Indústria Petroquímica Nacional e o Amoníaco

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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E 
INDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
 
“EL AMONIACO Y SUS DERIVADOS, PRODUCTOS 
FUNDAMENTALES EN EL DESARROLLO DE LA INDUSTRIA 
PETROQUIMICA NACIONAL” 
TESIS 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
 INGENIERO QUÍMICO PETROLERO 
 
PRESENTA: 
JURADO JUÁREZ MARÍA LAURA 
ASESOR: 
DR. MARIO RODRÍGUEZ DE SANTIAGO 
 
MÉXICO, D.F. JUNIO 2015 
 
 
 
SECRETARIA 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
DEPARTAMENTO DE EVALUACIÓN Y SEGUIMIENTO ACADÉMICO 
DE 
EDUCACIÓN PÚBLICA T-054-15 
México, D. F., 22 de mayo del 2015. 
A la C. Pasante: 
MARÍA LAURA JURADO JUÁREZ 
Boleta: 
2010320125 
Carrera: 
IQP 
Generación: 
2009-2014 
Mediante el presente se hace de su conocimiento que este Departamento acepta que el 
C. Dr. Mario Rodríguez de Santiago, sea orientador en el tema que propone usted desarrollar como 
prueba escrita en la opción Tesis Individual, con el título y contenido siguiente: 
"El amoniaco y sus derivados, productos fundamentales en el desarrollo de la 
Industria Petroquímica Nacional". 
Resumen. 
Introducción. 
1.- Información general. 
11.- Procesos para la obtención del amoniaco. 
111.- Subproductos del amoniaco. 
Conclusiones. 
Bibliografía. 
Se concede un plazo áximo de un año, a partir de esta fecha, para presentarlo a revisión por 
el Jurado asignado. 
Presidente de la cademia de 
Aplicaciones de la Ingeniería. 
Lic. Guillermo Al 
Jefe del Deparlame 
Seguimiento Aca 
c. c. p.- Control Escolar. 
GATA/rcr 
Dr. Mario Rodrí ez de Santia o 
Direct r de Tesis 
Ced. Prof. 2805538 
·��/;i:vv'-;x/ 
lng. Víctor Manuel Feregrino Hernández 
Subdirector Académico Interino 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
DEPARTAMENTO DE EVALUACIÓN Y SEGUIMIENTO ACADÉMICO 
SECRETARIA 
DE 
EDUCACIÓN PÚBLICA 
México, D. F., 08 de junio del 2015. 
A la C. Pasante: 
MARÍA LAURA JURADO JUÁREZ 
PRESENTE 
Boleta: 
2010320125 
Carrera: 
IQP 
T-054-15 
Generación: 
2009-2014 
Los suscritos tenemos el agrado de informar a usted, que habiendo procedido a revisar el 
borrador de la modalidad de titulación correspondiente denominado: 
"El amoniaco y sus derivados, productos fundamentales en el desarrollo de la 
Industria Petroquímica Nacional" 
encontramos que el citado Trabajo de Tesis Individual, reúne los requisitos para autorizar el Examen 
Profesional y PROCEDER A SU IMPRESIÓN según el caso, debiendo tomar en consideración las 
indicaciones y correcciones que al respecto se le hicieron. 
lng. RJ!.�Padrón 
Presidente 
c.c.p.- Expediente 
GATA/rcr 
Atentamente 
JURADO 
lng. Armando Tonatíuh Avalas Bravo 
2° Vocal 
lng. Alfonso Ant io Alquicer Paz 
Sec etario 
INDICE 
 
EL AMONIACO Y SUS DERIVADOS, PRODUCTOS FUNDAMENTALES EN EL 
DESARROLLO DE LA INDUSTRIA PETROQUIMICA NACIONAL 
 
OBJETIVO……………………………………………………………………………...1 
RESUMEN……………………………………………………………………………...2 
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………3 
 
CAPITULO 1. INFORMACIÓN GENERAL..........................................................4 
 
 ¿Qué es el amoniaco?................................................................................4 
 Producción nacional....................................................................................4 
 Origen y accesibilidad de la materia prima..................................................8 
 Seguridad industrial ....................................................................................10 
 
CAPITULO 2. PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN DEL AMONIACO..............16 
 Obtención del Amoniaco mediante el proceso Haber-Bosh .......................21 
 Obtención de Amoniaco mediante el proceso Linde...................................33 
 Obtención de Amoniaco mediante el proceso Topsoe................................35 
 Obtención de Amoniaco mediante el proceso Casales...............................37 
 Obtención de Amoniaco mediante Biotecnologia........................................40 
 
CAPITULO 3. SUBPRODUCTOS DEL AMONIACO............................................41 
 Sulfato de amonio........................................................................................41 
 Acido nítrico.................................................................................................44 
 Nitrato de amonio........................................................................................48 
 Urea ............................................................................................................53 
 
CONCLUSIONES..................................................................................................61 
BIBLIOGRAFÍA.....................................................................................................62 
ÍNDICE DE TABLAS, FIGURAS Y TABLAS 
 
CAPITULO 1. INFORMACIÓN GENERAL 
 
Tabla 1.1 Elaboración de petroquímicos (miles de toneladas).................................4 
Figura 1.1 Elaboracion de productos petroquimicos.................................................5 
Tabla 1.2 Elaboración de productos petroquímicos por complejo............................5 
Tabla 1.3 Valor de las ventas internas de productos petroquímicos........................6 
Figura 1.2 Ventas internas de petroquímicos...........................................................6 
Tabla 1.4 Precio promedio al público de productos petroquímicos..........................7 
Gráfica 1.1 Precio promedio al público de productos petroquímicos........................7 
Tabla 1.5 Materia prima para la obtención de amoniaco.........................................8 
Tabla 1.6 Composición del gas natural.....................................................................9 
 
CAPITULO 2. PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN DEL AMONIACO 
 
Tabla 2.1 Métodos de síntesis del amoniaco..........................................................18 
Diagrama 2.1 Síntesis de amoniaco a partir de carbón o petróleo........................19 
Diagrama 2.2 Síntesis de amoniaco a partir de gas natural con vapor..................19 
Diagrama 2.3 Síntesis de amoniaco a partir de gas natural con oxígeno..............20 
Diagrama 2.4 Reformación del gas de platforming para su utilización en la síntesis 
de amoniaco...........................................................................................................20 
Diagrama 2.5 Proceso para la producción industrial de amoniaco.........................22 
Figura 2.1 Reformador primario..............................................................................24 
Figura 2.2 Reformador secundario.........................................................................24 
Figura 2.3 Conversión de CO.................................................................................25 
Figura 2.4 Eliminación de CO2.......................................................................................................................26 
Figura 2.5 Metanizador...........................................................................................28 
Figura 2.6 Generador de vapor...............................................................................31 
Diagrama 2.6 Proceso del reformado con vapor para la obtención de amoniaco.32 
Figura 2.7 Planta Lac (Linde Ammonia Concept)...................................................34 
Diagrama 2.7 Proceso Topsoe para la obtención de amoniaco..........................36 
2.8 Diagrama Proceso Casale para la obtención de amoniaco..........................39 
 
 
CAPITULO 3. SUBPRODUCTOS DEL AMONIACO 
 
Diagrama 3.1 Proceso de obtención de sulfato de amonio...................................43 
Diagrama 3.2 Proceso de producción del ácido nítrico..........................................47 
Tabla 3.1 Propiedades físicas del Nitrato de Amonio.............................................48 
Diagrama 3.3 Proceso STENGEL de obtención del nitratode amonio.................52 
Diagrama 3.4 Proceso de obtención de la Urea....................................................60 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Agradezco a DIOS por permitirme llegar hasta este momento y por 
permitirme terminar este proyecto, gracias por darme la fuerza y el 
coraje para hacer de cada sueño una realidad, gracias por haberme 
iluminado y guiado cada día a lo largo de mi vida, gracias por 
permitirme tener a mi lado a unos padres maravillosos y por estar 
rodeada de tantas personas que me han querido y apoyado 
incondicionalmente. 
 
 
Gracias a mis PADRES por estar conmigo en cada momento, en cada 
decisión y en cada proyecto de mi vida, por amarme aún en los 
momentos más difíciles, por ser su prioridad, por sacrificarse para que 
yo tenga siempre lo que necesito; por esto y más cada logro, cada éxito 
es para ustedes con mucho amor y agradecimiento por convertirme en 
quien soy y por la vida misma. Hoy concluye una gran etapa de la cual 
ustedes siempre fueron mi motor y motivación. 
 
 
FAMILIA LARA GONZÁLEZ gracias por el apoyo incondicional a lo 
largo de los años, por las palabras de aliento recibidas en los 
momentos difíciles, por nunca dejarme caer y sobre todo por el cariño y 
por cada momento compartido; esto también es para ustedes. 
 
 
FAMILIA MARTÍNEZ LORENZO gracias por todo el apoyo en cada 
aspecto de mi vida, por los consejos para pelear por cada sueño, cada 
anhelo, gracias por alentarme a ser la persona en la que me he 
convertido. 
 
Gracias a todos mis AMIGOS que han recorrido el camino conmigo, por 
estar a mi lado no solo en los buenos momentos, sino en los momentos 
más difíciles, por todo el apoyo incondicional en cada paso dado, 
gracias por cada experiencia, por cada vivencia y por lo más valioso 
que me pudieron otorgar; su amistad. 
 
 
Gracias ARIEL por todo el cariño, la paciencia, el amor y el apoyo 
incondicional que me has otorgado, gracias por permanecer a mi lado 
y compartir mis logros y mis sueños que poco a poco se van haciendo 
realidad, hoy concluye uno de ellos y en gran parte es por ti. 
 
 
Profesor MARIO RODRÍGUEZ gracias por todo el apoyo, por la 
paciencia y por el tiempo dedicado a mí y a este proyecto, pero sobre 
todo gracias por demostrarme lo que puedo lograr. 
 
 
Al Instituto Politécnico Nacional y a la Escuela Superior de Ingeniería 
Química e Industrias Extractivas gracias por la formación académica 
obtenida y por permitirme convertirme en un profesionista de esta gran 
institución. 
 
