ASPECTO AMBIENTAL.

  La producción del amoniaco es importante para nosotros ya que nos proporciona numerosos productos indispensables para nuestra vida diaria. Pero también suele ser perjudicial para nuestra salud y ambiente. La exposición de altas concentraciones de amoniaco en el aire,  puede producir  quemaduras graves en la piel, ojos garganta y pulmones. A bajas concentraciones puede causar tos e irritación de nariz y garganta.

  El exceso de nutrientes de nitrógeno en forma de amoniaco y óxidos de nitrógeno, que pueden perturbar a las comunidades vegetales y filtrarse a las aguas dulces, lo que provoca un fenómeno denominado “Eutrofización” generado por un exceso de nutrientes que genera una alteración de los ecosistemas acuáticos, y una pérdida de su biodiversidad.

  Este proceso  provoca daños para nuestra salud y ambiente. Deben de implementarse nuevos métodos para evitar que suceda este problema. Para mi parecer deberían de aprobar el desarrollo del amoniaco por biotecnología (bacterias fijadoras de nitrógeno) y así se reducirían dichos problemas.

Autor: Brenda Graterol.

PRODUCCIÓN DEL AMONIACO POR BIOTECNOLOGIA

  El químico alemán Fritz Haber desarrollo el proceso de obtención del amoniaco que comentamos en el tema pasado. Como observamos este proceso lleva consigo gran consumo de energía.

  Existen bacterias fijadoras de nitrógeno que se desarrollan en forma natural en el suelo. Estas bacterias resuelven este mismo problema a la presión atmosférica y a la temperatura ambiente, ya que contienen enzimas que  son catalizadores muy eficientes. El proceso de fijación del nitrógeno atmosférico que las bacterias realizan consiste en combinar el nitrógeno gaseoso con el hidrógeno para formar amoniaco.

  Esto de gran importancia para la industria de amoniaco ya que proporcionaría gran ahorro de energía y por lo tanto mayor ingreso económico pero esta tecnología  está en fase de desarrollo por lo que aún no está siendo aplicado en las industrias.

Autor: Brenda Graterol.

OBTENCIÓN DEL GAS DE SÍNTESIS.

Desulfuración: 

  Antes del reformado se elimina el azufre que contiene el gas natural, dado que la empresa distribuidora le añade compuestos orgánicos de azufre para olorizarlo.

                  

                                                    Catalizador

R-SH + H2   ----->  RH + H2S Hidrogenación

H2S + ZnO ----> H2O + ZnS Absorción

Reformado:

  Una vez adecuado el gas natural se le somete a un reformado catalítico con vapor de agua (craqueo- rupturas de las moléculas de CH4). El gas natural se mezcla con vapor en la proporción (1: 3,3)-(gas: vapor) y se conduce al proceso de reformado.

Esquema de producción del amoniaco

Autor: Marialy Rangel. 

PROCESO PRODUCTIVO.

           Actualmente la obtención del gas de síntesis se puede hacer a partir de cualquier materia prima que contenga carbono: hulla, coque, lignitos de cualquier riqueza, naftas, fuel-oil, fracciones pesadas del petróleo, gas natural, etc. La selección de la materia prima dependerá en cada caso de la economía, disponibilidad y situación geográfica de la planta.

            Hay esencialmente dos procedimientos para la obtención del gas de síntesis:

Reformado por vapor: Este método es el más usado para la producción de amoniaco. Se parte del gas natural formado por una mezcla de hidrocarburos donde el 90% es metano (CH₄) para obtener el H₂ necesario para la síntesis de NH₃.

Oxidación parcial: tratamiento más enérgico que el anterior. Se puede emplear como materia prima fracciones pesadas del petróleo o carbón. Es necesaria una planta de fraccionamiento de aire.

           

 Existen también otros procedimientos menos empleados por ser solamente rentables en ciertos casos aislados, como son la obtención del hidrógeno por electrólisis y el aprovechamiento del gas de coquería.                                                       

Autor: Marialy Rangel y Yarliz Mora.

SÍNTESIS INDUSTRIAL.

