Processo de Fabricação da Uréia - Uma perspectiva Química

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Processo de Fabricação da Uréia - Uma perspectiva Química

  1. 1. PROCESSO DE SÍNTESE DA UREIA Salvador 2013
  2. 2. APRESENTAÇÃO Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia Departamento de Tecnologia Eletro-Eletrônica Coordenação de Automação Industrial DISCENTES Ana Caroline Silva A. José Perácio C. Contreiras Neto Aniele Almeida S. Berenguer Victor Said S. Sousa Gregory R. Assis Canabrava Victória Benvenuto S. Cabral Jason Levy Reis De Souza Docente: Lílian Moreira Disciplina: Química II Tema: Processo Industrial de Fabricação da Ureia Turma: 5822 – Unidade III Curso: Automação Industrial
  3. 3. SUMÁRIO UREIA DEFINIÇÃO PROPRIEDADES FÍSICAS PROPRIEDADES QUÍMICAS COMPOSTOS QUÍMICOS AMÔNIA (AMONÍACO) DIÓXIDO DE CARBONO CARBAMATO DE AMÔNIA UREIA ANÁLISE QUÍMICA EQ. ESTEQUIOMÉTRICAS Tipos de Reação Condições do processo Reagente e produto Rendimento e Concentração GASES Gases no processo Formação do Carbamato Desidratação do Carbamato CONCLUSÃO PROCESSO DE FABRICAÇÃO FABRICAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO CARBAMATO RECICLAGEM DA UREIA REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
  4. 4. UREIA - CO(NH2)2 Definição, Propriedades Químicas e Física, Histórico
  5. 5. DEFINIÇÃO A ureia é produzida no organismo através do fígado. Composição Química Características Físicas Propriedades Químicas Produção de Ureia (fígado X laboratório) Ureia sintetizada em laboratório, a partir do Compostos aquecimento do Cianato de Amônio. Proporção Propriedades Químicas em peso (%) Características Físicas Fórmula Química Nitrogênio Estado físico (CNTP)CO(NH2)2 CO(NH2)2 46,4 Sólido Grupo Funcional Amida 132°C – 135°C Ponto de Fusão Biureto 0,55 Composto Orgânico Tonalidade Incolor Água 0,25 Derivado em: Amônia (NH3) Solúvel Água e Álcool RadicalAmônio Livre Acila Clorofórmio Insolúvel em: Éter e (CO)0,008 PH Básico Cinza 0,003 Resistente a: Esmagamento, impactos e abrasão NH2CONH2 Ferro + Chumbo 0,003
  6. 6. COMPOSTOS QUÍMICOS Características e Propriedades
  7. 7. CARACTERÍSTICAS E PROPRIDADES • Dióxido de Carbono: Características Físicas • Amônia (Amoníaco) Características Físicas Estado Físico (CNTP) Estado Físico (CNTP): Gasoso Ponto de Fusão: 216 K (-57 C) Tonalidade: Incolor Gasoso Estado Físico (no processo) Líquido Ponto de Fusão 195,42 K (-77,73 C) Tonalidade Incolor
  8. 8. CARACTERÍSTICAS E PROPRIDADES Carbamato de Amônio Características Físicas Fórmula Química (NH3)2CO2 Desidratação • Estado Físico (CNTP): • Sólido • Estado Físico (no processo): • Líquido • Ponto de Fusão: Ureia Fórmula Química CO(NH2)2 • 425 K (152 C) • Tonalidade: • Incolor
  9. 9. SÍNTESE INDUSTRIAL DA UREIA Síntese, desidratação e reciclagem
  10. 10. PROCESSO DE SÍNTESE DA UREIA Fabricação do Carbamato de Amônia Desidratação do Carbamato de Amônia Perolação da Ureia Reciclagem do Carbamato
  11. 11. FLUXOGRAMA DA PRODUÇÃO DE UREIA Carbamato Ureia
  12. 12. ESTEQUIOMETRIA Fórmulas, Rendimento, Concentração, Excesso e Limitante
  13. 13. SÍNTESE DO CARBAMATO DE AMÔNIA Em umH de cada substância mol 2N 82,35% 17,65% C 27,27% O72,73% N35,90%H7,69%C15,38%O41,03% NH3(liq) CO2 (gas) (NH3)2CO2 (liq)
  14. 14. SÍNTESE DA UREIA H11,11% O88,89% (gas) C20%O26,67%N46,67% H6,66% Fórmula Balanceada CO(NH2)2 (liq) (NH3)2CO2 (liq) H2O (gas) (N35,90%H3 7,69%)2C15,38%O2 41,03% Em um mol de cada substância (liq)
