Urea 301-A
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A
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Revisado por: Superintendencia de Procesos Aprobado por: Gerencia Técnica
PLANTA DE UREA
INST. 301-A
Copia Nº: Original
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A
ÍNDICE
SECCIÓN 0
1. Objetivo 6
2. Alcance 6
3. Abreviaturas y Definiciones 6
3.1. Abreviaturas 6
3.2. Definiciones 7
4. Responsables Relacionados 8
SECCIÓN 1
5. Cuerpo del Trabajo 9
5.1. Tecnología de la Planta de Urea (Inst. 301-A) 9
5.2. Ubicación Geográfica 9
5.3. Materias Primas, Insumos y Productos 10
5.3.1. Materias Primas 10
5.3.2. Insumos 10
5.3.3. Compuestos Químicos 11
5.3.4. Productos 11
5.4. Descripción del Proceso 12
5.4.1. Compresión del Dióxido de Carbono (CO2) 12
5.4.1.1. Bombeo de Amoníaco 14
5.4.1.2. Amoníaco de Reacción 15
5.4.2. Sección de Síntesis y Recuperación de Alta Presión
(150 Kg/cm2) 16
5.4.2.1. Reactor de Síntesis A-1 16
5.4.2.2. Despojador F-1 18
5.4.2.3. Condensadores de Carbamato F-5 y F-6 19
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Secc.: 1 5.4.3. Sección de Síntesis y Recuperación de Media Presión
(18 Kg/cm2) 21
5.4.3.1. Descomponedores F-4 A/B 21
5.4.3.2. Separador SC-1 22
5.4.3.3. Precondensador E-100 22
5.4.3.4. Columna de Absorción de CO2 y Rectificación
de NH3, C-1 23
5.4.3.5. Condensadores de NH3, F-13 A/B 25
5.4.3.6. Columna de Absorción de NH3, C-3 26
5.4.3.7. Condensador Final de Amoníaco F-12 26
5.4.4. Sección de Síntesis y Recuperación de Baja Presión
(4,5 Kg/cm2) 27
5.4.4.1. Descomponedor F-7 27
5.4.4.2. Separador SC-2 28
5.4.4.3. Condensador de Carbonato F-10 28
5.4.4.4. Tanque de Solución de Carbonato SR-3 29
5.4.5. Sección de Síntesis y Recuperación de Vacío
(0,8 Kg/cm2) 29
5.4.5.1. Descomponedor F-8 30
5.4.5.2. Separador SC-3 30
5.4.5.3. Precondensador y condensador F-9 A/B 31
5.4.5.4. Columna de Absorción de Amoníaco C-2 32
5.4.5.5. Enfriador de la Solución de Carbonato F-15 32
5.4.5.6. Tanques de Urea SR-2 A/B 33
5.4.6. Sección de Evaporación al Vacío 34
5.4.6.1. Primer Condensador Bajo Vacío F-30 34
5.4.6.2. Primer Separador de Vacío SC-30 34
5.4.6.3. Segundo Condensador Bajo Vacío F-31 34
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Secc.: 1 5.4.6.4. Segundo Separador de Vacío SC-31 35
5.4.6.5. Grupos de Vacío B-30 y B-31 35
5.4.6.6. Tanque Recolector de Aguas de Efluentes SR-
10 36
5.4.7. Sección de Perlado 36
5.4.7.1. Cesto de Perlado B-20 A/B 36
5.4.7.2. Torre de Perlado B-1 37
5.4.8. Sección de Tratamiento de Efluentes 38
5.4.8.1. Precalentadores de la Columna de Destilación
F-39 A/B 39
5.4.8.2. Columna de Destilación C-10 39
5.4.8.3. Precalentador del Hidrolizador F-40 A/B 40
5.4.8.4. Hidrolizador F-41 40
6. Apéndices 42
6.1. Apéndice 1. Equipos Principales de la Sección de Síntesis y
Recuperación de Alta Presión (150 Kg./cm2) 42
6.2. Apéndice 2. Equipos Principales de la Sección de
Purificaicón y Rectificación de Media Presión (18 Kg./cm2) 43
6.3. Apéndice 3. Equipos Principales de la Sección de
Purificaicón y Rectificación de Media Presión (4,5 Kg./cm2) 44
6.4. Apéndice 4. Equipos Principales de la Sección de
Purificaicón y Rectificación de Vacío (0,8 Kg./cm2) 45
7. Anexos 46
7.1. Figura 2. Sección de Compresión de CO2 46
7.2. Figura 3. Sección de Síntesis y Recuperación de Alta
Presión (150 Kg/cm2) 47
7.3. Figura 4. Sección de Purificación y Recuperación de Media
Presión (18 Kg/cm2) 48
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Secc.: 1 7.4. Figura 5. Sección de Purificación y Recuperación de Baja
Presión (4,5 Kg/cm2) 49
7.5. Figura 6. Sección de Purificación y Recuperación de Vacío
(0,8 Kg/cm2) 50
7.6. Figura 7. Sección de Evaporación al Vacío 51
7.7. Figura 8. Sección de Perlado 52
7.8. Figura 9. Sección de Tratamiento de Efluentes 53
7.9. Figura 10. Diagrama de Bloques de la Planta de Urea 54
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Secc.: 0
1. OBJETIVO
Servir de herramienta para el análisis y comprensión del principio de
funcionamiento de la Planta de Urea (Inst. 301-A)
2. ALCANCE
Este documento se aplica al área de Ingeniería de Proceso, describe en
forma general el principio de funcionamiento de cada unas de las etapas de la
Planta de Urea (Inst. 301-A)
3. ABREVIATURAS Y DEFINICIONES
3.1. ABREVIATURAS
kgf/cm2: kilogramo por centímetro cuadrado.
mmH2O: milímetros de agua.
mmHg: milímetros de mercurio.
ATA: atmósfera absoluta.
ppm: partes por millón.
°C: grados Celsius.
% molar: porcentaje molar.
% peso (%p/p): porcentaje en peso.
Cv: caballos de vapor. Equivalente a 0,986 HP
Nm3/h: normal metro cúbico por hora.
TM/h: tonelada métrica por hora.
kg/h: kilogramo por hora.
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Secc.: 1 3.2. DEFINICIONES
Absorción Química: Proceso químico o físico en el cual átomos, moléculas o
iones pasan de una fase gaseosa, a una líquida o sólida. A diferencia de la
adsorción, no es un proceso de superficie, sino de volumen.
Amoníaco: Compuesto químico cuya molécula consiste en un átomo de
Nitrógeno (N) y tres de Hidrógeno (H), de acuerdo a la fórmula NH3. El amoníaco y
sus derivados (Urea, Sulfato de Amonio, Nitrato de Amonio, etc.) son utilizados
como fertilizantes nitrogenados.
Caldera: Artefacto a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de
energía se transforma en energía utilizable, en forma de calorías, a través de un
medio de transporte en fase líquida o vapor.
Carbamato de Amonio: Compuesto químico de fórmula molecular NH2COONH4
que se forma como intermediario en la síntesis de la Urea.
Compresión: Es una presión que tiende a causar una reducción de volumen.
Condensación: Proceso físico que consiste en el paso de una sustancia en
estado gaseoso a estado líquido.
Dióxido de Carbono (CO2): Gas cuyas moléculas están compuestas por dos
átomos de oxígeno y uno de carbono.
Efluente: Agua de producto dada por el sistema.
Endotérmico: Cualquier proceso que absorbe calor.
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Secc.: 1 Exotérmico: Cualquier proceso que desprende calor.
Eyector: Bomba de chorro para desalojar un fluido por medio de otro fluido a gran
velocidad.
Formaldehído: Compuesto de carbono, hidrógeno y oxígeno, de fórmula
molecular CH2O.
Gases Inertes: Gas no reactivo bajo determinadas condiciones de trabajo.
Granulometría: Parámetros que miden el tamaño del grano en los fertilizantes.
Urea: Compuesto químico de fórmula CO(NH2)2. Por su alto contenido de
nitrógeno se utiliza como fertilizante.
4. RESPONSABLES RELACIONADOS
Gerente Técnico: Es responsable por la aprobación de éste documento.
Superintendente de Procesos: Es responsable por la supervisión de este
procedimiento durante las diferentes fase de la elaboración del mismo.
Ingeniero de Procesos: Es el responsable intelectual de generar el
documento.
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5. CUERPO DEL DOCUMENTO
5.1.- TECNOLOGÍA DE LA PLANTA DE UREA (Inst. 301-A)
La planta de UREA del Complejo Morón, fue diseñada por
SNAMPROGETTI en 1.972 como un proceso de reciclo total. Tiene una
capacidad de producción de 750 TM/D de urea perlada con un contenido de
nitrógeno de 46% (p/p). La formación de la urea resulta de la reacción química
entre el amoníaco líquido anhídro a -33 °C y el anhídrido carbónico gaseoso a
150 °C, ambos a 150 kg/cm2 .
5.2.- UBICACIÓN GEOGRÁFICA
La Planta de Urea se encuentra al sur-este del Complejo Petroquímico
Morón, diagonal a la Planta de Amoníaco, como se observa en la figura 1.
Figura 1. Ubicación de la Planta de Urea (Inst. 301–A) en el Complejo Petroquímico Morón.
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Secc.: 1 5.3.- MATERIAS PRIMAS, INSUMOS Y PRODUCTOS
5.3.1.- Materias Primas Amoníaco
T= -28/-33°C
P= 18 - 20 kg/cm2
Estado: Líquido saturado
Pureza: NH3= 99,9%
H2O= 0,1%
Aceite = 5ppm
Dióxido de carbono
T= 50/70°C
P= 200 – 350 mmH2O
Estado: Gas saturado de H2O
Pureza: CO2= 97 - 98% V/V
Inertes= 2 - 3% V/V
5.3.2.- Insumos
Vapor (Inst. 122 – A)
28 – 31 ATA Sobrecalentado (275 – 300°C)
17 ATA Sobrecalentado (270°C)
3,5 ATA Vapor de recuperación Agua Desmineralizada (Inst. 103/103–A)
T= 28-32°C
P=7–9 kg/cm2
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Secc.: 1 Agua de Enfriamiento (Inst. 105-C)
T= 32°C
P= 3,5 kg/cm2
Aire para Instrumentos (Inst. 111-A)
T= 28°C
P=7–9 kg/cm2
Condición: Seco, filtrado y sin aceite.
Energía Eléctrica (TG - 1/2)
2400 V Motores con más de 150 Cv
400 V Motores con menos de 150 Cv
220 V Iluminación
5.3.3.- Compuestos Químicos
Formaldehído
H2O = 13–17%
Color = 50 APHA max.
Formaldehído = 56–61%
pH = 7,8 – 8,2
Urea = 24–26%
Ingredientes Activos = 83–87%
5.3.4.- Producto
Urea Perlada
N2 = 46,3% min.
Biureto = 1,5% max.
H2O = 0,6% max.
NH3 Libre = 150 ppm max.
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Secc.: 1 Fe = 2 ppm
Formaldehído (Urea Agrícola) = 0,2% min.
Granulometría:
+ 8 mesh: 3% max.
+ 20 mesh: 95% min.
- 20 mesh: 2% max.
