Produccion De Acido Nitrico.docx

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1 Estudio de factibilidad y diseño inicial 1.1 Consideraciones

Se propone construir una planta que entregará 280 toneladas por día de 60% (wt) de ácido nítrico. Esta capacidad se basa en 8000 horas de operación por año, es decir, 330 días. Se prevé que esta instalación de producción ácido nítrico se acomodará dentro de una planta química más grande, complejo que se ubicará en la región de Bunbury en Australia Occidental. Otras plantas en este sitio incluyen una planta de amoníaco y una planta de nitrato de amonio. Aproximadamente el 70% del ácido del producto será consumido in situ para la producción de nitrato de amonio cristalino. El ácido restante estará disponible para explotar el mercado vecino de exportación del sudeste asiático. El proceso elegido para la planta de ácido nítrico es la 'presión única' proceso basado en la tecnología desarrollada por C & I Girdler.

1.2 Problema y antecedentes El ácido nítrico es un ácido fuerte y un poderoso agente oxidante con enormes posibilidades para aplicaciones en la industria de procesamiento químico. Tiene usos comerciales como agente de nitración, agente oxidante, disolvente, agente activador, catalizador y agente hidrolizante. En relación a la producción mundial, aproximadamente el 65% de todo el ácido nítrico producido es utilizado para la producción de nitrato de amonio (específicamente para fabricación de fertilizantes). El ácido nítrico ahora se produce comercialmente usando el paso a paso, oxidación catalítica de amoníaco con aire, para obtener monóxido de nitrógeno y dióxido de nitrógeno. Estos óxidos de nitrógeno son subsecuentemente absorbidos en agua para producir entre el 50% y el 68% de ácido nítrico fuerte por peso. Para aplicaciones que requieren mayores resistencias, varias se usan métodos de concentración del ácido. Los métodos tradicionales son por: (a) destilación extractiva con agentes deshidratantes tales como ácido sulfúrico o nitrato de magnesio;

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(b) reacción con óxidos de nitrógeno adicionales. La última técnica tiene la mayor aplicación en la industria. La química de la oxidación de amoníaco es notablemente simple con solo seis reacciones principales que deben considerarse. También hay siete reacciones secundarias apropiadas para este proceso, pero para la mayoría del diseño fines que tienen poco que ver con los resultados.

1.3 Introducción El problema de diseño inicial es determinar si: 'Es ambos económica y técnicamente factible establecer una instalación para producir ácido nítrico en Australia Occidental. Esta es una empresa diversa y compleja que necesita una completa investigación sobre los usos, propiedades, mercado, tecnología de procesos, y economía de producción, asociada con esta sustancia química particular. Habiendo considerado estos aspectos y varios otros, un apropiado la planta para cumplir con los requisitos evaluados del mercado está dimensionada y especificada en consecuencia.

1.4 Propiedades y Usos El ácido nítrico es un líquido incoloro a temperatura ambiente y atmosférica presión. Es soluble en agua en todas las proporciones y hay un lanzamiento de calor de la solución después de la dilución. Esta solubilidad ha tendido a dar forma los métodos de proceso para la fabricación de ácido nítrico comercial. Es un ácido fuerte que se ioniza casi por completo cuando está en solución diluida. Eso es también un poderoso agente oxidante con la capacidad de apaciguar algunos metales como hierro y aluminio. Una compilación de muchos de los las propiedades físicas y químicas del ácido nítrico se presentan en la Tabla A.1 del Apéndice A. Posiblemente la propiedad física más importante del ácido nítrico es su punto azeotrópico, esto influye en las técnicas asociado con la producción de ácido fuerte. El punto de ebullición constante la mezcla se produce a 121.9 ° C, para una concentración de 68.4% (en peso) de ácido en presión atmosférica. El ácido nítrico tiene aplicaciones enormemente diversas en el producto químico industria. Tiene usos comerciales como agente de nitración, agente oxidante, disolvente, agente activador, catalizador y agente hidrolizante. El uso más importante es, sin duda, en la producción de nitrato de amonio para las industrias de fertilizantes y explosivos, que representa aproximadamente el 65% de la producción mundial de ácido nítrico.

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El ácido nítrico tiene una serie de otras aplicaciones industriales. Esta usado para decapado de aceros inoxidables, refinación de acero y en la fabricación de colorantes, plásticos y fibras sintéticas. La mayoría de los métodos utilizados para recuperación de uranio, como el intercambio iónico y la extracción por solvente, usa ácido nítrico Un desglose completo de los usos y aplicaciones del nítrico el ácido está incluido en la Ref. G6. Un punto importante es que para la mayoría de los usos relacionados con productos químicos producción, el ácido debe estar concentrado por encima de su punto azeotrópico a más del 95% (en peso). Por el contrario, la fabricación comercial de El nitrato de amonio utiliza ácido nítrico por debajo de su punto azeotrópico en el rango 50-65% (peso). Si se va a producir el grado químico más fuerte, equipo de proceso adicional apropiado para súper azeotrópico se requiere destilación. Existe un riesgo potencial para la salud cuando se maneja y opera con, ácido nítrico. El ácido nítrico es un líquido corrosivo que penetra y destruye la piel y los tejidos internos. El contacto puede causar severas quemaduras El ácido es un peligro potencial, los diversos óxidos de nitrógeno presentes como intermedios del producto en el proceso también son tóxicos. Una evaluación del riesgo para la salud debe ser fundamental para el diseño de cualquier proceso Consideraciones y recomendaciones adicionales para el riesgo de salud operativo y el impacto ambiental de la planta son presentado en la Sección 5.4.

1.5 La evolución de los procesos de producción de ácido nítrico Hasta principios del siglo XX, se preparó ácido nítrico comercialmente mediante la reacción de ácido sulfúrico con nitrato de potasio (salitre) o con nitrato de sodio (salitre de Chile o nitro). Hasta cuatro toneladas de los dos ingredientes se colocaron en retortas grandes y calentado sobre un horno. El producto volátil se vaporizó y fue recogido para la destilación. Un ácido de entre 93-95% (wt) fue producido. En 1903 el horno de arco eléctrico reemplazó a este original primitivo técnica. En el proceso de arco, el ácido nítrico se produjo directamente a partir de nitrógeno y oxígeno al pasar aire a través de un horno de arco eléctrico. Aunque el proceso se benefició de un suministro inagotable de material de alimentación (aire), el consumo de energía para el horno de arco pronto se convirtió en costo prohibitivo. Los investigadores volvieron a la oxidación de amoníaco en el aire, (grabado ya en 1798) en un esfuerzo por mejorar la economía de la producción. En 1901 Wilhelm

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Ostwald había logrado por primera vez la oxidación catalítica de amoníaco sobre un catalizador de platino. Los óxidos de nitrógeno gaseosos producido podría enfriarse fácilmente y disolverse en agua para producir una solución de ácido nítrico. Este logro comenzó la búsqueda de una ruta de proceso económico. En 1908, la primera instalación comercial para producción de ácido nítrico, utilizando este nuevo proceso de oxidación catalítica, fue encargado cerca de Bochum en Alemania. El Haber-Bosch el proceso de síntesis de amoníaco entró en funcionamiento en 1913, dando lugar a el desarrollo continuo y el futuro asegurado del amoníaco proceso de oxidación para la producción de ácido nítrico. Durante la Primera Guerra Mundial, la intensa demanda de explosivos y los colorantes sintéticos crearon una expansión de la industria del ácido nítrico. Se construyeron muchas plantas nuevas, todas las cuales emplearon proceso de oxidación de amoniaco Esta mayor demanda sirvió como impulso para varios avances en la tecnología de procesos. Estas incluyen: (a) El desarrollo de aleaciones de acero cromado para torre construcción, reemplazando el gres pesado y ladrillos a prueba de ácidos. Esto permitió presiones de proceso por encima de los niveles atmosféricos para ser utilizado. (b) El diseño mejorado de los precalentadores de alimentación permitió una mayor temperatura de proceso a alcanzar. Temperaturas más altas mejoraron los rendimientos y las capacidades, y también los requisitos de equipo reducidos. (c) Mejoras iniciales en el control automático de procesos mejorado rendimiento del proceso y requisitos laborales reducidos. Todos estos factores ayudaron a mejorar la eficiencia del proceso. Los aumentar la disponibilidad de amoníaco reduce los costos de procesamiento aún promover. A fines de la década de 1920, el desarrollo de aceros inoxidables fabricantes para usar presiones de funcionamiento más altas. El aumento en rendimiento y requisitos de capital más bajos justifican fácilmente el uso de alta presión operación a pesar del mayor consumo de amoníaco. La introducción de procesos de presión más alta resultó en una divergencia de la técnica operativa dentro de la industria. Los unidos Los productores de los Estados optaron por un sistema de alta presión, utilizando una constante alta presión durante todo el proceso. Los fabricantes europeos optaron por un sistema de presión dividida. Este último sistema implica operar la sección de oxidación de amoníaco a presión atmosférica, mientras que la unidad de

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absorción funciona a presiones más altas (aprovechando mejores tasas de absorción). Desarrollos recientes en el proceso de oxidación de amoníaco tienen esfuerzos incluidos para reducir las pérdidas de catalizador en el proceso. Los filtros de platino de recuperación se han instalado en varias etapas del proceso. Se agregaron almohadillas de filtro de gasa de oro / paladio en el lado de salida del lecho de catalizador, dentro de las unidades de reactor / convertidor. Estos filtros tienen según los informes, aseguró una recuperación de platino del 80% (Ref. PT4). Otra tendencia ha sido para el uso de filtros adicionales en el flujo descendente unidades. Estos filtros son de construcción de silicato de aluminio. Tal vez el mayor progreso en la tecnología de producción de ácido nítrico ha estado en la fabricación de ácido nítrico fuerte (> 90% en peso). Avances en las áreas de destilación super-azeotrópica y en alta presión la absorción es más significativa. El trabajo de investigación se realiza continuamente en un esfuerzo por reducir emisiones de óxido de nitrógeno de plantas de ácido nítrico. Los Humphreys y El proceso de ácido nítrico de Glasgow / Bolme es solo un ejemplo de una nueva filosofía que se aplica a los sistemas de absorción de nítrico débil plantas ácidas (50-68% en peso). Las emisiones de óxido de nitrógeno tienen se ha reducido de 2000-5000 ppm a menos de 1000 ppm (Ref. PT12, PT13). Para la producción de ácido nítrico más fuerte, los gases de la cola son ahora siendo tratados por sistemas de combustión catalítica selectiva o no selectiva. Estas unidades innovadoras han reducido el óxido de nitrógeno emisiones por debajo de 400 ppm (Ref. PT5, PT6).

