Processo de fabricação da uréia

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A ureia é um composto orgânico nitrogenado gerado nos organismo dos seres humanos e mamíferos, a partir da “síntese de Wöhler”. Descoberto em 1773, foi o primeiro composto orgânico sintetizado em laboratório. Atualmente é utilizado na indústria cosmética, bélica, farmacêutica, e principalmente na indústria agrícola e agropecuária, para fabricação de fertilizantes e rações. Este composto com equação química CO(NH2)2 é sintetizado industrialmente por meio da desidratação do carbamato de amônia, o qual é fabricado através da homogeneização entre CO2 e NH3 em um autoclave. O processo de fabricação consiste em quatro etapas principais, fabricação, desidratação e reciclagem do carbamato de amônia, além da perolação da ureia. O objetivo deste trabalho é efetuar uma análise descritiva do processo de fabricação da ureia, bem como dos equipamentos industriais envolvidos nestes, para isto a metodologia emprega foi a revisão bibliográfica, a qual baseou-se em livros, artigos científicos e banco de dados virtuais.

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Processo de fabricação da uréia

  1. 1. PROCESSO DE SÍNTESE DA UREIA Uma Revisão de Literatura Salvador 2013
  2. 2. Ana Caroline Silva A. José Aniele Almeida S. Berenguer Gregory R. Assis Canabrava Jason Levy Reis De Souza Perácio C. Contreiras Neto Victor Said S. Sousa Victória Benvenuto Cabral APRESENTAÇÃO Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia Departamento de Tecnologia Eletro-Eletrônica Coordenação de Automação Industrial Docente: Cláudio Reynaldo Barbosa Disciplina: Equipamentos Industriais Tema: Processo Industrial de Fabricação da Ureia Turma: 5822 – Unidade II Curso: Automação Industrial DISCENTES
  3. 3. SUMÁRIO UREIA DEFINIÇÃO PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS CONTEXTUALIZAÇÃO HISTÓRICA APLICAÇÕES BIOLÓGICA INDUSTRIAL COMERCIAL AGRÍCOLA COTIDIANA PROCESSOS INDUSTRIAIS FABRICAÇÃO DE CARBAMATO DECOMPOSIÇÃO DO CARBAMATO RECICLAGEM DA UREIA CONCENTRAÇÃO E PEROLAÇÃO EQUIPAMENTOS INDUSTRIAS VASOS DE PRESSÃO BOMBAS COMPRESSOR AUTOCLAVE DECOMPONEDOR T. C. RESFRIADOR ABSORVEDOR T. C. CONDENSADOR CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
  4. 4. UREIA - CO(NH2)2 Definição, Propriedades Químicas e Física, Histórico
  5. 5. Compostos Proporção em peso (%) Nitrogênio 46,4 Biureto 0,55 Água 0,25 Amônio Livre 0,008 Cinza 0,003 Ferro + Chumbo 0,003 A ureia é produzida no organismo através do fígado. Propriedades Químicas Fórmula Química CO(NH2)2 Grupo Funcional Amida Composto Orgânico Derivado Amônia (NH3) Radical Acila (CO) PH Básico Resistente a: Esmagamento, impactos e abrasão DEFINIÇÃO Composição Química Características Físicas Propriedades Químicas Produção de Ureia (fígado X laboratório) CO(NH2)2 NH2CONH2 Ureia sintetizada em laboratório, a partir do aquecimento do Cianato de Amônio. Ciclo da Ureia O Ciclo da Ureia é a conversão de amônia em um cetoácido correspondente, neste caso, a ureia. Características Físicas Estado físico (CNTP) Sólido Ponto de Fusão 132°C – 135°C Tonalidade Incolor Solúvel em: Água e Álcool Insolúvel em: Éter e Clorofórmio
  6. 6. Hilaire-Marin Rouelle • Descobrimento (1773) Torbern Olof Bergman Antoine-Laurent Lavoisier Jöns Jacob Berzelius • Teoria da Força Vital (Vitalismo) Friedrich Wöhler • Síntese do primeiro composto orgânico CONTEXTUALIZAÇÃO HISTÓRICA
  7. 7. APLICAÇÕES DA UREIA Industrial, Cotidiana, Biológica, Cosmética e Agrícola
  8. 8. Pasta de Dentes Cola Móveis Explosivos APLICAÇÕES COTIDIANAS
  9. 9. No corpo humano a ureia tem a função de regular a quantidade de água no corpo, mantendo o equilíbrio osmótico. APLICAÇÕES BIOLÓGICAS
  10. 10. A ureia é utilizada em hidratantes e esfoliantes. A utilização de compostos com ureia devem ser sobre prescrição médica de um dermatologista. APLICAÇÃO EM COSMÉTICO
  11. 11. Na Agricultura a ureia é utilizada como fertilizante nitrogenado. Planta Saudável Carência de Nitrogênio APLICAÇÕES AGRÍCOLAS