5.4.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
El procedimiento para la producción de la urea, se realiza siguiendo las
ocho (8) operaciones fundamentales siguientes:
1) Compresión del CO2 y bombeo de amoníaco.
2) Sección de Síntesis y Recuperación de Alta Presión (150 kg /cm2).
3) Sección de Purificación y Recuperación de Media Presión (18 kg /cm2).
4) Sección de Purificación y Recuperación de Baja Presión (4,5 kg /cm2).
5) Sección de Purificación y Recuperación de Vacío (0,8 kg/cm2).
6) Sección de Evaporación al Vacío.
7) Sección de Perlado.
8) Sección de Tratamiento de Efluentes.
5.4.1.- COMPRESIÓN DEL DIÓXIDO DE CARBONO CO2
El dióxido de carbono saturado de humedad, que se encuentra al límite de
batería a temperatura alrededor de 50 -70°C y una presión entre 200 -350
mmH2O, es succionado por el compresor centrífugo CC-1 y lo comprime en cinco
etapas hasta una presión alrededor de 150 -155 kg/cm2.
En la succión del compresor se inyecta aire, que se mezcla con el CO2; el
oxigeno contenido en el aire sirve como protector del acero inoxidable de la
planta, debido a que forma una película pasivante que lo protege contra la
corrosión.
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El caudal de aire es una función del caudal de CO2 y se controla mediante
el controlador registrador de flujo QRC-1, mientras que el oxígeno es analizado
mediante el analizador registrador AR-O2.
En la succión del compresor CC-1 se encuentra el indicador de temperatura
de CO2 TIC-1.1, el registrador de presión PRC-6, la alarma y bloqueo por baja
presión, lPA-4 y lPS-4, respectivamente.
El dióxido de carbono se comprime en el compresor CC-1 tal como se
especifica a continuación:
• El gas entra al intercambiador F-11 donde se enfría alrededor de los
40°C; el enfriamiento provoca una condensación de una parte del agua
contenida en el CO2, la cual se descarga en el separador SC-19.
• El gas es succionado por la primera etapa del compresor y se
comprime a la presión de 3,6 kg/cm2 y a una temperatura de 210°C.
Luego se envía al intercambiador F-25 A donde se enfría alrededor de
los 40°C y donde otra parte de la humedad contenida en el CO2
condensa en forma de agua que se separa en el separador de
condensado SC-15.
• El gas succionado por la segunda etapa se comprime hasta 17
Kg/cm2 a una temperatura de 196°C, luego pasa a través del
intercambiador F-25B, donde se enfría a 48°C condensándose parte
del agua que lleva como humedad, la cual se queda en el separador de
condensado de la segunda etapa SC-16.
• El gas es succionado por la tercera etapa, donde sale comprimido a
40 kg/cm2 y a una temperatura de 145°C. A continuación pasa por el F-
25C, donde se enfría hasta 48 °C y donde deja residuos de agua, que
se separa en el SC-17.
• De la cuarta etapa , el gas sale comprimido a 69 kg/cm2 y a 109 °C,
enfriándose en el F-25 D hasta 48 °C; en el SC-18 se despoja el
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condensado y entra finalmente a la quinta etapa, donde es comprimido
hasta 150-155 kg/cm2 y a una temperatura de 140-150 °C.
• A la salida del compresor se encuentran los siguientes instrumentos:
el registrador de temperatura TI-101-6, el controlador de presión PIC-7
y el indicador de caudal FIC-7, que miden los parámetros
fundamentales del CO2 antes de entrar al reactor A-1.
• A la salida del compresor se encuentran también los instrumentos de
alarma y bloqueo por alta presión del CO2 hPA-4 y hPS-4,
respectivamente.
5.4.1.1.- BOMBEO DE AMONÍACO
El amoníaco líquido disponible en límite de batería a una presión de 20
kg/cm2 y a una temperatura -28 y -33°C. En el caso de que disminuya la presión
en la red de amoníaco, las bombas PC-1 A/B entran en servicio para alimentar al
tanque SR-1.
En la línea de alimentación al tanque se encuentra el indicador de caudal de
amoníaco FI-01, el totalizador de caudal de amoníaco FIQ-1 y la válvula
neumática LCV-8, la cual regula el caudal de amoníaco al SR-1 en función del
nivel existente transmitido por el LIC-8.
El amoníaco se utiliza como fluido refrigerante antes de entrar al tanque SR-
1. Una parte del amoníaco va al intercambiador F-12 y la otra al F-14; después
que sale de los dos intercambiadores (F-12 y F-14) alimenta al tanque SR-1,
donde se almacena a una temperatura de 40°C ya una presión de 18 kg/cm2. El
SR-1 tiene una alarma por alto nivel, hLA-8 y una alarma por bajo nivel, lLA-8.
Desde el SR-1, el amoníaco se extrae y se comprime a la presión de 25
kg/cm2 aproximadamente, mediante las bombas centrífugas PC-5 A/B. Una parte
del amoníaco se envía a la columna C-1, mientras que el resto va a la succión de
las bombas PA-2A/B.
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Siendo las bombas PA-2A/B de tipo alternativo en las tuberías de descarga
para la regulación del caudal, existe una válvula reguladora del caudal de
amoníaco al reactor, por donde se recicla la parte en exceso.
La regulación del caudal de amoníaco de la bomba PA-2A/B se
realiza con los controles manuales HCV-21/24 y HCV-22/25 y de recirculación
con el SR-1, mientras que el caudal efectivo de amoníaco que va al
reactor se registra por medio del transmisor de caudal FT-12.
En la succión de las PC-5 A/B se encuentra la válvula de bloqueo
HSV-3 que está conectada al sistema de parada de emergencia por incendio; de
ser necesario provoca también la parada de las bombas PA-2 A/B.
El amoníaco se envía al ciclo de síntesis de alta presión a 190-210 kg/cm2,
según la capacidad de la planta y el nivel del F-6. El valor de la presión se lee en
el PI-10; además está previsto un bloqueo por alta presión a la salida de las
bombas PA-2A/B (hPS-5 y hPS-6 respectivamente).
5.4.1.2.- AMONÍACO DE REACCIÓN
El amoníaco antes de entrar en el reactor A-1, se usa como fluido motriz en
el eyector EJ-1 para reciclar el carbamato de amonio líquido que proviene del tope
del condensador de carbamato F-6. El uso del eyector permite recircular el
carbamato al reactor sin el empleo de una bomba.
A la salida del eyector EJ-1 se tiene una mezcla líquida de amoníaco y de
carbamato de amonio que entra al reactor A-1 con una presión de 150 kg/cm2.
Esta presión se controla y se indica por el instrumento PIC-9.
La caída de presión del amoníaco de 235 kg/cm2 se usa en el eyector como
energía motriz para permitir la entrada del reciclo en el reactor. La válvula HSV-2
se cierra automáticamente si las bombas PA-2A/B se paran.
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Secc.: 1 5.4.2.- SECCIÓN DE SINTESIS Y RECUPERACION DE ALTA PRESIÓN
(150 Kg/cm2).
El amoníaco proveniente de las bombas PA-2A/B y el anhídrido
carbónico proveniente del compresor CC-1 entran en el reactor A-1, donde se
realiza la síntesis de la urea.
El ciclo de purificación y recuperación de las sustancias que no han
reaccionado se realiza en los siguientes equipos:
• F-1: Despojador de Carbamato de Amonio.
• F-5 y F-6: Condensadores de Carbamato.
5.4.2.1.- Reactor de Síntesis A-1
Está constituido por un cuerpo cilíndrico en cuyo interior tiene diez (10)
platos perforados, en el que entran desde el fondo los reactivos en las siguientes
fases: fase líquida constituida por amoníaco (NH3) y carbamato de amonio
(NH2COONH4) en solución; y una fase gaseosa constituida por dióxido de
carbono (CO2).
Cuando el amoníaco y el anhídrido carbónico entran en contacto dentro del
reactor A-1, reaccionan según la siguiente ecuación:
C02 (g) + 2NH3 (l) NH2COONH4 (l) + Calor
Anhídrido + Amoníaco Carbamato de Amonio Carbónico
El producto de la reacción es la formación del carbamato de
amonio. Como la reacción es exotérmica, es necesario que durante la misma la
temperatura sea controlada; este control se produce dosificando
adecuadamente la relación molar entre el amoníaco y el CO2.
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Para tener bajo control la temperatura en el reactor, se han
instalado los indicadores TI-101-13/14/15. El instrumento hPS-12 es un bloqueo
por alta presión del reactor que bloquea totalmente la planta.
Para obtener la urea es necesario que el carbamato se deshidrate, es decir
se descomponga según la siguiente reacción:
NH2COONH4 CO(NH2)2 + H2O - Calor
Carbamato de Amonio Urea Agua
Al contrario de la primera reacción, ésta se realiza con absorción de calor y
es del tipo endotérmica. El calor absorbido es tomado del calor de formación de la
primera reacción (formación de carbamato).
El rendimiento del reactor se refiere a la relación entre los kmoles de urea
formada y los kmoles de CO2 a la entrada del reactor.
Los parámetros que influyen en este rendimiento son:
• Temperatura.
• Presión.
• Relación Molar NH3/CO2
• Relación Molar H2O/CO2
Temperatura: Tiene un efecto favorable en el rendimiento del reactor,
siempre que se mantenga su valor entre 182 y 185 °C a la salida del mismo.
Presión: La presión de 150 kg/cm2 tiene un efecto favorable en el
rendimiento del reactor porque permite una concentración más alta de NH3.
Como las reacciones en el reactor se realizan en fase líquida, mientras más alta
sea la concentración de amoníaco más alto será el rendimiento de la misma.
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Relación Molar NH3/CO2: La reacción se favorece manteniendo la relación
NH3/CO2 entre 3,3 - 3,6.
Relación Molar H2O/CO2: Se debe mantener lo mas baja posible (entre 0,4
y 0,6), porque la presencia de agua en la reacción desfavorece el rendimiento del
reactor.
5.4.2.2.- Despojador F-1
El líquido que sale por el tope del reactor está compuesto de
urea, carbamato de amonio, agua, amoníaco, dióxido de carbono y gases inertes.
Estos productos entran por la parte superior del despojador F-1, en el cual se
realiza la descomposición del carbamato de amonio en NH3 y CO2 gaseosos, los
cuales se recuperan y se reciclan al reactor.
El despojador es un intercambiador de haz de tubos vertical. La solución que
proviene del reactor se envía al interior del haz de tubos mediante el distribuidor
toro, el cual permite la formación de una película líquida, delgada y descendente a
lo largo de la pared interna de los tubos.
En la zona central del tubo, en contracorriente al líquido, sale una fase
gaseosa que se forma por la descomposición del mismo líquido y que durante su
ascenso va a despojar la fase líquida descendente, favoreciendo así la
descomposición del carbamato.
El calor para la descomposición del carbamato se obtiene
mediante la condensación del vapor de 26 kg/cm2 en el lado de la carcasa. Sobre
el fondo del despojador se recoge la solución de urea depurada de carbamato,
que se descarga a través de la válvula controladora de nivel LCV-2, accionada por
el instrumento LIC-2. La temperatura de la solución de urea se registra por medio
del indicador de temperatura TI-101-17.
