PROCESO DE OBTENCION DEL ACIDO NITRICO Y EL SULF SU LFA ATO AM AMON ONIC ICO O
PROCESO DE OBTENCION DEL ACIDO NITRICO HNO3
RECURSOS NATURALES INORGÁNICOS POTENCIALES DE EXPLOTACIÓN Por lo general el ácido nítrico se obtiene mediante la oxidación de Amoniaco que puede proceder de una instalación Haber-Bosch o de alguna otra fuente productora, con oxígeno presente en el aire, previamente purificado !a!"# $ H%&"' (!aH&"' $ H!"# &i se eleva la temperatura) !aH&"' $ !a!"# (!a%&"' $ H!"# &umando ambas reacciones) % !a!"# $ H%&"' (!a%&"' $ % H!"#
DEFINICION OPERACIONAL DEL PROCESO INDUSTRIAL INORGANICO
El ácido nítrico puro e un lí!uido "icoo e incoloro# De$ido % et% do propied%de e c%p%& de diol"er % c%i todo lo 'et%le no$le( o)idándolo pri'ero * tr%n+or'%ndo lue,o lo -)ido en nitr%to#
No diuel"e %l oro ni %l pl%tino( por ello e pueden ep%r%r lo co'pueto de %le%cione de oro * pl%t% por 'edio del ácido nítrico#
Un% 'e&cl% de ácido nítrico * ácido clor.ídrico concentr%do puede diol"er el oro# Et% 'e&cl% %d!uiere el no'$re de /A,u% re,i%0#
PROPIEDADES FISICAS, QUIMICAS, TERMODINAMICAS DEL PROCESO Propiedade !"i#a$
Propiedade %&"'i#a El 1cido Nítrico concentr%do e un %,ente o)id%nte 'u* +uerte * %t%c% 'et%le no$le co'o el Co$re * l% Pl%t% %un!ue no el oro * ni el Pl%tino2 no o$t%nte( et% propied%de o)id%nte de%p%recen cu%ndo e encuentr% en +or'% diluid%# De et% '%ner%( el 1cido Nítrico inter"iene de do +or'% di+erente en l% re%ccione dependiendo de u concentr%ci-n3 NO4# 5 67 NO 5 87 8O 7 NO4 5 78O 74O 5 NO 4#
Co'por(a'ie)(o e) e* a'+ie)(e El 1cido Nítrico etá preente en l% %t'-+er% por %cci-n .u'%n% indirect% donde contri$u*e en lo +en-'eno de llu"i% ácid%# Lo co'pueto nitro,en%do de c%rácter ácido( co'o lo -)ido de Nitr-,eno * el 1cido Nítrico ,ener%n un% %'pli% ,%'% de e+ecto en el %'$iente( inclu*endo c%'$io en l% co'poici-n de %l,un% epecie de "e,et%ci-n en ecoite'% %cuático * terretre#
DESCRIPCION DE LOS DIFERENTES METODOS TECNOLOGIAS DE INDUSTRIALI-ACION DEL PROCESO ./ Pro#eo Dire#(o o '0(odo de O(1a*d E'ple% %'oni%co * %ire %t'o+9rico co'o '%teri% pri'%# L% corriente ,%eo% ,ener%d% contiene "%por de %,u%( -)ido de Nitr-,eno * '%teri%l no re%cti"o# L% pri'er% e %$or$er lo -)ido en 1cido Nítrico concentr%do2 l% e,und% 'etodolo,í% i'plic% el enri!ueci'iento de 1cido Nítrico A&eotr-pico con lo :)ido de Nitr-,eno .%t% producir un ácido de '%*or concentr%ci-n !ue l% %&eotr-pic%#
/
2
Pro#eo I)dire#(o
Oper% con un% tecnolo,í% conocid% co'o detil%ci-n e)tr%cti"%# E)iten do poi$le "í% en l% !ue e puede o$tener 1cido Nítrico concentr%do por 'edio de et% tecnolo,í%2 proceo de ácido ul+;rico * proceo de Nitr%to de M%,neio# Aí pue( e u% el ácido ul+;rico con un% concentr%ci-n 'íni'% de <=> o olucione de nitr%to de '%,neio de concentr%ci-n del ?8> p%r% de.idr%t%r 1cido Nítrico A&eotr-pico# L% de.idr%t%ci-n e re%li&% en un% torre donde e %li'ent% en l% p%rte uperior un% de l% do ut%nci% de.idr%t%nte * en %l,;n punto l%ter%l el 1cido Nítrico diluido en +or'% de "%por# L% olucione de.idr%t%nte e reconcentr%n * e %li'ent%n de nue"o %l proceo * l% corriente de 1cido Nítrico concentr%do @concentr%ci-n '%*or del ?> en peo e p%% por un conden%dor * un de%ire%dor p%r% u %condicion%'iento n%l #
