PROCESSO DE SÍNTESE DA UREIA

Salvador2013

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 S. Cabral

APRESENTAÇÃOInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia

Departamento de Tecnologia Eletro-EletrônicaCoordenação de Automação Industrial

Docente: Lílian Moreira

Disciplina: Química II

Tema: Processo Industrial de Fabricação da Ureia

Turma: 5822 – Unidade III

Curso: Automação Industrial

DISCENTES

SUMÁRIOUREIA

DEFINIÇÃOPROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES QUÍMICAS

 COMPOSTOS QUÍMICOS AMÔNIA (AMONÍACO) DIÓXIDO DE CARBONO CARBAMATO DE AMÔNIAUREIA

 PROCESSO DE FABRICAÇÃOFABRICAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO CARBAMATORECICLAGEM DA UREIA

 ANÁLISE QUÍMICAEQ. ESTEQUIOMÉTRICAS

Tipos de Reação Condições do processo Reagente e produto Rendimento e Concentração

 GASES Gases no processoFormação do CarbamatoDesidratação do Carbamato

CONCLUSÃO

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

UREIA - CO(NH2)2

Definição, Propriedades Químicas e Física, Histórico

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 AmidaComposto OrgânicoDerivado Amônia (NH3)Radical Acila (CO)

PH BásicoResistente 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.Características Físicas

Estado físico (CNTP) SólidoPonto de Fusão 132°C – 135°C

Tonalidade IncolorSolúvel em: Água e Álcool

Insolúvel em: Éter e Clorofórmio

COMPOSTOS QUÍMICOS

Características e Propriedades

Estado Físico (CNTP)Gasoso

Estado Físico (no processo) Líquido

Ponto de Fusão195,42 K (-77,73 °C)

Tonalidade Incolor

• Dióxido de Carbono:

CARACTERÍSTICAS E PROPRIDADES

Estado Físico (CNTP):

Gasoso

Ponto de Fusão:

216 K (-57 °C)

Tonalidade:

Incolor

Características Físicas • Amônia (Amoníaco)Características Físicas

CARACTERÍSTICAS E PROPRIDADES

Carbamato de Amônio

Fórmula Química

(NH3)2CO2• Estado Físico (CNTP):

• Sólido

• Estado Físico (no processo): • Líquido

• Ponto de Fusão: • 425 K (152 °C)

• Tonalidade: • Incolor

Desidratação

Ureia

Fórmula Química

CO(NH2)2

Características Físicas

SÍNTESE INDUSTRIAL DA UREIA

Síntese, desidratação e reciclagem

Fabricação do

Carbamato de Amônia

Desidratação do

Carbamato de Amônia

Reciclagem do

Carbamato

Perolação da Ureia

PROCESSO DE SÍNTESE DA UREIA

FLUXOGRAMA DA PRODUÇÃO DE UREIA

(NH3)2CO2 (liq) ∆ CO(NH2)2 (liq) + H20 (gas)

Carbamato Ureia

NH3(liq) + CO2 (gas) ∆ (NH3)2CO2 (liq)

ESTEQUIOMETRIA

Fórmulas, Rendimento, Concentração, Excesso e Limitante

SÍNTESE DO CARBAMATO DE AMÔNIA

NH3(liq) + CO2 (gas) ∆ (NH3)2CO2 (liq)Fórmula Balanceada

2NH3(liq) + CO2 (gas) ∆ (NH3)2CO2 (liq)

2N 82,35% H17,65% C 27,27% O72,73%

N35,90%H7,69%C15,38%O41,03%

% 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡=𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎𝑑𝑎𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡 â𝑛𝑐𝑖𝑎(𝑔)×100

𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙(𝑔)

Em um mol de cada substância

2NH3(liq) + CO2 (gas) ∆ (NH3)2CO2 (liq)NH3(liq) CO2 (gas) (NH3)2CO2 (liq)

SÍNTESE DA UREIA

(NH3)2CO2 (liq) ∆ CO(NH2)2 (liq) + H2O (gas)