Por el tope del despojador sale la fase gaseosa compuesta de NH3, CO2,
H2O y gases inertes que van a la recuperación de alta presión.
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Las condiciones de operación del despojador son:
• Presión: 146 kg/cm2
• Temperatura de la fase gaseosa que sale del tope, medida por TI-
101-16: 186 a 188°C.
• Temperatura de la fase líquida que sale del fondo, medida por TI-101-
17: 203 a 205°C.
La temperatura del fondo del despojador, indicada por el TI-101-17, es la
que permite obtener el valor deseado de CO2 residual sobre el fondo. La
temperatura requerida se obtiene regulando la presión de condensado del vapor
en el lado de la carcasa, mediante el instrumento PIC-4.
La presión del sistema de alta es de 140 a 150 kg/cm2 y se mantiene por
medio de la válvula PCV-1A, que descarga en la sección 18 Kg./cm2 de presión; la
fase gaseosa está constituida por CO2, NH3, H2O y gases inertes. Se ha
instalado una segunda válvula neumática llamada PCV-1B, que permite descargar
al venteo el exceso de gases que eventualmente se puedan desarrollar durante
las etapas críticas del arranque, sin sobrecargar la columna C-1. En caso de
avería de la PCV-1A, esta segunda válvula (PCV-1B) se controla de forma manual
desde el tablero, mediante el HCV-1.
5.4.2.3.- Condensadores de Carbamato F-5 y F-6
La fase gaseosa que sale del despojador y que contiene esencialmente NH3,
CO2 y H2O, pasa a los condensadores de carbamato F-5 y F-6 para ser
recuperada y reciclada al reactor A-1 en fase líquida como solución de carbamato.
La fase gaseosa, antes de entrar en el primer condensador de carbamato
de amonio F-5, se mezcla en el equipo ME-18 con la solución de carbonato que
proviene de la sección de recuperación de media presión. Esta última solución es
enviada al mezclador ME-18, a una presión de 150 kg/cm2 con las bombas
alternativas PA-1A/B.
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La temperatura de los gases y de la solución en el ME-18 se
indica en el TI-101-24. La mezcla de gases y líquido que sale del ME-18 entra
posteriormente al primer condensador de carbamato F-5 a través del haz tubos.
Los gases de CO2 y de NH3 reaccionan en el primer condensador F-5, formando
una fase líquida de carbamato.
El calor de formación del carbamato que se desarrolla durante la reacción se
recupera produciendo vapor a 5,5 kg/cm2 en la caldera SC-6. El carbamato que
sale a una temperatura de 160°C a 170°C del condensador F-5, entra en el
segundo condensador de haz de tubos vertical F-6 donde se realiza la
condensación total del mismo. El calor de formación producido por el carbamato
de amonio residual se recupera en la caldera SC-5, generando vapor a la presión
de 3,5 kg/cm2.
Los dos condensadores han sido diseñados de forma tal que permitan una
recirculación natural en termosifón del agua en el lado de la carcasa. La mezcla
de gases y líquidos procedentes del condensador F-5 y constituido por carbamato
ya condensado, agua, amoníaco, dióxido de carbono y gases inertes pasa al
segundo condensador de carbamato F-6. La temperatura de la mezcla a la
entrada del F-6 es indicada por medio del TI-101-25.
La fase líquida del segundo condensador F-6 se acumula en el equipo, y en
el tope ocurre la separación entre el líquido y el gas no condensado. La fase
líquida, con una temperatura de 150 a 160°C, indicada por el instrumento TI-101-
27, desciende hacia el eyector EJ-1 para ser reciclada al reactor A-1.
La fase gaseosa está constituida por inertes, nitrógeno y oxígeno de
pasivación, hidrógeno y otros gases que acompañan el CO2 proveniente de la
planta de amoníaco, además de los saturados de amoníaco y CO2. Esta fase se
descarga a la sección de 18 kg/cm2 (media presión) en el fondo del despojador F-
4B mediante la PCV-1A que controla la presión del sistema de síntesis.
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5.4.3.- SECCIÓN DE PURIFICACIÓN Y RECUPERACIÓN DE MEDIA
PRESIÓN (18 kg/cm2).
Se lleva a cabo en los siguientes equipos.
• Separador SC-1
• Descomponedores F-4 A/B
• Precondensador E-100
• Columna de Absorción de CO2 y
Rectificación de NH3 C-1
• Condensadores de NH3 F-13 A/B
• Condensador de NH3 F-12
• Columna de Absorción de NH3 C-3
5.4.3.1.- Descomponedores F-4 A/B
El descomponedor F-4 esta subdividido en dos tramos, F-4A y F-4B,
formados por intercambiadores de haz de tubos verticales y superpuestos. La
solución que procede del fondo del despojador de carbamato F-1 se expande en
la válvula LCV-2 y su presión baja de 150 kg/cm2 hasta 18 kg/cm2.
Una parte del gas proveniente del condensador F-6, es enviado al fondo del
descomponedor F-4B, con el objeto de pasivar los equipos F-4 A/B y SC-1,
utilizando el oxígeno de los inertes contenidos en el gas; además sirve como gas
de arrastre de los vapores que se forman en el F-4 A/B.
La solución que entra al separador SC-1, baja al primer tramo del
descomponedor F-4A, donde se suministra el calor para la descomposición del
carbamato por medio de vapor de 5,5 kg/cm2; éste es condensado en el lado de la
carcasa. El caudal de vapor no es regulado por ningún instrumento puesto que el
intercambiador se alimenta de manera de aprovechar al máximo el vapor de 5,5
kg/cm2.
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La solución entra en el tramo inferior F-4B, donde se completa la purificación
de 18 kg/cm2. El calor en este tramo viene suministrado por la condensación del
vapor de 10 kg/cm2.
La temperatura de la solución purificada es de 150 a 160 °C y se controla
con el TIC-13, que actúa sobre la válvula del vapor de 10 kg/cm2 TCV-13. Están
presentes además la termocupla TI-101-38, que indica la temperatura de la
solución de urea contenida en el fondo del F-4B, es decir, una vez que se ha
purificado en el F-4 A/B.
5.4.3.2.- Separador SC-1
Los vapores producidos por la expansión, en la válvula LCV-2 y aquellos que
provienen de la descomposición del carbamato en los descomponedores F-4 A/B,
se separan de la solución en el separador SC-1 y van a la sección de
recuperación.
El líquido se descarga del fondo del descomponedor F-4B, donde el LIC-3
controla el nivel regulando el flujo del líquido a través de la válvula LCV-3.
Además, en el fondo del descomponedor F-4 B se encuentran las alarmas por
bajo nivel lLA-3 y por alto nivel hLA-3.
5.4.3.3.- Precondensador E-100
El gas que sale del tope del SC-1 alimenta el precondensador E-100; éste
tiene como finalidad la condensación parcial de los gases, retirándoles una cierta
cantidad de calor para aligerar el trabajo de la columna C-1.
Para facilitar la condensación de los gases, el caudal de carbonato
bombeado por la PC-2 A/B proveniente del tanque de carbonato SR-3, es enviado
a la entrada del precondensador E-100, mezclándose con los gases provenientes
del SC-1. Dicho precondensador esta construido para funcionar lleno, de manera
de facilitar la condensación.
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Para evitar un excesivo enfriamiento de la solución en el E-100, el flujo del
agua entra en el sentido de la corriente de la solución de carbamato y su caudal
se regula con la válvula neumática TCV-11 accionada por el TIC-11, instalado en
la línea que va del E-100 hacia la columna C-1. La temperatura de salida del E-
100 se controla en unos 98 a 100°C. La solución que sale del E-100 va a
burbujear en el fondo de la columna C-1.
5.4.3.4.- Columna de Absorción de CO2 y Rectificación de NH3, C-1
Las condiciones de funcionamiento de la columna C-1 son:
• Presión: 17 a 18 kg/cm2.
• Temperatura del Tope: 40 a 45 °C.
• Temperatura del Fondo: 75 a 85 °C.
El equipo es del tipo plato de campana, y su principal función es la absorción
del CO2 y rectificación del amoníaco.
La mezcla gaseosa y liquida constituida por NH3, CO2, H2O y gases inertes,
procedentes del precondensador E-100, sigue la condensación en el baño de la
columna en presencia de amoníaco de reflujo que llega de los platos de la
columna.
Durante la condensación del CO2, la temperatura de la solución tiende a
aumentar por causa del calor de reacción que se desarrolla durante la absorción
química; por lo tanto, es extremadamente importante mantener la temperatura del
baño en unos 75 a 80°C, para así evitar el escape de CO2. Si éste escapa se
entorpece el funcionamiento de la columna, ya que pasa al tramo de platos y se
pone en contacto con el amoníaco puro, formando así carbamato sólido.
La temperatura del baño se mantiene constante por medio del reflujo de
amoníaco, que desciende por tramo de los platos de la columna C-1. El TIC-2,
instalado en el fondo de la columna, acciona la válvula TCV-2 que alimenta el
amoníaco en la parte superior del tramo de los platos.
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El caudal del amoníaco se registra en el instrumento FIT-10. El nivel en el
fondo de la columna se mantiene por medio del instrumento LIC-6, que actúa
sobre la válvula neumática LCV-6 para regular el suministro del carbonato de la
sección de 4,5 kg/cm2 (baja presión) al precondensador E-100 y en consecuencia,
al fondo de la columna C-1.
La solución procedente del fondo de la columna C-1 se envía por medio de
las bombas PA-1 A/B, a una presión de descarga de 150 kg/cm2, al mezclador
ME-18, entrando así en el ciclo de recuperación de alta presión. En el fondo de la
columna se encuentra la alarma de bajo nivel lLA-6 y la alarma de alto nivel hLA-
6.
El caudal de la bomba PA-1 A/B se regula mediante un controlador manual
de velocidad. En la línea de descarga de cada bomba se encuentra instalado el
instrumento HPS-8/9, para el disparo del equipo en caso de alta presión por algún
taponamiento de las líneas.
Desde el fondo de la columna sale una corriente de inertes saturados de
NH3, con trazas de agua y un porcentaje residual bajo de CO2, que alimenta la
sección de rectificación de la columna.
Los platos de la columna se alimentan con amoníaco líquido puro, que
desciende en contracorriente con el gas que sube y absorbe así el CO2 residual,
hasta obtener trazas de CO2 en el gas de tope. Por el tope de la columna C-1 sale
la corriente de inertes saturada de amoníaco que se recupera por condensación
en los F-13 A/B.
La columna, en la parte media superior, está provista de cinco platos con
campanas de burbujeo; dispone además de instrumentos que indican la
temperatura TI-101-30/31 (localizados en el fondo y tope del equipo
respectivamente) y mediante los indicadores TI-101-32/33/34, colocados en el
primer, segundo y cuarto plato respectivamente.
En caso de emergencia y cuando se haya formado sobre los platos
compuestos sólidos debido a la reacción entre el CO2 y NH3, se prevé la
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Secc.: 1 posibilidad de enviar agua de lavado sobre los mismos, regulando su caudal por
medio del transmisor indicador de caudal FIT-13 y la válvula neumática manual
HCV-7. Cuando la columna ha vuelto a las condiciones de régimen se cierra el
agua y se prosigue la marcha normal.