  Para la obtención del amoniaco es utilizada la síntesis catalítica de nitrógeno e hidrógeno. Esta síntesis se introdujo a principios del siglo xx denominada método de Haber-Bosh. Este proceso consiste  en una reacción directa entre el nitrógeno y el hidrógeno en estados gaseosos.

N₂ (g) + 3H₂(g)  ------> 2NH₃ (g)

 Esta es una reacción muy lenta ya que posee una elevada energía de activación por la estabilidad del N2. Por lo tanto Haber utilizo un catalizador para elevar su presión y así favorecer la formación  del producto. Convertir el método de Haber en un proceso de fabricación fue estipulado por Carl Bosh.

 

  Este proceso es de gran importancia ya que transforma el nitrógeno atmosférico en amónico, lo que lo convierte en materia prima para la fabricación de diversos productos de gran utilidad en nuestra sociedad.

Autor: Brenda Graterol..

INDUSTRIA DEL AMONIACO EN EL MUNDO.

El proceso más usado es el Haber- Bosch. Es riesgoso, el manipular y tratar este compuesto, si este se encuentra en concentraciones muy altas en el agua, como todo nutriente, puede causar graves daños en un río o estanque, ya que el amoniaco interfiere en el transporte de oxígeno por la hemoglobina, edema pulmonar, inflamación pulmonar, daño vías respiratorias y ojos entre otros.

            Actualmente, en torno a un 80 % del amoníaco que se produce en todo el mundo se utiliza como fuente de nitrógeno para fabricar fertilizantes, mientras que el 20 % restante se emplea en distintas aplicaciones industriales, como la producción de plásticos, fibras, explosivos, hidracina, aminas, amidas, nitrilos y otros compuestos orgánicos de nitrógeno que sirven de productos intermedios en la fabricación de tintes y productos farmacéuticos. Entre los productos inorgánicos que se fabrican a partir del amoníaco destacan el ácido nítrico, la urea y el cianuro de sodio.

            El amoníaco también se utiliza en medidas de protección para el medio ambiente, por ejemplo, para eliminar los NOx de los gases de combustión. El amoníaco líquido es un disolvente destacado y también se utiliza como refrigerante. 

            En 1974, en los países en vías de desarrollo se concentraba un 27 % de la capacidad mundial de producción de amoníaco. En 1998, este porcentaje había aumentado hasta un 51 %.Una planta moderna de producción de amoníaco suele contar con una capacidad de entre 1000 y 2000 t/d, mientras que las plantas más nuevas pueden alcanzar hasta 2200 t/d.

Industrias de amoniaco.

Autor: Marialy Rangel.

CONDICIONES ÓPTIMAS PARA LA OBTENCIÓN DEL AMONIACO.

Aplicando las reglas del equilibrio termodinámico, la formación del amoniaco se ve favorecido por las siguientes condiciones:

Altas presiones:

Por la naturaleza de la reacción, las altas presiones desplazan el equilibrio hacia la formación del a amoniaco. En necesario  trabajar a presiones entre 15 y 25 MPa abs para alimentaciones muy puras, incluso algunos procesos trabajan a presiones menores de 5 MPa abs. Sin embargo, ocasiona el uso de más catalizadores y surgirá gran cantidad de gas re-circulado no convertido.

Bajas temperaturas:

Es una reacción exotérmica, la constante de equilibrio disminuye si la temperatura aumenta, por lo que se obtendría un mayor rendimiento de amoniaco si la reacción se llevase a cabo a la menor temperatura posible. Además sería ideal realizarla a bajas temperaturas ya que el punto de ebullición del amoniaco esta alrededor de los -33.5 ºC y por consiguiente a medida que se forma se condensaría rápidamente y se eliminaría cómodamente del sistema; el hidrógeno y el nitrógeno seguirán siendo gases a esa temperatura. Entonces la reacción se desplazaría de izquierda a derecha. Sin embrago, el nitrógeno es una molécula muy estable y no muy reactiva, por lo tanto para acelerar la reacción se utiliza un catalizador ( Fe, Mo y Al₂O₃), así como una temperatura elevada (450-500 ºC).

Autor: Yarliz Mora.