DISEÑO DE UN SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO Y SU UTILIZACIÓN COMO MATERIA PRIMA PARA EL INCREMENTO DE LA PRODUCCIÓN DE ÚREA EN UNA PLANTA DE FERTILIZANTES

Abstract

En este trabajo se diseñó un sistema de recuperación de dióxido de carbono, utilizado como materia prima para el incremento de la producción de urea en una planta de fertilizantes. En primer lugar, se determinaron las composiciones molares en base seca del gas de salida de los separadores 12/22-V-307 y 12/22-V-308, resultando similares tanto para la condición normal (72,9 ºC) como para la condición máxima (82,0 ºC) de operación; no obstante, el uso del gas del separador 12/22-V-308 fue descartado por presentar alto contenido de contaminantes, mientras que el gas del separador 12/22-V-307 se escogió para el desarrollo del proyecto, cuya composición en las condiciones máximas de operación fue de 47,98% de CO2, 2,63% de N2 y 48,77% de H2O. Igualmente se observó que con el aumento de la temperatura (condición máxima de operación), se incrementa en 15,25% molar el contenido de humedad. En segundo lugar, se determinó que el gas venteado de cada tren contiene 12.897 Nm3/h de CO2, adicionales a los 33.890 Nm3/h que se procesan actualmente, requiriéndose 71.100 kg/h de amoníaco y 1.159,7 kg/h de urea - formaldehido (UFC-85), para convertir el flujo total en urea granulada; estas cantidades se encuentran disponibles y son suficientes para incrementar en 38% la producción de cada planta de urea, lo que corresponde a 3.037 toneladas métricas diarias. Por otro lado, se determinó que el agua circulante en la red de enfriamiento, satisface la demanda del sistema propuesto (680.736 kg/h). De los equipos evaluados, el separador 12/22-V-307 resultó técnicamente factible para ser utilizado en las condiciones del sistema, y se determinó que el separador 12/22-V-321 es apto para recolectar el volumen de condesado adicional generado. Por el contrario, la reutilización del intercambiador 12/22-E-307 y del separador 12/22-V-306, no resultó técnicamente factible para lograr la recuperación del dióxido de carbono. Finalmente, se determinó que el sistema requiere la adaptación de cuatro equipos principales: dos intercambiadores de tubo y coraza de 273,8 y 74,9 m2 de área de intercambio de calor, un compresor rotatorio de tornillo helicoidal de 385 kW de potencia y un separador vertical con diámetro de 1,10 metros y altura 2,46 metros.