Este documento describe el proceso de producción de amoníaco y urea. Se explica que la urea se produce a partir de la reacción entre amoníaco y dióxido de carbono a alta temperatura y presión, formando inicialmente carbamato de amonio como intermediario. Luego, el carbamato se descompone en urea a temperaturas superiores a los 100°C. El proceso industrial se lleva a cabo en reactores a 190-200°C y 156-159 atmósferas.

1. Proceso de
Producción de
Amoníaco y Urea.
Producción de
Urea

2. Diamida del ácido carbónico.
Se conoce como carbamida, carbonildiamida o
ácido carbamídico.
Es una sustancia higroscópica.
No presenta olor.
Es soluble en agua, alcohol y ligeramente soluble
en éter.
Se presenta comercialmente como un sólido
blanco cristalino en forma esférica o granular.
Urea
Características Generales
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

3. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Rouelle (1773) descubre la urea en la
orina.
Woehler (1828) sintetiza la urea a partir
de amoníaco y ácido ciánico:
NH3 + CN-OH → NH2CONH2
En 1870 se realizó la síntesis de urea a
partir de la descomposición de carbamato
de amonio:
Urea: síntesis.
H2NCOONH4 H2N C NH2 + H2O
O
Urea

4. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Producción comercial a partir de NH3 y
CO2 en 1922 Alemania, 1932 en USA y
1935 en Gran Bretaña:
Producción de Urea en Canadá en 1920 por
Du Pond a partir de cianamida de calcio:
CaCN2 + H2O → NH2CONH2 + Ca(OH)2
Urea: síntesis.
NH3 + CO2 H2NCONH2 + H2O

5. Fertilizante (85%):
Urea (46,6 % de Nitrógeno)
Nitrato de amonio (34 % de Nitrógeno)
Sulfato de amonio (46,6 % de Nitrógeno)
Aditivo para alimentos de animales (8%).
Industria química y plásticos (6%): resinas (urea-
formaldehido), adhesivos, tintas, productos
farmacéuticos, productos textiles, papel.
Usos de la Urea
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

6. Usos de la Urea: Fertilizante.
1ra. transformación: la urea se hidroliza en el
suelo en presencia de agua.
NH2CONH2 + H2O → 2NH3 + CO2
2da. Transformación: mediante un proceso
de nitrificación el amoniaco se transforma
en nitritos y nitratos en presencia de
microorganismos.
NH3 ….+ O2 → NO2
- , NO3
- …..
bacteria
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

7. Usos de la Urea: Fertilizante.
Ciclo del Nitrógeno (N) en el suelo:
Hidrólisis de la urea:
NH2CONH2 + H2O → 2NH3 + CO2
Hidrólisis del amoniaco:
NH3 + H2O → NH4
+ + OH-
Nitrificación:
2 NH4
+ + 3O2 → 2 HNO2 + 2 H+ + 2H2O
2 HNO2 + O2 → 2 NO3
- + 2 H+
2 NH4
+ + 4 O2 → 2 NO3
- + 4 H+ + 2H2O
(nitrosoma)
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
(nitrobacter)

8. Usos de la Urea: Fertilizante.
La urea puede causar daños si esta cerca
de las semillas de cultivo.
Genera “Fitotoxicidad” por exceso de
amoníaco en el proceso de hidrólisis y por
acumulación de nitritos en el proceso de
nitrificación.
El exceso de biuret, como impureza de la
urea afecta a las plantas.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

9. Usos de la Urea: Fertilizante.
La urea se usa para los cultivos de arroz,
siendo eficiente si se usa de manera
controlada.
En los últimos años se producen mas de 70
MTD de Urea.
La india produce 16 MMTA , la China 10 MMTA
e Indonesia 4 MMTA.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

10. Ventajas:
Alto contenido de N:
46%.
Bajo costo respecto al
nitrato de amonio.
Se usa en formulaciones
combinadas con nitrato
de amonio.
No deja residuo de sal en
los cultivos.
Se transforma en
amoniaco y nitrato en
los suelos.
Desventajas:
No es lavada por la lluvia
en los suelos.
El 10-15% se hidroliza y
se libera en forma de NH3
a la atmósfera.
Impureza : Biuret.
Se forma por
sobrecalentamiento.
Perjudicial para
algunas plantas.
Contenido < 0,3-1%.
Usos de la Urea: Fertilizante.

11. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Usos de la Urea: Alimentos para
animales.
La urea se usa como sustituto de 1/3 en
las proteínas de alimento.
Alimento para ovejas, ganado y cabras.
Se debe tener cuidado ya que una alta
dosis en el alimento puede ser toxica.

12. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Usos de la Urea: Productos.
54% Fertilizante sólido.
32% Fertilizante líquido.
7% Alimentos para animales.
5% Resinas de urea-formaldehido.
1% Melamina.
1% Otras aplicaciones.

13. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Consumo de Urea en USA.
MMTMdeUrea
Año

14. Fórmula Molecular: (NH2)2CO
Peso Molecular: 60,06 g/mol
Densidad 20 °C: 1,335 g/cc
Punto de Fusión: 135 ºC
Color: Blanco
Características Fisicoquímicas: Urea
Cristalización: Tetragonal, Forma: prismas
o agujas.
Índice de refracción, n20: 1,484 ; 1,602
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

15. Energía libre de formación ∆G:
a 25°C
-197,15 j/mol
bCalor de fusión: 251 j/g
bCalor de solución en agua: 243 j/g
aCalor especifico a: j/Kg °K
460 j/g
Características Fisicoquímicas: Urea
0 °C
1,661
bCalor de cristalización :
(urea al 70% en agua)
1,439
50 °C
2,109150 °C
a: exotérmico
b: endotérmico Proceso de producción de
amoníaco y urea.

16. 0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150
Solubilidad,g/100gagua
Temperatura ( °C)
Características Fisicoquímicas: Urea
Solubilidad de la urea en agua
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

17. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
T (°C) g Urea/ 100 g
solución
Presión de vapor
H2O (mm Hg)
20 51,6 13,0
40 62,2 40,0
60 72,2 90,0
80 80,6 160,0
100 88,3 220,0
120 95,5 135,0
130 99,2 7,0
Características Fisicoquímicas: Urea

18. Fórmula Molecular: NH2 COONH4
Peso Molecular: 78,06 g/mol
Punto de Fusión: 150 ºC
Características : Carbamato de amonio
Calor especifico a: j/Kg°K
20 °C
1,92
1,67
60 °C
2,18100 °C
Calor de Fusión:
2,43140 °C
2,59180 °C
16,74 Kj/mol
Color: Blanco
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

19. Características : Carbamato de amonio
El carbamato es un sólido cristalino blanco soluble en
agua.
En solución acuosa a temperatura ambiente se
convierte en carbonato de amonio.
NH2COONH4 + H2O → (NH4)2CO3
A 60 °C la solución de carbonato se reconvierte en
carbamato hasta los 100°C, y a 150°C pierde 1 mol de
H2O para formar la urea.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

20. Características : Carbamato de amonio
La conversión de carbamato en urea comienza a
T≤100 °C requiriendo 20-30 horas para observar cierta
cantidad del mismo.
La velocidad de reacción se incrementa con la
temperatura. Se obtiene un 50% de conversión de
carbamato en urea a 185 °C y a un tiempo de 30
minutos.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

21. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Equilibrio Químico: Principio de Le Chatelier.
El equilibrio químico se desplaza al contrario al efecto
de la variable operacional que lo perturba, para
contra-restar el mismo.
2NH3 (g)+ CO2 (g) H2NCOONH4 (s) H2NCONH2 (s)+ H2Ovap.
Reacción exotérmica Reacción endotérmica
intermediario
Condiciones de operación:
T = 190 °C
P = 159 Kg/cm2.
Tiempo de reacción = 45 minutos

22. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Equilibrio Químico: Principio de Le Chatelier.
Si P↑ se favorece la producción de urea, y el equilibrio
se desplaza a la derecha.
Si la PH2O↑ se desfavorece la formación de urea, y el
equilibrio se desplaza a la izquierda.
Si la PNH3 > PCO2 se favorece la formación de urea, y
se desplaza a la derecha.
Si la T↑ la deshidratación de carbamato se favorece
para formar la urea.
2NH3 (g)+ CO2 (g) H2NCOONH4 (s) H2NCONH2 (s)+ H2Ovap.
Reacción exotérmica Reacción endotérmica