1.6 Química de oxidación de amoníaco En particular, todos los métodos comerciales de producción de ácido nítrico utilizados en la actualidad se centran en la oxidación del amoníaco. Por lo tanto, es apropiado para investigar la química de este proceso, en el conocimiento de que es directamente aplicable a cualquiera de la producción procesos disponibles. La química de la oxidación del amoníaco es sorprendentemente simple. Eso comienza con un solo compuesto puro, más aire y agua, y termina con otro compuesto puro en solución acuosa, con sin subproductos El proceso puede describirse solo por seis principales reacciones como se muestra en la Tabla 1 .1.

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Con referencia a la Tabla 1. 1, la Reacción 1 es la reacción general para el proceso. Este resultado neto se logra a partir de tres pasos, por separado, y distintos pasos químicos. El primero es la oxidación de amoníaco a monóxido de nitrógeno (Reacción 2). El segundo es la oxidación adicional de monóxido de nitrógeno a dióxido de nitrógeno (Reacción 3), luego nitrógeno dióxido a tetróxido de nitrógeno (Reacción 4). La tercera y última etapa implica la absorción de estos óxidos basados en nitrógeno en agua para formar el producto de ácido nítrico (Reacciones 5 y 6). En la mayoría de los comerciales procesos, cada una de estas tres etapas se llevan a cabo por separado unidades de proceso. El primer paso en el proceso es el heterogéneo, altamente reacción catalítica exotérmica en fase gaseosa de amoníaco con oxígeno (Reacción 2). La oxidación primaria de amoníaco a ácido nítrico (en una gasa de catalizador de 9: l de platino / aleación de rodio) procede rápidamente a temperaturas de proceso entre 900-970 ° C. El segundo paso en el proceso involucra dos reacciones (Reacciones 3 y 4). Estas son las oxidaciones del monóxido de nitrógeno al dióxido y formas de tetróxido. La mezcla de equilibrio se conoce libremente como peróxido de nitrógeno. Ambas reacciones son homogéneas, moderadamente reacciones catalíticas exotérmicas en fase gaseosa.

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1.7 El problema de diseño

El tercer paso en el proceso implica enfriar los gases de reacción debajo de su punto de rocío, por lo que una fase líquida de ácido nítrico débil es formada. Este paso promueve efectivamente el estado de oxidación y dimerización (reacciones 3 y 4) y elimina el agua del gas fase. Esto a su vez aumenta la presión parcial del nitrógeno componente de peróxido

Finalmente, el ácido nítrico se forma por la reacción de nitrógeno disuelto peróxido con agua (Reacciones 5 y 6). La formación de dos lunares de ácido se acompaña de la formación de una mol de nitrógeno gas de monóxido Este monóxido de nitrógeno debe reciclarse dentro del proceso.

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2 Estudio de viabilidad (evaluación del mercado)

Se constató que el mercado australiano de ácido nítrico doméstico sufre variaciones cíclicas, con máximos y mínimos estacionales cada año. Esta fluctuación se atribuye a los principales consumidores de ácido (fertilizantes y fabricantes de explosivos) susceptibles a variaciones estacionales en demanda, y al nivel de los precios mundiales de los productos básicos. sin embargo, la tendencia general ha sido del 3% de crecimiento anual. Australia actual la producción es de 200 000 toneladas por año (100% de base ácida). Exportaciones y las importaciones en Australia son prácticamente inexistentes. Una barrera protectora en forma de altos costos de envío, en el pasado efectivamente cerró el mercado interno.

La producción anual mundial de ácido nítrico es en la actualidad aproximadamente 34 millones de toneladas. Estados Unidos, Reino Unido, Polonia y Francia son los productores más grandes. La tendencia en la última década ha sido para crecimiento por parte de los productores más grandes, a expensas de los más pequeños. La escena global es un mercado mucho más estable. Esto puede atribuirse históricamente al consumo que se basa más ampliamente con un consumo considerable en los procesos de producción química.

Un mercado local anual (Australia Occidental) de 65 000 toneladas por año Se prevé un producto de ácido nítrico al 60% (peso) para esta planta. Este mercado la evaluación se basa en la demanda anticipada de un nuevo 50 000 tonelada / año de instalaciones de producción de nitrato de amonio. También hay una oportunidad de explotar el potencial mercado del sudeste asiático hasta 60 000 toneladas por año. Este mercado bien puede ser viable si es de bajo costo el envío se puede garantizar a través de un acuerdo con Alcoa de Australia Ltd. Alcoa importa sosa cáustica en WA, y los barcos dejar vacío. Se propone utilizar uno de estos barcos para exportar hasta 27 000 toneladas de ácido nítrico al 60% en el mercado exterior. Por lo tanto, la capacidad total anual de la planta propuesta es de 92 000 toneladas de ácido nítrico al 60%. La planta debe operar durante 330 días / año (8000 horas) con una producción de 280 toneladas por día.

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2.1 Introducción

Para establecer la viabilidad del proyecto, un estudio de la historia del mercado del ácido nítrico durante la última década, ambos en un perspectiva nacional y global. El tamaño y la naturaleza del mercado es estudiado, incluida la determinación de las tendencias generales en la industria y áreas de crecimiento potencial.

Las limitaciones de mirar la historia de cualquier industria son reconocido, sin embargo, el valor de tal ejercicio no debería ser subestimado Este trasfondo y un conocimiento del más amplio espectro del clima económico interno imperante, mejora la potencial para una toma de decisiones más confiable.

El tamaño del mercado potencial y su ubicación, y el producto requerido la calidad está determinada por este estudio.

2.2 La escena doméstica

Australia actualmente produce aproximadamente 200 000 toneladas de nítrico ácido (100% base) por año (Ref. MD5). Es un mercado cíclico que responde directamente al rendimiento de la agricultura y la minería sectores. Esto ocurre porque el ácido nítrico australiano se usa casi exclusivamente para la producción de nitrato de amonio (a base de nitrógeno) fertilizante y un explosivo minero). La industria del ácido nítrico tiene cultivado a partir de una capacidad de producción de 32 000 toneladas en 1967 (Ref. MD1). Durante la última década, grandes desviaciones en los niveles de producción han ocurrido (Refs. MD3, MD4 y MD5). La tendencia general tiene ha sido por un aumento del 3% cada año.

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Se muestra un desglose de las áreas de aplicación dentro de Australia abajo:

Distribución del mercado australiano

Fabricación de Fertilizantes (NH, NO,) 45% Fabricación de explosivos (N H, NO,) 45% Industria química 10%

Distribución del mercado australiano occidental

Fabricación de fertilizantes (NH, N03) 10% Fabricación de explosivos (NH, NO,) 90%

Australia depende en gran medida de los fertilizantes y explosivos industrias. El mercado de Australia Occidental es único en sus vínculos con la industria de explosivos. La urea ha reemplazado en gran medida al nitrato de amonio como un fertilizante compuesto. Otros gráficos y tablas que complementan el mercado interno análisis se presentan en el Apéndice B. Se relacionan con casi todas las áreas de actividad para la industria local de ácido nítrico. Una lista de estas tablas y las cifras se dan a continuación: Figura B.l. Tendencia de producción australiana de ácido nítrico (1976-86). Tabla B.l Datos de producción anuales australianos de ácido nítrico (1976-86). Cuadro 8.2 Producción australiana mensual de ácido nítrico (1985-86). Cuadro B.3 Cifras de exportaciones australianas de ácido nítrico (año que finaliza en junio1986). Cuadro B.4 Cifras de importación australiana de ácido nítrico (año que finaliza en junio1986).

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Hay varios fabricantes de ácido nítrico en Australia. Ellos producir principalmente para la industria de fertilizantes, que utiliza el ácido para el producción de nitrato de amonio y nitrógeno surtido fertilizantes compuestos. Una lista completa de aquellos australianos productores se muestra en la Tabla 8.5 del Apéndice B. Las actividades del único productor australiano occidental, Kwinana Nitrogen Company Pty Ltd (KNC), son relevantes para este proyecto. Una breve el resumen de las operaciones de KNC se presenta en la Sección B.l del Apéndice B, incluidos detalles del proceso utilizado y características particulares, capacidad de producción y mercado de productos. El más importante las revelaciones realizadas en la investigación de las actividades de KNC fueron las revelaciones con respecto a la demanda de ácido cíclico y también la fuerte relación entre el precio del petróleo y la economía del proceso de producción.

Las implicaciones de los datos presentados se discuten con más detalle en la Sección 2.3.4 en relación con el mercado mundial.

2.3 El mercado global

La producción mundial actual es de aproximadamente 34 millones de toneladas por año (Ref. MD4), y más del 30% se produce en los Estados Unidos. De la producción restante, aproximadamente el 60% tiene su sede en Europa. Los URSS (6 millones de toneladas), Reino Unido (3,3 millones de toneladas), Polonia (2,4 millones de toneladas) y Francia (1,5 millones de toneladas) son los productores principales. El mundo figura para la producción de ácido nítrico en la última década se muestran en la Tabla B.6 y se representan en la Figura B.2 (del Apéndice B). Esta información puede ser comparada con la australiana figuras ya presentadas. La figura B.3 ilustra la publicación anual crecimiento porcentual para los mercados nacionales y mundiales para avanzar ayudar a la comparación. Una lista completa de fabricantes de todo el mundo de ácido nítrico (según el país de origen) se presenta en la Ref. MD4 (pp 166-167). El desglose de la distribución del mercado para el industria, en todo el mundo, se muestra a continuación: Distribución del mercado mundial (Ref. G5, página 565)

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Nitrato de amonio (fertilizantes y explosivos) 6 5% Ácido adípico 9.5% Militar (que no sea nitrato de amonio) 6% lsocianatos 1.5% Nitrobenceno 1% Nitrato de potasio 0.5% Decapado de acero 0.5% Otros 1 6%

Un análisis completo de todos los datos presentados y sus implicaciones se presenta en la siguiente sección. 2.3.1 Discusión del análisis de mercado

La figura B.l resalta la experiencia del australiano occidental productor, KNC. El mercado australiano no es del todo estable. Aunque exhibió un buen crecimiento en los últimos veinte años, el mercado se observan desviaciones en los niveles de producción de más de 10% de un año a otro.

