurs recursos os natura naturale les, s, espec específ ífic icam amen ente te #ablando el gas natural, el cual daría grandes resultados si seria industrializado, nos permitiría crecer económicamente y a nivel industrial, esto es e:actamente lo proyecto proyecto desea demostrar, demostrar, que mediante mediante procesos procesos petroquímic petroquímicos os es la industria industria dedicada a obtener derivados químicos del petróleo y de los gases asociados- el gas natural podría ofrecernos grandes beneficios, en la elaboración de la urea. ?a urea como fertilizante tiene la venta0a de proporcionar un alto contenido de nitrógeno,, esencial en el metabolismo de la plan nitrógeno plantta ya que se rel relacio aciona na direct directame amente nte con la cantid cantidad ad de tallos y #o0as #o0as,, quienes absorben la luz para la fotosíntesis.. Además fotosíntesis Además el nitrógeno nitrógeno está presente en las vitaminas vitaminas y y proteínas proteínas,, y se relaciona con el contenido proteico proteico de de los cereales cereales.. A nivel industrial la urea viene incrementando su demanda mundial en forma sostenible por las
9esde el descubrimiento de las reservas de gas natural, /olivia solo #a seguido una política de e:portador de materia prima y si seguimos atados a la lógica e:port e:portador adora, a, obviam obviament ente e seguire seguiremos mos su0eto su0etoss a vaiven vaivenes es de la fluctu fluctuaci ación ón de precios de petróleo cuyo precio por barril, tiene muc#o muc#o que ver con e:portación de gas como materia prima, cifras más y cifras menos, que #an alimentado a /olivia con altos ingresos, mas no #an de0ado ninguna planta integral de industrialización, y, porq porque ue no camb cambia iarr nues nuestr tra a voca vocaci ción ón de e:po e:port rtado adorr de mate materi ria a prim prima a a e:portador de productos de gas industrializadosD. Actualmente el &'') de los fertilizantes empleados en el sector agrícola en nuestro país son importados lo cual impulsa una política importadora para poder satisfacer la demanda del mercado interno. Como Como país país e:po e:porta rtador dor de de materi materia a prima prima /olivi /olivia a vende vende el el gas gas natur natural al a sus países países vecin vecinos os como como argenti argentina na a un precio precio de &&. &&.'2 '2 us 55/* 55/*@9ó @9ólar lares es americanos por millón de unidades t1rmicas- y al /rasil 2.+8 us 55/*@9ólares americ americanos anos por por millón millón de unid unidade adess t1rmic t1rmicasas- para para posteri posteriorme ormente nte adquiri adquirir r mediante importaciones productos industrializados del mismo gas natural vendido como la urea la cual se e:porta e:porta a un precio precio apro:ima apro:imado do de +'' us por *5. Fepresentando una p1rdida económica. Al observar el gran potencial que tiene /olivia respecto a la producción de gas natural y que el mismo en su composición composición contiene contiene una composicion composicion diferente diferente a los de algunos yacimientos de gas en el mundo, se planteó la siguiente pregunta$ ¿Es posible que a partir del gas natural y procesos petroquímicos se pueda obtener urea, para luego usar dicho producto como fertilizante y de esta manera industrializar el gas natural?
4.
HIPOTESIS. ?a industrialización del gas natural se inicia con la obtención de amoniaco %! 4por medio del proceso !aberG/osc#, a partir de nitrógeno % - e:traído de la atmósfera e #idrógeno ! - de la corriente del gas natural, a elevadas presiones y temperaturas, en presencia de un catalizador a base de ó:ido de #ierro HeO-. 7ara posteriormen posteriormente te a partir del gas natural, natural, en específico específico el metano, metano, producir dió: dió:id ido o de carbo carbono no CO CO- que que al comb combin inar arse se con con el amon amonia iaco co,, se obti obtien ene e carbamato de amonio ! %GCOO%!;- y por descomposición resulta en urea y agua.