 
 
1 
“EL AMONIACO Y SUS DERIVADOS, PRODUCTOS FUNDAMENTALES EN EL 
DESARROLLO DE LA INDUSTRIA PETROQUIMICA NACIONAL” 
 
 
OBJETIVO GENERAL 
 
Realizar un estudio documental de las características y usos del amoniaco así 
como de sus subproductos, para sustentar las ventajas de reactivar las plantas 
de producción de amoniaco en México mediante la descripción de los procesos 
para la obtención del amoniaco y de sus subproductos a nivel industrial explicando 
las características de cada proceso; de los usos y aplicaciones del mismo y cada 
uno de sus subproductos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
RESUMEN 
El amoniaco (NH3) es uno de los principales productos petroquímicos a nivel 
mundial. En condiciones de temperatura y presión ambiente el Amoniaco es un 
gas incoloro, de olor irritante y se evapora rápidamente. Industrialmente el 
Amoniaco está disponible como gas licuado en cilindros de acero, carro tanques 
presurizados y líneas de tuberías. Gracias a su solubilidad en agua, esta sustancia 
es ampliamente vendida y usada en forma de solución acuosa. 
 El Amoniaco se disocia parcialmente en el agua formando soluciones básicas; la 
mitad del Amoniaco estará en estado anhídro (NH3) y la mitad estará en forma de 
Ión Amonio (NH4
+). El Amoniaco gaseoso se adsorbe fácilmente en ciertos sólidos. 
Las características de adsorción del Amoniaco en ciertas superficies metálicas son 
importantes en su síntesis y en otras reacciones catalíticas. Los productos de 
combustión son principalmente Nitrógeno y agua, pero también se forman 
pequeñas trazas de nitrato de Amonio (NH4NO3) y Dióxido de Nitrógeno. Otra 
reacción importante que involucra la oxidación del Amoniaco es su oxidación 
catalítica a Oxido Nítrico (NO) y Oxido nitroso (N2O). 
 
Los usos que se le dan al amoníaco son diversos; generalmente se le da uso 
industrial y, es esencial para muchos procesos biológicos. Se utiliza en la 
fabricación de explosivos, refrigerantes, fertilizantes, en la elaboración de fibras 
sintéticas, curtidos y en la industria farmacéutica. 
 
Se llevará a cabo un estudio documental de las características y usos del 
Amoniaco como petroquímico indispensable para producir materia prima que se 
utilice en diversas aplicaciones de la industria nacional así como de sus 
subproductos. 
 
Llevar a cabo un análisis técnico de la información obtenida, acerca de los 
principales procesos de obtención del Amoniaco, teniendo como resultados sus 
condiciones de operación, así como la materia prima a utilizar; para determinar las 
ventajas de reactivar la producción de este en la industria de nuestro país. 
 
 
 
 
 
3 
INTRODUCCIÓN 
Actualmente la producción de Amoniaco ha estado detenida por varios años; a 
pesar de que este petroquímico llego a ser el más importante desde el punto de 
vista de ingresos para el país. Al dejar de producir Amoniaco no solo se perdieron 
ingresos para el país y empleos sino también la oportunidad de abastecer un 
amplio mercado de productos derivados de este petroquímico. 
Con la reactivación de las plantas de producción; PEMEX podría sustituir 
importaciones de amoniaco, que representan ingresos millonarios; adicionalmente 
contaría con un excedente del mismo para exportación y volver a la situación que 
se tenia anteriormente. El principal consumidor de amoniaco anhidro es la 
industria de los fertilizantes; que en nuestro país está actualmente en una 
situación muy precaria, pues se importa aproximadamente el 70 por ciento de los 
fertilizantes que se consumen en México, y una hectárea que se fertiliza según 
datos estadísticos produce cuatro veces más que una que no se fertiliza. 
El amoniaco es uno de los productos petroquímicos de mayor importancia a nivel 
mundial entre los que se produce comercialmente por el hombre. El amoniaco a 
temperatura ambiente es un gas incoloro con un olor muy penetrante e irritante. 
Se emplea en solución acuosa. Es fácilmente soluble en agua y se evapora 
rápidamente. 
Las propiedades más relevantes del amoniaco son: 
 Punto de Ebullición: -33.35 °C 
 Punto de Fusión: -77.7 °C 
 Presión de Vapor (a 25°C): 6080 mm de Hg 
 Límites de Inflamabilidad: 16% - 25% Vol. 
La obtención del amoniaco se lleva a cabo principalmente a partir de la reacción 
de Nitrógeno (N2) e Hidrógeno (H2), mediante procesos industriales. Pequeñas 
cantidades de Amoniaco se producen industrialmente como subproducto de la 
coquización del carbón. La mayor proporción de producción industrial de 
Amoniaco ocurre en áreas donde el gas natural es barato y abundante ya que el 
Amoniaco se sintetiza usando este como materia prima. 
Se llevará a cabo un estudio documental de las características y usos del 
Amoniaco como petroquímico, para producir este que servirá como materia prima 
utilizándose en diversas aplicaciones de la industria. 
Llevar a cabo un análisis técnico de la información obtenida, acerca de los 
principales procesos de obtención del Amoniaco, teniendo como resultados sus 
condiciones de operación, así como la materia prima a utilizar; para determinar las 
ventajas de reactivar la producción de Amoniaco en la industria del país. 
 
4 
CAPITULO 1 
INFORMACIÓN GENERAL 
 
 
Antecedentes sobre el Amoniaco. 
 
 ¿Qué es el Amoniaco? 
El amoniaco a temperatura ambiente, es un gas incoloro con un olor muy 
penetrante e irritante. Es más liviano que el aire y posee características deinflamabilidad. Se utiliza en solución acuosa. 
Se produce en forma natural por descomposición de la materia orgánica además 
se puede fabricar industrialmente mediante diversos procesos. Se diluye 
fácilmente en el agua y se evapora rápidamente. Por lo general se le encuentra en 
forma líquida y también así se le comercializa. 
 
 
 Producción Nacional 
 
 
Tabla 1.1 Elaboración de petroquímicos (miles de toneladas) 
 
 
5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.1 Elaboracion de productos petroquimicos 
 
Tabla 1.2 Elaboración de productos petroquímicos por complejo 
 
6 
 
Tabla 1.3 Valor de las ventas internas de productos petroquímicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.2 Ventas internas de 
petroquímicos. 
 
7 
Tabla 1.4 Precio promedio al público de productos petroquímicos 
Gráfica 1.1 Precio promedio al público de productos petroquímicos 
 
8 
Con la reactivación de la planta de camargo, PEMEX podría sustituir 
importaciones de amoniaco por 300,000 toneladas anuales, que representan 
aproximadamente 190 millones de dólares a precios actuales. Adicionalmente 
contaría con un excedente de 150 mil toneladas para exportación. 
 
El titular de Pemex precisó que, como parte de este proyecto, se estableció una 
alianza con la empresa Soluciones Químicas para el Campo y la Industria, la cual 
absorberá 54,000 toneladas anuales de amoniaco; en tanto, el resto de la 
producción se destinará para usos agrícolas e industriales de la región. 
 
 
 Origen y accesibilidad de la materia prima. 
 
En la síntesis de amoniaco anhidro existen una gran variedad de insumos 
utilizados dentro del proceso, en los cuales podemos encontrar una variedad de 
catalizadores y servicios tanto de compresión como de calentamiento/reacción. 
 
La materia prima más utilizada para la producción de amoniaco es el gas natural 
debido a razones económicas pero la producción es muy versátil en cuanto a la 
materia prima ya que se puede utilizar otro hidrocarburo o agua, pero se tiene el 
inconveniente que se debe cambiar el proceso, lo cual podemos observar en la 
siguiente tabla: 
 
Materia prima Proceso 
Gas natural Reformación por vapor 
Nafta, LPG, Gas de refinería Reformación con vapor 
Hidrocarburos pesados Oxidación parcial 
Carbón Oxidación parcial 
Tabla 1.5 Materia prima para la obtención de amoniaco. 
 
 
9 
Además se tiene el inconveniente que aumentarían los consumos de energía pero 
cabe mencionar que la calidad del producto sigue siendo la misma solo con el 
inconveniente que el costo aumenta. 
El gas natural es un gas combustible que se encuentra en la naturaleza en 
reservas subterráneas en rocas porosas. Consiste en una mezcla de 
hidrocarburos simples compuesta principalmente de metano (CH4) y otros 
hidrocarburos más pesados; además también puede contener trazas de nitrógeno, 
bióxido de carbono, ácido sulfhídrico y agua. Dependiendo de su origen se 
clasifica en: 
• Gas asociado: es el que se extrae junto con el petróleo crudo y contiene grandes 
cantidades de hidrocarburos como etano, propano, butano y naftas. 
• Gas no asociado: es el que se encuentra en depósitos que no contienen petróleo 
crudo. 
 
Composición del gas natural. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 1.6 Composición del gas natural. 
 
El Gas Natural tiene que procesarse para poder cumplir con estándares de 
calidad. Los estándares son especificados por las compañías de transmisión y 
distribución, las cuales varían dependiendo del diseño del sistema de ductos y de 
las necesidades del mercado que se quiere atender. 
 
 
10 
Los estándares especifican: 
 El poder calorífico del gas (en México, debe ser entre 34 y 40 MJ/m3) 
 La ausencia de partículas sólidas y agua líquida, para prevenir erosión y 
corrosión de los gasoductos) 
 Los porcentajes de componentes como el H2S, N, mercaptanos y vapor de 
agua 
 
Hay dos formas principales de transportar gas seco (gas natural comercial) de los 
centros productores al mercado de consumo, por gasoductos o en forma de Gas 
Natural Licuado (GNL). 
 
Pemex realiza la extracción de gas natural que se encuentra en yacimientos, 
posteriormente se transporta a través de redes de distribución para que llegue a 
las ciudades y sea utilizado por clientes residenciales, comerciales e industriales. 
A lo largo de este recorrido, el gas natural conserva sus propiedades originales, ya 
que no sufre transformación alguna. 
 
Pemex Gas y Petroquímica Básica (PGPB) cuenta con 10 complejos 
procesadores de gas, de ellos, en dichos complejos existe un total de 68 plantas 
de distintos tipos. 
 
