DISEÑO DE UNA PLANTA DE OBTENCION DE AMONIACO CON LA

TECNOLOGIA KELLOGG BROWN.

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo general.

Diseñar una planta de obtención de Amoniaco a partir de Gas Natural utilizando la

tecnología de Kellogg Brown en el simulador ASPEN HYSYS.

1.2. Objetivos específicos.

Definir parámetros y variables de operación de la planta de obtención de

amoniaco.

Revisar resultados obtenidos con el simulador ASPEN HYSYS.

Evaluar la capacidad productiva de la planta.

2. RESULTADOS OBTENIDOS.

2.1. Cromatografía del Gas Natural del campo Carrasco

2.2. Diagrama del proceso Kellogg Brown.

2.3. Datos de ingeniería para el proceso de Kellog Brown.

2.3.1. Caudal de GN utilizado para el diseño de la planta.

Para el cálculo del caudal de gas natural que se utilizara en el proyecto se tomó la

siguiente relación obtenida de un dato brindado por un proyecto de una planta de urea

conjuntamente con el gas de Camisea en Perú que dice que aproximadamente con 99

MMSCFD de gas natural se producen 1.3MMTONAÑO de urea. Para obtener la

relación hemos utilizado los datos de un estudio de demanda de urea en Bolivia

proyectada al año 2030.

AÑODEMANDA

Ton/año# AÑO AÑO

DEMANDATon/año

2006 31.844 25 2019 349.0032007 40.953 26 2020 396.4812008 51.976 27 2021 448.1202009 65.086 28 2022 504.0952010 80.455 29 2023 564.5782011 98.257 30 2024 629.7412012 118.665 31 2025 699.7582013 141.851 32 2026 774.8012014 167.989 33 2027 855.0442015 197.251 34 2028 9406592016 229.811 35 2029 10318202017 265.841 36 2030 1128698

2018 305.513

Tabla 7.3.4.5. Proyección de la Demanda hasta el año 2030Fuente: Elaboración Propia en base a Food and Agriculture Organization

Por regla de tres para 1.1287 millones de toneladas de urea año se necesitaran 90 MMSCFD de gas natural.

2.3.2. Reacciones que se llevan a cabo en los reactores.

2.3.2.1. Reacciones en gas de síntesis.

Metano.

Etano, n-butano

2.3.2.2. Reacciones en el reactor de metanizacion.

CO + 3H2 -> CH4 + H2O

CO2 + 4H2 -> CH4 + 2H2O

2.3.2.3. Reacciones en el reactor de amoniaco.

N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)

2.4. Resultados obtenidos con el simulador.

Producto obtenido.

Como podemos ver en la tabla se ha obtenido un flujo de 23792.99 Lbmol/hora

de amoniaco.

Condiciones de entrada al reactor de gas de síntesis.

Gas Natual

Vapor de H2O

Condiciones de entrada a la metanizadora.

Condiciones de entrada al reactor de amoniaco.

Conversiones:

Reactores de gas de síntesis.

Reactor de metanizacion.

Reactor de amoniaco.

3. Limitaciones.

Una limitación encontrada es que de preferencia el aire se tiene que ingresar de forma detallada en la composición, es decir ingresando el N2 y el O2 por separado. De lo contrario se deberá agregar una corriente adicional de N2 en el reactor de amoniaco.

El caudal de GN utilizado es muy elevado, por tanto en el diseño de compresión fue necesario utilizar varios compresores.

4. Conclusiones. Para alcanzar los parámetros de operación de la planta de Kellog Brown se

necesita mucha energía en los calentadores. La conversión alcanzada en todos los reactores es bastante favorable en

comparación a otras tecnologías. La planta tiene una buena capacidad productiva respecto a la alimentación de

agua y gas natural para obtener amoniaco.

5. Recomendaciones. Se recomienda siempre realizar una revisión de todos los flujos para asi

poder mejorar el rendimiento recirculando flujos y disminuir la potencia de los calentadores.

Se recomienda realizar recuperación de amina para hacer un reciclo y mejorar el rendimiento.