Naturalmente, durante la operación de lavado, el perfil de temperatura de la
columna se incrementa, empezando por la sección cercana al punto de lavado.
Este aumento de temperatura es debido al calor de reacción que se desarrolla
entre el agua y el amoníaco. Para evitar un incremento alto de esta variable, se
corta el amoníaco de reciclo al momento del lavado.
5.4.3.5.- Condensadores de NH3, F-13 A/B
Los inertes saturados de amoníaco procedentes del tope de la columna C-1,
entran por la carcasa del F-13 A/B. Las condiciones operacionales de dichos
condensadores son:
• Presión: 17 a 18 kg/cm2.
• Temperatura entrada del gas: 40 a 45 °C.
• Temperatura salida del gas: 30 a 35 °C.
• Temperatura salida NH3 líquido: 30 a 35 °C.
En los condensadores F-13A/B los vapores de NH3, cuya temperatura se
registra con el TR-15, se enfrían y condensan a causa de la circulación del agua
de enfriamiento en el lado de los tubos de éstos.
El amoníaco líquido se acumula en el fondo del condensador F-13A/B,
donde se succiona para luego descargarlo al tanque SR-1. La temperatura del
amoníaco se observa en el indicador de temperatura TI-101-35. Los gases inertes
y los de amoníaco no condensados salen por la parte superior del condensador F-
13B, descargándose en el tanque SR-1.
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5.4.3.6.- Columna de Absorción de NH3, C-3
Desde el tanque SR-1, los gases inertes suben saturados de vapor de NH3 a
una temperatura de casi 35 °C y entran en la columna C-3. En el relleno de anillos
“rashing” de 1½”, los vapores encuentran con el NH3 líquido que viene del
condensador F-14, donde ocurre la absorción del NH3.
Las condiciones operativas de la columna de absorción C-3 son:
• Presión: 17 a 18 kg/cm2.
• Temperatura entrada del gas: 30 a 35 °C.
5.4.3.7.- Condensador Final de Amoníaco F-12
Los inertes y el NH3 todavía no condensados entran en el condensador final
F-12, del tipo de haz de tubos vertical. Dado que se debe alcanzar una
temperatura lo más baja posible para obtener una buena recuperación del
amoníaco, se ha empleado como fluido de enfriamiento el NH3 a (-28) °C,
proveniente de los límites de batería.
La temperatura de los inertes que salen del condensador se indica por el
instrumento TR-103-30; la descarga de los gases se realiza a través de la válvula
PCV-3, que al ser accionada por el instrumento PIC-3 mantiene la presión del
sistema en el valor deseado, descargando los inertes al venteo cada vez que la
presión aumenta.
El amoníaco recuperado se recoge en el tanque SR-1, donde también se
recoge el amoníaco de insumo procedente de los límites de batería y que llega al
tanque con dos corrientes diferentes al ser utilizado como medio de enfriamiento
en los enfriadores F-12 y F-14.
La capacidad de enfriamiento del amoníaco de insumo se reparte entre el F-
12 y F-14 (según se requiera) por medio de la válvula TCV-14, accionada por el
controlador de temperatura TIC-14, ajustando así el valor de la temperatura que
se desea en la mezcla que sale del F-12 (-6 ° C).
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El caudal de amoníaco de insumo a la planta se registra en los instrumentos
FI-1 y en el totalizador FIQ-1. En el tanque SR-1 está instalado el LIC-8, que
actúa sobre la válvula LCV-8, regulando el aporte de amoníaco. El amoníaco es
succionado del tambor por la bomba centrifuga PC-5 A/B y se descarga una parte
a la columna C-1 y la otra a la succión de las bombas alternativas PA-2 A/B, para
entrar en el ciclo de alta presión. La temperatura del tanque se lee en la
termocupla TI-101-36.
5.4.4.- SECCIÓN DE PURIFICACIÓN Y RECUPERACIÓN DE BAJA
PRESIÓN (4,5 Kg/cm2).
Se lleva a cabo en los siguientes equipos.
• Descomponedor F-7
• Separador SC-2
• Condensador F-10
• Tanque de Solución de Carbonato SR-3
5.4.4.1.- Descomponedor F-7
La solución que procede de la etapa de descomposición de 18 Kg/cm2, se
expande en la válvula LCV-3 y entra en el descomponedor F-7; éste es un
intercambiador de haz de tubos vertical. Las condiciones de funcionamiento del
descomponedor F-7 son:
• Presión: 4 a 5 kg/cm2.
• Temperatura en el Tope: 130 a 140 °C
El calor de descomposición del carbamato lo proporciona el vapor de 5,5
kg/cm2, que condensa en el lado de la carcasa. La cantidad de vapor se regula
mediante la válvula TCV-3, que es accionada por el instrumento TIC-3, que se
ajusta de acuerdo con la temperatura que se quiere a la salida.
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5.4.4.2.- Separador SC-2
En la expansión de la solución a través de la válvula LCV-3 y durante la
descomposición, se desarrolla una fase mixta donde la fase gaseosa que se
separa de la solución en el separador SC-2.
La fase gaseosa que sale del tope del separador SC-2 pasa a la sección de
recuperación; el líquido se recoge en el fondo del separador SC-2, donde el
instrumento LIC-4 controla el nivel regulando el flujo de líquido a través de la
válvula LCV-4. En el separador se encuentra la alarma por bajo nivel lLA-4 y la
alarma por alto nivel hLA-4.
5.4.4.3.- Condensador de Carbonato F-10
El condensador, es un intercambiador de haz de tubos vertical por donde
circula el agua de enfriamiento necesaria para eliminar el calor de la reacción. Los
gases que proceden del separador SC-2 (NH3, CO2 y H2O) se absorben en una
solución débil de carbonato que procede de la columna C-2 (sección de
recuperación de 0,8 kg/cm2). Las condiciones de operación del condensador F-10
son:
• Presión: 4 a 5 kg/cm2.
• Temperatura en el Tope: 40 a 45 °C.
Los gases y la solución débil de carbonato se mezclan antes de entrar en el
lado de la carcasa del condensador en el cual se verifica la absorción. Los gases
procedentes del separador SC-2, a una temperatura de unos 135°C, burbujean
en el condensador F-10 que trabaja lleno de solución para que la condensación
ocurra en la fase líquida.
El condensado que se forma provoca un aumento del nivel en la solución, la
cual rebosa hasta el SR-3 por la parte media, mientras que los gases que no se
logren condensar también son enviados al SR-3, pero por la parte alta. La
temperatura de la solución se lee en la termocupla TI-101-43.
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El nivel de la solución se mantiene por medio de un rebose mientras una
espía visual (SP) permite averiguar si la solución rebosa. En caso de
taponamiento de la línea del líquido, se puede lavar en los dos sentidos utilizando
el sistema de lavado correspondiente. Un sistema igual de lavado se encuentra
en la línea de gases.
5.4.4.4.- Tanque de solución de Carbonato SR-3
Este tanque tiene dos funciones:
1. Durante la marcha normal recoge la solución de carbonato
condensado en el F-10, las que luego son recirculadas a la sección de
18 kg/cm2.
2. Durante la parada se almacena las soluciones contenidas en las
secciones de alta y media presión, cuando las mismas van a ser
vaciadas.
La solución es succionada por las bombas PC-2 A/B y se envía a la tubería
de entrada del gas al precondensador E-100, donde sirve para hacer condensar
en dicho equipo los gases que salen del tope del separador SC-1. El tanque
recibe también los gases que proceden del F-10 y por esto, encima del tanque, se
ha instalado un regulador de presión que acciona la neumática PCV-12. En el
fondo del tanque hay una conexión de vapor de 5,5 kg/cm2, que sirve para
desgasificar el tanque si es necesario efectuar trabajos de soldadura.
5.4.5.- SECCIÓN DE PURIFICACIÓN Y RECUPERACIÓN DE VACÍO (0,8
Kg/cm2).
Se efectúa en los siguientes equipos.
• Descomponedor F-8
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• Separador SC-3
• Condensador F-9 A/B
• Columna de Absorción de Amoníaco C-2
• Enfriador de Solución de Carbonato F-15
• Tanque de Urea SR-2 A/B
5.4.5.1.- Descomponedor F-8
La solución que procede de la sección de descomposición de 4,5 kg/cm2, se
expande en la válvula LCV-4 y entra en el descomponedor F-8, constituido por un
intercambiador de haz de tubos vertical. Las condiciones de operación son:
• Presión: 0,8 a 0,9 kg/cm2.
• Temperatura Tope: 104 a 109 °C
El calor para la descomposición del residuo del carbonato es suministrado
por vapor a 3,5 kg/cm2 de presión, que condensa en el lado de la carcasa. La
cantidad de vapor necesario se regula mediante la válvula TCV-4, accionada por
el instrumento TIC-4, al cual se le ha ajustado valor de la temperatura que se
desea en la mezcla de salida del descomponedor y que va al separador SC-3.
5.4.5.2.- Separador SC-3
En la expansión de la solución, a través de la válvula TCV-4, y durante la
descomposición, se desarrolla una fase gaseosa que se separa de la solución en
el separador SC-3.
La fase gaseosa que sale del tope del separador SC-3 sigue hacia la
recuperación, mientras que el líquido se acumula en el fondo del separador SC-3,
donde el nivel es indicado por el instrumento LI-9. La solución acuosa de urea de
75 a 80% en peso se puede succionar directamente por medio de la bomba
centrifuga PC-4 A/B y enviarla a la sección de evaporación, o se puede almacenar
en los tanques SR-2 A/B.
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5.4.5.3.- Precondensador y Condensador F-9 A/B
Los gases que proceden del separador SC-3 entran en el precondensador F-
9A, donde se condensan parcialmente hasta 75 °C. Por el fondo del mismo
equipo se descarga o elimina la cantidad de agua de reacción que no ha salido
con la solución de urea de 75 al 80%, esta puede ser enviada al drenaje o al
tanque de efluentes SR-10 perteneciente a la sección de evaporación. La
temperatura de salida se controla regulando el flujo de agua de enfriamiento en el
lado de la carcasa por medio de la válvula TCV-7.
Una temperatura mas baja permite una mayor condensación del agua, pero
al mismo tiempo una mayor pérdida de amoníaco condensado en ella. Las
condiciones de operación del precondensador son:
• Presión: 0,75 a 0,85 kg/cm2.
• Temperatura: 75 a 80 °C.
• La temperatura se lee en la termocupla TI-101-41.
Siendo la presión de trabajo del precondensador F-9 A inferior a la presión
atmosférica, la línea de descarga del condensado termina en un sello hidráulico
para impedir la entrada de aire.
Los gases salen del precondensador F-9 A, entran en el condensador F-9 B,
donde se enfrían hasta una temperatura de casi 44°C por medio de una
circulación de agua de enfriamiento en el lado de la carcasa de intercambiador.
Las condiciones de operación del condensador son:
• Presión: 0,7 a 0,80 kg/cm2.
• Temperatura de los Efluentes: 35 a 40°C.
De la parte inferior del condensador F-9 sale una fase líquida que pasa a la
columna C-2. La temperatura de la fase líquida es indicada por el instrumento TI-
101-46. Los gases en su mayoría constituidos por amoníaco, salen de la parte
superior del condensador a una temperatura aproximada de 44 °C y se envía a la
columna C-2 para su recuperación.