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRINCIPAL
M0(odo de O1a*d El ácido nítrico e prep%r% indutri%l'ente por o)id%ci-n c%t%lític% del %'oní%co % %lt% te'per%tur% con e)ceo de %ire# El procedi'iento +ue de%rroll%do en =8 por el !uí'ico %le'án il.e' Ot%ld @
O4ida#i5) #a(a*"(i#a de NH 678 a NO678$ 3
E un proceo e)ot9r'ico @J7K H88#G 'ol# Lo rendi'iento on3
El contenido de N74 de l% 'e&cl% de$e '%ntenere $%o de$ido %l rie,o de e)ploi-n( !ue lle,% % er peli,roo cu%ndo el porcent%e en "olu'en de N74 en l% 'e&cl% uper% el G#G ># El c%t%li&%dor e'ple%do en l% re%cci-n e un% %le%ci-n de Pt !ue contiene R. o Pd3 PtR. @=3= o PtR.Pd @=3G3G# En l% condicione de tr%$%o pierde entre un =#=GH=#6G ,tn de 7NO4 de Pt( en +or'% de PtO8 #
O4ida#i5) de* NO678 a NO2678$ El ,% !ue e o$tiene de l% pri'er% re%cci-n de o)id%ci-n c%t%lític% * !ue contiene entre un =H8> de NO( e en+rí%( * el c%lor !ue e ,ener% e e'ple% p%r% c%lent%r %,u%# El ,% en+ri%do e .%ce re%ccion%r con o)í,eno %t'o+9rico p%r% producir NO83
Et% re%cci-n e +%"orece % $%% te'per%tur% * % ele"%d% preione( condicione !ue t%'$i9n +%"orecen l% di'eri&%ci-n del NO83
Depropor#i5) de* NO2678 e) a7&a$ El NO @, procedente de et% re%cci-n e recicl% p%r% +or'%r 'á NO8 @,# El ácido nítrico o$tenido por el proceo Ot%ld uele tener un% ri!ue&% del Q=> * reult% %í %decu%do p%r% lo proceo indutri%le co'o l% íntei de +ertili&%nte( co'o el N76NO4# Sin e'$%r,o( i e re!uiere e'ple%r 7NO4 p%r% re%ccione de nitr%ci-n de co'pueto or,ánico( e preci%n concentr%cione 'á ele"%d%( del orden del < %l ># El ácido nítrico concentr%do de$e o$tenere por un '9todo directo @"%ri%ci-n del proceo nor'%l de íntei del 7NO4 o indirecto( !ue e'ple% ácido ul+;rico p%r% eli'in%r el %,u%# Ete '9todo e conocido co'o l% detil%ci-n e)tr%cti"%#
DIAGRAMA DE FU9OS
REACCIONES QU:MICAS GENERALES DERI;ADAS CON INFLUENCIA PARA PROCESOS DE ORDEN INDUSTRIAL
*n esta tecnología la Absorción tiene lugar a una presión más alta que en la *tapa de "xidación
+as reacciones que tienen lugar tanto en el eactor catalítico donde se produce la oxidación del amoniaco como en la orre de Absorción son altamente dependientes de la presión . temperatura a las que ocurren las mismas
*n el eactor /atalítico, cuanto menor sea la presión ma.or será el rendimiento de 0onóxido de !itrógeno obtenido
A par(ir de )i(ra(o
0ediante la acción del ácido sulf1rico sobre los nitratos naturales)
!a!"#2s3 $ H%&"' 2l3
+os rendimientos de este proceso son ba4os pero se pueden me4orar traba4ando a vacío relativo 2P 5 %6 mm de Hg3 . utili7ando en el lugar del ácido s ulf1rico una me7cla como !a %&%"8 9 #H%&"'
iene una gran cantidad de sales derivadas, de las cuales las más importantes son) !a!"#: /a 2!"#3%: ;!"#
/on el tolueno da lugar a la formación del
!aH&"' 2l3 $ H!"# 2g3
ESQUEMATI-AR LOS MECANISMOS DE REACCIÓN DEL PROCESO QU:MICO PRINCIPAL
!H# 2g3 $%"% 2g3
>!"?
>!"%?
H!"#
*ste proceso puede describirse mediante las siguientes reacciones)
'!H# 2g3 $ @"% 2g3
H%" 2g3 $ '!"