4
7or tanto el amoniaco es utilizado para la obtención de urea, en estado an#idro como fertilizante al inyectarse en la tierra y tambi1n como producto de limpieza. En síntesis si e:iste la posibilidad de obtener urea utilizando como materia prima el gas natural. 7or todo lo e:puesto anteriormente planteamos la siguiente #ipótesis$ Es factible producir urea a partir del metano el cual es el componente mayoritario del gas natural, debido a las grandes reservas actuales de nuestro país para lograr satisfacer las demandas e:istentes a nivel nacional y latinoamericano, evitando de esta manera la p1rdida económica que representa al país ser solamente un productor de materia prima.
5. ANTECEDENTES. /olivia debido a su geografía es un país de gravitaciones mnstituto %acional de Estadística >%E- por una cantidad de ; 55pcd. En una nota de prensa la petrolera estatal, en base al %E, informó que las e:portaciones de gas natural a la Argentina facturaron (33 millones de dólares por una cantidad de 8 55pcd. ;
"eg%E, Jen total las ventas suman .'; millones dólares por la e:portación de gas natural a los mercados de /rasil y Argentina, entre enero y mayo de esta gestiónJ. Con la industrializacion del gas natural se incrementarían los ingresos economicos , por la venta del producto terminado, la urea yKo fertilizantes.
6. OBJETIVOS. 6.1
OBJETIVO GENERAL. Obtener urea a partir del metano componente mayoritario del gas natural.
6.2
OBJETIVOS ESPECIFICOS. •
"eparar mediante procesos físico químicos el metano contenido en el gas natural.
•
Obtencion del amoniaco
•
@tilizar el amoniaco para la obtención de urea.
•
Obtención de fertilizantes a partir de la urea
•
>dentificar y e:poner los beneficios socio económicos que representa la producción de urea y posteriormente la producción de fertilizantes.
7. JUSTIFICACION. E? presente proyecto pretende que$ L
Con la implementación de una planta petroquímica para la producción de urea tendrá un >mpacto directo en el 9esarrollo %acional.
L
>ncremento de ingresos al país por concepto de las e:portaciones de urea y amoniaco
L
eneración de empleos directos e indirectos en nuestro país. (
8. MARCO TEORICO. 8.1.
GAS NATURAL Es un energ1tico natural de origen fósil, que se encuentra normalmente en el subsuelo continental o marino. "e formó #ace millones de a=os cuando una serie de organismos descompuestos como animales y plantas, quedaron sepultados ba0o lodo y arena, en lo más profundo de antiguos lagos y oc1anos. En la medida que se acumulaba lodo, arena y sedimento, se fueron formando capas de roca a gran profundidad. ?a presión causada por el peso sobre 1stas capas más el calor de la tierra, transformaron lentamente el material orgánico en petróleo crudo y en gas natural. El gas natural se acumula en bolsas entre la porosidad de las rocas subterráneas. 7ero en ocasiones, el gas natural se queda atrapado deba0o de la tierra por rocas sólidas que evitan que el gas fluya, formándose lo que se conoce como un yacimiento. El gas natural se puede encontrar en forma JasociadoJ, cuando en el yacimiento aparece acompa=ado de petróleo, o gas natural Jno asociadoJ cuando está acompa=ado
8.1.1. Composición !" #$s n$%&'$".( El principal componente del gas natural el MmetanoN C! ;-
+
Constituyente
Hórmula química
Composición por vol
5etano
C!;
2&.2+
Etano
C!+
&&.+&
9ió:ido de carbono
CO
4.&2
7ropano
C4!2
&.3
%itrógeno
%
'.3'
>G/utano
C;!&'
'.4
%G/utano
C;!&'
'.
C$'$c%!'*s%ic$s +*sic$s , -&*mic$s !" #$s n$%&'$".( 8.1.).1.
8.1.). 8.1.).