Este ciertamente no es un ambiente ideal para una posible nueva productor. Las grandes fluctuaciones observadas en el mercado australiano no son observadas en la escena mundial. Esto puede ser atribuido a lo limitado aplicaciones para el ácido nítrico en Australia (esta pequeña demanda básica es un problema endémico en toda la economía doméstica). Como se destaca en la Sección 2.3.2, la mayor proporción de todos los nítricos el ácido producido en Australia se usa para la producción de amonio nitrato. El nitrato de amonio se usa a su vez en la industria agrícola como un fertilizante y en la industria minera como un explosivo. Ambos las áreas han mostrado grandes fluctuaciones de la demanda en la última década.

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El colapso de los precios mundiales de los productos básicos, la expansión y los recientes disminución del sector agrícola para los mercados extranjeros y estacional las variaciones climáticas han tenido un impacto significativo. Los problemas experimentados en Australia han sido efectivamente amortiguados en el mercado mundial por una base de mercado amplia y diversa. Una proporción sustancial de la producción mundial se utiliza en otras áreas de la industria de procesamiento químico (como se muestra en la Sección 2.3.3), estableciendo así una base más estable. Ignorando las tendencias cíclicas del mercado interno, el conjunto el crecimiento se está ejecutando en alrededor del 3% con un sector de exportación que muestra promesa. Los niveles actuales de exportación son de 490 toneladas por año. Exportar las cifras (tabla 8.3) indican un fuerte crecimiento, con buenos precios registrado incluso para entregas más grandes (A $ 400-A $ 500 por tonelada). Las exportaciones provienen principalmente de los productores en Nueva Gales del Sur. El mercado de exportación hasta la fecha está compuesto únicamente por vecinos regionales (Fiji, Indonesia, Nueva Zelandia, Papua Nueva Guinea, Vanuatu). Esto podría ser atribuido a los altos costos de envío que enfrenta la mayoría de los australianos productores.

Las cantidades nominales de ácido nítrico se importan a Australia desde Europa, América del Norte y Japón, que suman aproximadamente 15 toneladas por año (ver Tabla B.4). En contraste con la volátil demanda australiana, el mercado mundial de ácido nítrico en la última década ha mostrado un crecimiento relativamente constante (aproximadamente 2% por año). Nuevamente, la base de aplicaciones más amplia es al menos parcialmente responsable de este rendimiento superior. Una tendencia interesante expuesta por un examen del mundo cifras de producción, es el éxito de los productores más grandes a expensas de los más pequeños (Ref. MD4). El norteamericano y Los gigantes europeos han absorbido la producción que cae en otros lugares el mundo, y se expandió aún más para estimular el crecimiento general en la capacidad mundial. Afortunadamente, el mercado interno australiano tiene disfrutado de una protección inherente de los fabricantes en el extranjero en la forma de altos costos de envío. Mientras que la infiltración desde el exterior permanece difícil, estos altos costos de transporte también han impedido expansión

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en mercados de exportación lucrativos. De ahí el mercado interno se ha convertido en una industria aislada que es casi autosuficiente. Después de haber evaluado el rendimiento del mercado hasta la fecha, ahora es posible desarrollar el análisis de viabilidad un paso más allá. Si una planta viable es para ser construido, un mercado potencial para cualquier nuevo suministro de nítrico el ácido debe ser determinado. Integral a la viabilidad de este nuevo proyecto debe ser el establecimiento de otra planta de nitrato de amonio en Western Australia. Dicha planta, con una capacidad anual de 50 000 toneladas, es planeado para la construcción. Esto requeriría aproximadamente 39 500 toneladas de ácido nítrico por año (en una base del 100%), y proporciona la demanda base preliminar necesaria para un proyecto factible. Sin embargo, la viabilidad fundamental de este proyecto también requiere rompiendo con la estructura industrial tradicional en Australia, por lo que el ácido se produce y se consume in situ. Está destinado a buscar una base más amplia para la nueva planta. Esto proporcionará un mercado agregado estabilidad en la que esta nueva planta puede prosperar. Sin importancia industria local de procesos químicos, ampliando la base del mercado debe tomar la forma de apuntar a nuevos mercados de exportación. El sudeste asiático mercado es conveniente, pero hasta la fecha se ha mantenido relativamente sin explotar por los productores australianos. Varios vecinos del sudeste asiático, en particular China, Indonesia, Corea del Sur, Singapur y Hong Kong, todos importan cantidades sustanciales de ácido nítrico cada año. Un completo resumen de los posibles objetivos de exportación en el sudeste asiático región, compilada a partir de la Ref. MD4, se da en la Tabla 8.7 (Apéndice B).

Este mercado totaliza 32 600 toneladas cada año (en una base del 100%) en 1980. El mercado del sudeste asiático ya había sido abastecido principalmente de Japón (alrededor de 10 000 toneladas / año) y Europa (alrededor de 20 000 toneladas / año). Estas cifras son relevantes para los datos de 1980 (Ref. MD4, pp.1 07-l 08). Es posible adquirir hasta el 50% de esta demanda.

Hay dos factores principales que respaldan una visión optimista de la posibilidad de ingresar a este mercado extranjero. El primero es el presente bajo valor del dólar

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australiano. La caída del dólar australiano entre 1984 y 1987 en comparación con el dólar estadounidense, muchos de los Las monedas europeas, y particularmente el yen japonés, han dado todas las industrias de exportación de Australia una nueva competitividad en el mundo mercado. Esta competitividad se extiende a la industria química, y en este caso a los productores de ácido nítrico. El segundo factor se relaciona con una posible fuente de bajo costo envío, la misma área que ha prohibido la expansión de las exportaciones en el pasado. Se propone exportar 60% de ácido nítrico en uno de los barcos que Actualmente importa solución de soda cáustica en Australia Occidental para Alcoa of Australia Ltd. Hay suficiente capacidad disponible con esta opción. Las bodegas de almacenamiento del barco deberán recubrirse con polivinilo cloruro (PVC) para permitirle transportar soda cáustica y ácido nítrico. Esto debería ser relativamente barato de implementar. Al usar Alcoa naves para exportar ácido nítrico, se pueden evitar grandes costos de envío. Completo los detalles de esta propuesta se incluyen en el Apéndice B.

Las ventajas económicas descritas anteriormente deberían permitir suministro de un producto competitivo en cuanto a los precios, suponiendo los costos de producción no son sustancialmente más altos que los de los competidores en el exterior. Se debe lanzar una campaña de mercadeo en la región del sudeste asiático para obtener una proporción de este valor mercado de exportación.

2.3.2 Conclusiones de evaluación de mercado

Un estudio detallado del mercado del ácido nítrico tanto dentro de Australia como en el exterior ha sugerido que existe un mercado potencial de hasta 72 000 toneladas por año, en una base 100% ácida.

Esta conclusión indica la viabilidad de una planta de ácido nítrico con una capacidad anual total de 55 000 toneladas (sobre una base del 100%). Esta figura representa 92 000 toneladas por año (280 toneladas por día) de nítrico al 60% producto ácido

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Esta última cifra se basa en una demanda local anticipada de una nueva planta de nitrato de amonio en Australia Occidental. Esta planta debería representan aproximadamente 65 000 toneladas de ácido nítrico al 60% por año. La producción anual remanente de 27 000 toneladas de ácido nítrico al 60%, se exportará a varios países del sudeste asiático (menos de la mitad que actualmente se importa en esta región).

Esta filosofía de producción ve un mercado local garantizado absorbiendo el 70% de la producción, con un 30% de capacidad en reserva para explotar el mercado de exportación sugerido. Esto parece ser un sonido estable base sobre la cual lanzar una evaluación de factibilidad más detallada.

La planta debe operar en una base estándar de 8000 horas / año, con aproximadamente 330 días de producción. Se supone que un mercado el precio de As345 por tonelada se puede obtener para el producto.

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3 Selección de proceso

Todo el ácido nítrico producido comercialmente ahora es preparado por la oxidación de amoníaco El requisito de un producto de ácido nítrico de 60% (en peso) restringe inmediatamente la elección de un producto recomendado proceso de producción. Solo dos procesos son posibles, ambos altamente eficiente, cada uno ofreciendo ventajas distintas bajo diferentes mercados condiciones

• 1.- El primer proceso es el llamado proceso de doble presión. Este proceso presenta una etapa de oxidación de amoníaco atmosférica que aprovecha los rendimientos de reacción más altos disponibles en menor presiones La mezcla de reacción se comprime posteriormente hasta aproximadamente 1000 kPa para la etapa de absorción del proceso. La absorción de los gases de óxido de nitrógeno se ve favorecida por la mayor presión de operación. • 2.- El segundo proceso es el proceso de una sola presión. Este proceso es esencialmente idéntico a la técnica de doble presión, excepto que mantiene una presión de aproximadamente 1000 kPa durante todo el proceso, El proceso de doble presión tiene costos operativos ligeramente más bajos debido principalmente a la mayor eficiencia en la etapa de oxidación de amoníaco. Eso, sin embargo, sufre una desventaja significativa de costos de capital. Es demostrado que la ventaja de costo operativo tomaría 21 años para superar la diferencia inicial del costo de capital. Este largo período de recuperación sugiere que el proceso de una sola presión es económicamente opción preferible, en particular para la operación de la planta en el mercado oeste cíclico australiano. El proceso de una sola presión también es un mayor exportador neto de vapor de presión media y tiene un menor requerimiento de utilidad, y es, por lo tanto, seleccionado como la opción preferida. El proceso de oxidación / absorción de amoníaco de una sola presión es seleccionado según los criterios de operación utilizados en la presión única proceso desarrollado por C & l Girdler. También se prevé que esta planta será parte de una sustancia química más grande complejo. El amoníaco se producirá mediante el reformado con vapor de agua natural gas. La planta de ácido nítrico tomará una porción del producto de amoníaco, y ácido nítrico y amoníaco se utilizarán para producir amonio nitrato.

