DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Tipos de reactores

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El metanol es un producto muy versátil de privado del gas natural que tiene un espectro muy amplio en cuanto a su uso en la industria química y petroquímica. Entre ellos se encuentran los productos oxigenados (MTBE y TAME), muy demandados en la industria petrolera para el mejoramiento del octanaje y producción de las denominadas; gasolinas verdes; por su impacto amigable en el ambiente.

A partir del metanol se pueden producir resinas, compuestos químicos, fármacos, colorantes, plásticos, celulosa, secantes, fluidos hidráulicos, aerosoles, criogénicos, adhesivos, gomas, fungicidas, bactericidas, curtiduría, coagulantes, desinfectantes, germicidas, teflón, películas cobertores, solventes y combustibles, entre muchos otros.

El proceso de producción de metanol está focalizado en la reformación catalítica del gas natural a alta temperatura, al que posteriormente es sometido a un proceso de síntesis y purificación. Una vez que el gas natural es deslastrado del contenido de azufre, se sobresatura con vapor de agua y se envía seguidamente a la Sección de Reformación para obtener gas reformado, logrando casi de manera simultánea, recuperar el calor antes de pasarlo a la Sección de Compresión. Cuando se completa el proceso de compresión, el gas resultante es suministrado a la Sección de Síntesis del Metanol, lugar en donde, la mezcla de gas alimentado y del reciclo, es precalentado y luego dividido en dos corrientes una de ellas es la alimentada al reactor y la otra es utilizada como gas de enfriamiento, el reactor utilizado en este proceso es un reactor continuo de lecho catalizado con presión de 100PSIG y temperaturas de 500ºf, el gas que se logra producir es llamado metanol crudo. Seguidamente, el metanol crudo se procesa en la Sección de Destilación para obtener metanol con 99,85% de pureza, el cual es almacenado a condiciones ambientales para su despacho posterior.

Nota: Supermetanol tiene la misma función que metor y se encuentra al lado esta fue creada en el 2007 para aumentar la producción de metano, esta planta produce 2500 toneladas métricas diarias, mejorando así la producción y venta del mismo, no se encontró información sobre los reactores utilizados en el proceso.

- EMPRESA: FERTINITRO/ COMPLEJO CRIOGÉNICO JOSÉ ANTONIO ANZOÁTEGUI

Fertilizantes Nitrogenados de Venezuela, Fertinitro C.E.C., se constituyó el 27 de marzo de 1998. Es una empresa petroquímica, que se dedica a la producción y venta de amoníaco anhidro y urea granulada de alta calidad. Se encuentra ubicada en el Complejo Petroquímico General José Antonio Anzoátegui, al norte del Estado Anzoátegui.

La producción de amoníaco (NH3), catalizada con óxido de hierro promovido, tiene lugar en el reactor de síntesis de amoníaco, donde se da la reacción:

N2 + H2 ↔ 2 NH3 + calor

La reacción es reversible y solo parte del hidrógeno y nitrógeno son convertidos en amoníaco pasando a través del lecho del catalizador. La concentración de equilibrio del amoníaco es favorecida por presión alta y baja temperatura. Debido a que la velocidad de reacción es muy favorecida por temperaturas altas, la selección de la temperatura está basada en un compromiso entre la conversión teórica y la aproximación al equilibrio. En el reactor de síntesis, cerca del 30% del nitrógeno e hidrógeno es convertido en amoníaco. La parte no transformada es reciclada al convertidor después de la separación del amoníaco como producto líquido. La temperatura normal de operación está en el rango de 360 a 505 °C para el primer lecho y 370 a 455 °C para el segundo lecho de catalizador dentro del reactor y a presiones de 1210 PSIG. El producto gaseoso a la salida del reactor se enfría y se le retiran los inertes que contiene mediante una purga que ingresa a la unidad de recuperación de amoníaco. Finalmente la corriente con alto contenido de NH3 se envía al circuito de refrigeración, donde se lleva a fase líquida. De todo el amoníaco producido, 69 % se emplea como materia prima para la síntesis de urea y la diferencia se envía al tanque de almacenamiento (a -30 ºC y una presión levemente superior a la atmosférica) para su posterior despacho.

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La urea se produce a través del proceso de despojamiento de amoniaco de Snamprogetti, el cual se caracteriza por un lazo de síntesis de urea que opera a unos 159 PSIG con una relación molar amoníaco/dióxido de carbono de 3,3 - 3,6 en la entrada del reactor de urea. Esto permite una conversión del CO2 en urea del 63% en el reactor, producto también de los platos perforados que evitan el flujo en retroceso y favorecen la absorción del gas en el líquido. En el reactor de urea se producen dos tipos de reacciones químicas simultáneas:

2NH3 + CO2 ↔ NH2 - COO-NH4

NH2-COO-NH4 ↔ NH2 - CO-NH4 + H2O

La primera reacción es altamente exotérmica (-32.560 kcal/kmol de carbamato a 1,033 PSIG y 25 °C), mientras que la segunda, es ligeramente endotérmica (+4.200 kcal/kmol de urea a 1,033 PSIG y 25 °C) y se produce a baja velocidad en la fase líquida en el reactor, el reactor utilizado se encuentra 1033 PSIG y 25 ºC.

Los pasos principales que caracterizan a las secciones de síntesis y concentración de la urea son los siguientes: síntesis de urea y recuperación de NH3 y CO2 de alta presión, purificación de urea y recuperación de NH3 y CO2 a presiones media y baja; y finalmente, la etapa de concentración de urea (Snamprogetti S.p.A., 1999)

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- EMPRESA: SUPEROCTANO/ COMPLEJO CRIOGENICO JOSE ANTONIO ANZOATEGUI

Súper Octanos es una empresa mixta fundada en 1987, pasando a ser una filial de la empresa estatal Pequiven, enfocándose en producir Metil-terbutil-éter (MTBE) aditivo que mejora el octanaje de la gasolina y minimiza el impacto ambiental. La empresa tiene planes para producir Iso-octanos, en adición al MTBE. La producción de esta planta está orientada al mercado de exportación.

En el proceso de fabricación se utilizan tres licencias;

- Isomerización Del Iso-Butano

- Deshidrogenación Del Normal-Butano

- Síntesis Del Metil-Ter-Butil-Eter (MTBE)

El reactor utilizado para este proceso según la literatura es un reactor tubular de lecho fijo en el que se controla la temperatura por refrigeración con agua. Y la purificación de los