C$'$c%!'*s%ic$s +*sic$s.(
Es un combustible fósil.
Es incoloro e inodoro.
Es menos contaminante a comparación del gas licuado.
Es limpio.
Es beneficioso, tanto para la industria como para el uso dom1stico, ya que desempe=a papeles importantes como un combustible energ1tico.
"u componente fundamental es el metanoc;-.
Es un gas liviano, más ligero que el aire.
"u poder calorífico es el doble del gas manufacturado.
Es un gas seco.
8
Hormula química
C!;
7eso atómico
&+.'; umaP
7unto de fusión
G&2.(QC
7unto de ebullición
G&+&.+QC
*emp. de ignicion
+''QC
?ímites de e:plosividad
( R &()
Calorías por gramo
&cal.
Hlas# point
G&22.'QC
*o:icidad
%o to:ico
Odorizacion
5ercaptano
Estado físico
aseoso sin límite de compresión ?íquido a G&+'QC presión atmosf1rica
8.1.).).
C$'$c%!'*s%ic$s -&*mic$s.(
ravedad especifica aire &.'-
'.+'
7oder calorífico
3.'' calKm4
7resión de suministro
& mbar
8.1.. Usos , Ap"ic$cion!s !" #$s n$%&'$".( 8.1..1. Usos om/s%icos "e emplea principalmente para la cocina, calefacción
de
agua
y
calefacción
ambiental. *ambi1n se emplea para el funcionamiento de lavadoras y secadoras de ropa, neveras y equipos calefactores de ambiente.
8.1..). Uso com!'ci$" 2
"e entiende como aplicación comercial el consumo citado para uso dom1stico pero referido a colectividades$ !ospitales, colegios, #oteles, restaurantes, etc. *ambi1n porque se suministra a edificaciones comerciales$ panaderías, lavanderías, etc.
8.1... Uso in&s%'i$" El empleo del gas en la industria se debe especialmente a su capacidad de regulación, ausencia de cenizas y de azufre, facilidad de control de la atmósfera
de
determinados
los
#ornos
en
tratamientos,
etc.
>mprescindible en la industria del vidrio, cerámica, porcelana, te:til, papel e industria química.
8.1..0. Uso !2ic&"$' El gas natural utilizado en ve#ículos tiene las
siguientes
venta0as$
L "e reduce en un (') el costo respecto a la
gasolina
L 9isminución de la periodicidad de los cambios de aceite, bu0ías y prolongación de la vida
partículas
L 9isminución del (') en los niveles de ruido.
3
sólidas
8.2.
E" m!%$no
El metano es el #idrocarburo alcano más sencillo, cuya fórmula química es C!;. Es una sustancia no polar que se presenta en forma de gas a temperaturas y presiones ordinarias. Es incoloro e inodoro y apenas soluble en agua en su fase líquida. En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas. Este proceso natural se puede aprovec#ar para producir biogás. 5uc#os microrganismos anaeróbicos lo generan utilizando el CO como aceptor final de electrones. Constituye #asta el 38) del gas natural. En las minas de carbón se le llama gris< y es muy peligroso ya que es fácilmente inflamable y e:plosivo. El metano es un gas de efecto invernadero relativamente potente que contribuye al calentamiento global del planeta *ierra ya que tiene un potencial de calentamiento global de 4.4 Esto significa que en una media de tiempo de &'' a=os cada Sg de C! ; calienta la *ierra 4 veces más que la misma masa de CO, sin embargo #ay apro:imadamente ' veces más dió:ido de carbono en la atmósfera de la *ierra que metano por lo que el metano contribuye de manera menos importante al efecto invernadero.
8.).1. C$'$c%!'*s%ic$s +*sic$s , -&*mic$s !" m!%$no Otros nombres$ as del pantanoT #idruro de metiloT tetra#idruro de carbono
7eso 5olecular$ &+.';4 gKmol
Hórmula Estructural$
&'
Hórmula 5olecular$ C!;
8.).1.1.