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3.1 Introducción

Los diseñadores de procesos de ácido nítrico generalmente han aceptado los pasos químicos descritos anteriormente. Por lo tanto, el proceso los desarrollos se han centrado en la optimización del diseño dentro del límites de los equipos disponibles, materiales de construcción y ciencias económicas. Muchos nuevos desarrollos han ocurrido en los últimos 20 años, como discutido en la Sección 1.2.3, particularmente para la producción de ácido nítrico (> 90% en peso). La producción de ácido nítrico fuerte emplea la técnica de destilación súper azeotrópica para concentración más débil ácido más allá del punto azeotrópico (68% en peso). Sin embargo, no es necesario debatir esta tecnología más a fondo porque el mercado descrito en la Sección 2.3 requiere claramente un producto subazeotrópico calidad. Para obtener información sobre la tecnología de ácido fuerte consulte Refs. (PT) 4, 5, 6, 8, 9, 10, 15.

Los dos ácidos nítricos débiles modernos importantes (60-68% en peso) los procesos de producción que se han desarrollado son de doble presión proceso y proceso de una sola presión. La doble presión proceso fue desarrollado y utilizado principalmente en Europa, mientras que el proceso de una sola presión (desarrollado por Du Pont) es común en ESTADOS UNIDOS. Ambos procesos son capaces de una producción altamente eficiente de mismo producto de calidad, con los mismos límites en la contaminación atmosférica.

Los diagramas de flujo de proceso para el proceso de doble presión y el proceso de una sola presión se presentan en las Figuras 3.1 y 3.2 respectivamente (Ref. PTI; pp.l76,177). La Sección 3.2.2 compara estas tecnologías de proceso líderes en para seleccionar el método más aplicable de ácido nítrico débil producción. El proceso más apropiado se discute completamente en Sección 4.2. Los resúmenes de ambos procesos están incluidos en Apéndice C.

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3.2 Comparación de procesos

Ambos procesos siguen el esquema básico descrito en la Sección 1.2.4 para la oxidación catalítica de amoniaco En resumen, esto implica un etapa de oxidación por la cual el amoníaco reacciona con el aire en un catalizador convertidor a temperaturas en el rango de 850-950 ° C. Gases de reacción pasar a través de una serie de etapas de recuperación de energía antes de ingresar a un columna de absorción Los fondos de la columna están blanqueados de peróxido de nitrógeno disuelto usando aire, y la solución resultante es la producto de ácido nítrico débil La principal diferencia entre los dos procesos se encuentra en la etapa de conversión inicial. La doble presión proceso emplea una etapa de conversión que opera en el rango loo-350 kPa, y una temperatura del reactor de aproximadamente 865 ° C. La presión simple Sin embargo, el proceso opera el convertidor a 800 l 100 kPa, con un temperatura del reactor más cerca de 940 ° C. Ambos procesos son capaces de una producción altamente eficiente de mismo producto de calidad con los mismos límites en la contaminación atmosférica, por lo tanto, cualquier comparación debe estar relacionada con otros aspectos exclusivos de cada proceso. Estas distinciones finalmente determinarán la mayoría proceso deseable para esta aplicación.

3.3 Factores que favorecen el proceso de doble presión

En los procesos de presión simple y doble presión, el catalizador se volatiliza a una velocidad determinada por la temperatura del gas de salida del convertidor. El trabajo experimental indica que la pérdida de velocidad del catalizador (sin una sistema de recuperación de catalizador) es aproximadamente tres veces más rápido en 973 ° C que a 866 ° C (Ref. PT18). De los datos de operación de la planta, la pérdida desde un convertidor de doble presión (que funciona a 866 ° C) se estima en aproximadamente 0,10 g / tonelada de ácido 100%, y de una sola presión convertidor (que funciona a 937 ° C) se estima en alrededor de 0,38 g / tonelada de 100% de ácido. En el proceso de una sola presión, el contenido de amoníaco de la mezcla no debe exceder el 10.5% debido al límite explosivo más bajo. En el proceso de doble presión con presiones de convertidor más bajas, el explosivo el límite es más alto y

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proporciona flexibilidad operativa adicional. Costo de producción total para una planta de 1500 toneladas / día construida en los EE. UU. en 1979 (dado en la Tabla C.5) tiene una ventaja de $ 2.15 / tonelada de ácido en favor del proceso de doble presión. Esta ventaja es directamente atribuible a un mayor rendimiento de amoníaco y un menor costo indirecto estructura (debido principalmente a un requisito de inventario de catalizador 20% menor) y cambios de catalizador menos frecuentes). Esta ventaja de costo de producción también prevalece a pesar de la capacidad de producción de vapor inferior.

3.3.1 Producción

Las estimaciones de costos para una planta de tamaño similar en Europa confirman la doble presión ventaja de proceso de A $ S2.00 / tonelada de ácido producido. Aunque los datos de la planta se relacionan con operaciones en el extranjero donde el costo estructuras pueden ser diferentes, las figuras ilustran una importante y tendencia válida

3.3.2 Factores que favorecen el proceso de una sola presión

El proceso de una sola presión utiliza una mayor conversión de amoníaco presión. Esta mayor presión proporciona ventajas en términos de diseño del equipo, p. dimensiones de convertidor más pequeñas y una sola diseño de intercambiador de calor-tren. La temperatura más alta y la presión favorable aumentan la recuperación de energía del proceso. El proceso de una sola presión proporciona un 10% extra de energía calorífica recuperable de alto nivel como se muestra en la Tabla C.3. Los costos de capital de la planta en los EE. UU. Se han estimado en As8 millones (US $ 5,1 millones) para el proceso de presión única y AS9.1 millones (US $ 5,8 millones) para el proceso de doble presión. El AS1 .l millón el mayor costo del proceso de doble presión se debe a los mayores recipientes requeridos a presiones operativas más bajas. Estimaciones hechas para el dos plantas en ubicaciones europeas muestran un diferencial de AS0.8 millones, también a favor del proceso de presión única.

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Un análisis de flujo de efectivo descontado (DCF) basado en estas cifras de EE. UU. se realizó al igualar la ventaja del costo de capital de la presión única proceso contra la ventaja del costo de producción de la doble presión proceso. Los resultados de estos cálculos se dan en la Tabla C.7, indican que tomaría 21 años para la operación inferior costo del proceso de doble presión para finalmente superar su capital inicial, desventaja de costo. Aunque esta planta debería tener como objetivo establecer como proveedor a largo plazo (> 20 años), un período de amortización de 21 años es demasiado tiempo, especialmente en el ácido nítrico local fluctuante mercado. Por esta razón, se considera que el proceso de presión única ser una proposición económicamente superior.

3.3.3 Otras Consideraciones

Harvin, Leray y Roudier (Ref. PTl; p.183) hacen varias conclusiones en su evaluación de las ventajas de cada proceso. Llegan a la conclusión de que los dos procesos pueden ser económicamente competitivo en condiciones particulares. También selección de un proceso puede depender de otros factores tales como:

(a) Mejor integración de utilidad con otras plantas para un proceso en particular. (b) La disponibilidad limitada de espacio puede favorecer la presión simpleproceso.

(c) Capacidades de 1130 l 360 toneladas por día favorecen la doble presión proceso, debido a la posibilidad de absorción hasta 1550 kPa.

(d) Capacidades de 270-540 toneladas por día favorecen la presión simple proceso ya que las presiones y temperaturas de conversión más bajas pueden conducir para reducir el consumo de catalizador.

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(e) Los requisitos para una concentración de ácido de 60-65% pueden favorecer la doble presión proceso debido a las mayores concentraciones de gas nitroso al amortiguador. Su comentario final fue que: 'En los Estados Unidos, la materia prima relativamente baja costos de materiales y servicios públicos, junto con los métodos de la planta finanzas, haga que la compensación entre estos factores opte a favor del proceso de una sola presión para plantas construidas hasta 1979 '.

3.4 Conclusiones de selección de proceso

El proceso de una sola presión parece ser el preferido para una planta produciendo 280 toneladas/ día de 60% de ácido nítrico. El costo de capital ventaja de este proceso supera los beneficios de la estructura superior de costos operativos del proceso de doble presión. Además, la temperatura más alta y el efecto favorable de la presión permiten mayor recuperación de energía del proceso. Esta elección, hecha en tanto económico como operacional, es consistente con las conclusiones presentadas en Ref. PTl.

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4 Bases de Diseño



Tipo de proceso

Producción de Ácido Nítrico por el método Ostwald. Proceso de una sola presión basado en la tecnología P & I Girdler. Factor de servicio y flexibilidad.  Capacidad, rendimiento y flexibilidad o Factor de servicio El factor de servicio será de 0.9 y se diseña para operar 333 días del año 

Capacidad máxima

La capacidad máxima de producción será de 93 324 ton/año AN (60% P/P)

o Capacidad normal La capacidad normal de producción será de 93 324 ton/año AN (60% P/P) 

Capacidad mínima

La capacidad mínima de producción será de 65 000 ton/año AN (60% P/P) 

Flexibilidad

Se prevé incrementar la capacidad de procesamiento 33 000 ton/año 

Condiciones de alimentaciones

ALIMENTACIÓN COMPOSICION (%) FLUJO TEMPERATURA (°C) PRESIÓN (kPa) Amoniaco

100

Aire

29700 262

100

2006 177 1090

1240

(Kg/h)

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

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CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS

El clima en Bunbury, Australia está clasificado como un clima cálido y templado. Existen precipitaciones mayores en la temporada de invierno.

Mes

Enero Feb Mar Dic Anual

Abril Mayo Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Máxima temperatura (°C) 29.8 30.1 27.7 23.1

24.2 21.0 18.5 17.2 17.6 18.5 21.1 24.5

27.3

Mínima temperatura (°C) 15.4 15.9 14.2 11.1

11.8 9.3

TEMPERATURA. Temperatura: 22°C Máxima Extrema: 30°C Mínima Extrema: 11.1°C Media Anual 19.25°C PRESIÓN. Presión

atm

Presión atmosférica1.01 HUMEDADES RELATIVAS. Humedad

Porcentaje

Máxima

77

Mínima

40

8.0

7.0

7.7

8.5

9.5

12.2

13.5

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Promedio



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60

VIENTOS.

Velocidades. Vientos

Velocidades km/h

Reinantes

15km/h

Dominantes (Norte) 17km/h Máximos

19km/h

PRECIPITACIONES PLUVIALES. Precipitación (mm) Horaria Diaria

1.98

Horaria Máxima

6.3

Anual-Media 170

Localización

Se tiene un área de aproximadamente 20 hectáreas de las cuales se requieren 10. El sitio está a menos de 1 km de las instalaciones Bunbury, tiene una frontera a lo largo del río Preston. La planta de ácido nítrico tendrá espacio en la parcela de 1 hectárea para una futura expansión.