23. Intermediario: Carbamato
2NH3 (g) + CO2 (g) H2NCOONH4 (s) ΔH298= -159 KJ/mol
H2N COONH4 (s) H2N C NH2 (s) + H2O(vap)
ΔH298= +31 KJ/mol
O
Síntesis de urea: reacciones.
Reacción exotérmica:
Reacción endotérmica:
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
2NH3 (g) + CO2 (g) H2N C NH2 (s) + H2O(Vap)
O
Urea
K1 = 0,486 atm-3 (T = 140 °C)
K2 = 1,43 atm. (T = 140 °C)
K = 0,695 atm-2 (T = 140 °C)

24. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Reacción de Formación de Urea
Constante de equilibrio
Equilibrio químico:
2NH3 (g) + CO2 (g) H2N C NH2 (s) + H2O (Vap)
O
Urea
Kp =
PH2O
P2
NH3 x PCO2
T (°C) Kp
140 0,695
150 0,850
160 1,075
170 1,375
180 1,800
190 2,380
200 3,180

25. 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
430 440 450 460 470 480
LnK
Temperatura (°K)
PH2O
H2N COONH4 (acuoso) H2N C NH2 (s) + H2O (vap)
O
UreaCarbamato de amonio
Producción de urea: constante de equilibrio
∆G = -RT Ln K
K =
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
[NH2COO- ] [NH4
+]

26. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
T (°C)
Presión de vapor
de carbamato puro
/Descomposición.
(atm.)
40 0,306
60 1,046
80 3,099
100 8,499
120 21,027
140 46,001
160 98,025
180 150,0-190,5
Descomposición de Carbamato
H2NCOONH4(s) 2 NH3 (g) + CO2 (g)

27. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
H2NCOONH4(s) 2 NH3 (g) + CO2 (g)
Reacción de Descomposición de
Carbamato de amonio
Kp = P2
NH3 x PCO2
Moles totales → nt= 3 χNH3 = 2/3 χCO2 = 1/3
P NH3 = P. χNH3 = 0,306 . 2/3 = 0,242
P = 0,306 atms.
T = 40 °C
P CO2 = P. χCO2 = 0,306 . 1/3 = 0,121
Kp = (0,242)2 . 0,212 = 7.086 x 10-3

28. Proceso de Producción de la Urea
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Proceso no catalítico.
El 20 % del amoníaco es usado para producir Urea.
El CO2 es un sub-producto de la producción de
hidrógeno a partir de gas natural.
El hidrógeno es utilizado para la síntesis de
amoníaco por lo que la planta de urea esta acoplada
a la planta de Amoníaco.
El NH3 y el CO2 se combinan con exceso de amoníaco
en una relación molar de 3/1-4/1.

29. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
El tiempo de reacción en el reactor es de 30 min.
a 2 horas.
La reacción se realiza a la T= 190 - 200 °C y
P = 156-159 atm.
La 1ra. Etapa de la reacción es exotérmica
(∆H = -117 kj/mol) y la 2da. es endotermica.
La corrosión de carbamato de amonio al acero
induce al uso de oxigeno junto a los gases de
reacción.
Proceso de Producción de la Urea

30. Proceso de producción de Urea.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
A alta presión el carbamato esta en equilibrio
con la urea y agua.
La reacción de descomposición de carbamato
en urea requiere 15,5 Kj/mol.
El calor de la 1ra. Reacción es utilizado para la
2da. Reacción.

31. Proceso de producción de Urea.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
El 70% de CO2 es convertido en urea.
Productos en el reactor: solución de urea,
amoníaco y carbamato de amonio.
La Diferencias en los procesos industriales es
la manera de cómo separar y reciclar el
amoníaco y el dióxido de carbono.

32. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Proceso de producción de Urea:
Reciclo / Desventajas.
El 1er. Proceso usado fue el de un paso:
1. El amoniaco en exceso se convierte en
nitrato de amonio o sulfato de amonio.
2. El CO2 se ventea a la atmosfera.
3. Altos costos.
4. Necesidad de mercado de los productos.

33. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Hoy el rendimiento en productos de amoníaco
es del 99%.
Hoy las plantas reciclan el total de amoníaco y
dióxido de carbono.
Reciclo total
En dos pasos:
1. Reciclo de la solución.
2. Proceso de despojamiento (stripping).
Proceso de producción de Urea:
Reciclo / Ventajas.