Cactus, Ciudad Pemex y Nuevo Pemex son los complejos más grandes de PGPB, 
en ellos se lleva a cabo la mayoría (91.7%) del endulzamiento de gas amargo; 
69.4% del procesamiento del gas dulce (recuperación de líquidos) y casi toda la 
recuperación de azufre ( 95.1%). 
 
 Seguridad industrial. 
 
Nombre del producto: Amoniaco 
Formula molecular: NH3 
Punto de ebullición: -33.35 °C 
Punto de congelación: -77.7 °C 
Densidad (líquido): 0.6818 (-33.35 °C y 1 atm) 
Densidad de vapor (aire= 1): 0.6 
Presión de vapor (a 25.7 °C): 760 mm de Hg 
Límites de explosividad: 16-25 % 
 
 
11 
 
Usos: El uso que, se le da al amoníaco es diverso generalmente industrial y, es 
esencial para muchos procesos biológicos: 
 
 
 
Fertilizantes 80% 
 
 Se le aplica directamente como abono. 
 Urea 
 Ácido Nítrico 
 Complejos NPK (Nitrógeno, Fosforo y Potasio) 
 Sulfato de amonio 
 
 
 
 
Industrial 20% 
 
 
 Se le usa en la fabricación de: textiles, plásticos, explosivos, de pulpa y 
papel. 
 En la elaboración de alimentos y bebidas. 
 Productos de limpieza domésticos, 
 Refrigerantes. 
 Sales aromáticas. 
 
 
 
 
 
IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS 
 
Resumen de emergencia 
 
El Amoniaco es una sustancia altamente irritante para las mucosas. En forma 
líquida causa quemaduras en la piel y los ojos al contacto. Es también una 
sustancia venenosa y puede ser fatal por inhalación en grandes cantidades. Todos 
los síntomas pueden tener efecto retardado. 
 
Efectos potenciales para la salud. 
 
Respirar Amoniaco en concentraciones altas pero no letales puede causar 
laringitis, dificultad para respirar, sensación de ahogo y dolor en el pecho. También 
a partir de la inhalación puede generarse edema pulmonar y neumonía. 
 
 
12 
El contacto con los ojos produce irritación, dolor, conjuntivitis. También es posible 
la pérdida de la visión en situaciones extremas de concentración o en salpicaduras 
de soluciones acuosas concentradas o gas licuado 
 
 
MEDIDAS DE PRIMEROS AUXILIOS 
 
 
Inhalación: Mover a la víctima a una zona bien ventilada. Si no respira, 
proporcionar respiración de boca a boca. Mantenerla bien abrigada y en reposo. 
Puede ocurrir una congestión pulmonar, por lo que, si está consciente, sentarla. 
 
Exposición en Ojos: Los ojos se deben lavar inmediatamente con abundante agua 
durante por lo menos 15 minutos levantando ocasionalmente los párpados 
superior e inferior. La víctima siempre debe recibir atención médica. 
 
Piel: Lavar cuidadosamente con agua la zona contaminada y, si el producto ha 
mojado la ropa, quitarla inmediatamente. Si la piel ha sido congelada, lavar con 
agua a temperatura ambiente. 
 
 
 
MEDIDAS CONTRA INCENDIO 
 
Para combatir incendios en los que el producto gaseoso esté involucrado, debe 
utilizarse equipo de respiración autónoma y traje protector de todo el cuerpo. Aislar 
el área hasta que el fuego esté controlado y los gases se hayan dispersado. 
 
 
Medios de extinción. 
En caso de fuegos pequeños pueden utilizarse extinguidores de dióxido de 
carbono o polvo químico. Si el incendio es de mayor magnitud debe utilizarse 
agua en forma de rocío, neblina o espuma, aplicándola a la superficie de los 
contenedores, no aplicarla dentro de ellos. 
 
 
FUGAS Y DERRAMES 
 
Utilizar el equipo de seguridad mínimo como son lentes de seguridad, guantes y 
bata, equipo de respiración especialy botas. Mantener el material derramado 
alejado de fuentes de agua y drenajes. Si el derrame es en el agua, neutralizar 
con ácido diluido. 
 
Los vapores generados deben diluirse con agua en forma de rocío y almacenar 
estos residuos corrosivos y tóxicos, al igual que los sólidos contaminados, en 
áreas seguras para su posterior neutralización. 
 
 
13 
 
MANEJO Y ALMACENAMIENTO. 
 
Debe hacerse en lugares frescos y secos, preferentemente alejado de fuentes de 
ignición y del almacén principal, pues debe estar totalmente aislado de productos 
químicos como oxígeno, halógenos y ácidos y no debe darle la luz directa del sol. 
 
Los cilindros donde se almacena el gas deben encontrarse sujetos a la pared, con 
el capuchón protector de la válvula, se deben rotular adecuadamente y no debe 
someterse a temperaturas mayores de 52 °C. 
 
Cerrar la válvula cuando no se use o cuando el tanque esté vacío. Utilizar las 
conexiones y equipo del material recomendado por el fabricante, pues existen 
algunos metales y aleaciones que son atacadas por el amoníaco. La zona de 
almacenamiento debe estar alejada del área de trabajo para minimizar posibles 
accidentes que se puedan presentar 
 
 
 
CONTROLES DE EXPOSICIÓN/ PROTECCIÓN PERSONAL 
 
Controles de ingeniería. 
 
PROTECCIÓN RESPIRATORIA 
Durante exposiciones hasta 100 ppm utilice respirador equipado con filtro para 
amoniaco, máscara facial o en caso necesario utilice equipo autónomo de 
respiración. 
 
VENTILACIÓN 
Utilice una campana con ventilación forzada y/o extracción local. 
 
GUANTES DE PROTECCIÓN 
De plástico, hule y/o neopreno. 
 
PROTECCIÓN OCULAR 
Goggles o lentes de seguridad, protector facial. 
 
 
OTRO EQUIPO DE PROTECCIÓN 
Zapatos de seguridad, regadera de seguridad, fuente para lava ojos, ropa de 
protección resistente a productos químicos. 
 
 
 
 
 
 
 
14 
REACTIVIDAD Y ESTABILIDAD 
 
 
Puede reaccionar violentamente con materias oxidantes. Puede reaccionar 
violentamente con ácidos. Reacciona con agua para formar álcalis corrosivos. 
Puede formar mezclas explosivas con el aire. 
 
El Amoniaco es estable. 
 
 
Condiciones a evitar 
No deben utilizarse manómetros con mercurio al trabajar con amoniaco, pues 
existe el riesgo de explosión al despresurizar el sistema. 
 
 
 
INFORMACIÓN TOXICOLOGICA 
 
 
El amoniaco al combinarse con el agua de las mucosas, forma Hidroxido de 
amonio (NH4OH), que daña fundamentalmente el tracto respiratorio superior. 
En intoxicaciones leves o moderadas se produce un síndrome irritativo, 
conjuntivitis y lagrimeo. 
 
En intoxicaciones graves, intoxicaciones de 2° y 3er grado, produce edema 
pulmonar, pudiendo la persona fallecer por asfixia. 
 
 
 
INFORMACIÓN ECOLOGICA 
 
 
En el caso de la atmósfera, el amoniaco persiste en ella por un lapso de 5 y 10 
días, dependiendo de la presencia de otros contaminantes atmosféricos así como 
de la incidencia de lluvia. 
 
En el caso del agua, cuando el amoniaco se derrama en esta; tiende a ebullir 
violentamente y se vaporiza parcialmente, al mismo tiempo el resto del amoniaco 
se dispersa por la superficie del agua, disolviéndose en ella para convertirse en 
nitrato por nitrificación incrementando su peligrosidad para la vida acuática. 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
Código NFPA 
 
Salud: 3 “Riesgo extremo” 
 
Inflamabilidad:1”Ligeramente flamable” 
 
Reactividad:0 “Estable” 
 
 
 
 
 
 
RECOMENDACIONES DE MATERIAL. 
 
 
Los contenedores de amoniaco, no deberán ser manejados o almacenados cerca 
de instalaciones o equipos eléctricos vivos, tales como subestaciones, motores 
etc. El amoniaco se puede juntar con materiales tóxicos o con otros productos 
inflamables; sin incremento del riesgo intrínseco de cada uno de ellos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
CAPITULO 2 
PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN DEL AMONIACO 
 
En los años setenta se presentó una revolución en la producción del amoniaco, 
cuando las compresoras alternativas, comunes en ese tiempo, fueron 
reemplazadas por las unidades centrífugas. En esa época, el proceso del 
amoniaco se consideraba muy eficiente, como un proceso maduro, pero un 
examen cuidadoso del proceso, paso por paso, así como la gran presión 
económica, llevaron a mejoras importantes y a reducciones en los costos de 
producción, cercanas al 50%. 
 
 Algunos de los cambios importantes que se hicieron se resumen a continuación: 
 
1. Cuando se estudiaron con cuidado los procedimientos de operación, se hizo 
posible ésta sin duplicar el equipo (en un solo tren) y eliminar el almacenamiento 
intermedio. 
2. Los catalizadores de buena calidad hicieron posible la operación económica a 
las presiones más bajas, fueron más económicas; las compresoras centrífugas. Se 
empleaban presiones más elevadas cuando sólo estaban disponibles las unidades 
alternativas. 
3. Compresores de gran capacidad, mejores catalizadores y mejores convertidores 
hicieron atractivas las unidades más grandes y permitieron muchas economías 
que fueron resultado del aumento en el tamaño. 
4. Al elevar la temperatura a la salida del reformador primario y al precalentar el 
aire que va al reformador secundario endotérmico, los fabricantes redujeron el 
costo global de reformación. Los reformadores primarios operan a temperaturas 
muy altas, por lo que son mucho más caros que los secundarios. Los reactores de 
cambio son ahora, comúnmente, de dos etapas. 
5. El control de las variables de proceso por medio de computadoras digitales ha 
disminuido el intervalo de variación y, en consecuencia, ha dado lugar a una mejor 
operación en condiciones más cercanas al máximo. 
 
17 
6. La mayor parte del dióxido de carbono es eliminado por absorción en agua, 
pero la separación final requiere el uso de un reactivo alcalino. Hay tres procesos 
que compiten: 
 absorbentes inorgánicos (usualmente K2CO3) 
 absorbentes orgánicos (sobre todo aminas) 
 absorbentes "físicos" (propilén carbonato de flúor). 
La selección se hace basándose en el nivel de CO2 residual, en el efecto de las 
impurezas y en problemas de regeneración. 
 