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5 Balances de masa y energía Hay varias observaciones importantes de la serie de balances de masa y energía presentados en esta sección. Con una capacidad de 280 toneladas por día, el proceso puede producir aproximadamente 5800 kg de vapor sobrecalentado de presión media (380°C y 4000 kPa) cada hora. Alrededor del 60% de este vapor está disponible para la exportación. Esto contribuye a una fuente valiosa de ingresos operativos para la planta. Se encuentra que la planta es altamente eficiente con un rendimiento de reacción de aproximadamente el 95%. Los niveles de efluentes del proceso son pequeños. No hay corrientes de desechos líquidos y el gas de cola debe contener menos de 1000 ppm de óxidos de nitrógeno.

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5.1 Balance general de masa del proceso

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Se requiere una unidad de refrigeración para enfriar el agua de reposición de la planta y también para enfriar el agua de refrigeración de la torre de absorción. El trabajo de refrigeración requerido de la unidad de refrigeración se estima en 325 kW.

El compresor de alimentación de aire es una unidad de doble etapa con un trabajo calculado de 3 MW. La potencia del eje del compresor es proporcionada por la expansión del gas de cola (80% de la potencia requerida) y una turbina de vapor.

Los óxidos de nitrógeno disueltos en el ácido "rojo" del producto se eliminan del ácido utilizando una corriente de aire secundaria. Este aire secundario se recicla nuevamente en la unidad de oxidación, donde el oxígeno adicional produce un 40% de oxidación adicional en la corriente de reacción principal.

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5.2 Balance de masa por quipo Vaporizador de amoniaco

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Súper calentador de amoníaco

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Compresor de aire de dos etapas

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Mezclador de alimentación del reactor

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Reactor

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Calentador de vapor

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Calentador de calor residual

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Filtro de platino

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Precalentador de gas de cola

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Unidad de oxidación

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Enfriador / Condensador

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Enfriador Secundario

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Absorbedor

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Columna Blanqueadora

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Separador de vapor / líquido

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Calentador de gas de cola

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Unidad de refrigeración

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6

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SERVICIOS AUXILIARES 

Vapor

El vapor ingresara por el L.B. bajo las siguientes condiciones: Presión: 4000 KPa Temperatura: 380 °C Calidad: sobrecalentado 

Agua de enfriamiento

Calidad: de límite de batería (100%) Temperatura de Suministro: 20 °C Presión de Suministro: 101 KPa Lugar de precedencia: rio cercano   o

Agua desionizada Electricidad Requerimientos de servicios

Electricidad a 60Hz 7700kw/h

o

Agua de servicio

12800 litros por día

o

Aire de instrumentos

350 m3/h

o

Vapor

Vapor de alta = 11810920 KJ

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o

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Vapor de media= 15740825kJ + 2107875kJ + 13584548kJ +2 965 100 kJ + 1 041 000 kJ + 1 602 000 kJ= 37041348KJ

o

Enfriamiento

7618154KJ -2 643 400 kJ para refrigeración

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6.1 Lista de equipo Lista de los principales equipos Unidad Recipiente de almacenamiento amoníaco Unidad de intercambio iónico Enfriador de agua desionizada Filtro de aire Compresor de aire de dos etapas Vaporizador de amoníaco Filtro de amoníaco Supercalentador de amoníaco Mezclador de alimentos Reactor Caldera de calor residual Separador de vapor / líquido Supercalentador de vapor Precalentador de gas de cola Calentador de gas de cola Enfriador / condensador Unidad de oxidación Enfriador secundario Unidad de refrigeración Amortiguador Columna blanqueadora Tanque de producto de ácido nítrico

Función de 500m3 para una semana de suministro de alimento. Suministro de agua desionizada. Enfriar agua desionizada circulante. Elimine las partículas sólidas del aire de alimentación. Proporcione aire de alimentación a 1090 kPa. Evaporar la alimentación de amoníaco líquido. Elimine las partículas sólidas de la alimentación. Caliente el vapor de amoniaco a aprox. 18 °C Mezcle las dos corrientes de alimentación de gas. Realice la oxidación de amoníaco en el aire. Refresque los gases de reacción y produzca vapor. Retire el líquido arrastrado como alimento para la caldera de calor residual. Gases de reacción fríos y vapor de supercalentamiento. Refresque los gases de reacción y precaliente el gas de cola. Proporcione la primera etapa de precalentamiento del gas de cola. Condense el ácido débil. Oxidación final de los gases de reacción. Refresque los gases de reacción antes de la absorción. Refresque el agua de reposición y proporcione un poco de enfriamiento. Absorba los óxidos de nitrógeno para formar ácido nítrico. Retire el NOx disuelto para dar ácido al producto. 2000m3 de almacenamiento de una semana de suministro de producto.

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6.2 Unidades de proceso

1. Unidad de intercambio de longevidad esta unidad probablemente serviría las tres plantas (amoníaco, ácido nítrico y nitrato de amonio) en el complejo químico y consistiría en una serie de lechos compactos que contienen varias resinas de polímeros orgánicos para la eliminación de divalentes no deseados y monovalentes iones.

2. Enfriador de agua desionizada. Un enfriador con ventilador con aletas, sería suficiente para proporcionar el servicio de refrigeración estimado de 300 kW.

3. Compresor de aire. El aire se comprime en dos partes. La compresión de la primera etapa es una compresión de baja presión desde la presión atmosférica hasta 310 kPa. Se utiliza un compresor axial que toma su impulsión del eje de una turbina de vapor. La segunda compresión utiliza un compresor de tipo centrífugo. El compresor centrífugo es más eficiente para la tasa de flujo de aire (36 000 kg / h) y la presión de salida (1090 kPa) deseada (Ref. TD5, p.581). El compresor centrífugo saca su transmisión de eje de la expansión del gas de cola. Intermedio a las dos etapas de compresión es un intercooler que permite bajar la temperatura del aire de 180 ° C a 45 ° C, con una pérdida de presión de 10 kPa. La caída de temperatura permite una segunda etapa de compresión más eficiente. Los cálculos de potencia para el compresor se incluyen en la Sección F.2.1 (Apéndice F). Área del intercooler del compresor = 1 30m2.

4. Vaporizador de amoníaco. Un intercambiador de calor tipo carcasa y tubo con dos pasadas por caparazón en el lado del tubo. Esta unidad debe contener deflectores internos. La presión de operación es de 1240 kPa, con una presión de diseño de aproximadamente 1400 kPa. Este intercambiador está hecho de acero dulce. Área de intercambio de calor del vaporizador de amoníaco = 83m2.

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5. Súper calentador de amoníaco. Un intercambiador de calor tipo carcasa y tubo de construcción mecánica similar al vaporizador de amoníaco. También construido de acero dulce. Área de transferencia de calor del súper calentador de amoníaco = 30m2.

6. Reactor El reactor es un recipiente a presión que funciona en el rango de 1050 kPa a 1100 kPa. La presión de diseño debe ser de aproximadamente 1400 kPa. El recipiente debe estar diseñado para asegurar un paso uniforme de la mezcla de gas de alimentación sobre la gasa de catalizador de platino / rodio. Sería adecuado un distribuidor de flujo 'Random Pack' (Englehard Industries). La gasa del catalizador y la gasa de filtro de platino que la acompaña están fijadas en su posición mediante soportes laterales en todo el ancho del reactor. La gasa del catalizador y la gasa del filtro son láminas del tipo de tejido liso de malla 80 (aproximadamente 25 de cada una para una masa total de 24 kg). En la sección de reacción, las paredes del reactor deben estar revestidas con material refractario para evitar el desgaste de las paredes exteriores. La sección inferior del reactor está cubierta. El aire se precalienta en esta chaqueta antes de mezclar con amoníaco. La sección inferior del reactor también contiene un intercambiador de calor tipo carcasa y tubo. Este intercambiador proporciona la etapa final del precalentamiento del gas de cola. El gas de cola entra a 235 ° C y los gases de reacción salen de la sección del intercambiador del reactor a 645 ° C. La carcasa del reactor, la camisa y el intercambiador de calor asociado están todos construidos de acero dulce. Área de transferencia de calor del intercambiador de reactores = 72m 2.

7. Supercalentador de vapor Esta unidad sobrecalienta el vapor saturado desde 250°C (y 4000 kPa) hasta 380°C. El vapor de producto es de presión media y calidad adecuada para la aplicación 'interna' y también para la exportación. El sobrecalentador enfría los gases de reacción desde la temperatura de salida del reactor de 645 ° C a 595 ° C. La presión de diseño en el lado de la carcasa es de aproximadamente 5000 kPa. El supercalentador de vapor está construido de acero dulce. Área de transferencia de calor del supercalentador de vapor = 1 5m 2.

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8. Caldera de calor residual Se requiere un intercambiador tipo carcasa y tubo para calentar agua caliente presurizada (4000 kPa) de 117 ° C a un vapor saturado a 250 ° C. La presión de diseño en el lado del tubo es de aproximadamente 5000 kPa. La caldera de calor residual enfría los gases de reacción de 595 ° C a 280 ° C. Está hecho de acero dulce. Área de transferencia de calor de la caldera de recuperación de calor = 11 0m2

9. Precalentador de gas de cola Un intercambiador de carcasa y tubo. Toma los gases de reacción que salen del filtro de platino a aproximadamente 315 ° C y 1020 kPa, y posteriormente reduce su temperatura a 185 ° C. El medio de enfriamiento es gas de cola. Entra a aproximadamente 50 ° C y deja el precalentador del gas de escape a 235 ° C. La presión de diseño para esta unidad es de aproximadamente 1200 kPa. Está construido de acero dulce. Área de transferencia de calor del precalentador de gas cola = 89m2.

10. Enfriador / Condensador Esta unidad es la primera que se construirá con acero inoxidable tipo 304L. Condensa el ácido nítrico débil de la mezcla gaseosa y enfría los gases restantes desde una temperatura de entrada de 185 ° C a 60 ° C. Este intercambiador de calor de tipo carcasa y tubo utiliza agua desionizada como medio refrigerante. Tiene una presión de diseño de aproximadamente 1200 kPa. Área de transferencia de calor del enfriador / condensador = 97m2.