34. COMPRESIÓN
DE CO2
SÍNTESIS
Descomposición
17 Kg/cm2
RECUPERACIÓN
NH3
Descomposición
0,30 Kg/cm2
RECUPERACIÓN
NH3
Concentración
al vacio
TRATAMIENTO
DE EFLUENTES
granulación
NH3
líquido
CO2
Descomposición
3,5 Kg/cm2
RECUPERACIÓN
NH3
UREA
granulada
ALMACENAMIENTO
Agua
Proceso de producción de urea
Alta
presión Media
presión
Baja
presión
Proceso de descomposición
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

35. Proceso de producción de urea:
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
CO2
NH3
Urea
Separación
carbamato
Condensación
NH3,CO2
Descomposición
Solución de Urea
Evaporación
granulación
Vapor/condensación
Tratamiento de agua
Urea Agua tratada
RecuperaciónCondensación
NH3, separación
Absorción: NH3,

36. Tecnología
N° plantas
Tecnología Snamprogetti Stamicarbon Toyo
Engineering
N° plantas
(1996)
70 125 7
Producción
(MTD)
2.800 3.000 2.300
Tipo de agente
stripping NH3 CO2 CO2
Material
Tubos
de stripper
Bimetalico
Zirconia
Acero 25-22-2
Acero 25-22-2 -
www.snamprogetti.eu
Proceso de producción de urea:
Tecnologías.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

37. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Proceso de producción de urea:
Tecnologías/criterios de diseño.
Recuperación máximo del calor.
Mínimo contenido de solución carbamato en el reciclo
→ menos bombas y uso energético.
Buena conversión → menos contenido de H2O de
retorno al reactor.
Requerimiento de minima energía.
Máximo recuperación NH3 → menos contaminación y
bajo costo de operación.

38. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Tecnología similar a Stamicarbon, que utiliza como
gas de despojamiento al amoníaco.
La operación se inicia por la reposición del NH3.
Utiliza un despojador (Stripper) de NH3 a alta presión
(145 atms.) y temperatura de 200-210 °C, donde se
produce la descomposición de carbamato de amonio.
Se mejora la solubilidad de la urea en agua y se pre-
satura el medio para generar amonio “in situ” por
calentamiento para el Stripping.
Proceso Snamprogetti: Stripping.

39. Proceso Snamprogetti: Stripping.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
A la salida del reactor la urea se encuentra en un
70-80% en solución acuosa.
La operación se realiza preferiblemente en fase
líquida.
La urea se separa por concentración al vacio. Se
cristaliza y luego puede ser centrifugada, para
completar su separación.
Finalmente es convertida en granos al 99,7% de
pureza.

40. Síntesis
CO2
Esquema: Proceso de producción de urea
Descomposición recuperación
Concentración
Granulación
NH3
NH2CONH2 + H2O +
H2NCOONH4 +
NH3 (exceso)
calor
calor
NH2CONH2 + H2O
Urea: NH2CONH2
Urea
granulada
H2O
H2O
NH3+ CO2
enfriar
“Proceso endotérmico”
“Proceso exotérmico”
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

41. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Proceso Snamprogetti: Stripping.

42. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Proceso Snamprogetti: Stripping.

43.  Presión: 156-159 Kg/cm2.
 NH3/CO2 : 3,6 – 3,8 (molar).
 H2O/CO2: 0,5 – 0,7 (molar).
 Tiempo de residencia: 45 minutos.
 Temperatura: 180 °C - 190 °C.
Proceso de producción de urea
El Carbamato, en estado líquido a temperaturas mayores de 180 °C.
La Conversión en el equilibrio es máxima a temperaturas de 180 a
190 °C.
Condiciones de operación
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

44. Reacciones Principales:
2NH3 (g) + CO2 (g) H2N COONH4 (s)
ΔH298= -159 KJ/mol
H2N COONH4 (s) H2N C NH2 (s) + H2O(vap)
ΔH298= 31 KJ/mol
O
Carbamato
UreaCarbamato
Síntesis de urea
(Reacción exotérmica)
(Reacción endotérmica)
Proceso de Descomposición:
intermediario
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

45. Síntesis:
T = 180-190 °C, P = 159 Kg/cm2
1ra.
Descomposión:
T = 160-200°C
P = 70 Kg/cm2
2da.
Descomposión:
T = 160-200°C
P = 2 Kg/cm2
3ra.
Descomposión:
T = 160-200°C
P = 0,35 Kg/cm2
Proceso de producción de urea
2NH3 (g) + CO2 (g) H2NCOONH4 (l)
H2NCOONH4 (s) H2N C NH2 (s) + H2O(vap)
O
Urea
H2NCOONH4 (s) 2NH3 (g) + CO2 (g)
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