C$'$c%!'*s%ic$s +*sic$s
D!nsi$
'.8&8 SgKm4T ','''8&8 gKcm4
4&n%o ! +&sión 4&n%o ! !5&""ición
3',+ G&24 UC&&&,(( G&+ UC-
Co"o'
>ncoloro
O"o'
>nodoro
8.).1.).
3$s! Só"i$
7unto de fusión
G&2.( UC
Calor latente de fusión
(2.+2 SVKSg
&,'&4 bar, en el punto triple-
8.).1..
3$s! "*-&i$
9ensidad del líquido &.'&4 bar en el punto de ebullición-
;.+ SgKm4
Equivalente ?íquidoKas &.'&4 bar y &( UC (3 UH--
+4' volKvol
7unto de ebullición &.'&4 bar-
G&+&.+ UC
Calor latente de vaporización &.'&4 bar en el punto de ebullición-
(&' SVKSg
&&
8.).1.0. 4&n%o C'*%ico. *emperatura Crítica
G2.8 UC
7resión Crítica 8.).1.6. 3$s! #$s!os$ 9ensidad del gas &.'&4 bar en el punto de ebullición9ensidad del as &.'&4 bar y &( UC (3 UH-Hactor de Compresibilidad W- &.'&4 bar y &( UC (3 UH-ravedad específica aire X &- &.'&4 bar y & UC 8' UH-olumen Específico &.'&4 bar y & UC 8' UH--
;(.3+ bar &.2&3 SgKm4 '.+2 SgKm4 '.332 '.(( &.;2 m4KSg
Capacidad calorífica a presión constante Cp- & bar y ( UC 88 UH--
'.'4( SVKmol.-
Capacidad calorífica a volumen '.'8 SVKmol.constante Cv- & bar y ( UC 88 UH-Fazón de calores específicos &.4'(;(; ama$CpKCv- & bar y ( UC 88 UH-iscosidad &.'&4 bar y ' UC 4 UH-'.'''&'8 7oise Conductividad *1rmica &.'&4 bar y ' UC 4.2& mYKm.4 UH--
8.).1.7.
Misc!"n!os
"olubilidad en agua &.'&4 bar y UC 4(.+ UH--
'.'(; volKvol
*emperatura de Autoignición
(3( UC
&
8.).). Usos , $p"ic$cion!s !" m!%$no 8.2.2.1.
Com5&s%i5"!.
El metano es importante para la generación el1ctrica ya que se emplea como combustible en las turbinas de gas o en generadores de vapor . "i bien su calor de combustión, de unos 2' SVKmol, es el menor de todos los #idrocarburos, si se divide por su masa molecular &+ gKmol- se encuentra que el metano, el más simple de los #idrocarburos , produce más cantidad de calor por unidad de masa que otros #idrocarburos más comple0os. En muc#as ciudades, el metano se transporta en tuberías #asta las casas para ser empleado como combustible para la calefacción y para cocinar. En este conte:to se le llama gas natural.
8.2.2.2.
In&s%'i$
El metano es utilizado en procesos químicos industriales y puede ser transportado como líquido refrigerado gas natural licuado, o %?-. En la industria química, el metano es la materia prima elegida para la producción de #idrógeno, metanol, ácido ac1tico y an#idro ac1tico. Cuando se emplea para producir cualquiera de estos productos químicos, el metano se transforma primero en gas de síntesis, una mezcla de monó:ido de carbono e #idrógeno, mediante reformación por vapor. En este proceso, el metano y el vapor de agua reaccionan con la ayuda de un catalizador de níquel a altas temperaturas 8'' G&.&'' UC-. Otros productos químicos menos importantes derivados del metano incluyen el acetileno obtenido #aciendo pasar metano a trav1s de un arco el1ctrico, y los clorometanos clorometano, diclorometano, cloroformo, y tetracloruro de carbono-, producidos por medio de la reacción del metano con cloro en forma de gas.