  15. 15. REAGENTE E PRODUTO Carbamato de Amônia 17 u 44 u 78 u 590 Kg 587,27 kg 760 Kg 1 347,27 Kg 34 kg 44 kg 34kg 44 kg 44 kg 78kg X 760 kg 590 kg X 760 kg X X= 587,27 kg de NH3 Excesso Síntese CO2 Ureia= 1 347,27 kg de (NH3)2CO2 X= 763 kg de de X 78 u Limitante 1 1 300 Kg 347,27 Kg 78 kg Para Rendimento deRendimento 40% 60 kg X 1000 kg CO(NH 100 % 60% 1000 Kg 2)2 X= 1 300 kg40% de X 40 CO (NH3)2% 2 X= 400 Kg Reagente 60 u Produto 1 000 Kg 78 kg 60 kg Para Rendimento de 60% Massa (g) Volume (L) 1 347,27 kg X 600000 1000 Kg 1605,24 100 % X= 1 036,36 kg de1070,16 400000 X 60 % CO(NH2)2 X= 600 Kg Produto
  16. 16. CONCENTRAÇÃO CO(NH2)2 Rendimento Massa (g) n (mol) Volume (L) Concentração (mols/L) 100% Compostos 1300000 16666,67 2675,4 6,23 100% 60% 40% 1000000 600000 400000 16666,67 10000 6666,67 2675,4 1605,24 1070,16 6,23 6,23 6,23
  17. 17. GASES NO PROCESSO
  18. 18. FORMAÇÃO CARBAMATO DE AMÔNIA Condições Mínimas de Processo Para o NH3 PMín = 128,03 atm T Mín = 170˚C = 443 K R = 0,082 atm∙L/mol∙K Para o CO2
  19. 19. CARBAMATO DE AMÔNIA • Condições Mínimas de Processo Compostos Massa (g) n (mol) Volume (L) Densidade (g/L) 587270 34545,29 9780,92 60,04 760000 17272,72 4890,48 155,40 1347270 17272,69 4890,53 275,48 • Condições Máximas de Processo Compostos Massa (g) n (mol) Volume (L) Densidade (g/L) 587270 34545,29 5545,34 105,90 760000 17272,72 2772,68 274,10 1347270 17272,69 2777,51rew 485,06
  20. 20. SÍNTESE DA URÉIA Condições Mínimas de Processo Para o (NH3)2CO2 PMín = 128,03 atm T Mín = 170˚C = 443 K R = 0,082 atm∙L/mol∙K Para o CO(NH2)2 (100%)
  21. 21. SÍNTESE DA URÉIA • Condições Mínimas de Processo Compostos n (mol) Volume (L) 1300000 16666,67 4718,89 1000000 16666,67 4718,89 211,91 Rendimento CO(NH2)2 Massa (g) Densidade (g/L) Massa (g) Volume (L) Densidade (g/L) 60% 600000 2831,33 211,91 40% 400000 1887,55 211,91 Em função do rendimento de 60% e 40%. CO(NH2)2
  22. 22. SÍNTESE DA URÉIA • Condições Máximas de Processo Compostos n (mol) Volume (L) Densidade (g/L) 1300000 16666,67 2675,4 485,9 1000000 16666,67 2675,4 373,77 Rendimento CO(NH2)2 Massa (g) Massa (g) Volume (L) Densidade (g/L) 60% 600000 1605,24 373,77 40% 400000 1070,16 373,77 Em função do rendimento de 60% e 40%. CO(NH2)2
  23. 23. CONCLUSÃO A partir desta apresentação pudemos conhecer o processo de produção da ureia industrial, visto que foi abordado todo o lado químico de tal. Este trabalho permitiu que aplicássemos os conhecimentos adquiridos em sala de aula, bem como a obtenção de uma importante experiência para a nossa carreira como técnicos de Automação Industrial.
  24. 24. AGRADECIMENTOS À Nahum Rodrigues, do Curso Técnico Integrado de Química no IFBA, por todo o apoio e colaboração na elaboração deste trabalho. Muito obrigado!
  25. 25. 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. • 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.
  26. 26. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • 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.
  27. 27. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • ROCHA, Wagner Xavier. Polímeros de Condensação. <www.mundovestibular.com.br>. Acesso em: 04 set. 2013. Disponível em: • 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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