Producao De Nitrato De Amonio

6.177 visualizações

Publicada em

0 comentários
2 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
6.177
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
6
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
101
Comentários
0
Gostaram
2
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Producao De Nitrato De Amonio

  1. 1. PRODUÇÃO DE NITRATO DE AMÓNIOAlunos:Ana QueirósCátia SampaioJaime EstefaníaUmbelina Lopes Projecto de Engenharia Departamento de Engenharia Química Fevereiro de 2009
  2. 2. O que é o Nitrato de Amónio? Fórmula molecular NH4NO3 Introdução Capacidade calorífica Massa específica =1,123 g ∙ cm-3 (sólido) =1,70 J ∙ g-1 ∙ K-1 (0 - 31oC) Diagrama processualBalanços Agente oxidante Acima dos 170 ºC poderoso Dimensionamento decompõe-se em gás Implantaçãoe Implementação Peso molecular Higroscópico relativo = 80,05 Impacte (solúvel em água) ambiental Segurança Sólido inorgânico branco Solventes: Metanol, das instalações incolor em solução etanol e acetona. Análise económica Ponto de fusão ≈170ºC Ponto de ebulição ≈210ºC Conclusões 2
  3. 3. Aplicações do Nitrato de Amónio Fertilizantes (puros ou diluídos) Introdução Explosivos Aplicações Diagrama processual Misturas congelantesBalanços Herbicidas e Insecticidas Dimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança NA a 97,6 %, adequado para fertilizantes das instalações Produtos Análise económica NA a 99 %, adequado para explosivos Conclusões 3
  4. 4. Produção de Nitrato de Amónio Introdução Produção ≈ 1300 ton/dia Diagrama processual  Valor baseado na produção dos maiores fabricantesBalanços mundiais – Fosfertil, Cangzhou Dahua group co, Fisher Scientific International Inc. Dimensionamento Implantaçãoe Implementação  Maiores produtores: Rússia, E.U.A. e China. Impacte ambiental  Principais exportadores: Rússia e Ucrânia. Segurança das instalações  Grandes importadores: E.U.A., Turquia e Brasil. Análise económica Preço do Nitrato de Amónio ≈ 0,5 €/kg Conclusões 4
  5. 5. Diagrama processual do Nitrato de Amónio 5
  6. 6. Balanço GeralIntrodução 3,96·103 kg·h-1 1,79·104 kg·h-1 175 kg·h-1 VAPOR H2O VAPOR VAPOR Diagrama processual AmoníacoBalanços puro N.A. 99% Dimensionamento Ácido PROCESSO Implantação Nítrico 65 %e Implementação N.A. 97,6% Impacte ambiental Água Segurança 90,2 kg·h-1 das instalações 90,2 kg·h-1 CONDENSADO 3,61·103 kg·h-1 5,72·103 kg·h-1 CONDENSADO CONDENSADO CONDENSADO Análise económica Conclusões 6
  7. 7. Balanço Geral Balanço global material ao processo m34 m30 m5 m6 m11 m32 m1 m17 m19 m49 m47 m50Introdução  Água Diagrama m34 x A34 m30 x A30 m5 x A5 processual m6 x A6 m11 x A11 m32 x A32 m1 x A1 m17 x A17 m19 x A19 m49 x A 49 m47 x A 47 m50 x A50Balanços  Amoníaco Dimensionamento m34 xB 34 m30 xB 30 m5 xB 5 m6 xB 6 m11 xB11 m32 xB 32 m1 xB1 m17 xB17 m19 xB19 m49 xB 49 m47 xB 47 m50 xB 50 (m38 X R ) Implantaçãoe Implementação  Ácido Nítrico m34 xC 34 m30 xC 30 m5 xC 5 Impacte m6 xC 6 m11 xC11 m32 xC 32 m1 xC1 m17 xC17 ambiental m38 m19 xC19 m49 xC 49 m47 xC 47 m50 xC 50 X R MC Segurança MB das instalações  Nitrato de Amónio Análise m34 xD 34 m30 xD 30 m5 xD 5 económica m6 xD 6 m11 xD11 m32 xD 32 m1 xD1 m17 xD17 m19 xD19 m38 m49 xD 49 m47 xD 47 m50 xD 50 XR MD 7 Conclusões MB
  8. 8. Reactor R Balanço Material:Introdução Diagrama processualBalançosDimensionamento Implantação Balanço Energético:e Implementação Q = ∑ hP + ∑ ΔHr185ºC - ∑ hR = 0 Reactor Adiabático Impacte ambiental Hr<0 reacção exotérmica Segurança Entalpia da corrente de saída das instalações ∑ hP = m2 ∫ Cp2,MISTURA dT Análise económica Entalpia da corrente de entrada Conclusões ∑ hR = m31 ∫ Cp31,MISTURA dT + m38 ∫ Cp38,MISTURA dT 8
  9. 9. SeparadoresIntrodução Nos balanços efectuados ao Nitrato de Amónio, foi considerada Diagrama a soma das contribuições dos iões NH4+ e NO3- processualBalanços Dimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 9
  10. 10. Permutador F1 Balanço Material: Balanço Energético:Introdução m9 + m10 = m11 + m12 mq· Cpq · (Tqe – Tqs )= mf· Cpf · (Tfs - Tfe) Diagrama processualBalançosDimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 10
  11. 11. Reactor R  Características do reactorIntrodução Diagrama processualBalanços  Sistema de agitaçãoDimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Rotação das hélices 190 rpm Conclusões 11