8.2.2.3.
Esp$ci$"m!n%! &4
En motores turbinas alimentados con metano en el desierto 5o0ave. %o fue una prueba mas ya que la mayoría de los co#etes de la %A"A son alimentados por medio de o:igeno liquido e #idrogeno o combustible sólido químico.
8.1
L$ U'!$. @rea, tambi1n conocida como carbamida, carbonildiamida o ácido arbamídico, es el nombre del ácido carbónico de la diamida. Cuya fórmula química es %!-CO. Es una sustancia nitrogenada producida por algunos seres vivos como medio de eliminación del amoníaco, el cuál es altamente tó:ico para ellos. En los animales se #alla en la sangre, orina, bilis y sudor.
?a urea se presenta como un sólido cristalino y blanco de forma esf1rica o granular. Es una sustancia #igroscópica, es decir, que tiene la capacidad de absorber agua de la atmósfera y presenta un ligero olor a amoníaco. "e obtiene en un laboratorio a partir de amoniaco y dió:ido de carbonoT fue la primera sustancia orgánica que se pudo obtener en un laboratorio. ?a urea es una sustancia no peligrosa, no tó:ica, no cancerígena y tampoco es inflamable aunque si es levemente irritante en contacto en los o0os y piel. Es e:plosivo si se mezcla con agentes reductores fuertes, como #ipoclorito y por termo descomposición, produce gases inflamables y tó:icos %! 4 y CO-
8.2
C$'$c%!'*s%ic$s. •
"e presenta como un sólido cristalino y blanco de forma esf1rica o granular.
•
Es una sustancia #igroscópica, es decir, que tiene la capacidad de absorber agua de la atmósfera y presenta un ligero olor a amoníaco. •
•
•
Comercialmente la urea se presenta en pellets, gránulos, o bien disuelta, dependiendo de la aplicación. Es una sustancia no peligrosa, no tó:ica, no cancerígena y tampoco es inflamable aunque si es levemente irritante en contacto en los o0os y piel. Es e:plosivo si se mezcla con agentes reductores fuertes, como #ipoclorito y por termo descomposición, produce gases inflamables y tó:icos %!4 y CO-. &;
•
8.3
"e encuentra abundantemente en los ri=ones y en la materia fecal y es el principal producto terminal del metabolismo de proteínas en el #ombre y en los demás mamíferos.
Usos , !mp"!os ! "$ &'!$. 8..1 3!'%i"i9$n%! ?a urea es uno de los me0ores fertilizantes que tienen varias características distintivas, como su característica no contaminante, mayor capacidad de rendimiento y respeto al medio ambiente Apto para todo tipo de cultivos y que no causa ning
3!'%i"i9$ción +o"i$' ?a fertilización foliar es una antigua práctica, pero en general se aplican cantidades relativamente e:iguas en relación a las de suelo, en particular de macronutrientes. "in embargo varios antecedentes internacionales demuestran que el empleo de urea ba0o de biuret permite reducir las dosis de fertilizantes aplicados al suelo, sin p1rdida de rendimiento, tama=o y calidad de fruta. Estudios realizados en *ucumán demuestran que las aplicaciones foliares de urea en ba0as cantidades resultan tan efectivas como las aplicaciones al suelo. Esto convalida la práctica de aplicar fertilizantes 0unto con las aplicaciones de otros agroquímicos como complemento de un programa de fertilización eficiente.
8..) In&s%'i$ -&*mic$ , p"s%ic$.
&(
•
•
•
"e encuentra presente en ad#esivos, plásticos, resinas, tintas, productos farmac1uticos y acabados para productos te:tiles, papel y metales. Como suplemento alimentario para ganado "e mezcla en el alimento del ganado y aporta nitrógeno, el cuál es vital en la formación de las proteínas.