7. El gas de sangrado del circuito de síntesis, que antes se quemaba, ahora se 
recupera con una reducción importante (cercana al 15%) en la energía necesaria 
por unidad de producto. En la separación criogénica se recupera hidrógeno y algo 
de nitrógeno. En la difusión gaseosa a través de fibras huecas se recupera sólo 
hidrógeno. Con este proceso, las dos corrientes separadas son; la primera 
compuesta de 89% de hidrógeno, 6% de nitrógeno y 5% de gases inertes, la 
segunda corriente: 20% de hidrógeno, 42% de nitrógeno y 38% de gases inertes. 
También es posible separar gases inertes, por lo general mediante lavado con 
nitrógeno, antes de que el gas entre al circuito de síntesis; esto hace posible que 
la purga sea mucho más pequeña. En un enfoque completamente distinto, se 
emplea un sistema de malla molecular de oscilación de presión después de la 
reacción de cambio a alta temperatura, para producir una alimentación de 
hidrógeno de gran pureza. Con esto se elimina el reformador secundario y no se 
añade aire al sistema, de modo que el nitrógeno debe obtenerse por destilación 
del aire o por algún proceso similar. 
8. Los convertidores de síntesis están ahora sumamente desarrollados y muy 
mejorados respecto a los diseños previos. Tanto los de tipo horizontal como los 
verticales se utilizan con enfriamiento por agua, una práctica común, pero también 
se obtiene algo de enfriamiento con inserciones tubulares. Por conveniencia, los 
gases de entrada pasan a lo largo de la coraza, precalentándose y reduciendo la 
temperatura máxima de la coraza. Es deseable una baja caída de presión para 
reducir los costos de operación; el tamaño fino del catalizador reduce el volumen 
de catalizador requerido. La mayor conversión ocurre en el primer lecho, porque 
ahí es mayor la fuerza motora hacia el equilibrio. Existen diseños de convertidores 
de flujo axial y flujo radial de 500 a 1600 t/día. En los diseñosmodernos se utilizan 
presiones de 15 a 30 MPa a alrededor de 500°C. Las concentraciones del 
amoniaco a la salida son de entre 16 y 25%. 
 
 
18 
9. La recuperación del amoniaco a bajo costo, a partir de los gases de salida del 
convertidor, tiene varias opciones. Por lo general se utiliza refrigeración de 
múltiples etapas, combinada con cierta reducción en la presión. Si el agua de 
enfriamiento está muy fría, es posible que haya cierta condensación de agua. 
Cuando los mercados están cerca, puede resultar deseable hacer un lavado con 
agua para producir solución de amoniaco. El exceso de vapor se puede emplear 
para hacer funcionar un sistema de refrigeración por absorción, para condensar el 
amoniaco. El problema está en el costo. El método de producción del hidrógeno y 
de la alimentación seleccionada son los puntos principales que tienen influencia en 
el costo final del amoniaco producido. 
Los métodos de síntesis de amoniaco se resumen en la siguiente tabla: 
Tabla 2.1 Métodos de síntesis del amoniaco 
Exceptuando el método Mont Cenis todos los demás utilizan un catalizador de 
hierro con un activador. Las presiones empleadas oscilan entre 200 y 900 atm y 
las temperaturas entre 400 y 650ºC. En general, se realiza la recirculación del gas 
para conseguir una mejor utilización del hidrógeno y del nitrógeno puesto que al 
pasar sobre el catalizador tan sólo se transforma de un 9 a un 30% de la mezcla. 
La procedencia del gas de síntesis depende de la instalación. En algunos casos, 
se utiliza hidrógeno electrolítico; en otros, este gas procede de la industria del 
petróleo o del gas natural. 
 
19 
En las siguientes figuras, se muestran métodos para la síntesis del amoniaco a 
partir de diversas materias primas: 
Diagrama 2.1 Síntesis de amoniaco a partir de carbón o petróleo 
 
Diagrama 2.2 Síntesis de amoniaco a partir de gas natural con vapor. 
 
20 
Diagrama 2.3 Síntesis de amoniaco a partir de gas natural con oxígeno. 
 
Diagrama 2.4 Reformación del gas de platforming para su utilización en la 
síntesis de amoniaco 
 
 
21 
 OBTENCIÓN DEL AMONIACO MEDIANTE EL PROCESO HABER-BOSH 
 
El NH3 se obtiene exclusivamente por el método denominado Haber-Bosh (Fritz 
Haber y Carl Bosh). El proceso consiste en la reacción directa entre el nitrógeno y 
el hidrógeno gaseosos. 
3H2(g) + N2 (g) 2NH3 (g) + Calor 
 
Es una reacción exotérmica por lo que un excesivo aumento de temperatura no 
favorece la formación de amoníaco 
25 ºC K = 6,8x105 atm. 
450 ºC K = 7,8x10-2 atm. 
 
Sin embargo, la velocidad a la que se forma el NH3 a temperatura ambiente es 
casi nula. Es una reacción muy lenta, puesto que tiene una elevada energía de 
activación, consecuencia de la estabilidad del N2. La solución de Haber al 
problema fue utilizar un catalizador y aumentar la presión, ya que esto favorece la 
formación del producto. Convertir el método de Haber en un proceso de 
fabricación fue trabajo realizado por Carl Bosh. 
Los estudios sobre el mecanismo de la reacción indican que la etapa determinante 
de la velocidad de la reacción es la ruptura de la molécula de N2 y la coordinación 
a la superficie del catalizador. El otro reactivo, H2, se activa más fácilmente. Se 
producen una serie de reacciones de inserción entre las especies adsorbidas para 
producir el NH3. 
Existen numerosos métodos en la síntesis actual del amoniaco, pero todos ellos 
derivan del proceso Haber-Bosch original. Las modificaciones más importantes 
están relacionadas con la fuente del gas de síntesis, la diferencia en los procesos 
de preparación del gas de síntesis y las condiciones de obtención del amoniaco. 
El 77% de la producción mundial de amoniaco emplea Gas natural como materia 
prima. El 85% de la producción mundial de amoniaco emplea procesos de 
reformado con vapor. 
 
 
 
22 
 
   
 
 
 
 
 
 
Diagrama 2.5 Proceso para la producción industrial de amoniaco. 
 
HIDRODESULFURACIÓN 
El gas natural pasa primero a través de un lecho absorbente, para remover las 
últimas trazas de azufre que actúan reduciendo la vida del catalizador. 
Condiciones de operación: 
 320 °C 
La mayoría de los catalizadores usados en el proceso de reformado con vapor son 
sensibles a ser contaminados por azufre derivados. Por lo tanto, es 
necesario removerlo de la corriente de alimentación a una concentración por 
debajo de 0.1 ppm en peso, para evitar el envenenamiento de los catalizadores. El 
gas natural que llega a la planta es mezclado con hidrógeno y calentado entre 350 
a 400°C generalmente en la sección de convección del reformador primario. 
Posteriormente es alimentado al “Hidrogenador” (con catalizador de cobalto-
molibdeno) donde los sulfuros, usualmente metilmercaptanos, se hidrogenan a 
sulfuro de hidrógeno. Para retirar el sulfuro de hidrógeno se pasa la corriente 
por un absolvedor cargado con óxido de zinc. 
↔ 
2 ↔ 2 
↔ 
HIDRODESULFURADORA 
HDS 
REFORMACIÓN 
PRIMARIA
REFORMACIÓN 
SECUNDARIA
CONVERSIÓN DE CO 
ALTA TEMPERATURA 
(HTS) 
CONVERSIÓN DE CO 
BAJA TEMPERATURA 
ELIMINACIÓN DE 
CO2 
METANIZADOR SÍNTESIS DE 
AMONIACO 
RSH + H2 → RH + H2S 
H2S + ZnO → ZnS + H2O 
CH4 + H2O → 3H2 + CO 
CO + H2O→ H2 + CO2 
CH4 + H2O → 3H2 + CO 
2H2 [O2 + N2] → 2H2O + N2 
CO + H2O → CO2 + H2 
CO + H2O → CO2 + H2CO + 3H2 → CH4 + H2O 
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O 
N2 + 3H2 → 2NH3 
GAS 
NATURAL 
AMONIACO 
AIRE
 
23 
REFORMACIÓN (PRIMARIA Y SECUNDARIA) 
 
Condiciones de operación: 
 Reformador primario: 700 – 800°C y 15 – 40 bar. 
 Reformador primario: 1000°C y 15 – 40 bar. 
La reformación con vapor se refiere a la conversión catalítica de hidrocarburos 
ligeros en presencia de vapor. La reacción tiene lugar en un catalizador de óxido 
de níquel empacado en tubos dentro de un horno tubular (Reformador Primario). 
Alineado a éste se encuentra un reactor de cámara llamado Reformador 
Secundario, en donde es alimentado aire frío para introducir el nitrógeno al 
proceso. 
↔ 
↔ 
↔ 
↔ 
 
Sin embargo, debido a los materiales de construcción, temperaturas mayores a 
830ºC no pueden ser alcanzadas externamente en los tubos del reformador. Por 
esta razón, el gas producto del reformador primario es alimentado a un reformador 
secundario que consiste en un reactor recubierto en su interior con material 
refractario y relleno con un catalizador de óxido de níquel resistente a altas 
temperaturas. Una parte del gas es quemado en el tope del reformador secundario 
con adición de aire u oxígeno alcanzando temperaturas por arriba de los 1200°C. 
A esta temperatura, el metano no convertido, reacciona con el vapor llegando 
hasta cantidades no convertidas de 0.2 a 0.3% en volumen. Por lo tanto, la 
concentración de salida de metano depende de la presión, temperatura, y la 
cantidad de nitrógeno y vapor que están presentes. El calor sensible resultado de 
la síntesis del gas es utilizado para la generación de vapor. En general, las 
reacciones son exotérmicas y generan mucho calor que tiene que ser retirado del 
sistema. 
 