  12. 12. Separadores  Características dos separadoresIntrodução Diagrama processualBalançosDimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 12
  13. 13. Permutador de calor F1  Características do permutador F1Introdução Diagrama processualBalançosDimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 13
  14. 14. Permutadores de calor K1/K2 e K3/K4  Características dos permutadores K1/K2 e K3/K4Introdução Diagrama processualBalançosDimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 14
  15. 15. Permutador de calor K5/ K6  Características dos permutadores K5/K6 Área de Permutador de Diâmetro Comprimento Número Diâmetro daIntrodução transferência de carcaça e tubos externo (m) dos tubos (m) de tubos carcaça (m) calor (m2) Diagrama K5/ K6 1,60 0,02 4,88 5 0,540 processualBalançosDimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 15
  16. 16. e K3/ K4 Permutadores de calorK7/K10 e K8/K9  Características dos permutadores K7/K10 e K8/K9 Área deIntrodução Permutador de Diâmetro Comprimento Número Diâmetro da transferência de Carcaça e tubos externo (m) dos tubos (m) de tubos carcaça (m) calor (m2) Diagrama K7/ K10 239,66 0,02 4,88 240 0,203 processual K8/ K9 96,34 0,02 4,88 331 0,203BalançosDimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 16
  17. 17. Bomba centrífuga B1  Características da bomba centrífuga B1 Peléctrica (kW) 2,88Introdução Pútil (kW) 1,73 Diagrama ∆P (Pa) 0,22 processual Hb (m) 11,60Balanços ηelectrica (%) 60,00Dimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Bomba centrifuga Segurança das instalações  Caudais são elevados  viscosidades são baixas Análise económica Conclusões 17
  18. 18. Bomba centrífuga B2  Características da bomba centrífuga B2Introdução Peléctrica (kW) 8,34 Pútil (kW) 5,01 Diagrama processual ∆P (Pa) 0,59Balanços Hb (m) 14,93 ηelectrica (%) 60,00Dimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 18
  19. 19. Armazenamento  Exemplo de cálculo para o Amoníaco:Introdução  Caudal de amoníaco = 11,5 ton/h  Tempo de residência = 1 semana Vexigido ≈ 3850 m3 Diagrama processual  Com uma segurança de 20%BalançosDimensionamento Armazenamento de reagentes e produtos. Implantação Amoníaco Ácido Nítrico NA 97,6% NA 99%e Implementação Tempo residência (min) 10080 10080 10080 10080 Impacte Caudal (m3/min) 0,318 0,956 3,491 0,346 ambiental Volume exigido (m3) 3843 11569 42229 42229 Segurança das instalações Análise económica Conclusões 19
  20. 20. Implantação no terreno Lisboa - Alverca Perto de Introdução um porto Diagrama marítimo e processual de auto- estradaBalanços Dimensionamento Proximidade Implantação e à indústriaImplementação química Impacte ambiental Segurança das instalações água Zona altamente Análise Fácil acesso electricidade económica industrializada combustíveis Conclusões 20
  21. 21. Disposição do complexo industrial Introdução Diagrama processualBalanços Dimensionamento Implantação eImplementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões Representação da disposição do complexo industrial em 2 D. 21
  22. 22. Disposição do complexo industrial Introdução Diagrama processualBalanços Dimensionamento Implantação eImplementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Representação da disposição do complexo industrial em 3 D. Conclusões 22
  23. 23. Disposição dos equipamentos Introdução Diagrama processualBalanços Dimensionamento Implantação eImplementação Impacte ambiental Segurança das instalações Análise económica Pormenor da instalação de produção de Nitrato de Amónio Conclusões 23
  24. 24. Impacte Ambiental Introdução Não existem produtos secundários Diagrama processual Produção de efluentes com baixaBalanços concentração de Amoníaco e Ácido Nítrico Dimensionamento Implantaçãoe Implementação Impacte ambiental Tratamento numa ETAR pública, Segurança pagando pelo serviço prestado das instalações Análise económica 24 Conclusões
  25. 25. Segurança  Todos os espaços com 2  Posto médico saídas de emergência Introdução  Serviço de emergência  Extintores e bocas de incêndio sempre em stand-by Diagrama processual  Sinalização de possíveis riscos  Vários alarmesBalanços Dimensionamento Válvulas de Tanques de emergência armazenamento Implantaçãoe Implementação Impacte com piso impermeável, isento de ambiental evitam e direccionam o materiais combustíveis e com rebentamento de qualquer unidade dique de contenção Segurança das instalações  Controlo e monitorização da pressão e da temperatura Análise económica  Acessos adequados que permitam a passagem dos recursos Conclusões de emergência 25