8.. 4'o&cción ! '!sin$s. Como por e0emplo la resina ureaGformalde#ído. Estas resinas tienen varias aplicaciones en la industria, como por e0emplo la producción de madera aglomerada. *ambi1n se usa en la producción de cosm1ticos y pinturas.
8..0 4'o&cción ! 'o#$s. "e usa como adulterante para la fabricación de drogas como la metanfetamina.
8..6 4'o&c%os ! s$"& p$'$ "$ pi!". "e usa tambi1n en productos de belleza a base de urea como cremas y lociones, ya que ayuda a #idratar la piel, de0ándola suave y fle:ible.
8..7 4'o&c%os Com!'ci$"!s. *ambi1n se utiliza en otros productos comerciales como los productos blanqueadores de dientes, c#amp
8..: Ci#$''i""os. ?a urea se utiliza tambi1n en los cigarrillos de tabaco para aumentar su sabor.
8..8 A5onos.
&+
"e trata de uno de los me0ores abonos artificiales disponibles en forma de cristales, pastillas y gránulos
8.4
C$'$c%!'*s%ic$s +*sic$s , -&*mic$s ! "$ &'!$. O%'os Nom5'!s; @rea, Carbonildiamida, Zcido Carbomídico o Amida Alifática 4'!s!n%$ción 3*sic$; 7erlas o 7erdigones Esf1ricos, color blanco.
3ó'm&"$ s!mi!s$''o""$$ CO%!-
3ó'm&"$ !s%'&c%&'$"
3ó'm&"$ mo"!c&"$' CO%!;
8.5
C$'$c%!'*s%ic$s +*sic$s. &.4; gKcm 4 a +2.' UH
9ensidad
5asa molecular @5A @nidad de 5asa Atómica, 9alton
+'.'8 gKmol
7unto de fusión *emperatura del momento en el cual una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido.
&4.8 UC
7unto de ebullición *emperatura que debe alcanzar una substancia para pasar del estado líquido al estado gaseoso.
&8
9escompone.
Calor de fusión
(.82 a + calKgr
(4& calKgr !umedad crítica relativa a 4'UC-$ 84)
Calor de combustión
8.6
C$'$c%!'*s%ic$s -&*mic$s.
Acidez pa-
'.&2
Acidez equivalente a carbonato de calcio
[ndice de salinidad
2; 7artes de carbonato de calcio necesarias para neutralizar el efecto acidificante de &'' partes de urea-
8(.;
Calor de disolución en agua
(8.2 calKgr endot1rmica-
Energía libre de formación a ( QC
;8&' calKmol endot1rmica-
altamente corrosivo al acero al carbono. 7oco al aluminio, zinc y cobre. %o lo es al vidrio y aceros especiales
Corrosividad
&2
8.7
So"&5i"i$. Es muy soluble en agua, alco#ol y amoníaco. 7oco soluble en 1ter y otros a temperatura ambiente.
So"&5i"i$ !n $#&$
So"&5i"i$ !n $"co2o"!s
8.8 8.
T!mp!'$%&'$ =>C? G'$mos@1#' sc ' ( 4' +.( +' 8&.( 2' 2' &'' 22
A"co2o" 5etanol Etanol nGpropanol >sobutanol
G'$mos@1#' sc 8.8 8. 4.+ .4
R!$cción ! "$ &'!$ $" m!io $m5i!n%!. O5%!ncion ! "$ &'!$. 8.<.1. O5%!nción n$%&'$". ?a urea es producida por los mamíferos como producto de la eliminación del amoníaco, el cuál es altamente tó:ico para los mismos. El llamado ciclo de la urea, es el proceso que consiste en la formación de urea a partir de amoníaco. Es un proceso que consume energía, pero es indispensable para el quimismo vital. En los #umanos al igual que en el resto de los mamíferos, la urea es un producto de desec#o, producido cuando el cuerpo #a digerido las proteínas. Esta es llevada a trav1s de la sangre a los ri=ones, los cuales filtran la urea de la sangre y la depositan en la orina. @n #ombre adulto elimina apro:imadamente unos 2 g de urea por día.
