Produccion de Fertilizantes

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Diapositiva 1

PRODUCCIN DE FERTILIZANTES: NITRATO DE AMONIOAutor: Rodolfo Fuentes R. Docente: Dra Marysol Alvear.IntroduccinUn fertilizante es un tipo de sustancia o denominados nutrientes, en formas qumicas saludables y asimilables por las races de las plantas, para mantener y/o incrementar el contenido de estos elementos en el suelo.

AmoniacoEl amonaco es un gas incoloro, de olor caracterstico por lo nauseabundo y penetrante. El amonaco es producido de manera natural por bacterias que se encuentran en el suelo, y que degradan la materia orgnica proveniente de desechos de animales, y plantas y animales muertos.

Frmula molecularNH3USOS DEL AMONIACOLa mayor parte del amoniaco (80%) se destina a la fabricacin de fertilizantes, como nitrato amnico: NH4NO3sales amnicas: (NH4)2SO4, (NH4)3PO4urea: (NH2)2C=O

PROCESO DE OBTENCINEl proceso mediante el cual se obtiene amonaco obtiene su nombre de los qumicos que lo idearon: Fritz Haber y Carl Bosch. Esta reaccin ocurre con lentitud, dado que necesita gran cantidad de energa de activacin, como consecuencia de la estabilidad qumica del nitrgeno. Para acelerar la reaccin se utiliza un catalizador, y se aumenta la presin y la temperatura a la que esta ocurre.

Como la reaccin natural es muy lenta, se acelera con uncatalizadordehierro(Fe3+) y xidos de aluminio (Al2O3) y potasio (K2O) permitiendo que el equilibrio se alcance con mayor rapidez. Los factores que aumentan el rendimiento, al desplazar el equilibrio de la reaccin hacia los productos, son las condiciones de alta presin y altas temperaturas.

ETAPAS

DesulfuracinAntes del reformado tenemos que eliminar el S que contiene el gas natural, dado que la empresa distribuidora le aade compuestos orgnicos de S para olorizarlo.

ReformadoUna vez adecuado el gas natural se le somete a un reformado cataltico con vapor de agua (craqueo- rupturas de las molculas de CH4). El gas natural se mezcla con vapor en la proporcin (1 : 3,3)-(gas : vapor) y se conduce al proceso de reformado, el cual se lleva a cabo en dos etapasReformador primarioCH4+ H2OCO + 3H2H = 206 kj/molCH4+ 2H2OCO2+ 4H2H = 166 kj/mol

Reacciones fuertemente endotrmicas. Estas reacciones se llevan a cabo a 800C y estn catalizadas por xido de niquel (NiO), as se favorece la formacin de H2.

Reformador secundarioEl gas de salida del reformador anterior se mezcla con una corriente de aire en este 2 equipo, de esta manera aportamos N Adems, tiene lugar la combustin del metano alcanzndose temperaturas superiores a 1000C.

N2(12,7%), H2(31,5%), CO (6,5%), CO2(8,5%), CH4(0,2%), H2O (40,5%), Ar (0,1%).PURIFICACINse eliminan los gases CO y CO2.

Tras enfriar la mezcla se conduce a un convertidor donde el CO se transforma en CO2por reaccin con vapor de agua,CO + H2O CO2+ H2 H = -41 kj/molETAPA DE CONVERSINSNTESIS DE AMONACOAs se obtiene un gas de sntesis con restos de CH4y Ar que actan como inertes.A continuacin el gas se comprime a la presin de 200 atm. Aproximadamente (compresor centrfugo con turbina de vapor) y se lleva al reactor donde tiene lugar la produccin del amonaco, sobre un lecho cataltico de Fe.

La produccin de nitrato de amonio es relativamente simple, el gas amonaco reacciona con cido ntrico formando una solucin concentrada y bastante calor.PRODUCCIN NITRATO DE AMONIO

NH4NO3

COMPOSICIN QUMICA

IMPORTANCIAEl proceso Haber produce ms de 100 millones detoneladas de fertilizante de nitrgeno al ao. El 8,27% del consumo total de energa mundial en un ao se destina a este proceso.Los fertilizantes que se obtienen son responsables tanto del sustento de ms de un tercio de lapoblacin mundial debido a que la extraccin de nutrientes del suelo por parte de la agricultura y ganadera es fenomenal y por ende deben ser repuestos de manera artificial.El mal uso de los fertilizantes producen numerosos problemas ambientales por la erosin y el escurrimiento de nutrientes a napas y cuerpos de agua :Eutrofizacin. DISCUSIONESSolo el 17% del amoniaco usado como fertilizante es consumido por los humanos a travs de la comida. El resto acaba en la tierra o en el aire. Segn un artculo de Nature Geoscience, las emisiones en ausencia de interferencia humana son de 0,5 kilos por hectrea y ao. La agricultura moderna ha multiplicado por 20 esta cifra, lo que ha provocado la alteracin del ciclo natural del nitrgeno aunque su impacto global an no es muy conocido.El Nitrgeno reactivo est alterando el balance atmosfrico, enriqueciendo el ozono de la troposfera y reduciendo el de la estratosfera.