46.  Reacción altamente exotérmica, se requiere retirar el
calor.
 La cinética y el equilibro de reacción depende de la
presión y temperatura, debido al cambio de volumen
en el reactor.
 La presión en el reactor debe estar por debajo de la
presión de vapor del carbamato de amonio.
 A 180 °C la presión de vapor del carbamato de amonio
es de 15.200 kPa (150 atms.).
2NH3 (g) + CO2 (g) H2NCOONH4 (l)
ΔH298= -159 KJ/mol (38 kcal/mol), P= 1 atm. (101,3 kPa)
Carbamato de amonio
Síntesis de urea
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

47. Descomposición del Carbamato
H2N COONH4 (s) H2N C NH2 (s) + H2O (vap)
O
UreaCarbamato
 La conversión de Carbamato en el reactor es del
orden de 50% en Urea a 180°C en 30 minutos.
 El resto de los reactantes debe reciclarse en forma
continua al reactor para lograr una conversión
total.
Proceso de producción de urea:
(Reacción endotérmica)
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

48. Degradación del Carbamato de amonio
H2NCOONH4(s) 2NH3 (g) + CO2 (g)
Carbamato de amonio
Proceso de producción de urea:
El carbamato de amonio es altamente corrosivo y de
difícil manejo. Por lo que se degrada en NH3 y CO2.
Se disminuye la presión y aumenta la temperatura, para
desplazar el equilibrio se hacia los productos. La mezcla
gaseosa (NH3 y CO2) se recupera, comprime y recombina.
Mediante el “stripping” del amoníaco el equilibrio se
desplaza hacia la degradación del carbamato de amonio.
(Reacción endotérmica)
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

49. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
El despojador térmico opera eficientemente a
200-210 °C.
Snamprogetti utiliza en los tubos del Stripper
aleaciones bimetálicas de zirconio/25-22-2
(Ni,Cr,Mo), resistentes a la corrosión.
El gas del stripper va a los condensador de alta
presión que contiene carbamato recuperado de
la sección de recirculación de media y baja presión.
Proceso Snamprogetti: Stripping.

50. Proceso Snamprogetti: Stripping.
 Los efluentes del reactor entran al stripper en donde
gran parte del carbamato es descompuesto por
acción de despojo mediante el exceso de NH3.
 El carbamato y CO2 son recuperados en contraflujo
en el stripper y el las sucesivas operaciones 17 y 3,5
Kg/cm2.
H2NCOONH4(s) → 2 NH3 (g) + CO2 (g)
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

51. El NH3 y CO2 que salen del tope del stripper son
mezclados con la solución de carbamato de la sección
de alta y baja presión y del condensador de alta del
carbamato son alimentados al reactor.
El calor de condensación es usado para producir vapor
de baja.
La solución de urea proveniente de la descomposición
de baja presion es concentrada y evaporada para
producir urea sólida.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Proceso Snamprogetti: Stripping.

52. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Variables de proceso
Reactor, presión (Kg/cm2) 159
Reactor, temperatura (°C) 188
NH3/CO2 (mol/mol) 3,3-3,6
H2O/CO2 (mol/mol) 0,5-0,6
Conversión NH3 (%) 64
Conversión CO2 (%) 41
N° recipientes alta presión 5
Etapas de recirculación 2
Consumo de NH3 (t/t) 0,566
Consumo de CO2 (t/t) 0,735
Proceso Snamprogetti: Stripping.

53. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Variables de proceso
Vapor (t/t) 0,950
Agua fría (t/t) 75
Electricidad KWh/T 21-23
Efluentes líquidos:
NH3 ppm (p/p) 2
Urea ppm (p/p) 2
Vapor hidrolizador, presión
(Kg/cm2)
38
Urea granulada
Kg formaldehido/t
4,5
Proceso Snamprogetti: Stripping.