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5.4.5.4.- Columna de Absorción de Amoníaco C-2
Las condiciones de funcionamiento de la columna de absorción de amoníaco
son:
• Presión: 0,65 a 0,75 ATA
• Temperatura Solución Entrada: 5 a 10°C.
• Temperatura Solución Salida: 10 a 15°C.
La columna de absorción es del tipo de relleno con anillos “rashing”, donde la
solución débil de carbonato sub-enfriada en el intercambiador F-15 (absorbente)
desciende del tope y los gases suben desde el fondo en contracorriente. Durante
la absorción del amoníaco y del CO2 residual, la solución se calienta y el calor de
reacción se elimina haciendo circular la solución del fondo de la columna C-2 a
través del intercambiador F-15, donde se enfría.
La temperatura del fondo de la columna se indica por medio del instrumento
TI-101-47 y el nivel de la solución se mantiene en el valor deseado por el
instrumento LIC-7, el cual actúa sobre la válvula LCV-7 controlando la descarga a
través de las bombas centrifugas PC-3 A/B quienes envían la solución a la
sección de recuperación de 4,5 kg/cm2.
La presión del sistema se mantiene por medio del instrumento PIC-2 que
actúa sobre la válvula PCV-2 y regula el vapor de alimentación al eyector EJ-2, el
cual extrae los gases no absorbidos en la columna C-2.
5.4.5.5.- Enfriador de la Solución de Carbonato F-15
La solución de carbonato que se calienta durante la absorción debe ser
enfriada y recirculada a la columna C-2. Parte del fondo de la columna C-2 es
enviado al ciclo de recuperación de 4,5 kg/cm2 específicamente al F-10, a través
de la bomba PC-3 A/B para mantener el balance de material de la columna; el
resto de la solución se envía, por medio de la bomba PC-20 A/B, al rehervidor F-
15 de tipo olla o caldera, donde se enfría vaporizando el amoníaco que se
encuentra en el lado carcasa. El amoníaco vaporizado pasa al condensador F-14
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Secc.: 1 donde se condensa nuevamente por medio del amoníaco de insumo que llega del
límite de batería a la temperatura de -28°C.
El amoníaco condensado en el F-14 se envía nuevamente al fondo del
rehervidor tipo olla F-15, por medio de la bomba PC-21 A/B, y aquí se repite el
ciclo. El nivel en el condensador F-14 se mantiene por medio del LIC-11 que
controla, por medio de la válvula LCV-11, la descarga de la PC-21 A/B. Las
condiciones operativas del intercambiador F-15, del lado de la carcasa son:
• Presión: 4,5 a 5 kg/cm2.
• Temperatura: 0 a 6 °C.
La temperatura de la solución ya enfriada es de unos 6 °C y se indica por
medio del instrumento TI-101-44. Esta temperatura debe ser observada
rigurosamente, puesto que si desciende por debajo de 0°C, pueden producirse
precipitaciones de compuestos sólidos.
La temperatura de la solución se regula por medio del instrumento PIC-14, el
cual controla la presión del amoníaco por acción de la válvula PCV-14 y en
consecuencia la temperatura de evaporación.
5.4.5.6.- Tanques de Urea SR-2 A/B
A la salida de la sección de purificación, la corriente de urea se puede enviar
a los tanques SR-2 A/B, los cuales con sus respectivas capacidades, pueden
absorber la diferencia de carga entre la sección de síntesis y la sección de
evaporación, actuando como pulmones. Los niveles de los tanques son
registrados por los instrumentos LT-12 A/B, mientras que la temperatura de la
solución de urea de los mismos es indicada por los instrumentos TI-101-50 y TI-
101-51. En caso de enfriamiento de la solución el ajuste se realiza con vapor de
3,5 kg/cm2.
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A Pág.: 34 de 54
Secc.: 1
5.4.6.- SECCIÓN DE EVAPORACIÓN AL VACÍO
La función de esta sección es la de concentrar la solución urea, que sale de
la sección de 0,8 ATA a 75%, hasta el 99,8% en peso para luego enviarla a la
sección de perlado. La evaporación de bajo vacío evita trabajar a temperaturas
demasiado elevadas, las cuales incrementarían el contenido de biureto en la urea
al pasar por la sección de concentración.
5.4.6.1.- Concentrador Bajo Vacío F-30
La solución que sale de la sección de 0,8 ATA a una concentración
aproximada de 75% en peso es enviada al primer concentrador F-30 el cual
opera a una presión de 0,3 ATA. Este suministra el calor necesario para la parcial
evaporación del agua contenida en la solución. El calor necesario para la
evaporación del agua es suministrado por medio del vapor de 5,5 ATA.
La solución que alimenta el equipo se encuentra a unos 100°C de
temperatura, y sale a unos 130°C. La temperatura de salida es controlada por
medio del instrumento TIC-157 el cual actúa regulando, por medio de la válvula
TCV-157, el caudal de vapor suministrado al equipo.
5.4.6.2.- Primer Separador de Vacío SC-30
La fase mixta que sale del tope del concentrador de vacío F-30 entra al SC-
30 donde se separan los vapores de NH3, CO2 y agua presentes en la solución
ureica, el cual opera a la presión cerca de -540 mmHg.
Los vapores separados son extraídos por medio del primer grupo de vacío B-
30 y luego condensados; mientras que la solución que sale por el fondo de éste
equipo es enviada, por diferencia de presión, al F-31.
5.4.6.3.- Segundo Concentrador Bajo Vacío F-31
La solución de urea concentrada que sale por el fondo del separador SC-30
es enviada al segundo concentrador de vacío F-31, que opera a la presión de 0,03
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A Pág.: 35 de 54
Secc.: 1 ATA. Este suministra el calor necesario para la evaporación del agua residual
contenida en la solución que sale del SC-30
El calor que se requiere durante la evaporación del agua es suministrado por
vapor de 5,5 ATA. La solución sale de este equipo a unos 140 °C de temperatura,
y éste valor es controlado por medio del instrumento TIC-164 que actúa sobre la
válvula TCV-164, regulando el caudal de vapor suministrado al equipo.
5.4.6.4.- Segundo Separador de Vacío SC-31
La fase mixta que sale del tope del concentrador de vacío F-31 (-715 mmHg)
entra al SC-31 donde se separa los vapores de NH3, CO2 y H2O presentes en la
solución ureica.
Los vapores separados son extraídos por medio del segundo grupo de vacío
B-31 y luego condensados, mientras la solución de urea fundida que sale del
fondo de este equipo es recolectada en el SC-32 para ser luego enviada al cesto
de perlado a través de las bombas PC-30 A/B.
El nivel en el acumulador SC-32 es controlado por medio del instrumento
LIC-165 (provisto de alarmas de alto y bajo nivel) el cual actúa regulando el caudal
de solución de urea fundida enviada por la bomba PC-30 A/B, a través de la
válvula LCV-165.
5.4.6.5.- Grupos de Vacío B-30 y B-31
Su función es crear el vacío necesario para el funcionamiento de las dos
etapas de concentración, para permitir la concentración de la solución proveniente
de la última etapa de recuperación de la planta de urea.
Para lograr la máxima evaporación del agua contenida en la solución de urea
se mantiene una diferencia de vacío entre el sistema F-30, SC-30 y F-31, SC-31
Los grupos de vacío están constituidos por los eyectores de vapor EJ-
10/11/12/13/14/15, del pre-condensador F-32, del pre-condensador F-35 y de los
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A Pág.: 36 de 54
Secc.: 1 condensadores finales F-33/34/36/37, a los cuales se les inyecta agua de
enfriamiento. Los eyectores son alimentados con vapor de 3,5 ATA.
El control de vacío es efectuado por los instrumentos PIC-159 (primera etapa
de concentración) y PIC-162 A/B (segunda etapa de concentración) los cuales,
actuando respectivamente sobre las válvulas PCV-159 y PCV-162 A/B, regulan la
entrada de aire a los dos grupos de vacío.
Entre el primer y segundo separador de vacío está instalado también un
indicador de presión diferencial DPI-160. El condensado que sale de los
condensadores de los grupos de vacío es recogido en el tanque SR-10.
5.4.6.6.- Tanque Recolector de Aguas de Efluentes SR-10
Su función es recolectar el condensado de proceso que sale de los grupos
de vacío y actuar como guardia hidráulica. Dicho condensado contiene amoníaco,
dióxido de carbono y urea. La capacidad de este tanque es de unos 44 m3.
El mismo está equipado de un indicador de temperatura TI-101-62 y de un
indicador de nivel LIT-153 (previsto de alarma de alto y bajo nivel en el tablero de
control).
5.4.7.- SECCIÓN DE PERLADO
La urea fundida proveniente del SC-32 termina en el ciclo de su producción
en la sección de perlado, la cual esta constituida por los siguientes equipos:
• Torre de Perlado B-1
• Cestos de Perlado B-20 A/B
5.4.7.1.- Cesto de Perlado B-20 A/B
La urea fundida se somete al perlado por medio de un cesto rotativo,
diseñado de forma tal que se pueda obtener un producto de granulometría
constante y distribuida uniformemente en la caída. El cesto se acciona por un
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A Pág.: 37 de 54
Secc.: 1 motor eléctrico de velocidad variable, para poder fácilmente perlar más o menos
urea en función de la capacidad de la instalación.
De los dos cestos empleados para producir el perlado deseado uno esta en
funcionamiento y el otro como relevo, listo para ser puesto en marcha de tal forma
que se reduzca al mínimo el tiempo de sustitución del otro equipo.
Cada cesto está unido a un sistema de pantógrafo para poderlo levantar
fácilmente de la posición de trabajo y mediante conexiones rápidas se une a la
línea de urea fundida y a la línea de vapor que se emplea para recalentar el cesto
antes de ponerlo en funcionamiento.
5.4.7.2.- Torre de Perlado B-1
La urea que sale del cesto de perlado bajo la forma de pequeñas gotas, cae
a lo largo de la torre y por medio de aire en contracorriente se enfría y solidifica.
El aire sube a lo largo de la torre por tiro forzado, aspirado por los ventiladores
VV-3/4/5/6, entra por una serie de ventanas situadas en la base de la torre y
después de haber enfriado el producto sale a la atmósfera por la parte superior de
la misma.
La urea solidificada se recoge sobre las cintas transportadoras ET-2 A/B y es
descargada en la cinta recolectora ET-24, ésta a su vez alimenta una tolva
armada de una parrilla que retiene los posibles gruesos o costras que caen de la
torre de perlado.
El producto que sale de la tolva se envía directamente a la cinta
transportadora ET-25, para distribuir el producto a las cintas transportadoras de la
siguiente manera: ET-201 A/B en donde se encuentra la balanza FI-10 y el
totalizador de producción FIQ-10, ET-201 B/B, ET-202 A/A, ET-205 A/C, ET-205
B/C, ET-205 C/C hacia el almacén 302 y ET-20 A/B, ET-201 B/B, ET-202 A/A,
ET-204 A/B, ET-204 B/B hacia el almacén 314.