  12. 12. Industrialmente a ureia é utilizada na produção de resinas plásticas e na dissolução de corantes. A ureia é utilizada também como suplemento alimentar de bovinos e caprinos. APLICAÇÃO AGROPECUÁRIAAPLICAÇÃO INDUSTRIAL
  13. 13. SÍNTESE INDUSTRIAL DA UREIA Síntese, desidratação, reciclagem e perolação
  14. 14. Fabricação do Carbamato de Amônia Desidratação do Carbamato de Amônia Reciclagem do Carbamato Perolação da Ureia PROCESSO DE SÍNTESE DA UREIA
  15. 15. FLUXOGRAMA DA PRODUÇÃO DE UREIA Amoníaco (NH3) Tanque Amoníaco Bomba Autoclave Dióxido de Carbono (CO2) Solução de ureia; Carbamato de amônio; Gases Inalterados Condensado Vapor Solução de ureia; Gases dissolvidos Solução de ureia Decomponedor2 Solução de carbamato de amônio A b s o r v e d o r 1 Soluçãorecickadadecarbamatodeamônio Resfriador 2 CO2, NH3, H2O (g) A b s o r v e d o r 2 H2O Carbamatodiluído Carbamatodiluído Amoníaco (líquido) Amoníaco Decomponedor1 CO2, NH3, H2O (g) Resfriador 1 Resfriador 3 Amoníaco (CO2) Compressor
  16. 16. FLUXOGRAMA DA PRODUÇÃO DE UREIA Fluxograma Simplificado para a maquete do processo de fabricação da ureia
  17. 17. EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS Vasos de pressão, Bombas, Compressor, Autoclave, Decomponedor, T. C. Resfriador, Absorvedor, T. C. Condensador
  18. 18. São equipamentos com a função de armazenar fluidos, sujeitos a altas pressões. VASOS DE PRESSÃO
  19. 19. VASOS DE PRESSÃO São vasos de alta pressão com a função de armazenar gases na forma liquefeita. APLICAÇÃO NO PROCESSO • Armazenamento de amoníaco • Garantia contra perdas do produto durante o processo; • Esfera proporciona maior estabilidade;
  20. 20. BOMBAS INDUSTRIAIS São equipamentos responsáveis por transportar fluidos em estado líquido de um ponto para outro.
  21. 21. • Suavizar a pressão da água • Conexão entrada do decomponedor 2 • Conexão absorvedor 2 BOMBAS NO PROCESSO DA UREIA São instaladas 3 bombas no processo da ureia que necessitam de uma força externa para elevar-se. Bomba de amoníaco: • Bomba centrifuga • Elevar a amônia à autoclave • Impelidor aberto Bomba do Carbamato: • Elevação de carbamato • Conexão com o absorvedor 1 • Conexão com autoclave Bombas de Reforço:
  22. 22. AUTOCLAVE São vasos de pressão em que são aplicados quando o material necessita ficar exposto a altas temperaturas e pressão. AUTOCLAVE E O PROCESSO DE UREIA • Mistura de compostos; • Alta temperatura e pressão; • Formação da Ureia;
  23. 23. COMPRESSORES Responsáveis por elevar gás a altas pressões acima de 1,0 atm ou até mesmo milhares de atm. COMPRESSORES E O PROCESSO DE UREIA • Conexão com a autoclave; • Mantem a pressão elevada do equipamento Compressor do dióxido de carbono:
  24. 24. A torre de recheios é utilizada para se ter um maior contato líquido-vapor e para homogeneização dos fluidos. A absorção é a transformação do gás em líquido e isso ocorre em uma torre de absorção que tem como o objetivo separar os componentes indesejáveis de um gás, utilizando um líquido não volátil. TORRES E O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UREIAABSORVEDORTORRE DE RECHEIOAPLICAÇÃO NO PROCESSO • Torres de recheios são usadas para hidratar o carbamato de amônia; • Objetivo: Reaproveitar o carbamato; • A amônia é expelida pelo bocal de saída;
  25. 25. TORRES DE FRACIONAMENTOTORRES E O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UREIA • Fracionamento • Constituídas de bandejas • Separação de substâncias • Denominado Decomponedor • Desidratar o Carbamato de Amônia • Decomponedor 2, processo de otimização
  26. 26. Tipo Casco e tubo; Trocador de Calor Resfriador Diluir o carbamato de amônia Trocador de Calor condensador Condensar a amônia (NH3) vinda dos absorvedores FUNCIONAMENTOAPLICAÇÃO NO PROCESSOTROCADORES DE CALORTIPOS DE TROCADOR Aquecedor; Resfriador; Vaporizador; Condensador; Refervedor; São equipamentos que têm como objetivo realizar uma troca térmica (transferência de calor) entre dois fluídos de temperaturas diferentes.