 
24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.1 REFORMADOR PRIMARIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.2 REFORMADOR SECUNDARIO 
 
25 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.3 CONVERSIÓN DE CO 
 
Condiciones de operación 
 HTS: 400°C y 25 – 28 bar 
 LTS: 200 a 220°C y 25 – 28 bar 
La conversión de monóxido de carbono es uno de los pasos tradicionales de 
purificación que todavía es utilizado en muchas plantas de amoniaco. El CO debe 
ser retirado porque actúa como veneno para el catalizador que es utilizado para la 
síntesis de amoniaco. Esta etapa elimina la mayor parte del monóxido de carbono 
(CO) desde el gas de síntesis, y como lo muestra la reacción también produce 
más hidrógeno. 
↔ 
 
La conversión de monóxido de carbono a dióxido de carbono ocurre generalmente 
en dos etapas: 
 Conversión a alta temperatura 
 Conversión a baja temperatura 
 
La reacción es exotérmica, por lo tanto altas temperaturas son desfavorablespara 
la conversión completa. En la conversión de alta temperatura; HTS (Sistema de 
alta temperatura) el gas de síntesis es pasado a través de un lecho catalizado de 
 
26 
óxido de hierro/óxido de cromo a alrededor de 400ºC y 25 a 28 bar. El contenido 
de CO del gas es reducido cerca de un 3%, que es limitado por el equilibrio a la 
temperatura de operación. Idealmente, el catalizador lleva la reacción al equilibrio 
a una temperatura lo más baja posible porque favorece la producción de 
hidrógeno. El gas desde el HTS es enfriado para incrementar la conversión, y 
luego es pasado a través del convertidor LTS (Sistema de baja temperatura). El 
LTS posee un catalizador que contiene óxido de cobre, óxido de zinc y óxido de 
aluminio. Este opera a alrededor de 200 a 220ºC. El contenido de CO residual del 
gas convertido es de 0.2 a 0.4%. Nuevamente, el catalizador lleva la reacción al 
equilibrio a la temperatura más baja posible porque favorece la producción de 
hidrógeno. 
 
 
 
 
 
Condiciones de operación 
 < 100 bar 
 
 
 
 
 
F
Figura 2.4 ELIMINACIÓN DE CO2 
 
El CO2 es un constituyente indeseable en el gas de síntesis debido a que es un 
veneno para el catalizador. El contenido de CO2 en el gas de síntesis debe 
ser reducido a un rango de 50 a 1000 ppm. El proceso es llevado a cabo 
normalmente después del paso de conversión de monóxido de carbono. El gas de 
proceso desde el convertidor LTS contiene principalmente hidrógeno, nitrógeno, 
 
27 
CO2 y el excedente de vapor de proceso. El gas es enfriado y la mayor parte del 
vapor es condensado antes de entrar a la etapa de eliminación de CO2. El proceso 
de remoción de CO2 está basado en la absorción física o química del CO2 en un 
solvente. Existen diferentes tipos de procesos disponibles para remover el CO2. 
Basado en el proceso usado, la absorción del gas puede ser clasificada como un 
proceso de absorción química o física. Todos los procesos operan esencialmente 
de la misma forma. Ellos lavan el gas de alimentación en torres de absorción para 
colectar el CO2 y luego regeneran el solvente en un desorbedor y liberan el CO2. 
En los procesos de absorción química, el CO2 reacciona con el solvente químico 
para formar un compuesto intermedio débilmente enlazado que se rompe con la 
aplicación de calor. El calor regenera el solvente original y produce una corriente 
de CO2. Los solventes más comunes están basados en aminas o carbonatos. Los 
procesos de carbonato de potasio caliente disponibles comercialmente son el 
proceso Benfield, Glycine Vetrocoke y Cataract. En los procesos de alcanolaminas 
la solución contiene un componente amino. Los solventes más utilizados son la 
monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA), etc. Actualmente el solvente 
preferido en los procesos de alcanolamina es la Metildietanolamina activada (a-
MDEA). Estos procesos pueden ser usados a baja presión parcial de CO2, pero el 
gas de alimentación debe estar libre de SO2, O2, hidrocarburos y partículas. Los 
hidrocarburos y partículas causan problemas de operación en el absorbedor. 
 
Los procesos de absorción física utilizan solventes orgánicos para absorber 
físicamente componentes del gas ácido en vez de reaccionar químicamente. La 
captura de CO2 por absorción física está basada en la solubilidad de CO2 en los 
solventes. La solubilidad de CO2 depende de la presión parcial y de la temperatura 
del gas de alimentación. Una alta presión parcial de CO2 y bajas temperaturas 
favorecen la solubilidad de CO2 en el solvente. La regeneración del solvente 
puede ser conseguida por flashing a menor presión o por stripping con vapor o gas 
inerte. Los solventes típicos son Selexol (dimetileter de polietilen glicol) y Rectisol 
(metanol frío) los cuales son aplicados a alta presión. La selección de la solución 
de MEA es debido a que opera en forma óptima cuando se trata de condiciones de 
baja presión parcial de CO2 (< 100 psia) y se requiere una alta captura de CO2. 
Otra de sus ventajas es su alta alcalinidad y su facilidad de descarga, lo que hace 
que pueda ser regenerado fácilmente. 
 
 
28 
 
 
 Condiciones de operación: 
 250 a 300°C 
 
 
 
 
 
F
 Figura 2.5 METANIZADOR 
 
En el proceso de reformación con vapor que incluye la conversión de CO y la 
eliminación deCO2, el gas de síntesis contiene 0.1 a 0.2% en mol de CO y 100 a 
1000 ppm de CO2. El método más simple para eliminar estas pequeñas 
concentraciones de compuestos de oxígeno se muestra en las siguientes 
reacciones. El metano que se forma no causa ningún problema corriente abajo en 
el proceso de síntesis de amoniaco. El metano actúa como un gas inerte. 
↔ 
↔ 
 
Ambas reacciones son fuertemente exotérmicas. La temperatura normal de 
operación de la metanización es de 250 a 300ºC, en presencia de un gran exceso 
de hidrógeno. El equilibrio se desplaza fuertemente hacia el lado derecho de la 
reacción por lo que el CO y CO2 pueden ser reducidos a alrededor de 5 ppm. Las 
ventajas de la metanización (simplicidad y bajo costo) superan las desventajas. 
El catalizador esta formulado en una base de óxido de calcio/aluminato de calcio 
con níquel activo incorporado en una solución sólida de NiO/MgO. 
 
 
29 
COMPRESIÓN 
Condiciones de operación 
 80 – 450 bar 
 
La síntesis de amoniaco es llevada a cabo a presiones mayores que las de la 
preparación del gas de síntesis. Por lo tanto el gas de síntesis purificado debe ser 
comprimido a mayor presión. La presión del circuito de síntesis emplea 
industrialmente rangos entre 8 a 45 Mpa (80 a 450 bar). Sin embargo la mayoría 
de las plantas de amoniaco tiene un circuito de síntesis que opera en el rango de 
15 a 25 Mpa (150 a 250 bar).Debido a los grandes desarrollos de tecnología en los 
procesos de amoniaco que empezaron a finales de los años sesenta, plantas de 
amoniaco con capacidades de 1000 a 1500 Ton/día se han convertido en la 
industria estándar para las nuevas construcciones de plantas. El gran factor ha 
sido el cambio desde compresores alternativos accionados eléctricamente, al uso 
de compresores centrífugos accionados con vapor, calentado por gas natural. 
Algunos compresores son accionados por turbinas de vapor usando vapor de alta 
presión generado en calderas que utilizan el calor residual del proceso. 
 
 
SÍNTESIS DE AMONIACO 
Condiciones de operación 
 150 – 250 bar 
 350 – 550 °C 
↔ 
 
En la mayoría de los procesos la reacción toma lugar en un catalizador de hierro. 
La presión de la reacción esta generalmente en el rango de 150 a 250 bar, y la 
temperatura en el rango de 350 a 550 °C. En condiciones normales de operación 
de un convertidor convencional, la conversión conseguida por paso es de 20 a 
30%. En muchas plantas de amoniaco comerciales, todavía es usado el proceso 
“Haber Recycle Loop” para obtener sustancialmente la conversión completa del 
gas de síntesis. En el proceso “Haber” el amoniaco es separado desde el gas 
reciclado por enfriamiento y condensación. 
 
30 
Luego el gas de síntesis no convertido es mezclado con alimentación fresca y 
retornado como alimentación al convertidor de síntesis de amoniaco. La 
disposición del circuito de síntesis difiere con respecto a: 
 
1. Los puntos en el circuito al cual es ingresada la alimentación fresca. 
 
2. Donde es retirado el amoniaco 
 
3. Donde es retirado el gas de purga. 
Después que el gas deja el convertidor de síntesis, el amoniaco es condensado 
por enfriamiento y el gas reciclado es retornado al compresor de reciclo. Esta 
disposición es la más favorable desde el punto de vista de mínima energía. El 
resultado es el menor contenido de amoniaco a la entrada del convertidor y la 
mayor concentración de amoniaco en la condensación. 
Cuando la alimentación fresca contiene agua o CO2 las desventajas de esta 
disposición son: 
 
 
1. La concentración de amoniaco a condensar es reducida debido a la dilución 
con la alimentación fresca 
 
2. Una concentraciónmás alta de amoniaco existe en la entrada del 
convertidor. 
 
3. El amoniaco producido debe ser comprimido junto con el gas reciclado en 
el compresor de reciclo. 
 
 
La reformación convencional con metanización como paso final de purificación 
produce un gas de síntesis que contiene inertes (CH4 y Ar) en cantidades que no 
son eliminadas en el amoniaco condensado. Gran cantidad de los inertes son 
retirados del circuito de síntesis en una corriente de purga. El tamaño de esta 
corriente controla los niveles de inertes en el circuito en 10 a 15%. 
 
El gas de purga es lavado con agua para retirar el amoniaco y luego ser usado 
como combustible o enviado a recuperar el hidrógeno. 
 
 
 
 
31 
GENERADOR DE VAPOR 
 
Condiciones de operación: 
 120 atm 
 320 °C 
 
El generador de vapor que se encuentra instalado dentro de la planta es utilizado 
con el fin de generar vapor el cual es adicionado al reformador de la planta 
prestando el hidrógeno necesario para la síntesis del NH3. 
 
Figura 2.6 Generador de vapor. 
 