El producto grueso que se separa en la parrilla de tolva se envía de la cinta
ET-22 al tanque de disolución SR-5, donde se disuelven las costras por medio de
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A Pág.: 38 de 54
Secc.: 1 una solución amoniacal de la fosa SR-14 enviada a través de la bomba PC-28. El
tanque esta provisto de un agitador AG-6, un ventilador VV-2 (para la extracción
de los vapores) y un recalentador que utiliza vapor de 3,5 Kg/cm2.
La solución del tanque SR-5 se succiona por medio de la bomba de reciclo
PC-9 y puede hacerla recircular al mismo tanque o enviarla al tanque de urea SR-
2 A/B, después de hacerla pasar por el filtro de solución FI-7. De este modo se
envía la solución a la sección de evaporación al vacío.
5.4.8.- SECCIÓN DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES
Dicha sección tiene la doble finalidad de:
1. Resolver el problema de contaminación creado por las descargas
líquidas de la planta.
2. Recuperar el mismo tiempo los reactivos que de una u otra forma se
desperdician, reciclándolos al proceso e incrementando de esta forma
el factor de utilización de los mismos.
Esta constituida por los siguientes equipos:
• Precalentador de la Columna de Destilación F-39 A/B
• Columna de Destilación C-10
• Precalentador del Hidrolizador F-40 A/B
• Hidrolizador de Urea F-41
• Re-hervidor de la Columna de Destilación F-43
• Condensador de Cabeza de la Columna de
Destilación F-42
• Acumulador de Reflujo SR-12
• Enfriador del Condensador del Hidrolizador F-44
Esta sección puede marchar independientemente de la planta de urea
gracias a la gran capacidad del tanque de recolector de aguas efluentes SR-10.
El agua que contiene amoníaco, CO2 y urea, proveniente desde el primer y el
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A Pág.: 39 de 54
Secc.: 1 segundo grupo de vacío de la sección de evaporación al vacío, es almacenada en
el tanque recolector de aguas de efluentes SR-10.
De ahí es bombeada, a través de las bombas PC-31 A/B a la columna de
destilación C-10, la cual opera a la presión aproximadamente 1,5 ATA.
5.4.8.1.- Precalentadores de la Columna de Destilación F-39 A/B
Su función es la de precalentar la solución bombeada por las bombas PC-31
A/B en contracorriente con el agua purificada que sale del fondo de la columna de
destilación, antes de que esta ingrese a la C-10.
5.4.8.2.- Columna de Destilación C-10
En dicha columna se encuentran instalados 17 platos en el tramo superior y
28 platos en el tramo inferior. El espacio entre plato y plato en los tramos superior
e inferior es de 510 mm; los dos tramos son separados por un plato chimenea.
La alimentación de la columna se efectúa al plato Nº 30 o al plato Nº 43. La
solución es enviada al tramo superior de la columna donde se efectúa la primera
separación del amoníaco a la temperatura de unos 100°C. El caudal de agua que
es enviada por la bomba PC-31 A/B es controlado por el instrumento FIC-221 el
cual actúa sobre la válvula FCV-221, puesta a la descarga de dicha bomba.
La temperatura de salida del agua que alimenta la columna es indicada por
medio del instrumento TI-101-66, mientras que la temperatura del agua tratada
que sale del F-39 A/B es indicada por el instrumento TI-101-74.
Debido a que la solución está contaminada con urea, una parte de ésta sale
por el plato chimenea y es enviada, por medio de las bombas PC-32 A/B al
Precalentador del Hidrolizador F-40 A/B.
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A Pág.: 40 de 54
Secc.: 1
5.4.8.3.- Precalentador del Hidrolizador F-40 A/B
Aquí la solución que sale de la C-10 se precalienta en contracorriente con el
agua que sale del Hidrolizador F-41. La solución alimenta el hidrolizador a una
temperatura de 200°C.
El caudal de solución, que desde el plato chimenea es enviada al F-40 A/B,
es regulada por la válvula LCV-222 puesta a la descarga de la bomba PC-32 A/B,
controlada a su vez por el instrumento LIC-222. De la misma forma, el caudal de
agua que sale del hidrolizador y alimenta el F-40 A/B, es regulado por la válvula
LCV-228 puesta a la salida del F-40 A/B, controlada a su vez por el instrumento
LIC-228.
Las termocuplas TI-101-67/71/73, indican las temperaturas de entrada y
salida del intercambiador de la solución que sale del plato chimenea de la
columna y del agua que sale del hidrolizador.
5.4.8.4.- Hidrolizador F-41
La solución calentada por el F-40 A/B pasa al Hidrolizador F-41, donde se
descompone la urea en amoníaco y CO2 por medio de vapor de 30 Kg/cm2,
suministrado directamente al equipo.
La presión de trabajo del hidrolizador es controlada por el instrumento PIC-
229, que actúa sobre la válvula PCV-229, puesta en la línea de descarga de los
vapores. Se ha previsto también alarmas por alto y bajo nivel con señal en el
tablero de control; el caudal de vapor que alimenta el hidrolizador es controlado
por el instrumento FIC-223, que actúa sobre la válvula FCV-223. La temperatura
de operación del hidrolizador es indicada por el instrumento TI-227 y registrada
por el instrumento TI-101-72.
El agua tratada en el hidrolizador regresa a la columna alimentando el tope
del tramo inferior de la misma, en el cual el amoníaco residual es separado por
medio de vapor producido en el rehervidor F-43, el cual a su vez es alimentado
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DESCRIPCIÓN DE PROCESOS PLANTA DE UREA INSTALACIÓN 301-A Pág.: 41 de 54
Secc.: 1 con vapor de 5,5 ATA. El caudal de vapor que alimenta el rehervidor es controlado
por el instrumento FIC-224, que actúa sobre la válvula LCV-224.
El nivel del líquido en el fondo de la columna es controlado por medio del
instrumento LIC-224, que actúa regulando el caudal del líquido descargado por
medio de la válvula LCV-222, puesta a la salida de intercambiador F-44 A/B.
Los vapores que salen del tope de la columna son condensados, junto con
los vapores del hidrolizador, por el Condensador F-42 por medio de agua de
enfriamiento y es controlado por el instrumento FIC-222, que actúa sobre la
válvula FCV-222. La solución producida es recuperada en el acumulador de reflujo
SR-12, desde el cual una parte de esta solución es enviada como reflujo al tope
de la columna C-10 por medio de las bombas PC-33 A/B. El exceso de solución
carbamato de amonio del SR-12 es reciclado al condensador de carbamato de
amonio F-10 de la sección de recuperación a 4,5 kg/cm2.
El agua purificada que contiene solamente trazas de amoníaco, es enfriada
desde 130°C hasta 70°C en los intercambiadores F-39 A/B y luego es enviada al
enfriador del condensado del proceso F-44, donde es enfriada hasta una
temperatura de 45°C aproximadamente. El intercambiador de calor tiene lugar por
medio de agua de enfriamiento que atraviesa el intercambiador por el lado de la
carcasa.
La cantidad de agua tratada descargada de la sección de tratamiento de
aguas efluentes es medida por medio el instrumento FIT-225 y regulada por la
válvula LCV-224.
6. APÉNDICES
APÉNDICE 1: EQUIPOS PRINCIPALES DE LA SECCIÓN DE SÍNTESIS Y RECUPERACIÓN DE ALTA PRESIÓN
(150 kg./cm
2 )
TAG
Nombre del Equipo
Capacidad
del Equipo (m
3 )
(1)
Fluido que maneja
Flujo
kg/h (2)
Flujo
kg/h (2)
CO
2 15.291
61,40
NH3
21.531
36,36
Carbamato de Amonio
64.799
59,2
A-1
Reactor de Síntesis
77
Solución de Urea al 32,51%
101.621
101,4
Solución de Urea al 32,51%
101.621
101,4
NH3
12.512
144,0
Vapor de Salida: 63,6% NH3;
23,2% CO
2 37.293
299,6
F-1
Despojadora
(Stripper)
113
Salida Solución de Urea al
42,97%
76.840
80,54
Vapor al C
ondensador: 52,1%
NH3; 41,8% CO
2 45.532
