Orientador: José Vicente Hallak Dangelo

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: A presente dissertação apresenta o estudo e definição dos diferentes parâmetros para redução de perdas de processo e aumento de produção em uma unidade produtora de ácido nítrico. O ácido nítrico é um insumo industrial de altíssima importância no mundo sendo largamente produzido para...

Resumo: A presente dissertação apresenta o estudo e definição dos diferentes parâmetros para redução de perdas de processo e aumento de produção em uma unidade produtora de ácido nítrico. O ácido nítrico é um insumo industrial de altíssima importância no mundo sendo largamente produzido para indústria de fertilizantes. Além disso tem aplicação na fabricação de explosivos e na cadeia de produção de poliamida. Este tem um processo de produção muito conhecido pela humanidade, tendo sua apresentação no formato que conhecemos vinda do ano de 1901. Esta forma que ficou conhecida como processo de Ostwald é utilizada, com variações, na maior parte dos processos de produção atuais. O estudo é feito por meio da simulação da unidade hipotética de média pressão utilizando um programa de simulação de processo comercial, e toma como ponto de partida o fato de que há a possibilidade de melhorar o sistema de absorção de gases nitrosos, uma vez que as unidades de produção não produzem ácido na concentração máxima que ele pode chegar. A simulação toma como base uma versão simplificada de uma unidade, com um reator de oxidação de amônia, uma sequência de trocadores de resfriamento e uma coluna de absorção. A partir da simulação, são variados parâmetros de produção um a um a fim de verificar individualmente seus efeitos sobre a unidade, além de buscar os melhores valores em cada um dos casos. Também é verificada a possibilidade de modificação no processo por meio da inserção de um reator de fluxo pistonado, e até de aumento de injeção de amônia. Após esta exploração, são verificadas combinações entre os melhores resultados obtidos individualmente. Sempre verificando a produção de ácido no processo e a quantidade de gases perdidos no sistema. Os resultados mostram que é possível melhorar o sistema de absorção e reduzir as perdas em até 69% com um aumento pequeno de produção que chega a 1,3%. Há ainda a possibilidade de produzir até 41% a mais, injetando amônia adicional no processo, com redução menor de perdas

Abstract: The following work presents the study and definition of all different parameters that have connection with reduction of process losses and increasing production capacity of nitric acid unit. Nitric acid is a highly important industrial raw material, being largely produced for fertilizer...

Abstract: The following work presents the study and definition of all different parameters that have connection with reduction of process losses and increasing production capacity of nitric acid unit. Nitric acid is a highly important industrial raw material, being largely produced for fertilizer industry. Besides that, it also has a place on the production of explosives and on the polyamide production chain. It have a very know production process, have being presented as we see nowadays on the year 1901. This form is now known as the Ostwald process, and has been utilized, with variations, on the majority of production processes. The study was done by simulating a hypothetical medium pressure unit utilizing a commercial simulation program, and takes as its start point the fact that it is possible to improve the gas absorption system, since production units do not produce acid on its maximum possible concentration. The Simulation uses as base a simplified version of a production unit, with an ammonia oxidation reactor, a series of cooling heat exchangers, and an absorption column. On the simulation environment, production parameters are changed individually to verify its effects over the plant, besides checking the best values on each of the scenarios. It is also checked the possibility to make some modifications by inserting a plug flow reactor, and even injecting more ammonia in the system. After exploration, the combinations between individual test results are checked. For each case, there is always a verification of how much acid is produced and the amount of gases lost. Results show that it is possible to improve the absorption column, reduce losses up to 69% increase a bit the production until 1,3%. There is also a possibility to produce 41% more by injecting ammonia in the process, with minor losses reduction

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