54. Proceso de producción de urea:
Granulación.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Lavado
Granulación
Prilling:
perlas de 1,6-2,0 mm
NH3 HNO3
Material
semilla
Urea
alimentación
Solución de reciclo
Planta de Urea
Enfriamiento
tamizado tamizado
aire
Granular Urea para
almacenamiento
reciclo

55. Producción de Urea: Definiciones.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Solución diluida:
gramos de carbamato de amonio (sal) en exceso de agua
(Kg/m3).
Solución saturada:
gramos de carbamato de amonio disuelto en la mínima
cantidad de agua. Cualquier perturbación externa:
semillado o disminución de temperatura (enfriamiento),
ocasiona la precipitación.
Solución coloidal:
dispersión de las partículas de urea sólida en agua.

56. Producción de Urea: Definiciones.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Proceso de evaporación:
consiste en la eliminación de un solvente o liquido por
incremento de temperatura a presión atmosférica. Si se
realiza a una presión menor que la atmosférica, se
elimina mas rápido el líquido.
Precipitación:
consiste en precipitar un solido disuelto en una
solución saturada o mediante la formación de
compuestos sólidos pocos solubles.
Cristalización:
Proceso exotérmico en la cual un sólido adquiere una
estructura definida.

57. Proceso de producción de urea:
Proceso de concentración
Deshidratación
de Urea:
 Calentamiento.
 Vacio.
75% p/p Urea
en H2O
80% p/p Urea
en H2O
Formación de cristales
Re-cristalización
de la Urea
a 80-110°C
Evaporación de
H2O en Urea
a 140°C
99% p/p Urea
Gránulos o perlas
2-4 mm
de diámetro
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

58. Proceso de producción de urea:
Proceso de concentración por vacio.
Pre-concentración
de Urea:
 Calentamiento.
 Vacio.
Urea
en solución
acuosa
80% p/p Urea
en H2O
Formación de cristales
Proceso de
granulación de
Urea
Concentración
de Urea
a 140°C/ vacio
99% p/p Urea Gránulos
2-4 mm de diámetro
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

59. Proceso de producción de urea:
Granulación.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

60. Proceso de producción de urea:
Granulador
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

61. Proceso de producción de urea:
Proceso de Granulación.
Granulación
Urea
solución
concentrada
1ra. Etapa de
enfriamiento
Tamizado
Urea 99% p/p
Gránulos
de 2-4 mm
de diámetro
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Elevador
Tamizado
2ra. Etapa de
enfriamiento
Molienda
Reciclo
(semilla)

62. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Proceso de producción de urea:
Proceso de Granulación.
El procesos consiste en dispersar las partículas de
urea por inyección junto con las semillas de urea de
reciclo, en el granulador.
El crecimiento del tamaño del grano o partícula de urea
y el secado de la misma ocurre simultáneamente.
El aire caliente pasa a través del granulador para
solidificar la urea que se deposita en el material
semilla.

63. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
El uso de alimentación de baja concentración requiere
menos aire frio, ya que el agua evaporada disipa el
calor generado cuando la urea cristaliza cuando pasa
de líquido a sólido.
El producto que sale del granulador es enfriado y
revisado antes de ser llevado al almacén.
El acondicionamiento de la urea inyectada en el
granulador debe satisfacer las características para su
almacenamiento.
Proceso de producción de urea:
Proceso de Granulación.

64. Proceso de producción de urea.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Una planta de Urea de 1.000 t/d produce 500 m3/d
de agua.
El agua contiene 6% de NH3, 4% de CO2 y 1,0% de
Urea.
2NH3 (g) + CO2 (g) H2N C NH2 (l) + H2O (l)
O
Urea

65. Proceso de producción de urea:
Tratamiento de agua.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Torre
Destilación
Agua de
Proceso
Vapor de
Baja presión
Vapor de
Alta presión
Agua tratada
Gas de cola a proceso
Hidrolizador
H2N C NH2 (l) + H2O (l) 2NH3 (g) + CO2 (g)
O
Reacción de hidrolisis de la urea: endotérmica
T = 190 °C

66. Las plantas de tratamiento de agua que contienen
NH3 y Urea sugiere un proceso de desorción-
hidrólisis para su recuperación.
El agua tratada es re-usada en el proceso.
La solución de urea es evaporada en dos etapas.
Proceso de producción de urea:
Tratamiento de agua.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