8.<.). O5%!nción !n "$5o'$%o'io &3
Hriedric# Y\#ler logró sintetizar un compuesto orgánico a partir de un compuesto inorgánico, poniendo fin de esta manera a la teoría vitalista de V\ns Vacob /erzelius. >ndustrialmente se fabrica la urea calentando el carbamato amónico, que se obtiene #aciendo reaccionar a presión el amoníaco y el an#ídrido carbónico. ?a urea se puede sintetizar a partir del cianato de amonio por calentamiento %!; OC%-, y tambi1n por la acción del fosgeno COCl- sobre el amoniaco, o bien por acción del amoniaco y el dió:ido de carbono líquidos a gran presión o en estado gaseoso a unos&('QC. ?a urea es un sólido cristalino que funde a &4,8 QCT es muy soluble en agua, que se #idroliza fácilmente dando CO y %!4 mediante la enzima ureasa siendo este un m1todo de determinación cuantitativa.
. METODOLOGIA !MATERIALES Y METODOS" Sin%!sis ! "$ &'!$ !n "$5o'$%o'io; 5aterial $ •
Cápsula
•
Erlenmeyer
•
Embudo filtración
7roductos$ Cianato de potasio$ C%O cristales incoloros, pe 2!" , soluble en agua, insoluble en alcohol -. •
O5%!nción$ por el calentamiento del cianuro potásico con otro o:ido de plomo. 7eligros$ sustancia moderadamente tó:ica.
Usos$ se usan en #ervicidas, en la fabricación de productos químicos orgánicos y en drogas. •
"ulfato amonio$ %! - "O "al de amoniaco y ácido sulf
9>AFA5A 9E /?O]@E" '
4ROCEDIMIENTO; #E$%%&'() Esta reacción se da en caliente. *ras #aber pesado &'g de cianato potasico OC%- y 0untados con 4(g de sulfato de amonio %! ;-"O;-, los mezclamos con 3'ml de agua ! O- y calentamos con una llama peque=a. E*$+O#$%&'( # Con la ayuda de una varilla removemos mientras evaporamos la sustancia con la llama de mec#ero peque=a y en el caso de que sea necesario podremos meterlo en la estufa para su me0or evaporación. Cuidado a la #ora de remover porque en el momento que empieza a quedarse sin agua el producto sale en forma de peque=as gotas fuera del recipiente. *ras la evaporación obtendremos mezcla de urea. soluble en etanol absoluto y en sulfato de potasio &-O/%&'() Ec#amos el producto obtenido en un erlenmeyer, se puede seguir conservandolo en el mismo vaso y así nos aseguraremos de que no perdemos sustancia en el transvase- lo diluimos con (ml de etanol absoluto C !(O!- y calentamos en ba=o de agua #asta que empiece a #ervir. Este proceso se puede #acer con un cantidad peque=a de liquido poniendo bien en contacto todo el producto, segudo del paso siquiente #asta completar la cantidad deseada de liquido recogido. 0&1#$%&'( # 9e0ando decantar el producto pasamos el líquido que queda en la superficie a trav1s de un papel de filtro y recogerlo en un matraz, así con cada porción de líquido. E*$+O#$%&'() Este proceso de evaporación se #ace por medio de un ba=o de agua y si no se consigue quitar toda la #umedad se puede meter en una estufa. *ras esto obtendremos urea.