347
Reciclo: 42,59% NH3; 41,8%
CO
2 18.012
16,61
Reciclo de Agua
2.271
1,96
F-5
Condensador de
Carbamato de
Amonio
8
Salida al F-5: 47,7% NH3;
37,45% CO
2; 2,17% Urea
65.815
60,99
Vapor de Salida del F-1
37.293
299,6
Carbamato de Amonio
64.799
59,2
F-6
Condensador de
Carbamato de
Amonio
8
Vapor de Salida del F-6:
66,6% NH3; 2,07% CO
2 1.016
11,0
Referencias:
(1). Instrucciones de Trabajo. Planta de Urea, Inst. 301-A. 30/05/2000
(2). B
alance de materia N° DIS-6D-6D-06504. UREA 750 TM/D (Diseño). Snam
progetti, 08/10/1969
APÉNDICE 2: EQUIPOS PRINCIPALES DE LA SECCIÓN DE PURIFICACIÓN Y RECTIFICACIÓN DE MEDIA PRESIÓN
(18 kg./cm
2 )
TAG
Nombre del
Equipo
Capacidad
del Equipo (m
3 )
(1)
Fluido que maneja
Flujo
kg/h (2)
Flujo
kg/h (2)
Salida Solución de Urea del
F-1 al 42,97%
76.840
80,54
SC-1
Separador de
Vaporesde Alta
Presión
14
Vapor a la C-1: 75,91% NH3; 17,93% CO
2 26.656
2.500
F-4
A/B
Descomponedores
de Media Presión
Solución de Urea: 7,08% NH3; 1,99% CO
2;
64,5% Urea
51.200
45
Salida de Vapor: 99,09% NH3
35.834
2.600
Reciclo de Carbonato: 44,47% NH3; 10,72%
CO
2 7.610
8,34
Amoníaco al 99,91%
19.580
33
Reciclo: 42,59% NH3; 31,07% CO
2 18.012
16,61
C-1
Columna de
Absorción de CO
2 y Rectificación de
NH3
19
Solución de Urea: 7,08% NH3; 1,99% CO
2;
64,5% Urea
51.200
45
Salida de Vapor: 99,09% NH3
35.834
2.600
Amoníaco al 100%
32.972
56,8
F-13
A/B
Condensadores de
Amoníaco
5,03
Vapor: 87,77% NH3
2.862
238,5
Amoníaco al 100%
32.972
56,8
SR-1
Tanque de
Amoníaco
36,2
Vapor: 87,77% NH3
2.862
1,7
F-12
Condensador Final
de Vapores de NH3
0,50
Amoníaco al 99,9%
1.097
22,7
Salida de Inertes del F-12: 9,85% NH3
325
22,7
Salida de A,opníaco del S
R-1: 99,91% NH3
53.623
90,5
C-3
Columna de
Absorción de
Amoníaco
Entrada de Amoníaco al 99,9%
17.017
27,4
Referencias:
(1). Instrucciones de Trabajo. Planta de Urea, Inst. 301-A. 30/05/2000
(2). B
alance de materia N° DIS-6D-6D-06504. UREA 750 TM/D (Diseño). Snam
progetti, 08/10/1969
APÉNDICE 3: EQUIPOS PRINCIPALES DE LA SECCIÓN DE PURIFICACIÓN Y RECTIFICACIÓN DE BAJA
PRESIÓN
(4,5 kg./cm
2 )
TAG
Nombre del
Equipo
Capacidad
del Equipo (m
3 )
(1)
Fluido que maneja
Flujo
kg/h (2)
Flujo
kg/h (2)
F-7
Descomponedor
de Baja Presión
1,60
Solución de Urea: 7,08% NH3; 1,99% CO
2;
64,5% Urea
51.200
45
Vapor de Salida: 48,98% NH3; 12,06% CO
2;
38,96% Urea
4.918
1.970
SC-2
Separador de
Vapores de Media
Presión
5,30
Solución de Urea: 2,65% NH3; 0,93% CO
2;
71,15% Urea
46.282
40,1
Vapor de Salida del S
C-2: 48,98% NH3;
12,06% CO
2; 38,96% Urea
4.918
1.970
Entrada al F-10: 36,22% NH3; 8,28% CO
2;
55,5% Urea
2.692
2,87
F-10
Condensador de
Carbonato
4
Salida del F-10: 44,47% NH3; 10,72% CO
2 7.610
8,34
SR-3
Tanque de
Solución de
Carbonato
56,7
Salida del F-10, entrada al S
R-3: 44,47%
NH3; 10,72% CO
2 7.610
8,34
Referencias:
(1). Instrucciones de Trabajo. Planta de Urea, Inst. 301-A. 30/05/2000
(2). B
alance de materia N° DIS-6D-6D-06504. UREA 750 TM/D (Diseño). Snam
progetti, 08/10/1969
APÉNDICE 4: EQUIPOS PRINCIPALES DE LA SECCIÓN DE PURIFICACIÓN Y RECTIFICACIÓN DE PRESIÓN
DE VACÍO (0,8 kg./cm
2 )
TAG
Nombre del
Equipo
Capacidad
del Equipo (m
3 )
(1)
Fluido que maneja
Flujo
kg/h (2)
Flujo
kg/h (2)
F-8
Descomponedor
de Vacío
2,4
Solución de Urea: 2,65% NH3; 0,93% CO
2;
71,15% Urea
46.282
40,1
Entrada Solución de Urea: 2,65% NH3; 0,93%
CO
2; 71,15% Urea
46.282
40,1
Vapor: 20,56% NH3; 4,42% CO
2; 75,02% Urea
5.044
10.960
SC-3
Separador de
Vapores de Baja
Presión
8,80
Solución de Urea: 0,5% NH3; 0,5% CO
2;
79,62% Urea
41.238
34,9
Entrada de Vapor: 82,35% NH3; 8,45% CO
2 793
1.610
Solución de Entrada: 16,96% NH3; 8,21% CO
2 1.899
1,97
Reciclo de Entrada: 36,22% NH3; 8,21% CO
2 80.959
86,12
C-2
Columna de
Absorción de NH3
5,7
Salida de C-2
83.651
89,2
Vapor: 20,56% NH3; 4,42% CO
2; 75,02% Urea
5.044
10.960
Solución de Urea: 16,96% NH3; 8,21% CO
2 1.899
1,97
F-9
A/B
Precondensador y
Condensador
Vapor del C
-2: 82,35% NH3; 8,45% CO
2 793
1.610
Solución Amoniacal: 36,22% NH3; 8,28% CO
2;
55,5% H
2O
83.651
89,2
F-15
Enfriador de
Solución de
Carbonato
4,30
Solución Amoniacal: 36,22% NH3; 8,28% CO
2;
55,5% H
2O
80.959
86,12
F-14
Condensador de
Amoníaco de
Enfriamiento
0,82
Amoníaco: 99,9%
17.017
27,4
Referencias:
(1). Instrucciones de Trabajo. Planta de Urea, Inst. 301-A. 30/05/2000
(2). B
alance de materia N° DIS-6D-6D-06504. UREA 750 TM/D (Diseño). Snam
progetti, 08/10/1969
210 °C
3.6 kg/cm
2
TG-16
TV-1
1° Etapa
2° Etapa
4° Etapa
3° Etapa
5° Etapa
PCV 319
ATM.
PCV-6
F-25A
F-25B
F-11
FCV 1.1
F-25C
2BCL306/
F-25D
FCV 1.2
CO
2
Vapor
BCL205
XE – 2AX
XE – 2AY
XE – 4AX
XE – 4AY XE – 5AY
XE – 5BY
PCV-7
FIT-1.1
FIT-1.2
HSV 1
XE – 2BX
XE – 2BY XE – 4BX
XE – 4BY
40 °C
< 600 m
mH2O
40 °C
3.6 kg/cm
2
48 °C
40 kg/cm
2
145 °C
40 kg/cm
2
196 °C
17 kg/cm
2
48 °C
17 kg/cm
2
109 °C
69 kg/cm
2
48 °C
69 kg/cm
2
280 - 290 °C
30 kg/cm
2
Aire
F-20 50 – 60 °C
- (450 – 660) mmHg
8500 – 9300 RPM
(140 – 150) °C
(145 -150) kg/cm
2
12000 Nm
3 /h
CO
2 ( 97.6 - 98.5)%
N2 (1.12 - 1.15) %
O
2 (0.3 - 0.4) %
H2 < 0,5 %
FVC-1
VA AL
SC-14
H V C-
1.
P V C-
1.
VS-125
ATM.
ATM.
ATM.
2MCL607/SC-15
SC-17
SC-18
SC-16
SC-11
< 70 °C
((-88) – 450) mm H
2O
7. ANEXOS
ANEXO 1.
FIGURA N° 2: SECCIÓN DE COMPRESIÓN DEL CO
2
F-6
F-5
F-1
A-1
EJ-1
Viene del
CC-1
CO
2 + Aire
NH3
+
Carb
amat
o
P C V-
H S V-
PCV-318
Vapor de
30 kg/cm
2
PCV-4
Vapor
de 26
kg/cm
2
L C V-
Vapor de
3,5 kg/cm
2
Vapor de 5,5
kg/cm
2
PCV-1A PCV-1B
L C V-
11
Viene del
PA-1 A/B (C-
1)
H S V- 2
L C V-
11
S R
- 6
Viene de
PC-22 A/B
SC-5
SC-6
NH3
L C V-
10
Viene de
SC-14
ATM.
Va al
Fondo
F-4B
Urea
al
SC-1
PA- 2 A/B
Va al
SC-14
182-185 °C
150 kg/cm
2
Urea (30-34) %,
NH3, CO
2, H
2O
Carbamato y
Gases inertes
172-175 °C
145 -153 kg/cm
2 NH3/CO
2 = 3.3 – 3.6
H20/CO
2 = 0,4 – 0,6
185-195 °C
NH3, CO
2, H
2O,
Gases inertes
202-208 °C
Urea 42 %
min,
NH3, CO
2, H
2O
Carbamato
160-170 °C
NH3, CO
2, H
2O
Carbamato
150-160 °C
NH3, CO
2, H
2O
Carbamato
155 °C
145 -153 kg/cm
2
NH3, CO
2, H
2O
Carbamato
Líquido
~
TCV-
102
HCV-6
ME-18
ANEXO 2.
FIGURA N° 3: SECCIÓN DE SINTESIS Y RECUPERACION DE ALTA PRESIÓN (150 kg/cm
2 ).
ANEXO 3.
FIGURA N° 4: SECCIÓN DE PURIFICACIÓN Y RECUPERACION DE MEDIA PRESIÓN (18 kg/cm
2 ).
SR -
7
NH3 desde
Lím
ite de
batería -28°C
Va al
ME-18
SC-1
E-100
C-1
SR-1
F-14
Viene
del F15
Va al
F15
C-3
F-12
Viene del
Tope F-6
Viene del
Fondo de
F-1
Urea
al F-7
Viene del
SR-3
Va al
SC-10
Vapor de
5,5 kg/cm
2
PA-1A/B
Vapor de
10 kg/cm
2
TCV-13
LCV-3
TCV-11
LCV-6
Ent. H
2O
enfria.
Sal. H2O
enfria.
F-4A
F-4B
HCV-7
Ent. H
2O
enfria.
H2O
PCV-1A
H2O
del
SC-14
HCV-3
TCV-14
LCV-2
LCV-116
Atm
.
H S V- 3
T C V- 2
Va a PA-2A/B
PC-5 A/B
PC-1 A/B
L C V- 8
PCV-3
18 kg/cm
2 Urea
42 %
min, NH
3,
CO
2, H
2O
Carbamato
155 °C
NH
3, CO
2, H
2O
Carbamato
30 - 35 °C
40-45 °C NH
3
Rectificado
75 -85 °C
40 – 80 %
Nivel
20 - 35°C
20 – 80
%Nivel
150 - 158 °C
95 - 105 °C 160 - 178 °C
Urea 60% min,
NH
3, CO
2, H
2O
Carbamato
12 °C
30 - 35 °C
Va al
SC-10
PC-2 A/B
HCV-2
Va al SR-3
F-13B
F-13A
ANEXO 4.
FIGURA N° 5: SECCIÓN DE PURIFICACIÓN Y RECUPERACION DE BAJA
PRESIÓN (4,5 kg/cm
2 ).
F-7
SR-3
ATM.
PC-2 A/B
~~
LCV-6
F-10
ATM.
PCV -12
PC-3 A/B
LCV-7
140 °C
Urea al 71,15%
hacia F-8
SC -2
Viene
del
SC-1
LCV -4
Vapor de
5,5 kg/cm
2
Va al
SC-10
H2O
de
Enriamiento
Viene del
C-2
LCV-3
Va al
E-100
TCV-3
4,5 kg/cm
2
155 °C
4,5 kg/cm
2
130-140 °C
Urea al 64,5%
140°C
NH
348.98%
CO
212.06%
H
2O 38.96%
40 -44°C
NH
344.47%
CO
210.72%
H
2O 44.81%
40 -44°C
NH
344.47%
CO
210.72%
H
2O 44.81%
2.9 –3.6 kg/cm
2
10 –
90 %Nivel
HCV-2
Viene del Fondo del C
-1~~
Viene de la
PC-33 A/B
F-7
SR-3
ATM.
PC-2 A/B
~~
LCV-6
F-10
ATM.