  32 
Diagrama 2.6 Proceso de reformado con vapor para la obtención de amoniaco.
 
33 
 OBTENCIÓN DE AMONIACO MEDIANTE EL PROCESO LINDE. 
 
Es un proceso de última generación empleado en la producción de amoníaco a 
partir del gas natural o los hidrocarburos ligeros. Se basa en la combinación de 
etapas demostradas del proceso. La planta de LAC (Linde Ammonia Concept) 
principalmente contiene una planta de hidrógeno moderna, una planta de 
nitrógeno estándar y una síntesis de amoníaco de alta eficiencia. 
En la planta de hidrógeno, el gas de síntesis se purifica mediante el proceso de 
adsorción por cambio de presión. El nitrógeno puro enviado desde la planta 
primero se mezcla con el gas de síntesis antes de ingresar al compresor. 
El proceso LAC comprende una simplificación con respecto a la ruta del proceso 
clásico y se traduce en ahorros de inversión y costos operativos, así como también 
simplificación de puesta en marcha y funcionamiento de la planta. 
Asimismo, se obtienen ahorros adicionales de costos de inversión cuando el 
nitrógeno se suministra mediante el sistema de entrega en el sitio. Los costos 
operativos específicos se pueden reducir aún más mediante la venta de productos 
secundarios valiosos. El hidrógeno y el nitrógeno están inmediatamente 
disponibles, por ejemplo, como productos intermedios de la planta de LAC. Si la 
planta está correctamente alineada, se pueden producir productos secundarios 
tales como el oxígeno, el argón y el dióxido de carbono. 
 
DESCRIPOCIÓN DEL PROCESO. 
 
La alimentación de hidrocarburos se precalienta y desulfura. El proceso de vapor, 
generado a partir de condensado del proceso en el reactor de desplazamiento 
isotérmico se añade para dar una relación de vapor de aproximadamente 2.7. La 
alimentación del reformado se precalienta, el reformador opera con una 
temperatura de salida de 850°C. 
El gas reformado se enfría a la temperatura de entrada de cambio de 250°C, 
mediante la generación de vapor. La reacción de desplazamiento de CO se lleva a 
cabo en una sola etapa en el reactor de desplazamiento isotérmico, el enfriado 
internamente por un haz de tubos en espiral para generar vapor en el reactor, 
desaireado y el condensado se recicla al proceso de recalentado. 
 
Después de la recuperación de calor, pasa a enfriamiento final y la separación de 
condensado, el gas se envía a la adsorción por oscilación de presión (PSA) . Los 
adsorbentes cargados se regeneran isotérmicamente usando una secuencia de 
pasos controlada de despresurización y purga. 
El nitrógeno se produce por la separación de aire a baja temperatura en una caja 
fría, el aire se filtra, se comprime y se purifica antes de ser suministrado a la caja 
 
34 
fría. El producto de nitrógeno puro es más comprimido y mezclado con el 
hidrógeno para dar un gas de síntesis de amoniaco puro. El gas de síntesis 
comprimido a la presión de amoniaco por el compresor de gas de síntesis, que 
también recicla gas sin convertir a través del circuito de amoniaco. El gas de 
síntesis puro elimina la purga del circuito y del sistema de tratamiento de gas puro 
asociado. 
El circuito de amoniaco se basa en el convertidor de tres camas de amoniaco 
Casale axial-radial con intercambiadores de calor internos, dando una alta 
conversión. El calor de reacción de síntesis de amoniaco se utiliza para generar 
vapor, el gas de alimentación de precalentamiento y el gas es luego enfriado y 
refrigerado para separar el producto de amoniaco. El gas no convertido se recicla 
al compresor de gas de síntesis y el producto de amoniaco es enfriado a -33°C 
para almacenamiento. Las unidades de servicios públicos en la planta ALC son el 
sistema de generación de energía, que proporciona la energía para la planta de 
vapor sobrecalentado, la unidad de purificación y la unidad de refrigeración. 
 
Hasta ahora, se han construido cuatro plantas basadas en el concepto 
relativamente nuevo de Linde Ammonia Concept. En general, estas etapas del 
proceso aplicadas han demostrado ser confiables en operación a gran escala y, 
además, se pueden instalar parcialmente en forma modular para ahorrar costos. 
La primera planta LAC se construyó para GSFC en Baroda, India y comenzó a 
funcionar en 1998. La urea es el producto final de esta planta. Se construyeron 
otras plantas mediante LAC en Australia y China. El fosfato de amonio, el nitrato 
de amonio y la metalamina se encuentran dentro de los productos finales que se 
produjeron en las plantas posteriores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.7 Planta Lac (Linde Ammonia Concept) 
 
35 
 OBTENCIÓN DE AMONIACO MEDIANTE EL PROCESO TOPSOE. 
 
APLICACIÓN: Para producir amoniaco a partir de una variedad de materias 
primas alimenticias de hidrocarburos que van desde el gas natural hasta nafta 
pesada utilizando la tecnología de amoniaco de baja energía de Topsoe. 
 
DESCRIPCION DEL PROCESO 
 
El gas natural u otra materia prima de hidrocarburo se comprime (si es necesario), 
es desulfurado, mezclado con vapor y luego se convierten en gas de síntesis. La 
sección de reformado comprende un pre reformado (es opcional, pero de 
beneficios particulares con la materia prima son hidrocarburos superiores o nafta), 
un reformador tubular encendidos y un reformador secundario, donde se añade 
aire de proceso. La cantidad de aire se ajusta para obtener la relación de H2 / N2 
de 3.0 como es requerido por la reacción de síntesis de amoniaco. El reformador 
de vapor tubular es el diseño de la pared lateral como combustible patentado 
Topsoe´s. Después de la sección de reformado, el gas de síntesis se somete a 
conversión de cambio de alta y baja temperatura, eliminación de dióxidos de 
carbono y metanización. 
 
El gas de síntesis se comprime a la presión de síntesis, que típicamente varia de 
140 a 220 kg/cm2 y se convierte en amoniaco en un circuito síntesis utilizando 
convertidores de síntesis de flujo radial, ya sea el concepto S-350 de tres camas 
usando una S-300 y un convertidor seguido por una caldera de vapor o 
recalentador, y una cama de S-50 con un convertidor. El amoniaco producto se 
condensa y se separa por refrigeración. Este proceso de diseño es flexible, y cada 
planta de amoniaco es optimizada para las condiciones locales para el ajuste de 
diversos parámetros del proceso. Topsoe suministra todos los catalizadores 
utilizando en las etapas de procesos catalíticos para la producción de amoniaco. 
 
Características tales como la inclusión de un pre reformado, la instalación de un 
quemador de tipo anillo con boquillas para el reformador secundario y la 
actualización a un convertidor de amoniaco S- 300, son todas las características 
que se pueden aplicar para las plantas de amoniaco existentes. Estas 
características facilitarán el mantenimiento y mejoran la eficiencia de la planta. 
 
PLANTAS COMERCIALES: Más de 60 plantas utilizan el concepto del proceso 
Topsoe. Desde 1990, el 50% de la nueva capacidadde producción de amoniaco 
se ha basado en la tecnología Topsoe. Capacidades de las plantas construidas 
dentro de la última década de 650 toneladas métricas por día hasta más de 2000 
toneladas métricas por día. Diseño de nuevas plantas con mayores capacidades 
disponibles.
  36 
 Diagrama 2.7 Proceso Topsoe para la obtención de amoniaco. 
 
37 
 OBTENCIÓN DE AMONIACO MEDIANTE EL PROCESO CASALES. 
 
APLICACIÓN: Para producir amoniaco anhidro a partir del gas natural. El proceso 
se basa en aplicar Casale que es un equipo altamente eficiente, incluyendo: 
 Casale es un diseño de alta eficiencia para el reformador secundario 
 La tecnología axial-radial Casale para conversión catalítica 
 Inyector de sistema de lavado de amoniaco CASALE 
 La tecnología radial Casale axial-para el convertidor de amoniaco 
 Casale tiene un avanzado diseño de caldera de recuperación en el circuito 
de síntesis. 
 
 
DESCRIPCION DEL PROCESO. 
El gas natural (1) se desulfura primero (2) antes de entrar en un reformador de 
vapor (3) donde el metano y otros hidrocarburos se hacen reaccionar con vapor de 
agua que se convierte parcialmente en gas de síntesis, es decir, el hidrógeno (H2), 
monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2). El gas parcialmente 
reformado entra en el reformador secundario (4) donde (5) se inyecta aire y el 
metano se convierte finalmente en gas de síntesis. En esta unidad, Casale 
suministra su proceso de quemador de alta eficiencia, caracterizado por una baja 
∆P y flama corta. El gas reformado se enfría mediante la corriente de generación 
de alta presión, y luego entra en la sección de desplazamiento (6), donde el CO 
reacciona con vapor para formar hidrógeno y CO2. Hay dos convertidores de 
cambio, el cambio de alta temperatura y el desplazamiento a baja temperatura; 
ambos están diseñados de acuerdo con el diseño Casale axial-radial único para 
lechos de catalizador, lo que garantiza una baja ∆P y un volumen de catalizador 
inferior, ya la vida del catalizador y recipientes a presión son menos caros. 
El gas desplazado se enfría adicionalmente y luego entra en la sección de 
eliminación de CO2 (7), donde este se elimina por lavado (8). El gas lavado, 
después del precalentamiento, entra en el reactor metanador (9), donde las trazas 
restantes de óxidos de carbono se convierten en metano. 
El gas de síntesis limpio puede entrar en el compresor de gas de síntesis (10), 
donde se comprime a la presión de la síntesis. Dentro del compresor de gas de 
síntesis, el gas se saca por el eyector accionado de lavado tipo Casale con 
amoniaco líquido (11), para eliminar el agua de saturación y los posibles restos de 
CO2. 
 