11. Unidad de oxidación La unidad de oxidación es un recipiente a presión vacío que toma los gases de reacción de entrada y las mezclas en aire adicional de la columna de blanqueo. El oxígeno adicional proporcionado permite que se produzca una oxidación adicional y eleva la temperatura de la mezcla de gases a 140 ° C. En la parte superior de la unidad de oxidación hay un eliminador de neblina para evitar el arrastre de vapor de ácido por arrastre. En la parte inferior del recipiente está el drenaje de ácido débil. La unidad de oxidación está construida a partir de SS304L y tiene una presión de diseño de 1200 kPa

12. Enfriador secundario El enfriador secundario toma los gases de salida de la unidad de oxidación a 140 ° C y los enfría a 65 ° C, una temperatura adecuada para entrar en la columna de absorción. Es un intercambiador de calor tipo carcasa y

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tubo construido con SS304L. El medio refrigerante está haciendo circular agua caliente desde el circuito de agua caliente. La temperatura de entrada es de 50 ° C y la temperatura de salida es de aproximadamente 80 ° C. La presión de diseño para esta unidad es de aproximadamente 1200 kPa. Área de transferencia de calor secundaria del refrigerador = 140m2

13. Absorbedor. El absorbedor es generalmente una columna de tipo platos perforados. Tiene una presión de diseño de 1200 kPa y una presión de funcionamiento de alrededor de 990 kPa. Un disco de ruptura se usa para aliviar la presión. Cada bandeja está provista de serpentines de enfriamiento para permitir el enfriamiento de la absorción. Hay dos circuitos de enfriamiento independientes, cada uno con agua desionizada. La sección superior tiene una temperatura de entrada de 7 ° C y una temperatura de salida de 20 ° C. El circuito de enfriamiento de la sección inferior tiene una temperatura de entrada de 20 ° C y una salida de 40 ° C. El uso de dos circuitos de refrigeración proporciona una mayor flexibilidad en la manipulación de las condiciones de absorción en la columna. El gas de cola sale de la columna a aproximadamente 10 ° C. El ácido débil del enfriador / condensador se agrega a una bandeja adecuada en la mitad de la columna, y se agrega agua de reposición a 7 ° C a la bandeja superior. El ácido drenado del fondo de la columna contiene algunos óxidos de nitrógeno disueltos. La columna y sus circuitos de refrigeración están construidos a partir de SS304L.

14. Columna de blanqueamiento La columna de blanqueo es una columna de tipo bandeja de tamizado más pequeña. El ácido impuro desciende por la columna desde la bandeja superior y se burbujea aire a través del licor para eliminar los óxidos de nitrógeno disueltos. El ácido de la base de la columna es el producto final deseado al 60% (en peso).

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DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

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7 Descripción del proceso

Se construirá una planta para producir Ácido Nítrico al 60% en peso la cual tendrá una capacidad de producción 280 toneladas/día, dicha planta se encontrara dentro de un complejo junto con una planta productora de amoniaco y otra de nitrato de amonio, dicho complejo se ubicara en la región de Bunbury en Australia occidental. El proceso elegido para la planta de producción de ácido nítrico es de Presión única basado en la tecnología de C & I Girdler, de manera que la presión de operación en todo el procesos se mantendrá en un rango de 1240 kPa .Las materias primas necesarias para el proceso son amoniaco y aire. El amoniaco liquido se encuentra almacenado en TA-001 a condiciones de – 15° C y 12.6 Kg /cm2, una corriente que sale del tanque de almacenamiento TA-01 se dirige al vaporizador de amoniaco EA-106 donde su función es evaporara el amoniaco y darle un calentamiento previo para que salga del vaporizador de amoniaco EA-106 a 35°C, al vaporizador de amoniaco se le hace un control de temperatura, una corriente que sale del vaporizador EA-106 entra al filtro de amoniaco FD-101,una corriente sale del filtro de amoniaco FD-101 para dirigirse al súper calentador de amoniaco EA-107 donde se aumentara la temperatura a 177°C a control de temperatura, una vez sobrecalentada la corriente de amoniaco pasara al mezclador MX-101 al cual está entrando una corriente de aire. El aire que se usa para el proceso es tomado del ambiente y pasando por un filtro para seguir por dos etapas de compresión, el primer compresor GB-101 aumenta la temperatura del aire de 35°C a 180°C por lo que a la salida, la corriente de aire pasara al enfriador EA-102 para disminuir su temperatura a 45°C, ya enfriado, el aire entra a la segunda etapa de compresión GB-102 aumentando su temperatura a 232°C y su presión a 11.1 Kg /cm2, este aire a las condiciones de salida se utilizara para la reacción de oxidación del amoniaco y también para alimentar la columna de blanqueamiento BC-101, todo esto a control de flujo. La corriente de aire que se dirige al reactor RC-101 pasara a través de una chaqueta para aprovechar el calor generado por la reacción y aumentar su temperatura a 262°C, el aire se mezclara con el amoniaco en el MX-101, los flujos de entrada al mezclador estarán a control de flujo procurando tener una proporción de amoniaco de 10.3%P y de aire 89.7% P. La corriente que sale del MX-101 con una temperatura de 250°C entrara al reactor RC-101 a control de flujo, el cual estará instalado con una gasa catalítica de

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platino/rodio. La reacción que se lleva a cabo dentro del reactor oxidara el amoniaco y se obtendrá NO y agua con una conversión del amoniaco de 95%, debido a que la reacción es altamente exotérmica el reactor tendrá un diseño especial para recuperar energía precalentando el aire de alimentación y la corriente de gas de cola que moverá el compresor GB-102. Los gases de reacción que salen del reactor con una temperatura de 645°C pasaran por un tren de intercambiadores de calor EA-108, EA-109 y EA-110 y EA-111 todos a control de temperatura, para la recuperación de energía de manera que en EA111 se generara vapor sobrecalentado y en EA-109 vapor saturado, después la corriente de gases pasara por un filtro de platino para retener las partículas de catalizador y finalmente pasara a EA-105 para precalentar los gases de cola. Conforme los gases de reacción pasan por el tren de intercambiadores alrededor del 70% de NO se habrá oxidado para formar NO2 y parte de este se habrá oxidado para formar N2O4, la temperatura de los gases de reacción a la salida del EA-110 será de 185°C y esta corriente pasara al EA-111 para disminuir la temperatura a 60°C por lo que se formaran condensados, dicha corriente se dividirá en dos: 1 La corriente de condensado o de ácido débil (ácido nítrico 42% P) que se dirigiré a la columna de absorción AC-101 a control de flujo. En esta corriente se va el agua formada por la reacción junto con parte de N2O4 2 La corriente de gases de reacción la cual se dirige a la unidad de oxidación OU101. A la columna de oxidación también entrara una corriente de aire de blanqueamiento caracterizada por contener N2O4 6.6% P y a control de flujo, el propósito de la OU101 es el de brindar el espacio y tiempo suficiente para oxidar el 80% del NO a NO2. La corriente que sale de la unidad de oxidación OU-101 a una temperatura de 140°C se dirige a la unidad de refrigeración EA-112, este equipo recupera energía disminuyendo la temperatura de los gases de reacción a 65°C con una corriente de agua que se recircula entre el EA-112 y EA-106 a control de flujo. Los gases de reacción que salen del EA-112 entraran a la columna de absorción AC-101 por la parte inferior. Por otra parte a la columna de absorción AC-101 entra la corriente de ácido débil proveniente de OU-101 impulsada por la bomba GA-103, más una corriente de agua desionizada proveniente de la unidad de refrigeración y bombeada por la bomba GA-101 que entrara por la parte superior para mantener la temperatura controlada a control de flujo, de manera que al caer a contracorriente con los gases de reacción se siga llevando a cabo la oxidación de NO a NO2 y este a N2O4 el cual se absorberá para formar el ácido nítrico.

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Debido a que se siguen llevando a cabo reacciones la temperatura dentro de AC101 tiende a aumentar por lo que es necesita controlar la temperatura con dos corrientes de agua; por la parte baja se controlara con una corriente de agua que entrara a 20°C, mientras que en la parte media se utilizara agua desionizada a 7°C, la parte alta es adiabática, a la columna de absorción AC-101 se le hará control de flujo. De AC-101 sale por la parte superior el gas de cola a 10°C este se caracteriza por tener 0.1%P tanto de NO2 y N2O4, este gas que entrara al lavador de gas de cola EA-113 para recuperar energía la cual se transformara posteriormente en energía mecánica mediante el compresor GB-102 a control de presión. Adicional a lo anterior por la parte inferior de AC-101 saldrá una corriente liquida llamada ácido rojo a 45°C caracterizado por contener 3.7%P de N2O4 dicha corriente se dirigirá a la columna de blanqueamiento BC-101 mediante la bomba para ácido GA-102 A la columna de blanquea BC-101 también entra una corriente proveniente del lavador de gas de cola EA-113 de aire mencionada anteriormente, con el propósito de retirar el N2O4 presente en el ácido rojo, esta corriente de aire junto con el N2O4 se llama aire de blanqueamiento y se dirige a la columna de blanqueo BC-101, a la columna de blanqueo BC-101 se le hace control de nivel. Por la parte inferior de la columna de blanqueo BC-101 conforme se retira el N2O4 se tendrá finalmente a 55°C el producto ácido nítrico a 60%.