1$. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES SEMANAS
PRIMERA
SEGUND
TERCERA
&
CUARTA
%UINTA
SE&TA
A ACTIVIDADES
DECISIN DEL TEMA 4LANTEAMIENTO DEL 4ROBLEMA I4TESIS ANTECEDENTES OBJETIVOS JUSTI3ICACIN MARCO TERICO METODOLOGÍA RESULTADOS ES4ERADOS DIRECTOS INDIRECTOS IM4ACTO ESTRATEGIA DE COMUNICACIN 4RESU4UESTO BIBLIOGRA3ÍA ANEOS INTRODUCCIN
11. RESULTADOS ESPERADOS. 9espu1s de un proceso en una planta equipada obtenemos la urea con las siguientes características tanto físicas como químicas. Contenido de %itrógeno *otal %-$ ;+ ) de %itrógeno @reico ^K^7resentación Hísica$ 7erlas o 7erdigones Esf1ricos. Color$ color blanco.
*ama=o de partícula$ '.2( a 4.4( mm "olubilidad en agua, a 'U C &'' gK&'' ml-$ &'' gK&'' ml. de agua p! en solución al &')$ 8.(G&'.' @nidades 9ensidad Aparente gKm4-$ 88' G 2'3 gKm4 [ndice de "alinidad$ 8(.; !umedad Felativa Crítica a 4'U C-$ 84) Acidez equivalente a Carbonato de Calcio$ 2; partes de Carbonato de Calcio por &'' partes de @rea 7eso 5olecular gKmol-$ +'.'+ Olor$ >nodoro.
12. RESULTADOS DIRECTOS. 13. RESULTADOS INDIRECTOS.
14. IMPACTO. El impacto que puede tener la fabricación de urea en nuestro territorio es de #ec#o muy venta0oso en varios factores determinantes para el desarrollo de nuestro país.
POLITICO. En el aspecto político inicialmente se realizarían diferentes diálogos donde se #ará uso de la diplomacia para de esta manera poder gestionar los recursos posibles y realizar una inversión para la e0ecución de la planta de urea. 9e esta manera #abremos consolidado nuestras relaciones con los países amigos y porque no en un futuro despu1s de abastecer nuestro mercado interno e:portar a estos mismos países a un precio moderado.
SOCIAL.
4
En el aspecto social será muy provec#oso para la sociedad en su con0unto sobre todo la población del lugar donde estará instalada la planta de urea con una gran cantidad de fuentes laborales seguras. "era de gran ayuda para el sector agrícola ya que tendrán un abastecimiento de fertilizante urea- en el mercado interno y a un precio menor que el actual, así tambi1n los mismos productos que se producirán ba0aran de costo o no aumentara lo que será de beneficio para la canasta familiar.
ECON'MICO. En el aspecto económico se verán los resultados al culminar la planta de urea ya que se invertirán alrededor de ''' millones de dólares para su e0ecución #aciendo una relación con el vecino país de enezuela. "e estima que se producirá una relación de 88'.''' *oneladas m1tricas de urea con ;'millones de pies c
15. PRESUPUESTO.
M()*+,(-*#
M()*+,(-
C(/),0(0
P+*, + /,0(0
))(-
atraz Erlenmeyer 3alquilado4
56s.
5! 6s.
5! 6s.
Embudo de filtración 3alquilado4
5
5" 6s.
5" 6s.
%apsula de cristal 3alquilado4
2
5! 6s.
2! 6s.
echero de alcohol 3alquilado4
5
2! 6s.
2! 6s.
1otal
7" 6s.
S)(/,( ,(# S)(/,(
C(/),0(0
P+*,
T)(-
%ianato de potasio
5!! g.
5! 6s.
5! 6s.
-ulfato de amonio
5!! g.
5! 6s.
5!8 6s.
1otal
2! 6s. ;
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#ttp$KKactualidad.notizalia.comKcosmeticaGbellezaKureaGprincipalesGusosGyG aplicacionesGenGproductosGdeK
17. ANE&OS. MERCADO DE LA UREA
(
+
8
7FEC>O" 9E ?A @FEA
2
3
5EFCA9O 9E @FEA E% /O?>>A 5*54'