38 
Esta tecnología patentada aumenta aún más la eficiencia de la síntesis, mediante 
la reducción de los requisitos de potencia del compresor de gas de síntesis. 
El gas de síntesis comprimido alcanza el circuito de síntesis (12), donde se 
convierte en amoniaco en el convertidor axial-radial Casale (13), caracterizado por 
la más alta conversión por paso y robustez mecánica. El gas se enfría en la 
caldera de calor de agua residual (14), que ofrece el diseño de tubos de agua 
Casale, donde se genera vapor. 
El gas se enfría adicionalmente (15 Y 16) para condensar el amoniaco producto 
(17) que se separa a continuación, mientras que el gas sin reacción (18) se hace 
circular (19) de vuelta al convertidor. Los inertes (20), presentes en el gas de 
síntesis, se purgan del circuito a través de la unidad de recuperación de purga 
Casale (21), asegurando una recuperación casi completa del hidrógeno purgado 
(22) de nuevo al circuito de síntesis (12), mientras los inertes se reciclan como 
combustible (23) de nuevo al reformador primario (3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  39 
Diagrama 2.8 Proceso Casale para la obtención de amoniaco
 
40 
 OBTENCIÓN DE AMONIACO MEDIANTE BIOTECNOLOGIA. 
 
El amoníaco, es la materia prima para la fabricación de muchos productos 
químicos, y es en sí mismo un producto final altamente demandado. El químico 
alemán Fritz Haber ideó un proceso mediante el cual se hace reaccionar nitrógeno 
con hidrógeno en fase gaseosa, en presencia de catalizadores, a elevadas 
presiones y temperaturas (y por tanto, gran consumo de energía), que revolucionó 
en su día la industria química. 
La cantidad de amoníaco generado en forma natural es casi similar a la producida 
industrialmente cada año. El amoníaco es producido naturalmente en el suelo por 
bacterias, plantas y animales en descomposición y por desechos animales. Casi el 
85% del amoníaco procedente de las plantas químicas es usado para fabricar 
abonos. 
 
Existen unas bacterias, las bacterias fijadoras de nitrógeno, que resuelven este 
mismo problema a la presión atmosférica y a la temperatura ambiente: contienen 
enzimas, que son catalizadores extraordinariamente eficientes. Si se consiguiera 
utilizar estas enzimas de la fijación de nitrógeno en un sentido biotecnológico, 
podríamos tener un considerable ahorro energético. 
Esta tecnología está aún en fase de desarrollo, por lo que aún no es de directa 
aplicación a las industrias del sector, pero el potencial de ahorro energético 
rondaría las 31.000 (toneladas equivalentes de petróleo) tep. En este ahorro se 
tiene en cuenta la energía que no habría que consumir para la activación de los 
reactivos, más el gas natural que dejaría de consumirse en la elaboración del 
amoníaco, por ser el propio gas natural un reactivo en su fabricación. 
Es por este motivo que el potencial de ahorro es tan elevado. Si únicamente se 
contabilizara el ahorro debido a un menor consumo energético, y no al ahorro por 
menor consumo de gas natural, entonces el ahorro potencial disminuiría hasta las 
1.400 tep. El ahorro de energía eléctrica es pequeño en comparación con el 
ahorro en combustibles. 
 
 
 
 
 
41 
CAPITULO 3 
SUBPRODUCTOS DEL AMONIACO 
 
 SULFATO DE AMONIO 
El sulfato de amonio fue el primer fertilizante sintético que se produjo en el mundo, 
su empleo se remonta a finales del siglo XIX. Por supuesto, los países productores 
eran en aquel entonces los que estaban en vías de desarrollo (actualmente los 
más desarrollados). En México, el sulfato de amonio lo empezó a producir 
GUANOMEX en Cuautitlán, Estado de México, actualmente esta planta ya no 
funciona. El uso del sulfato de amonio se usa casi exclusivamente como 
fertilizante; es el que contiene menor cantidad de nitrógeno, aunque también se 
puede utilizar en el tratamiento del agua, en la industria del curtido de pieles y en 
la elaboración de pilas secas. 
El sulfato de amonio es un compuesto químico cuya fórmula es (NH4)2SO4. Es una 
sal compuesta por el anión sulfato y el catión amonio. Su composición o 
presentación física es de cristales sólidos finos blancos, beige o grisáceos, dada 
su presentación en forma granular fina, hace que tenga tendencia a compactarse 
una vez que se ha ensacado, si está almacenado durante mucho tiempo. 
 
Cada partícula tiene un tamaño que mide 0,50 a 0,85 mm. La solubilidad que tiene 
en el agua es 76 gr./100 ml. de agua a 25º C. 
 
 
USOS DEL SULFATO DE AMONIO 
 
Agrícola 
 
El Sulfato de amonio es un fertilizante inorgánico de nitrógeno más típico. El 
Sulfato de amonio es de mejor liberación, rápida actuación fertilizante, que se 
pueden usar directamente para una variedad de suelos y cultivos. También se 
puede utilizar como tipos de fertilizantes de semillas, fertilizantes y abonos de 
base adicional. Es especialmente adecuado para suelos que carecen de los 
cultivos de azufre y bajas tolerancias de cloro. 
 
 
 
42 
Industrial 
 
 Se utiliza como un agente de soldadura. 
 
 En la industria textil, como retardante de llama. 
 
 En la industria de galvanoplastia, como un aditivo de baño de chapado. 
 
 En la industria de teñido, como auxiliares de tintura de colorantes ácidos. 
 
 En la industria del cuero, como agente de descalcificación. 
 
 En la industria alimentaria,como un agente acondicionador de masa (medio 
de fermentación), y un catalizador de alimentos salsa. 
 
 En la industria farmacéutica, como agente de salificación puede purificar 
proteínas mediante precipitación 
 
 En la industria de pesticidas, como agente adyuvante. 
 
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO 
En el proceso seleccionado se emplean como materias primas el ácido sulfúrico y 
el amoníaco anhidro. El amoníaco gaseoso es introducido en un recipiente 
cilíndrico vertical, cuya sección inferior tiene forma de cono invertido (utilizado 
como catalizador), que contiene ácido sulfúrico entre 30 y 50% la reacción que se 
verifica es la siguiente: 
2NH3(g) + H2SO4(ac) (NH4)2SO4 (ac) 
La cristalización es la operación primordial en el proceso. Se forman núcleos 
cristalinos en una solución sobresaturada de sulfato de amonio y se dejan crecer 
los cristales hasta el tamaño requerido, la proporción de los cristales puede 
graduarse por medio de burbujeo de aire a través de la solución. 
 Los cristales del sulfato de amonio se separan por medio de una centrifugación 
continua, de donde pasan al secador rotatorio, se tamizan y se envasan en sacos; 
se puede vender así o a granel. El proceso es continuo y combina las 
operaciones de evaporación, cristalización y secado. 
Se le proporciona al cristalizador un flujo de aire comprimido que permite una 
temperatura de 65 a 68 °C. 
 
43 
Un método alternativo para obtener sulfato de amonio, consiste en hacer 
reaccionar amoníaco con agua y bióxido de carbono, producto secundario de 
reformación del gas natural, para producir en un primer paso carbonato de 
amonio, como se observa en la siguiente ecuación: 
2NH3(ac) + CO2(ac) + H2O(l) (NH4)2CO3(ac) 
 
El carbonato de amonio, se hace reaccionar con agua y yeso CaSO4 * 2 H2O 
producto secundario de la fabricación de ácido fosfórico, reacción que podemos 
representar mediante la siguiente ecuación. 
(NH4)2CO3(ac) + CaSO4(ac) + H2O (NH4)2SO4(ac) + CaCO3(s) 
 
Que genera como subproducto carbonato de calcio, el cual es la materia prima 
para la producción de cal viva, material de construcción, de acuerdo con la 
siguiente ecuación. 
 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 
Diagrama 3.1 Proceso de obtención de sulfato de amonio 
 
 
44 
 ÁCIDO NÍTRICO 
 
El ácido nítrico puro es un líquido viscoso, incoloro e inodoro, se descompone 
lentamente por la acción de la luz, adoptando una coloración amarilla por el NO2 
que se produce en la reacción. En el aire húmedo despide humos blancos. Su 
punto de fusión es de -43°C y su punto de ebullición es de 83°C pero a esa 
temperatura se acentúa su descomposición. 
Es soluble en agua a cualquier proporción y cantidad, su densidad es de 1.5 g/ml. 
A menudo distintas impurezas lo colorean de amarillo-marrón. A temperatura 
ambiente libera humos rojos o amarillos.  
 
El ácido nítrico también se le puede conocer con los siguientes nombres: 
• Nitrato de Hidrógeno 
• Ácido Trioxonítrico 
• Trioxonitrato de Hidrógeno 
• Agua Fuerte 
• Espíritu de Sal 
 
USOS DEL ÁCIDO NÍTRICO 
 
 Como parte integral de la fabricación de explosivos. El ácido nítrico se 
puede utilizar para la fabricación de componentes de trinitrotolueno (TNT), 
nitroglicerina y algodón pólvora (nitrocelulosa). 
 
 Como fertilizante agrícola. La fabricación de nitratos, los cuales se emplean 
como abonos fertilizantes en los campos; promueven el crecimiento 
vigoroso de las plantas. Los abonos nitrogenados más importantes 
son el nitrato sódico (NaNO3) y el nitrato potásico KN03. 
 
 Se puede utilizar como un agente oxidante en la producción de 
algunos combustibles sólidos para la propulsión de cohetes. 
 
 Como un agente de envejecimiento en carpintería, donde se puede utilizar 
en formas muy diluidas (típicamente por debajo del 10%) para cambiar el 
aspecto de algunas maderas y para producir un color similar al de las 
superficies aceitadas o envejecidas. 
 
 
45 
 En el comercio de la joyería se puede utilizar ácido nítrico para identificar 
aleaciones de bajo grado y evaluar la pureza del contenido de oro. 
 
 Se puede utilizar en una solución con alcohol y agua para grabar los 
metales mediante la eliminación del calcio y el magnesio depositado 
durante los procesos de fabricación o de conversión que puedan derivarse 
de la exposición continua al agua dura. 
 