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FILOSOFÍA DE CONTROL

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8 Filosofía de control Para el control hecho en el sistema, que es a una sola presión cuidado siempre el control de esta y aprovechando energía liberada de la reacción para producir vapor de alta presión. El amoniaco liquido se encuentra almacenado en el tanque de almacenamiento proveniente de límite de batería TA-101 a control de presión y temperatura ya que se encuentra a condiciones de – 15° C y 12.6 Kg /cm2, una corriente que sale del tanque de almacenamiento TA-101 se dirige al vaporizador de amoniaco EA-106 donde su función es evaporara el amoniaco y darle un calentamiento previo para que salga del vaporizador de amoniaco EA-106 a 35°C, al vaporizador de amoniaco se le hace un control de temperatura para verificar que este a la temperatura deseada , una corriente que sale del vaporizador EA-106 entra al filtro de amoniaco FD-101, al filtro FD-101 se le hace un control de flujo y presión para verificar las condiciones de la corriente que sale del filtro de amoniaco FD-101 para dirigirse al súper calentador de amoniaco EA-107 donde se aumentara la temperatura a 177°C a control de temperatura monitoreando la temperatura de salida del súper calentador de amoniaco EA-107, una vez sobrecalentada la corriente de amoniaco pasara al mezclador MX-101 al cual está entrando una corriente de aire y amoniaco a control de flujo para la correcta mezcla de estos dos. El aire que se usa para el proceso es tomado del ambiente y pasando por un filtro a control de presión para seguir por dos etapas de compresión, el primer compresor GB-101 que se le hace control de presión aumenta la temperatura del aire de 35°C a 180°C por lo que a la salida, la corriente de aire pasara al enfriador EA-102 para disminuir su temperatura a 45°C a control de temperatura antes y después del enfriador además de un control de flujo para el enfriamiento, ya enfriado, el aire entra a la segunda etapa de compresión GB-102 aumentando su temperatura a 232°C y su presión a 11.1 Kg /cm2, se hace un control de presión para el compresor, este aire a las condiciones de salida se utilizara para la reacción de oxidación del amoniaco y también para alimentar la columna de blanqueamiento BC-101, todo esto a control de flujo y presión. La corriente de aire que se dirige al reactor RC-101 pasara a través de una chaqueta para aprovechar el calor generado por la reacción y aumentar su temperatura a 262°C, que se la hace un control de temperatura para la chaqueta del reactor RC101, el aire se mezclara con el amoniaco en el MX-101 y se le hará control de flujo

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a este mezclador, los flujos de entrada al mezclador estarán a control de flujo procurando tener una proporción de amoniaco de 10.3% y de aire 89.7%. La corriente que sale del MX-101 con una temperatura de 250°C entrara al reactor RC-101 a control de flujo antes de entrar al reactor, el cual estará instalado con una gasa catalítica de platino/rodio. La reacción que se lleva a cabo dentro del reactor oxidara el amoniaco y se obtendrá NO y agua con una conversión del amoniaco de 95%, debido a que la reacción es altamente exotérmica el reactor tendrá un diseño especial para recuperar energía precalentando el aire de alimentación y la corriente de gas de cola que moverá el compresor GB-102 a control de presión. Los gases de reacción que salen del reactor con una temperatura de 645°C pasaran por un tren de intercambiadores de calor EA-108, EA-109 y EA-110 y EA-111 todos a control de temperatura y presión, para la recuperación de energía de manera que en EA-111 se generara vapor sobrecalentado y en EA-109 vapor saturado, después la corriente de gases pasara por un filtro de platino para retener las partículas de catalizador y finalmente pasara a EA-105 para precalentar los gases de cola.

Conforme los gases de reacción pasan por el tren de intercambiadores alrededor del 70% de NO se habrá oxidado para formar NO2 y parte de este se habrá oxidado para formar N2O4, la temperatura de los gases de reacción a la salida del EA-110 será de 185°C y esta corriente pasara al EA-111 para disminuir la temperatura a 60°C por lo que se formaran condensados, dicha corriente se dividirá en dos: 1 La corriente de condensado o de ácido débil (ácido nítrico 42%) que se dirigiré a la columna de absorción AC-101 a control de flujo desde la entrada. En esta corriente se va el agua formada por la reacción junto con parte de N2O4 2 La corriente de gases de reacción la cual se dirige a la unidad de oxidación OU101 se le hace un control de flujo a la salida. A la columna de oxidación también entrara una corriente de aire de blanqueamiento caracterizada por contener N2O4 6.6%, el propósito de la OU-101 es el de brindar el espacio y tiempo suficiente para oxidar el 80% del NO a NO2, para esto se hace un control de flujo antes de entrar. La corriente que sale de la unidad de oxidación OU-101 a una temperatura de 140°C se dirige a la unidad de refrigeración EA-112 a control de temperatura, este equipo recupera energía disminuyendo la temperatura de los gases de reacción a 65°C con una corriente de agua que se recircula entre el EA-112 y EA-106 a control de flujo a la salida y la entrada de los intercambiadores Ea-112 y EA-106.

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Los gases de reacción que salen del EA-112 entraran a la columna de absorción AC-101 por la parte inferior a control de flujo antes de la entrada. Por otra parte a la columna de absorción AC-101 entra la corriente de ácido débil proveniente de OU101 impulsada por la bomba GA-103 a control de flujo antes de la entrada, más una corriente de agua desionizada proveniente de la unidad de refrigeración y bombeada por la bomba GA-101 que entrara por la parte superior para mantener la temperatura controlada, haciendo un control desde la temperatura dentro de la columna de absorción AC-101 hasta la corriente, en esta parte se tiene un control de manera que al caer a contracorriente con los gases de reacción se siga llevando a cabo la oxidación de NO a NO2 y este a N2O4 el cual se absorberá para formar el ácido nítrico. Debido a que se siguen llevando a cabo reacciones la temperatura dentro de AC101 tiende a aumentar por lo que es necesita controlar la temperatura y el flujo con dos corrientes de agua y un control que va desde la columna de absorción AC-101 para saber que tanto flujo se necesitara ; por la parte baja se controlara con una corriente de agua que entrara a 20°C y se hará un control de flujo, monitoreando la temperatura de la columna, mientras que en la parte media se utilizara agua desionizada a 7°C, la parte alta es adiabática, a la columna de absorción AC-101 se le hará control de flujo y temperatura. De AC-101 sale por la parte superior el gas de cola a 10°C este se caracteriza por tener 0.1%P tanto de NO2 y N2O4, este gas que entrara al lavador de gas de cola EA-113 a control de flujo para recuperar energía la cual se transformara posteriormente en energía mecánica mediante el compresor GB-102 a control de presión. Adicional a lo anterior por la parte inferior de AC-101 saldrá una corriente liquida llamada ácido rojo a 45°C a control de flujo caracterizado por contener 3.7% de N2O4 dicha corriente se dirigirá a la columna de blanqueamiento BC-101 mediante la bomba para ácido GA-102 que tendrá un control de flujo de la torre de blanqueo BC-101 a la bomba GA-102 para saber cuánto acido alimentar A la columna de blanquea BC-101 también entra una corriente proveniente del lavadora de gas de cola EA-113 de aire mencionada anteriormente a control de flujo con el propósito de retirar el N2O4 presente en el ácido rojo, esta corriente de aire junto con el N2O4 se llama aire de blanqueamiento y se dirige a la columna de blanqueo BC-101, a la columna de blanqueo BC-101 se le hace control de nivel para poder mandar el ácido a límite de batería.

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Por la parte inferior de la columna de blanqueo BC-101 conforme se retira el N2O4 se tendrá finalmente a 55°C el producto ácido nítrico a 60%.

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Anexo A Hojas de datos de Equipos HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE VAPORIZADOR DE AMONIACO HOJA 1 DE 2 Proyecto: TAG EQUIPO EA-106 ÁCIDO NÍTRICO NAVE DATOS GENERALES DENOMINACIÓN EQUIPO Intercambiador de carcasa y tubos Evaporar la alimentación de amoníaco líquido.

FUNCIÓN TIPO CONFIGURACIÓN LOCALIZACIÓN FLUIDO

SUPERFÍCIE [m2]

BEM

DATOS DE OPERACIÓN TUBOS

83

CARCASA

FLUIDO CAUDAL [kg/s] TEMPERATURA OPERACIÓN [°C] FASE VAPOR FASE LÍQUIDA PRESIÓN OPERACIÓN [kPa] VELOCIDADES [m/s] DENSIDAD [kg/m3] PESO OPERACIÓN [kg] FACTOR ENSUCIAMIENTO [m2·K/W] CALOR INTERCAMBIADO [Kw]

23906 IN

OUT

IN

OUT

55 -

-15 20.68

80 15

50 30

1240

DTml DATOS DE DISEÑO

TEMPERATURA DISEÑO [°C] PRESIÓN DISEÑO [bar] NÚMERO DE PASOS POSICIONAMIENTO CARCASA TUBOS

ID/OD [mm]

HORIZONTAL LONGITUD [mm]

PITCH [mm]

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NÚMERO CARCASA PESO VACIÓ [kg] PESO CON AGUA [kg] MATERIAL CONSTRUCCIÓN NORMA DE DISEÑO AISLAMIENTO TIPO Fecha: Firma:

28-11-2018

ID [mm]

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OD [mm]

Acero dulce ASME CodeSec VIII Div 1 ESPESOR [mm] Observaciones:

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HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE VAPORIZADOR DE AMONIACO HOJA 1 DE 2 Proyecto: TAG EQUIPO EA-106 ÁCIDO NÍTRICO NAVE DATOS GENERALES DENOMINACIÓN EQUIPO Intercambiador de carcasa y tubos Evaporar la alimentación de amoníaco líquido.

FUNCIÓN TIPO CONFIGURACIÓN LOCALIZACIÓN FLUIDO

SUPERFÍCIE [m2]

BEM

DATOS DE OPERACIÓN TUBOS

83

CARCASA

FLUIDO CAUDAL [kg/s] TEMPERATURA OPERACIÓN [°C] FASE VAPOR FASE LÍQUIDA PRESIÓN OPERACIÓN [kPa] VELOCIDADES [m/s] DENSIDAD [kg/m3] PESO OPERACIÓN [kg] FACTOR ENSUCIAMIENTO [m2·K/W] CALOR INTERCAMBIADO [Kw]

23906 IN

OUT

IN

OUT

55 -

-15 20.68

80 15

50 30

1240

DTml DATOS DE DISEÑO

TEMPERATURA DISEÑO [°C] PRESIÓN DISEÑO [bar] NÚMERO DE PASOS POSICIONAMIENTO CARCASA TUBOS

ID/OD [mm]

HORIZONTAL LONGITUD [mm]

PITCH [mm]

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NÚMERO CARCASA PESO VACIÓ [kg] PESO CON AGUA [kg] MATERIAL CONSTRUCCIÓN NORMA DE DISEÑO AISLAMIENTO TIPO Fecha: Firma:

28-11-2018

ID [mm]

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OD [mm]

Acero dulce ASME CodeSec VIII Div 1 ESPESOR [mm] Observaciones:

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HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE REACTOR HOJA 1 DE 1 TAG EQUIPO RC-101