67. El agua de proceso de los evaporadores es alimentada a la
torre de destilación, en donde es despojado el NH3 y el CO2
por el tope y el líquido va al hidrolizador.
El liquido que sale por el fondo de torre de destilación, es
precalentado a 190 °C y alimentado a 17 Kg/cm2 al tope
del hidrolizador.
El vapor de alta es introducido al hidrolizador por el fondo
a 25 Kg/cm2 en donde la urea es descompuesta y los
gases en contracorriente son despojados.
El agua que sale de la torre de destilación, es enfriada con
contenidos de 5 mg/l de NH3 y 1 mg/l de urea.
Proceso de producción de urea:
Destilación/Hidrolisis.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

68. El agua caliente de proceso es alimentada por el tope del
la torre de destilación para remover el NH3 y el CO2.
El agua es pre-calentada antes de entrar al hidrolizador,
en donde la urea es descompuesta en NH3 y el CO2.
El vapor del hidrolizador y la torre de destilación son
mezclado con los gases del recipiente de
descomposición de baja presión, enfriados y reciclados
al proceso.
Proceso de producción de urea:
Hidrólisis/destilación.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

69. Proceso de producción de urea:
Hidrólisis/Stripping.
El agua caliente de proceso que contiene NH3, CO2 y
urea es alimentada por el tope, en donde el vapor del
despojador opera a 1,5-3 bar para separar el NH3 y CO2.
El agua es luego alimentada en la sección del medio
del hidrolizador que opera a 18-30 bar.
Los gases son enviados a la sección de
descomposición/absorción de baja presión para
recuperar el NH3 y CO2.
La concentración de NH3 y urea en el agua es de 3-5
mg/l.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

70. Urea / Procesos de agua:
fuentes de NH3, Urea y CO2.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Presencia de NH3 en la solución de urea que
alimenta al evaporador.
Liberación de NH3 por la formación de biuret
y por hidrólisis en el evaporador.
Liberación de NH3 por descomposición de la urea
en ácido iso-cianico.
2 NH2CONH2 → NH2CONHCONH2 + NH3
2 NH2CONH2 + H2O → 2NH3 + CO2
NH2CONH2 → HNCO + NH3

71. Urea: Descomposición
Amoníaco y ácido ciánico:
(T= 300°C) NH3 y CN-OH.
Biuret:
2 NH3CONH2→NH2CONHCONH2 + NH3
Tribiuret: NH2–CO–NH–CO–NH–CO–NH2
En el proceso de producción de Urea la formación de
biuret se favorece por:
Incremento de la temperatura.
Aumento del tiempo de residencia.
Bajo contenido de agua.
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

72. 2 NH2 CO NH2 NH2 CO NH CO NH2 + NH3
BiuretUrea
El biuret es un veneno para las plantas por encima
del 4% en la urea.
El contenido de biuret en la urea se exige en el mercado
por debajo de 1,0% (p/p).
El uso en el proceso de exceso de NH3 inhibe la
formación de biuret.
El biuret se forma durante el proceso de concentración
y perlado de la urea.
Proceso de producción de urea:
Proceso de concentración
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

73. Síntesis
CO2
Proceso de urea: Fuentes de emisión.
recuperación
Venteo
absorbedor
Concentración
perlado
NH3
0,1-0,84 kg/t Urea
0,2-0,61 kg/t NH3
0,1- 0,5 kg/t NH3
0,1- 0,2 kg/t NH3
Venteo
absorbedor
Tratamiento de
H2O
0,5-2,2 kg/t Urea
0,5-2,7 kg/t NH3
Granulación
Separador
enfriador
0,1-0,55 kg/t Urea
0,2-0,70 kg/t NH3
aire aire
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

74. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Proceso de producción de urea:
Especificaciones.
 La urea es higroscópica: absorbe
humedad y tiende a formar torta.
 La torta se reduce:
1. Compactándola con azucar,
formaldehido, acetaldehído, azufre o
arcilla.
2. Mezclandola con sulfato de amonio,
carbonato de magnesio.
3. Tratamiento térmico a temperaturas
por encima de punto de fusión de la
urea.

75. Proceso de producción de urea:
Especificaciones.
 Nitrógeno: 46,6 % (p/p)
 Biuret: 1,0 % (p/p)
 Humedad: 0,3 % (p/p)
 Tamaño: 2 - 4 mm (90 % p/p)
Proceso de producción de
amoníaco y urea.

76. Proceso de producción de
amoníaco y urea.
Almacén de Urea
Capacidad: 120,000 TM
Proceso de producción de urea