!" 2g3 $ "% 2g3 C !"% 2g3
*l !"% formado se disuelve en agua para formar ácido nítrico 26D3
#!"% 2g3 $ H%" 2l3
%H!"# 2ac3 $ !" 2g3
Euedando una reacción global)
!H# 2g3 $ %"% 2g3
H!"# 2ac3 $ H%" 2l3
TECNOLOG:A DE PURIFICACIÓN DEL PRODUCTO PRINCIPAL A O
C%lent%'iento indirecto del ácido nítrico concentr%do de %lt% 'edi%nte el e'pleo de un e"%por%dor .ori&ont%l#
C%le+%cci-n co'ple'ent%ri% e indirecto re%li&%d% por c%lent%dore inter'edio * l% inte,r%ci-n ener,9tic%#
Opti'i&%ci-n de l% condicione de uo de entr%d% de$ido % l% 'e&cl% preli'in%r de lo uo de %li'ent%ci-n#
CIN=TICA TERMOQU:MICA DE LA REACCIÓN PRINCIPAL
*s un proceso altamente exotFrmico
&e lleva a cabo a temperatura entre el rango de G%6-@6I/
&e lleva a cabo a la presión de rangos entre J-J% bar
*s una reacción extremadamente rápida . con una alta selectividad
IMPACTO AM
*l principal problema que conlleva el uso o la producción de Kcido !ítrico lo constitu.en los gases liberados cuando se hace reaccionar con otras sustancias en ciertas condiciones, cuando sufre procesos de calentamiento excesivo o cuando se emiten el en proceso de producción *stos gases están constituidos principalmente por monóxido 2!"3 . Lióxido 2!" 3 de !itrógeno, que son sustancias mu. tóxicas por vías respiratoria cutánea %
O
L% crit%li&%ci-n e l% oper%ci-n pri'ordi%l en el proceo# Se +or'%n n;cleo crit%lino en un% oluci-n o$re%tur%d% de ul+%to de %'onio * e de%n crecer lo crit%le .%t% el t%'%o re!uerido( l% proporci-n de lo crit%le puede ,r%du%re por 'edio de $ur$ueo de %ire % tr%"9 de l% oluci-n# Lo crit%le del ul+%to de %'onio e ep%r%n por 'edio de un% centri+u,%ci-n continu%( de donde p%%n %l ec%dor rot%torio( e t%'i&%n * e en"%%n en %co2 e pueden "ender %í o % ,r%nel# El proceo e continuo * co'$in% l% oper%cione de e"%por%ci-n( crit%li&%ci-n * ec%do# Se le proporcion% %l crit%li&%dor un uo de %ire co'pri'ido !ue per'ite un% te'per%tur% de QG % Q< KC #
8N7 @, 5 7 SO @%c 4
8
6
@N7 SO @%c
6 8
6
USO AGRICOLA
E un producto de p7 ácido e reco'iend% %plic%r en uelo c%li&o * %lc%lino por u +uerte e+ecto %cidic%nte#
Producto 'u* ;til co'o +ertili&%nte( de$ido % !ue l% neceid%d de A&u+re etá 'u* rel%cion%d% con c%ntid%d de Nitr-,eno diponi$le p%r% l% pl%nt%( por lo !ue el SAM .%ce un %porte $%l%nce%do de %'$o nutriente# El A&u+re inor,ánico del uelo e %$or$ido por l% pl%nt% princip%l'ente co'o %ni-n ul+%to# De$ido % u c%r,% ne,%ti"%( el ul+%to no e %tr%ído por l% %rcill% del uelo * lo coloide inor,ánico( el S e '%ntiene en l% oluci-n del uelo( 'o"i9ndoe con el uo de %,u% * por eto e +ácil'ente li)i"i%$le# En %l,uno uelo et% li)i"i%ci-n %cu'ul% S en el u$uelo( iendo %pro"ec.%$le por culti"o de r%íce pro+und%# El rie,o de li)i"i%ci-n del S e '%*or en lo uelo %renoo !ue en uelo de te)tur% +r%nc% o %rcillo%#
El ul+%to de %'onio e %dicion% % l% olucione de .er$icid% potH e'er,ente p%r% 'eor%r u ec%ci% en el control de '%le&%#
E)celente +uente de +ertili&%ci-n en culti"o !ue e)tr%en ,r%nde c%ntid%de de A&u+re @S del uelo co'o lo on lo culti"o +orr%ero @p%to * %l+%l+%( .ort%li&% @crucí+er%( ce$oll% * %o( cere%le @tri,o * ce$%d% * ,r%'íne%@'%í&( or,o * c%% de %&;c%r( entre
PAPEL NUTRICIONAL
El Nitr-,eno e un nutriente eenci%l p%r% el creci'iento de l% pl%nt%( e p%rte contituti"% de c%d% c9lul% "i"%# En l% Pl%nt%( el Nitr-,eno e nece%rio p%r% l% íntei de l% clorol% * co'o p%rte de l% 'ol9cul% de clorol% etá in"olucr%do en el proceo de l% +otoíntei# El Nitr-,eno t%'$i9n e un co'ponente de l% "it%'in% * de lo co'ponente ener,9tico de l% pl%nt%( i,u%l'ente e p%rte eenci%l de lo %'inoácido * por t%nto( e deter'in%nte p%r% el incre'ento en el contenido de proteín% en l% pl%nt%# El Nitr-,eno @N * el A&u+re @S tienen un% rel%ci-n 'u* etrec.% en el p%pel nutricion%l de l% pl%nt%( eto e de$e % !ue %'$o nutriente on contitu*ente de l% proteín% * etán %oci%do con l% +or'%ci-n de l% clorol%#