Proyecto: ÁCIDO NÍTRICO

NAVE DATOS GENERALES DENOMINACIÓN EQUIPO FUNCIÓN

Reactor DATOS DE OPERACIÓN REACTIVOS

FLUIDO

CATALIZADOR TEMPERATURA DE OPERACIÓN [°C] PRESIÓN DE OPERACIÓN [kPa] PESO DE OPERACIÓN [Kg] DENSIDAD DEL LÍQUIDO [Kg/m3] DENSIDAD DEL GAS [Kg/m3]

645 1050-1100

VISCOSIDAD DEL LIQUIDO [cP] VOLUMEN ÚTIL [%]

83

RÉGIMEN HIDRODINÁMICO AREA INTERFICIAL [m2/m3]

Homogéneo 102 DATOS DE DISEÑO

CAPACIDAD [m3] DIÁMETRO INTERIOR [m] LONGITUD TOTAL [m] POSICIONAMIENTO SOBREESPESOR POR CORROSIÓN [mm] PESO VACIÓ [kg] PESO CON AGUA [kg] PESO EN OPERACIÓN [kg] TEMPERATURA DE DISEÑO [°C] PRESIÓN DE DISEÑO [kPa] MATERIAL CONSTRUCCIÓN NORMA DE DISEÑO TIPO DE CABEZAL LONGITUD DEL CABEZAL [m] Fecha Firma

20/06/2016

1400 Acero dulce

Observaciones:

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HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE REACTOR HOJA 2 DE 2 Proyecto: ÁCIDO FÓRMICO

R-301

TAG EQUIPO NAVE DATOS DEL DIFUSOR TIPO DE DIFUSOR POTENCIA APORTADA [W] Nº DE TUBOS LONGITUD DE TUBO [m] Nº DE AGUJEROS DIAMETRO DE AGUJERO [m] PITCH DATOS CALEFACCIÓN SISTEMA FLUIDO REFRIGERANTE

Media caña

DIÁMETRO MEDIA CAÑA [mm]

TIPO CAUDAL [kg/h] TEMPERATURA [°C]

9085 - 45426 NÚMERO DE ESPIRAS

GROSOR DE AISLANTE LANA DE ROCA [mm] TIPO NÚMERO DE TURBINAS NÚMERO DE PALAS POTENCIA [kW] VELOCIDAD [rpm] BAFFLES

DISEÑO AGITACIÓN Pitched-bladedturbine (palasinclinadas) 5 6 0.09 47

NÚMERO

4

ANCHO [m]

0.13

OTROS DETALLES DE DISEÑO TIPO RADIOGRAFIADO (Cabezal/Virola)

Total/Parcial

SOLDADURA

Doble o en X

EFICACIA DE SOLDADURA

0.85

63.50 25.40 101.60 3.18 Fecha Firma

CONNEXIONES [mm] Entrada de alimento líquido Entrada de alimento gaseoso Salida de productolíquido Salida de productogaseoso Observaciones: 20/06/2016

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DENOMINACIÓN EQUIPO FUNCIÓN FLUIDO TEMPERATURA DE OPERACIÓN (°C) PRESIÓN DE OPERACIÓN (kPa) PESO EN OPERACIÓN (kg) DENSIDAD (kg/m3) VOLUMEN ÚTIL (%)

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HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE UNIDAD DE OXXIDACIÓN HOJA 1 DE 2 Proyecto: TAG EQUIPO OU-101 ÁCIDO NÍTRICO NAVE DATOS GENERALES Unidad de oxidación materias intermedias Oxidación de gases DATOS DE OPERACIÓN N2O4, aire 140 1200 146051.45 32936 75 DATOS DE DISEÑO

VOLUMEN (m3) DIÁMETRO (m) ALTURA (m) POSICIONAMIENTO GRUESO CILINDRO (mm) GRUESO FONDO (mm) PESO VACIÓ (kg) PESO CON AGUA (kg) TEMPERATURA DE DISEÑO (°C) PRESIÓN DE DISEÑO (atm) MATERIAL CONSTRUCCIÓN DENSIDAD MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN (kg/m3) NORMA DE DISEÑO TIPO DE CABEZAL SOBREESPESOR POR CORROSIÓN (mm) AISLANTE ESPESOR AISLANTE (cm) MATERIAL AISLANTE CONNEXIONES Marca A C B D E

Código ASME

6.8 Espumas de Poliestireno

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HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE TANQUE PULMÓN DE FORMIATO DE METILO HOJA 2 DE 2 Proyecto: TAG EQUIPO OU-101 ÁCIDO NÍTRICO NAVE OTROS DETALLES DE DISEÑO TIPO RADIOGRAFIADO SOLDADURA EFICACIA DE SOLDADURA

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Fecha:

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Observaciones:

20/06/2016

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE COLUMNA ABSORBEDORA HOJA 1 DE 1 TAG EQUIPO NAVE DATOS GENERALES DENOMINACIÓN EQUIPO

AC-101 300 Columna absorbedora

DATOS DE OPERACIÓN

Proyecto: ÁCIDO FÓRMICO

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ENTRADA Nitrógeno, oxigeno, agua, gases inertes, NO y N2O4

FLUIDO

CAUDAL [Kg/h] FASE VAPOR TEMPERATURA [ºC] PRESIÓN [kPa] REFLUJO DENSIDAD [Kg/m3]

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SALIDA CABEZAS Nitrógeno, oxigeno, agua, gases inertes, NO y N2O4

SALIDA COLAS Agua, ácido nítrico

28679

12127

10

46 990

32936 46 995

980

DATOS DEL RELLENO ETAPAS TEÓRICAS ETAPA DEL ALIMENTO TIPO DE REBLIMIENTO HETP [m] Nº PIEZAS DE REBLIMIENTO PESO DEL REBLIMIENTO [Kg] MÁXIMA INUNDACIÓN [%] PÉRDIDA DE CARGA (kPa) MATERIAL CARCASA PRESIÓN DE DISEÑO [atm] TEMPERATURA DE DISEÑO [ºC] NORMA DE DISEÑO GEOMETRIA DEL CUERPO GEOMETRIA DEL CABEZALES ALTURA DEL CUERPO [m] ALTURA DEL CABEZAL [mm]

DATOS DE DISEÑO ALTURA TOTAL [m] DIÁMETRO INTERNO [m] SOBREESPESOR POR CORROSIÓN [mm] ASME ESPESOR TOTAL [mm] VOLUMEN INTERIOR [m3] PESO COLUMNA VACÍA [Kg] PESO DEL LÍQUIDO [Kg] PESO COLUMNA EN OPERACIÓN [Kg] AISLANTE

MATERIAL ESPESOR [mm] OBSERVACIONES HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE COLUMNA BLANQUEADORA HOJA 1 DE 1 TAG EQUIPO NAVE DATOS GENERALES DENOMINACIÓN EQUIPO

BC-101

Proyecto: ÁCIDO NÍTRICO

Columna blanqueadora DATOS DE OPERACIÓN ENTRADA SALIDA CABEZAS SALIDA COLAS

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FLUIDO

CAUDAL [Kg/h] FASE VAPOR TEMPERATURA [ºC] PRESIÓN [kPa] REFLUJO DENSIDAD [Kg/m3]

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Producto rojo y aire secundario de blanqueo

Aire blanqueado

Producto acido

6300

6760

11667

80 1070

50 1020

55 990

DATOS DEL RELLENO ETAPAS TEÓRICAS ETAPA DEL ALIMENTO TIPO DE REBLIMIENTO HETP [m] Nº PIEZAS DE REBLIMIENTO PESO DEL REBLIMIENTO [Kg] MÁXIMA INUNDACIÓN [%] PÉRDIDA DE CARGA (kPa) MATERIAL CARCASA PRESIÓN DE DISEÑO [atm] TEMPERATURA DE DISEÑO [ºC] NORMA DE DISEÑO GEOMETRIA DEL CUERPO GEOMETRIA DEL CABEZALES ALTURA DEL CUERPO [m] ALTURA DEL CABEZAL [mm]

DATOS DE DISEÑO ALTURA TOTAL [m] DIÁMETRO INTERNO [m] SOBREESPESOR POR CORROSIÓN [mm] ASME ESPESOR TOTAL [mm] VOLUMEN INTERIOR [m3] PESO COLUMNA VACÍA [Kg] PESO DEL LÍQUIDO [Kg] PESO COLUMNA EN OPERACIÓN [Kg] AISLANTE

MATERIAL ESPESOR [mm] OBSERVACIONES

DENOMINACIÓN EQUIPO

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DEL SEPARADOR DE FASES C-301 HOJA 1 DE 1 Proyecto: TAG EQUIPO SP-101 ÁCIDO NÍTRICO NAVE DATOS GENERALES Separador

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Separador de productos intermedios

FUNCIÓN

DATOS DE OPERACIÓN ENTRADA SALIDA CABEZAS Vapor condensado, Vapor agua desionizada saturado

FLUIDO CAUDAL [Kg/h] FASE VAPOR TEMPERATURA [ºC] PRESIÓN [atm] DENSIDAD [Kg/m3]

305

SALIDA COLAS Agua caliente

5775

250

250

217

4000 DATOS DE DISEÑO

MATERIAL CARCASA PRESIÓN DE DISEÑO [kPa] TEMPERATURA DE DISEÑO [ºC] NORMA DE DISEÑO GEOMETRIA DEL CUERPO GEOMETRIA DEL CABEZALES ALTURA DEL CUERPO [m] ALTURA DEL CABEZAL [mm]

ASME Cilíndrico horizontal

ALTURA TOTAL [m] DIÁMETRO INTERNO [m] SOBREESPESOR POR CORROSIÓN [mm] ESPESOR TOTAL [mm] VOLUMEN INTERIOR [m3] PESO COLUMNA VACÍA [Kg] PESO DEL LÍQUIDO [Kg] PESO COLUMNA EN OPERACIÓN [Kg]

AISLANTE MATERIAL ESPESOR [mm]

Espumas de polietileno OBSERVACIONES Ninguna

Bibliografía 

Chemical Engineering Design Project A Case Study Approach By Martyn S. Ray Curtin University of Technology, Western Australia and

David W. Johnston

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PRO-ANX-01

Anexos

Fecha de emisión: Noviembre 2018

    

Nivel de revisión 01

Shell Refining (Australia) Pty. Ltd., Norma NRF 010 2014 Norma NRF 139 2006 ISA 5.1 P.2.0401.01 Simbologia de equipo de proceso

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