obtencion industrial del nitrogeno

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN CAMPO 1

NITRÓGENO

Características generales

El nitrógeno fue descubierto por el botánico escocés Daniel Rutherford en 1772. Este científico observo que cuando encerraba u ratón en un frasco sellado, el animal consumía rápidamente el oxígeno y moría. Cuando se eliminaba el aire fijo (CO2) del recipiente quedaba un aire nocivo, el nitrógeno

Características generales

Gas incoloro, inodoro, insípido compuesto por moléculas de N2

La molécula es muy poco reactiva a causa del fuerte enlace triple entre los átomos de nitrógeno

Características generales

El nitrógeno constituye el 78% en volumen de la atmósfera terrestre donde esta presente en forma de moléculas de N2

En 1942, se tuvo noticia de un pozo de gas, existente en wyoming, que suministra nitrógeno puro, y que se ha cerrado para servirse de él más adelante

OBTENCIÒN

Obtención

A partir de sus compuestos

Mediante destilación fraccionada del aire

Mediante carbón molecular (PSA) y sistema de membranas

Por oxidación del amoníaco

Descomposición del nitrito de amonio

Obtención a partir de sus compuestos

Por oxidación del amoníaco:Se hace pasar este gas sobre óxido de cobre

calentado al rojo.

2NH3 + 3CuO 3H2O + N2 + 3Cu0

Obtención a partir de sus compuestos

Descomposición del nitrito de amonio

Este compuesto es inestable, y se descompone fácilmente en agua y da nitrógeno.

NH4+ NO2 2H2O + N2.

Obtención a partir de sus compuestos

Obtención mediante destilación del

aire

1-Tratado de la muestra de aire

2-Destilación del aire para la obtención de nitrógeno

Tratado de la muestra de aire

El aire atmosférico se recoge en grandes depósitos que se conocen como torres de lavado..

Una vez seco, limpio y sometido a elevadas presiones, el aire pasa a las columnas de rectificación, en las que se enfría y se expande hasta presiones próximas a la atmosférica. Esta gran expansión del aire previamente enfriado provoca la licuación del mismo.

Destilación fraccionada del aire

Partiendo del aire en estado líquido resulta sencillo separar el oxígeno y el nitrógeno, debido a la diferencia de temperaturas de ebullición de ambos gases (-195,5º C, para el nitrógeno y ---182º C para el oxígeno). El nitrógeno, que tiene una temperatura de ebullición más baja, se evapora primero, dejando un residuo de oxígeno líquido en el fondo del condensador.

Mediante carbón Molecular (PSA)

Entrada de aire ambiental un compresor

  Se hace pasar el aire comprimido a una torre que contiene carbón molecular

Este carbón tiene la propiedad de absorber las moléculas de O2 que se ponen en contacto con su superficie.

De esta forma, el fluido que se libera en la torre es N2.

Presión : 6 bar (g)

Obtención

Mediante carbón molecular (PSA) Y sistema de membranas

Mediante carbón molecular (PSA)

1. COMPRESIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE DE ALIMENTACIÓNEl aire ambiental (de entrada) es comprimido por un compresor de aire, secado finalmente por un secador de aire y filtrado antes de entrar a los tubos del proceso.

2. PRESURIZACIÓN Y ADSORCIÓN

Se hace pasar el aire a través de una torre que contiene carbón molecular. Este carbón tiene la propiedad de absorber las moléculas de O2 que se ponen en contacto con su superficie.

De esta forma, el fluido que se libera en la torre es N2.

Antes de que la capacidad de adsorción del CMS sea utilizada por completo, el proceso de separación de nitrógeno es interrumpido y se inicia el cambio de los tubos adsorbentes, que trabaja con el ciclo invertido a la anteriormente descrita

3. DESORBCIÓN

El CMS saturado es regenerado (por ejemplo, los gases absorbidos son liberados) por medio de la reducción de presión por debajo de la del paso de adsorción. Esto se logra con un sencillo sistema de liberación de presión. La corriente de desecho resultante es ventilada hacia la atmósfera. El adsorbente regenerado puede ahora ser usado nuevamente para la generación de nitrógeno .

4. RECEPTOR DE NITRÓGENO

La adsorción y desorbción toma lugar alternamente en intervalos de tiempo iguales. Esto significa que la generación continua de nitrógeno puede lograrse con dos adsorbentes, uno que sea encendido en adsorción y otro en regeneración. El flujo constante y pureza del producto son asegurados por un tubo protector de producto conectado que almacena nitrógeno a purezas de hasta un 99.995% y presiones de hasta 7.5 bar(g)

Planta de nitrógeno – PSA

Modelo: CT 4205 Caudal : 524

Nm3/h Pureza : < 1,0 %

de O2 Presión : 6bar (g)

Mediante carbón Molecular (PSA)

Entrada de aire ambiental un compresor

  Se hace pasar el aire comprimido a una torre que contiene carbón molecular

Este carbón tiene la propiedad de absorber las moléculas de O2 que se ponen en contacto con su superficie.

De esta forma, el fluido que se libera en la torre es N2.

Presión : 6 bar (g)

Antes de llegar al grado de saturación del carbón molecular se interrumpe el paso del aire y se inicia el ciclo de

regeneración de la torre.

La parte del nitrógeno generado en la segunda torre que trabaja con el ciclo invertido

a la anteriormente descrita.

El gas residual (aire con alto contenido en oxigeno) se libera a

la atmósfera.

Pureza : 97 % - 99,99 %

sistema de membranas

1-COMPRESIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE DE ALIMENTACIÓN

2. PRESURIZACIÓN Y PERMEABILIDADSe hace pasar aire comprimido de alta calidad

a través de unos haces tubulares (membranas). Estas membranas tienen distinta permeabilidad para cada uno de los gases que componen el aire.

3-De esta forma, el fluido que se libera en la salida es N2.

4-El gas residual (aire con alto contenido en oxigeno) se libera a la atmosfera.

Planta de

nitrógeno – Membranas

Modelo:

CT-MS 1705 Caudal : 317

Nm3/hPureza : < 2,0 % de O2

Presión : 12 bar (g)

sistema de membranas

Entrada de aire ambiental un compresor

Se hace pasar aire comprimido de alta calidad a través de unos haces tubulares (membranas).

Estas membranas tienen distinta permeabilidad para cada uno de los gases que componen el aire

De esta forma, el fluido que se libera en la salida es N2.

Presión : 12 bar. (g)

El gas residual (aire con alto contenido en oxigeno) se libera a la atmósfera.

Usos del nitrógeno

INDUSTRIA ALIMENTARIA- Café.Embutidos y quesos.Frutos secos.Envasado de productos grasos.Conservación de frutas.EMBOTELLADO DE LIQUIDOS Y

BODEGASInertizado de cubas de vino.- Trasiega y embotellado de vinos.AceiteAgua.Zumos.Cerveza.

Empresas mexicanas para la producción de nitrógeno

Praxair México

Jr equipos científicos

Gaarso Ingenieros

Ampex Chemicals

Cryoinfra

GRUPO PERSA

Pemex Petroquimica

Infra

Bibliografia