Ingeniería conceptual extendida de la unidad de formaldehído para la producción de urea-formaldehído en la planta de amoníaco-urea de Bulo Bulo Bolivia

Abstract

El objetivo principal de este proyecto es establecer las bases para el diseño conceptual de una unidad de formaldehído que sea necesaria para la producción de urea formaldehído concentrado al 85% (UFC – 85). La Planta de Amoniaco y Urea (PAU), ubicada en Bulo Bulo, Cochabamba, actualmente importa este insumo para la granulación de urea y ha lanzado una licitación en 2019 para el diseño y construcción de una planta de producción de UFC – 85. Como resultado de esta investigación, se han identificado los diferentes esquemas de integración de esta unidad con la PAU, la tecnología más apropiada para la producción de formaldehído, el balance de materia y energía de la unidad, el dimensionamiento preliminar de los equipos principales y la estimación de los costos de inversión. Se ha elegido la tecnología de catalizadores de óxidos de hierro-molibdeno para la producción de formaldehído mediante un esquema de producción de paso simple sin recirculación. La producción de 20 toneladas métricas por día (TMD) de UFC – 85 se logra mediante el uso de 17 TMD de metanol crudo (80% m/m) y 11 Nm3/h de aire. Las condiciones operativas de la unidad y los parámetros de diseño de los principales equipos se han establecido en función de información disponible en patentes publicadas por los principales proveedores de la tecnología de producción de formaldehído y en base a datos publicados sobre unidades existentes en operación. Además, se han incorporado en el diagrama de flujo del proceso los controles necesarios para garantizar la seguridad de la operación del reactor por debajo del límite inferior de explosividad debido a la naturaleza explosiva del medio reaccional. Un reactor multitubular de lecho fijo es el más adecuado para la síntesis de formaldehído y se requiere un sistema de refrigeración para controlar la exotermicidad de la reacción. Por otro lado, la columna de absorción con bandejas de burbujeo es la más adecuada para maximizar el contacto gas – líquido, pero es esencial controlar la temperatura y el pH (cercano a 8) en todo momento para evitar la formación de compuestos ácidos y/o precipitados.