Operación optimizada del sistema de alta presión para la producción de urea por destilación con dióxido de carbono

Thread Content

Los factores que influyen en el equilibrio de la reacción son, principalmente: la temperatura, N/C, H/C y la presión de operación. Por lo tanto, es necesario optimizar estos aspectos: 1. Aumentar adecuadamente la temperatura de reacción ayuda a incrementar la tasa de conversión de la urea. Sin embargo, la temperatura no debe superar en exceso la presión de equilibrio del sistema a presión de operación; de lo contrario, es fácil que se corroan los revestimientos del tanque de síntesis. 2. Aumentar adecuadamente la relación nitrógeno-carbón es beneficioso para favorecer la formación de los productos finales y mejorar la tasa de conversión del dióxido de carbono. Sin embargo, solo se debe elegir esa relación cuando se logra la mayor velocidad de producción de urea. En el proceso de destilación por vapor de dióxido de carbono, una relación nitrógeno-carbón de aproximadamente 2,9 es la más adecuada. De lo contrario, si esta relación es demasiado alta, puede producirse un desequilibrio en el proceso de autoignición, lo que conlleva una disminución de la temperatura de reacción y, por ende, de la tasa de conversión. 3. Cuando la relación agua-carbón es demasiado alta, la temperatura del líquido que sale de los reactores de refrigeración y de síntesis aumenta, mientras que la presión de síntesis disminuye. Al mismo tiempo, la tasa de conversión también disminuye. La cantidad de amonio metilado que se descompone en el reactor de destilación aumenta, lo que a su vez incrementa el consumo de vapor. Como consecuencia, la carga del sistema de recuperación a baja presión aumenta. Para controlar esta relación, solo se puede hacerlo ajustando el contenido de agua en la solución de amonio metilado. Para controlar ese contenido de agua, es necesario realizar ajustes en el sistema de recuperación por circulación a baja presión y en el sistema de hidrólisis y desorción. Por lo tanto, aumentar la cantidad de líquido recuperado y, así, la concentración de la solución de amonio metilado, es una buena estrategia. 4. La reacción de síntesis de urea es una reacción que conlleva una disminución del volumen. Aumentar adecuadamente la presión favorece esta reacción; además, la tasa de conversión de la urea también aumenta con el aumento de la presión. Cuando la tasa de conversión alcanza un valor determinado, seguir aumentando la presión ya no sirve de nada. Por lo tanto, es más adecuado mantener una presión operativa unos 2–3 Mpa por encima de la presión de equilibrio. 5. La reacción de síntesis de urea consiste en la deshidratación del metilammonio para formar urea. La velocidad de deshidratación del metilammonio aumenta a medida que aumenta la temperatura y la relación entre el amoníaco y el carbono. Para que la reacción de deshidratación del metilammonio tenga lugar de manera completa, es necesario que los materiales permanezcan suficiente tiempo dentro de la torre de síntesis. Aumentar adecuadamente este tiempo de retención contribuye a la producción de urea.