Fórmula Balanceada

(N35,90%H3 7,69%)2C15,38%O2 41,03%

H11,11% O88,89% (gas) C20%O26,67%N46,67% H6,66% (liq)

% 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡=𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎𝑑𝑎𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡 â𝑛𝑐𝑖𝑎(𝑔)×100

𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙(𝑔)(NH3)2CO2 (liq)

CO(NH2)2 (liq)

H2O (gas)

Em um mol de cada substância

REAGENTE E PRODUTO

17 u 44 u

590 Kg 760 Kg

34kg

590 kg X

X= 763 kg de CO2

760 kg

44 kg34 kg

X

X= 587,27 kg de NH3

X

78kg

760 kg

44 kg

X = 1 347,27 kg de (NH3)2CO2

Excesso

𝟐𝐍𝐇𝟑+𝐂𝐎𝟐→(𝐍𝐇𝟑)𝟐𝐂𝐎𝟐

Carbamato de Amônia

1 347,27 Kg

78 u

44 kg

Limitante Produto

587,27 kg

1 347,27 Kg

78 u

1 300 Kg

Síntese de Ureia

(NH3)2CO2 (liq) ∆ CO(NH2)2 (liq) + H20 (gas)

1 000 Kg

60 u

78 kg

1 347,27 kg X

X= 1 036,36 kg de CO(NH2)2

1000 kg

60 kg78 kg

X

X= 1 300 kg de (NH3)2CO2

Reagente

60 kg

Produto

X

1000 Kg 100 %

40 %

X= 400 Kg

X

1000 Kg 100 %

X= 600 Kg

Para Rendimento de 40% Para Rendimento de 60%

60 %

CO(NH2)2

Rendimento Massa (g) Volume (L)

60% 600000 1605,24

40% 400000 1070,16

Compostos Rendimento Massa (g) n (mol) Volume (L)Concentração

(mols/L)           

100% 1300000 16666,67 2675,4 6,23 

CO(NH2)2

100% 1000000 16666,67 2675,4 6,2360% 600000 10000 1605,24 6,2340% 400000 6666,67 1070,16 6,23

CONCENTRAÇÃO

𝐂=𝒏𝐕

GASES NO PROCESSO

FORMAÇÃO CARBAMATO DE AMÔNIACondições Mínimas de Processo

𝟐𝑵𝑯𝟑+𝑪𝑶𝟐→(𝑵𝑯𝟑)𝟐𝑪𝑶𝟐

PMín = 128,03 atmT Mín = 170˚C = 443 K

R = 0,082 atm∙L/mol∙K

mNH3 = 587,27 kg = 587270 g

Para o NH3

mCO2 = 760 kg = 760000 g

Para o CO2

Para o

= 1347,27 kg = 1347270gl

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

SÍNTESE DA URÉIACondições Mínimas de Processo( NH3 )2CO2 ( liq ) ↔∆ CO(NH2)2 ( liq ) + H20  (gas )

PMín = 128,03 atmT Mín = 170˚C = 443 K

R = 0,082 atm∙L/mol∙K

m(NH3)2CO2 = 1300,00 kg = 1300000 g

Para o (NH3)2CO2

mCO(NH2)2 = 1000 kg = 1000000 g

Para o CO(NH2)2 (100%)

SÍNTESE DA URÉIA• Condições Mínimas de Processo

Compostos Massa (g) n (mol) Volume (L) Densidade (g/L)

1300000 16666,67 4718,89

CO(NH2)2 1000000 16666,67 4718,89 211,91

CO(NH2)2

Rendimento 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%.

SÍNTESE DA URÉIA• Condições Máximas de Processo

Compostos Massa (g) n (mol) Volume (L) Densidade (g/L)

1300000 16666,67 2675,4 485,9

CO(NH2)2 1000000 16666,67 2675,4 373,77

CO(NH2)2

Rendimento 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%.

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.

AGRADECIMENTOS

À Nahum Rodrigues, do Curso Técnico Integrado de Química no IFBA, por todo o apoio e colaboração na elaboração deste trabalho. Muito obrigado!

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