  26. 26. Custo dos Equipamentos Introdução Diagrama processualBalanços Dimensionamento Layout Impacto ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 26
  27. 27. Custo dos Equipamentos Introdução Diagrama processualBalanços Dimensionamento Layout Impacto ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 27
  28. 28. Investimento Fixo Total Parcela Custo (milhões de €) Custo total instalado: 7 CTBM = (CBM)total + C spare + C storage Introdução Custo directo de investimento permanente (fixo): Diagrama processual CDPI = CTBM + C site + C serv + C alloc 15Balanços Custo total depreciável: Dimensionamento 18 CTDC= CDPI + C cont Layout Investimento total permanente (fixo): Impacto 20 C*TPI = CTDC + C land + C royalties + C start-up ambiental Segurança Investimento total permanente (fixo) corrigido: das instalações 24 CTPI = FISF C* TPI Análise Investimento de capital total: económica 29 CTCI= CTPI + WC Conclusões
  29. 29. Receitas Introdução  Estimativa de Receitas Diagrama processualBalanços Dimensionamento Layout Impacto ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 29
  30. 30. Custo Total de Produção  Estimativa das parcelas do Custo Total de Operação (COM) Introdução Diagrama processual Matérias-primas:Balanços Dimensionamento Layout Impacto ambiental Segurança das instalações Análise económica Conclusões 30
  31. 31. Custo Total de Produção Mão de obra: Introdução Diagrama processualBalanços Dimensionamento Layout Custo total de mão de obra directa 47 250 € Impacto ambiental Utilidades: Segurança das instalações Análise económica Conclusões 31
  32. 32. Custo Total de Produção Outros Custos: Introdução Diagrama processualBalanços Dimensionamento Layout Impacto ambiental Custo total de operação (COM) ≈ 197 milhões de € Segurança das instalações Análise económica Conclusões 32
  33. 33. Custos de Produção  Estimativa das parcelas de Despesas Gerais (GE) Introdução Diagrama processualBalanços Dimensionamento Layout Impacto ambiental Segurança das instalações Análise Custo Total de Produção (GE+COM) ≈ 266 milhões de € económica Conclusões 33
  34. 34. Cash-Flow Amortização: taxa de depreciação constante (10 anos) Imposto: 30% Introdução  Amortização = Investimento total fixo / 10 Diagrama processual 1,82 milhões €Balanços  RAI = Receitas – Custos Operacionais – Amortização Dimensionamento Layout 17 milhões € Impacto ambiental  Resultados líquidos = RAI*(1-Imposto) Segurança das instalações 12 milhões € Análise económica CASH-FLOW = Resultados líquidos + Amortização Conclusões 13,8 milhões € 34
  35. 35. Análise de Rentabilidade  Taxa interna de rentabilidade Introdução TIR = 27% Diagrama processual Dimensionamento  Valor actual liquido Layout Impacto VAL = 49 milhões € ambiental Segurança das instalações  Tempo de recuperação do investimento Análise económica Conclusões TRC = 4 anos e 10 meses 35
  36. 36. Análise de Sensibilidade  Se o preço de venda dos produtos diminuir 5%, o processo continua viável? Introdução Diagrama processual Dimensionamento Não é viável Layout Impacto ambiental  E se aumentar 5%? Segurança das instalações Análise Viável económica Conclusões 36
  37. 37. Conclusões  Produção de: Introdução  650 ton/dia de nitrato de amónio 99 wt% (aplicável na Diagrama confecção de explosivos) processual  658 ton/dia de nitrato de amónio 97,6 wt% (para produçãoBalanço geral de fertilizantes) Dimensionamento Implantação  Poucos riscos ambientaise Implementação Impacte  Efluentes com baixa concentração de amoníaco e acido nítrico ambiental tratados na ETAR da rede de saneamento municipal, pagando o serviço prestado Segurança das instalações económicas Análise  Instalação localizada em Lisboa Vantagens sociais económica 37 Conclusões
  38. 38. Conclusões  Processo energeticamente auto-suficiente Introdução  Investimento inicial total de 29 milhões de euros Diagrama processual  Receitas: 240 milhões de euros/anoBalanço geral Dimensionamento  Valor Actual Líquido: 49 milhões de euros Implantaçãoe Implementação  Recuperação do investimento em 4 anos e 10 meses Impacte ambiental Processo economicamente viável: TIR de 27% Segurança das instalações Análise Projecto rentável económica 38 Conclusões
  39. 39. Agradecemos a vossa atenção 39

×