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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