Amonia

Projeto de Processos - Profª Taisa S. de Lira

2011/2

II.

SÍNTESE DE PROCESSOS

Referências Bibliográficas: 1. DUCAM, T.M.; REIMER, J. A. Chemical Engineering Design and Analysis. Cambridge, 1998. 2. DOUGLAS, J. M. Conceptual Design of Chemical Processes, McGraw-Hill, 1988. Embora a maioria dos engenheiros químicos não vão lidar diretamente com a função de criar novos processos, o entendimento deste procedimento é fundamental na melhoria e otimização dos existentes, assim como proposição de alternativas aos processos convencionais quando estes se tornam obsoletos tecnologicamente ou são forçados a mudar por questão de legislação; isto acontece quando a quantidade de subprodutos e/ou efluentes formados o torna inviável do ponto de vista econômico ou legal. 2.1 Exemplo de criação de um fluxograma: síntese da amônia Deseja-se produzir amônia (NH3), que é usada principalmente como fertilizante, a partir da reação química de N2 e H2: N2 + 3H2 → 2NH3 O nosso objetivo é chegar a um fluxograma de processo, ou seja, a uma representação primária da planta de produção de NH3. Deseja-se utilizar um reator contínuo. Como as conversões reais são menores que 100%, na corrente de saída teremos produto e reagente, como mostrado na Figura 2.1.

Figura 2.1: Produção de NH3 a partir de N2 e H2: reator Além de ser indesejável a presença de N2 e H2 na corrente de saída, significa também perda de matéria-prima. Necessita-se purificar a amônia, entretanto, como fazer isto? Para separar substâncias, necessita-se de uma base física ou química. A mais comum delas é o estado da matéria, ou fase. Uma fase gasosa é facilmente separada de uma fase líquida. Líquidos imiscíveis (como óleo e água) são também facilmente separáveis. Como o nitrogênio, o hidrogênio e a amônia são gases à temperatura e pressão ambientes, iremos explorar a possibilidade de condensar um ou mais componentes, 1 sem condensar os demais. Consultando um HANDBOOK de propriedades físicas, encontramos os dados