PCV -12
PC-3 A/B
LCV-7
140 °C
Urea al 71,15%
hacia F-8
SC -2
Viene
del
SC-1
LCV -4
Vapor de
5,5 kg/cm
2
Va al
SC-10
H2O
de
Enriamiento
Viene del
C-2
LCV-3
Va al
E-100
TCV-3
4,5 kg/cm
2
155 °C
4,5 kg/cm
2
130-140 °C
Urea al 64,5%
140°C
NH
348.98%
CO
212.06%
H
2O 38.96%
40 -44°C
NH
344.47%
CO
210.72%
H
2O 44.81%
40 -44°C
NH
344.47%
CO
210.72%
H
2O 44.81%
2.9 –3.6 kg/cm
2
10 –
90 %Nivel
HCV-2
Viene del Fondo del C
-1~~
Viene de la
PC-33 A/B
F-8
Urea al F-30
75 – 80 %
SC - 3
Viene
del
SC-2
Vapor de
3,5 kg/cm
2
Va al
SC-10 TCV-4
LCV - 4
C - 2
SR – 2 A/B
F-14
H2O
de
Enfria
NH
3 Viene de
la PC-1 A/B
F-15
SR-10
EJ-2
Vapor de
5,5 kg/cm
2
H2O
de
Enfria
PC-4 A/B
TCV-7
PCV-2
PC-20 A/B
PC-3 A/B
LCV-7
LCV-11
PCV-14
F-9B
F-9A
PC-21 A/B
0,8 kg/cm
2 105-110 °C
71,15%
0,8 kg/cm
2 105 -110 °C
NH3 20,56%
CO
2 4,42%
H2O
75,02%
Va al
SR-10
0,7-0,9 kg/cm
2 44 °C
75°C
NH3 9,63%
H2O
90.37%
0,8 kg/cm
2 100°C
Urea 75-80%
10 – 80 %
Nivel
5-10 °C
NH3, CO
2,
H2O
11 -22 °C
NH3 20,56%
CO
2 4,42%
H2O
75,02%
Va hacia F-10
10 - 15 °C
NH3 = 100
0 - 6 °C
NH3 = 100
Va a
Serv.
Indus.
F-15
FI-3 A/B ANEXO 5.
FIGURA N° 6: SECCIÓN DE PURIFICACIÓN Y RECUPERACION DE VACÍO (0,8 kg/cm
2 ).
ANEXO 6.
FIGURA N° 7: SECCIÓN DE EVAPORACIÓN AL VACÍO
PC-4 A/B
SC-30
SC-31
Atm
.
Entrada de
agua de
enfriamiento
Salida de agua
de
enfriamiento
PC-30 A/B
del S
R-13
Form
ourea
UF-85
Urea
del
SR-2
TCV-157
TCV-164
Vapor de
5,5 2
Vapor de 5,5
kg/cm
2
Cond. Al
SC-10
Cond. al
SC-10
F-30
F-31
Urea
Hacia
Perlado
FIC-6
F-32
F-35
Vapor
3.5 kg/cm
2
Vapor
3.5 kg/cm
2
PCV-162
EJ-13
EJ-14
EJ-15
EJ-11
EJ-10
PCV-159
EJ-12
Viene de
F-9 A
Viene de
EJ-2
PC-31 A/B
Va a
tratamiento de
efluentes
LCV-165
SR-10
95-110 °C
5 kg/cm
2
70 – 80% Urea
128-132 °C
0.3 kg/cm
2
95.03% Urea
137 - 140 °C
99.67% Urea
130 °C
0.3 kg/cm
2
0.98% Urea
136-140 °C
0.03 kg/cm
2
7.22% Urea
45 °C
1,033 kg/cm
2
1,22% Urea
SC-32
FI-3 A/B
F- 34
138-141°C
F- 36
F- 37
F- 33
ANEXO 7.
FIGURA N° 8: SECCIÓN DE PERLADO
PC-9
PC-28
Va al SR-2
ET-2 A/B
ET-24
ET-22
ET-25
ET-201 A/B
ET-201 B/B
ET-202 A/B
Aire
SR-5
AG-6
VV-3/4
VV-5/6
B-1B-20 A/B
Urea
137 -140 °C
99.67%
Urea Perlada
70 -75 °C
Hum
edad = 0.6% m
áx.
Biureto = 1.5% máx.
Form
aldehído = 0.2 m
inGranulom
etría:
Tamiz +8 = 3% m
áx.
Tamiz +20 = 95%
mín.
Tamiz -20 = 2%
máx.
FI-7
SR-14
Lavado de Caballete
PC-9
PC-28
Va al SR-2
ET-2 A/B
ET-24
ET-22
ET-25
ET-201 A/B
ET-201 B/B
ET-202 A/B
Aire
SR-5
AG-6
VV-3/4
VV-5/6
B-1B-20 A/B
Urea
137 -140 °C
99.67%
Urea Perlada
70 -75 °C
Hum
edad = 0.6% m
áx.
Biureto = 1.5% máx.
Form
aldehído = 0.2 m
inGranulom
etría:
Tamiz +8 = 3% m
áx.
Tamiz +20 = 95%
mín.
Tamiz -20 = 2%
máx.
FI-7
SR-14
Lavado de Caballete
ANEXO 8.
FIGURA N° 9: SECCIÓN DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES
PC-31 A/B
SR-10
FCV-221F-41
F-40
F-44
F-43
LCV-222
PC-32 A/B
LCV-228
LCV-224
FCV-223
1,5 –7 Tm/h
Vapor de
30 Kg/cm
2
PCV-229
FCV-222
C-10
F-42
PC-33 A/B
Hacia
F-10
Hacia
SR-10
LCV-226
Atm.
FCV-224
3 –4 Tm/h
Vapor de
5.5 Kg./cm
2
PCV-224
SR-12
Entrada
de H
2O
enfria.
14 -16 m
3 /h
NH
33,63 %
CO
21,36 %
H2O 93,79%
Urea 1,22%
98 –110 °C
103 –
109 °C
1,5 –
1,6 kg/cm
2
NH333
,01%
CO2 14
,10%
H2O
52
,89%
218 –225 °C
200 -210 °C
115 –130 °C
NH
30,3%
CO
20,2%
H2O
98,37%
Urea 1,13%
35 –
45 °C
131 –13
5 °C
NH
3<
5 ppm
Urea <
5 ppm
14 –
20 m
3 /h
40 –
50 °C
70–85 °C
140 –15
0 °C
NH
30,4%
CO
20,3%
H2O
99,3%
220 °C
27 –
31 kg/cm
2
NH316,40%
CO2 22,60%
H2O
61%
Salida
de H
2O
enfria.
FT-225
F-39Entrada
de H
2O
enfria.
Salida
de H
2O
enfria.
PC-31 A/B
SR-10
FCV-221F-41
F-40
F-44
F-43
LCV-222
PC-32 A/B
LCV-228
LCV-224
FCV-223
1,5 –7 Tm/h
Vapor de
30 Kg/cm
2
PCV-229
FCV-222
C-10
F-42
PC-33 A/B
Hacia
F-10
Hacia
SR-10
LCV-226
Atm.
FCV-224
3 –4 Tm/h
Vapor de
5.5 Kg./cm
2
PCV-224
SR-12
Entrada
de H
2O
enfria.
14 -16 m
3 /h
NH
33,63 %
CO
21,36 %
H2O 93,79%
Urea 1,22%
98 –110 °C
103 –
109 °C
1,5 –
1,6 kg/cm
2
NH333
,01%
CO2 14
,10%
H2O
52
,89%
218 –225 °C
200 -210 °C
115 –130 °C
NH
30,3%
CO
20,2%
H2O
98,37%
Urea 1,13%
35 –
45 °C
131 –13
5 °C
NH
3<
5 ppm
Urea <
5 ppm
14 –
20 m
3 /h
40 –
50 °C
70–85 °C
140 –15
0 °C
NH
30,4%
CO
20,3%
H2O
99,3%
220 °C
27 –
31 kg/cm
2
NH316,40%
CO2 22,60%
H2O
61%
Salida
de H
2O
enfria.
FT-225
F-39Entrada
de H
2O
enfria.
Salida
de H
2O
enfria.
ANEXO 9.
FIGURA N° 10: DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA PLANTA DE UREA
COMPRESIÓN
DE CO
2
CO
2
P = 200-450 m
mH2O
T = 60-70°C
F = 467-583 TMD
Aire
P = 7-7,5 Kg/cm
2
F = 3120-5760 m
3/DNH3
P = 200-210 Kg/cm
2
T = 30-35°C
F = 480-600 TMD
NH3
P = 20-25 Kg/cm
2
T = 20-26°C
F = 480-600 TMD
NH3
P = 18-20 Kg/cm
2
T = -33-(-25)°C
F = 360-450 TMD
Venteo
CO
2
P = 145-150 Kg/cm
2
T = 135-145°C
Venteo
Venteo Venteo
Urea: 42% m
ín.
P = 145-150 Kg/cm
2
T = 200-208°C
Urea: 64,5%
Solución débil
de carbonato
Urea: 71,15%
Urea: 74% m
ín.
Form
urea
Urea: 99,7%
H2O: 0,33%
P = 11-15 Kg/cm
2
Polvo de Urea
al ambiente
≤150 m
g/m
3
Urea
T = 70-75°C
Humedad: 0,6 máx.
F = 600-750 TMD
Agua Tratada
NH3≤5 ppm
Urea: 1,22%
NH3: 3,63%
CO
2: 1,36%
H2O: 93,79%
NH3: 36,28%
CO
2: 8,28%
H2O: 55,5%
Recuperación de
costras de Urea
Urea: 20,3%
NH3: 30%
CO
2: 13%
H2O: 54,7%
Solución de carbonato
BOMBEO DE
NH3
SÍNTESIS DE UREA
Y RECUPERACIÓN A
ALTA PRESIÓN
PURIFICACIÓN DE UREA
Y RECUPERACIÓN
A MEDIA PRESIÓN
PURIFICACIÓN DE UREA
Y RECUPERACIÓN
A BAJA
PRESIÓN
PURIFICACIÓN DE UREA
Y RECUPERACIÓN
DE VACÍO
EVAPORACIÓN
PERLADO
TRATAMIENTO DE
EFLUENTES
COMPRESIÓN
DE CO
2
CO
2
P = 200-450 m
mH2O
T = 60-70°C
F = 467-583 TMD
Aire
P = 7-7,5 Kg/cm
2
F = 3120-5760 m
3/DNH3
P = 200-210 Kg/cm
2
T = 30-35°C
F = 480-600 TMD
NH3
P = 20-25 Kg/cm
2
T = 20-26°C
F = 480-600 TMD
NH3
P = 18-20 Kg/cm
2
T = -33-(-25)°C
F = 360-450 TMD
Venteo
CO
2
P = 145-150 Kg/cm
2
T = 135-145°C
Venteo
Venteo Venteo
Urea: 42% m
ín.
P = 145-150 Kg/cm
2
T = 200-208°C
Urea: 64,5%
Solución débil
de carbonato
Urea: 71,15%
Urea: 74% m
ín.
Form
urea
Urea: 99,7%
H2O: 0,33%
P = 11-15 Kg/cm
2
Polvo de Urea
al ambiente
≤150 m
g/m
3
Urea
T = 70-75°C
Humedad: 0,6 máx.
F = 600-750 TMD
Agua Tratada
NH3≤5 ppm
Urea: 1,22%
NH3: 3,63%
CO
2: 1,36%
H2O: 93,79%
NH3: 36,28%
CO
2: 8,28%
H2O: 55,5%
Recuperación de
costras de Urea
Urea: 20,3%
NH3: 30%
CO
2: 13%
H2O: 54,7%
Solución de carbonato
BOMBEO DE
NH3
SÍNTESIS DE UREA
Y RECUPERACIÓN A
ALTA PRESIÓN
PURIFICACIÓN DE UREA
Y RECUPERACIÓN
A MEDIA PRESIÓN
PURIFICACIÓN DE UREA
Y RECUPERACIÓN
A BAJA
PRESIÓN
PURIFICACIÓN DE UREA
Y RECUPERACIÓN
DE VACÍO
EVAPORACIÓN
PERLADO
TRATAMIENTO DE
EFLUENTES