  27. 27. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • ANSELMO, C.; BARBOSA, R. Produção de Ureia. Pernambuco, UFPE, _____. Acesso em: 01 de set de 2013. • ALLABY, M.. Urea Cycle. A Dictionary of Zoology. 3. Ed. USA: Oxford University Press, 1999. • ALMEIDA, G. A. S; org Trocadores de calor. Disponível em: <WWW.demec.ufmg.br/disciplinas/ema003/trocador/index.htm>. Acesso em: 03 do set de 2013. • DUTRA, Aldo C. Org. Nr-13 Manual Técnico de Caldeiras e vasos de Pressão. Disponível em: < http://goo.gl/FOCa0V >. Acesso em: 30 ago. 2013. • FILHO, C. R. S. Síntese de Ureia enriquecida com o isótopo 13C e/ou 15N. Piracicaba, USP, 2011. • FERNANDES, Marcio. Trabalho de Bioquímica: ciclo da Ureia. Machado, Cesep, 2013. • FILHO, C. R. S. Síntese de Ureia enriquecida com o isótopo 13C e/ou 15N. Piracicaba, USP, 2011. • FOGAÇA, Jennifer. Ureia. Disponível em: <http://goo.gl/ZXbehd>. Acesso em: 30 ago. 2013. • FREITAS, F. Fábrica de Fertilizantes Nitrogenados. FAFEN / PETROBRAS. Acesso em: 10 set. 2013.
  28. 28. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • Haliburton, J.C.; Morgan, S.E. 1989. Nonprotein nitrogen-induced ammonia toxicosis and ammoniated feed toxicity syndrome. Vet Clin North Am Food Anim Pract, v.5, n.2, p. 237- 249. • LAGASSE, P. Columbia Encyclopedia. 6 ed. Columbia, 1993. • LERNER, K. L.; LERNER, B. W. The Gale Encyclopedia of Science. 4. ed. [S.l.]: Gale Cengage, 2007. 5000 p. • LÓPEZ, D. (e Org.). Trabajo de bioquimica: Ciclo de la urea. Managua: Universidad Nacional Agraria. Disponível em: <http://goo.gl/DdQgKv>. Acesso em: 19 ago. 2013. • MARTIN, E.; HINE, R.. Oxford Dictionary of Biology. 6. ed. USA: Oxford University Press, 2008. • MATTOS, E. E; FALCO, R. Bombas Industriais. Rio de Janeiro: Interciência, 1998. • NASCIMENTO, P. (e Org.). UREIA! UREIA! Sintetizei o primeiro composto orgânico!. Santa Maria, UFSM, 2013. • OLIVEIRA, P. F. Equacionamento de torres de absorção. Disponível em: <http://goo.gl/YBISJG >. Acesso em: 05 set. 2013. • PETROBRÁS. Ureia Industrial. Rio de Janeiro, 2013. • QUIMIDROL. Ureia Técnica: FISPQ – Ficha de informações de segurança de produto químico. Joinville. 2007. 7 p.
  29. 29. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • ROCHA, Wagner Xavier. Polímeros de Condensação. Disponível em: <www.mundovestibular.com.br>. Acesso em: 04 set. 2013. • RODRIGUES, Joyce. Cremes e loções podem conter substâncias prejudiciais. Disponível em <www.minhavida.com.br>. Acessado em 08 set. 2013. • SANTOS, G. T. Recentes Avanços em Nitrogênio não Proteico na Nutrição de Vacas Leiteiras. In: Simpósio Internacional em Bovinocultura de Leite: Novos conceitos em Nutrição, 2., 2001, Maringá. Tópico Temático. Maringá, UEM, 2001. p. 2-9. • SERENO, Castor. Como é que se faz Ureia?. Disponível em: <http://goo.gl/cOKyRE>. Acesso em: 20 ago. 2013. • VILELA, Silvano. Ureia e Creatina. Disponível em: <http://goo.gl/WDnf1L>. Acesso em: 18 ago. 2013. • SANTOS, G. T. Recentes Avanços em Nitrogênio não Protéico na Nutrição de Vacas Leiteiras. In: Simpósio Internacional em Bovinocultura de Leite: Novos conceitos em Nutrição, 2., 2001, Maringá. Tópico Temático. Maringá, UEM, 2001. p. 2-9. • SANTOS, Magda C. Operações Unitárias I (Bombas e Compressores). Universidade Federal de Alagoas: Engenharia Química. 2009 • TANNOUS, K.; ROCHA, Sandra C.S. Capitulo I – Bombas e compressores. Disponível em: <http://www.ocw.unicamp.br>. Acesso em: 04 de set de 2013.

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