 Otros usos industriales del HN03 comprenden la fabricación de 
nitrocompuestos, que se utilizan en la fabricación de muchos colorantes 
artificiales y nitrato de plata (AgNO3), requerido este en grandes cantidades 
por la industria fotográfica 
 
El ácido nítrico no es sólo uno de los compuestos derivados del amoniaco más 
importantes, sino también un útil agente oxidante. Mientras que la mayoría de los 
ácidos, al ponerlos en contacto con los metales más reactivos, liberan hidrógeno el 
ácido nítrico tiene una gran tendencia (a menos que este muy diluido) a oxidar el 
hidrógeno formando agua. 
Simultáneamente se liberan uno o más de los óxidos de nitrógeno y se forma el 
nitrato del metal correspondiente. Por ejemplo: 
 
4 Zn + 10 HNO3 4 Zn (NO3)2 + N2O + 5H2O 
 
Como el ácido nítrico es un líquido de punto de ebullición relativamente bajo 
(86°C), se le puede extraer de sus sales por reacción con ácidos que no se 
evaporen con facilidad. Antiguamente el ácido nítrico se obtenía en escala 
industrial por una reacción entre nitrato de sodio y ácido sulfúrico concentrado. 
 
Método Industrial de Obtención del Ácido Nítrico 
El método consiste en sintetizarlo a partir de amoniaco y oxígeno. La formación de 
ácido nítrico por oxidación del amoniaco tiene lugar en varias etapas sucesivas 
pero el efecto global puede ser representado mediante la siguiente reacción: 
 
 NH3 + 2 O2 HNO3 + H2O 
 
46 
 
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: 
 a) Oxidación del amoníaco: A través del reactor empacado con catalizador de Rh 
y Pd se hace pasar la mezcla de un volumen de amoníaco y nueve de aire, a una 
presión de alrededor de 8 atmósferas. La reacción genera calor y el catalizador se 
mantiene a una temperatura de alrededor de 940 °C. Parte del calor se emplea 
produciendo vapor en un conjunto de calderas para precalentar el aire comprimido 
antes de que entre al mezclador y para otros usos de la planta industrial. 
En el reactor se forman óxidos de nitrógeno por oxidación del amoníaco. Además, 
en los gases calientes que salen del reactor hay vapor de agua, nitrógeno y algo 
de oxígeno. Estos gases son enfriados por etapas hasta una temperatura de aire 
alrededor de 50°C el calor que se extrae no se desperdicia sino que se utiliza para 
producir vapor sobrecalentado el cual se emplea para fines diversos en la misma 
planta. Las reacciones que se llevan a cabo son: 
 
4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) 
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) 
El rendimiento de la oxidación del amoníaco es cercano al 90 % respecto del 
máximo teórico. 
 b) Hidratación del NO2: Los gases enfriados se introducen por la parte inferior del 
reactor de hidratación en el cual cae agua que entra por la parte superior. A 
medida que los óxidos de nitrógeno suben, se mezclan en sucesivos platos 
perforados con el agua que baja. El bióxido de nitrógeno reacciona con el agua y 
se forma ácido nítrico mientras que el NO producto de la reacción de hidratación 
se recircula al reactor de oxidación. La reacción que se produce es la siguiente: 
 
3NO2(g) + H2O(l) 2HNO3(ac) + NO(g) 
 
 c) Concentración del HNO3: El ácido nítrico formado en el reactor de hidratación 
se encuentra muy diluido en agua, por lo que se introduce a una torre de 
destilación donde se separan el agua y el ácido nítrico por sus diferentes puntos 
de ebullición. 
 
47 
 
Alrededor del 60% de la producción mundial de ácido nítrico se emplea para la 
fabricación de nitrato de amonio, usado bien como fertilizante o como materiaprima para la obtención de explosivos mineros. Un 21% de la producción mundial 
de ácido nítrico se dedica a fabricación de fibras sintéticas, el 1.5% a la fabricación 
de isocianatos (poliuretanos) y el 12.3% para fabricar ésteres del ácido nítrico 
(explosivos para uso militar) y nitroderivados tales como: nitrocelulosa, 
nitroglicerina, pólvora, pinturas acrílicas, nitrobenceno, nitrotolueno, acrilonitrilos, 
etc. 
 
Diagrama 3.2 Proceso de producción del ácido nítrico. 
 
 
 
 
 
48 
 
 NITRATO DE AMONIO 
 
El nitrato de amonio es una sal blanca cristalina, en estado puro, sumamente 
soluble en agua; además presenta elevada solubilidad en amoniaco anhídrido y, 
en menor grado, el alcohol etílico y metílico en caliente. Presenta una gran 
tendencia a absorber humedad del medio ambiente, es decir, es muy giroscópico. 
Asimismo, absorbe amoniaco gaseoso formando soluciones nitrato-amoniacales 
llamadas “líquido de Divers” con elevado contenido de amoniaco (25% 
aproximadamente). En estado sólido presenta cinco formas cristalinas, 
dependiendo de la temperatura a la que se encuentre. Al pasar de una forma 
cristalina a otra, se producen calor y cambios de volumen, hecho que debe 
considerarse en las operaciones de manejo y envasado. 
A temperatura ambiente, el nitrato de amonio actúa como material oxidante de 
muchos metales, tanto en estado sólido como solución acuosa, atacando con 
especial rapidez el cobre y sus aleaciones resistentes a la corrosión. 
 
El almacenamiento de esta sustancia requiere de medidas precautorias ya que 
existe el riesgo de explosión. Otro uso del nitrato de amonio es como materia 
prima en la fabricación de explosivos. Industrialmente, el nitrato de amonio se 
fabrica a partir de amoníaco. 
 
Propiedades físicas. 
Peso molecular 80 g/mol 
Punto de fusión 442 K (169 °C) 
Punto de ebullición se descompone a 483 K (210 °C) 
Densidad 1720 kg/m³ 
Solubilidad 208 g en 100g de agua 
Tabla 3.1 Propiedades físicas del Nitrato de Amonio 
 
49 
USOS DEL NITRATO DE AMONIO 
 
 El nitrato de amonio que se utiliza sobre todo como fertilizante es debido a 
su buen contenido de nitrógeno. El nitrato es aprovechado directamente por 
las plantas mientras que el amonio es oxidado por los microorganismos 
presentes en el suelo a nitrito o nitrato y sirve de abono de más larga 
duración. 
 
 Las mezclas del nitrato amónico con petróleo se utilizan como explosivos. 
Este compuesto también es responsable de la mayor parte de los 
accidentes graves con los fertilizantes. 
 
 Al 62% se emplea como fertilizante en suelos pobres en nitrógeno y para 
cultivos frutales y de hortalizas. Al 90% se utiliza para fabricar emulsiones 
explosivas. 
 
 Explosivos para minería: Se utiliza como insumo en la producción de 
explosivos, que es un agente explosivo de bajo costo, especialmente 
recomendado para minería subterránea y explosiones de superficie de 
pequeño diámetro 
 
El nitrato de amonio se suele fabricar en forma de pequeños gránulos que son 
fáciles de almacenar y de aplicar en los terrenos de cultivo. La reacción entre el 
amoníaco y el ácido nítrico es irreversible, instantánea y exotérmica El calor 
desprendido por la reacción depende de la concentración de ácido nítrico usado y 
de la solución producida de nitrato de amonio. Dicho calor de reacción se puede 
utilizar para producir la evaporación del agua de la solución de nitrato de amonio y 
además para producir vapor de agua. 
 
La siguiente etapa en la fabricación del nitrato de amonio consiste en evaporar el 
agua con objeto de que la sal de amonio cristalice y pueda se empacada en 
costales para su venta y aplicación. 
 
 
 
 
 
50 
 DESCRIPCION DE LOS PROCESOS. 
 
 PROCESO DE CAVIM 
 
Materia prima: Amoniaco gaseoso y ácido nítrico a 61% 
Principio: La materia prima es suministrada a un reactor, cuando este alcanza 
una presión interna de 0.5 kg/cm2 se comienza a desalojar el ANSOL (nitrato de 
amonio en solución) a un reactor secundario y cuando este alcanza un 80% de su 
nivel se enciende la bomba para trasladar el producto hacia el tanque de 
almacenamiento y se detendrá el llenado cuando el nivel del reactor secundario 
sea de un 40%. El vapor de agua generado durante la reacción, una pequeña 
parte se pasa al reactor de burbujeo y una gran cantidad se envía a la atmósfera a 
través de una columna. 
 
Producto: Se obtiene una solución de nitrato de amonio al 90%. 
 
 
 
 
 PROCESO UDHE 
 
 
Materia prima: Amoniaco y ácido nítrico. 
 
Principio: En el reactor se produce nitrato de amonio a presiones normales y a 
temperaturas de reacción bajas, en dicho reactor circula una solución de nitrato de 
amonio recirculado, de tal manera que el calor de reacción se almacena en la 
solución y puede ser utilizado posteriormente. Este método implica gastos de 
inversión limitados, pues solamente el reactor es ligeramente presurizado para 
evitar que la solución de nitrato de amonio llegue a su punto de ebullición, dicha 
medida evita las pérdidas de amoniaco. A la salida del reactor la solución se 
alimenta a un evaporador flash donde una parte del agua se evapora al vacío, 
con los vapores del mismo se precalienta el ácido nítrico que si posee 
concentraciones alrededor de 58% podría generar concentraciones de nitrato de 
amonio hasta un 95%. Usualmente se recircula un 30% de la solución que sale del 
reactor. 
 
Producto: Para facilitar el control y garantizar condiciones de seguridad se limita 
la concentración del nitrato de amonio a un 92%. 
 
 
 
 
51 
 PROCESO STAMICARBON 
 
 
Materia prima: Amoniaco, ácido nítrico 60% y pequeñas cantidades de ácido 
sulfúrico. 
 
Principio: Se trata de un proceso bajo presión, el neutralizador es un reactor 
tubular en bucles que descarga a un separador, gracias al calor de reacción la 
solución circula sin necesidad de bombas. 
 
El ácido nítrico, el amoniaco y una pequeña cantidad de ácido sulfúrico se 
introducen en la parte baja del reactor que opera a 4bar y 178ºC. La solución de 
nitrato de amonio formada tiene una concentración de 78%. El vapor eliminado por 
la parte alta del separador se pasa a través de un ciclón eliminador de nieblas y se 
usa principalmente para concentrar la disolución de nitrato de amonio. El exceso 
de vapor se condensa y el amoniaco recuperado del condensado se recicla al 
reactor. Luego pasa por un segundo evaporador, este concentra aún más la 
solución usando vapor fresco. 
 
Producto: La solución de nitrato de amonio se encuentra entre un 98% y 99.8% 
de concentración. 
 
 
 
 PROCESO NSM / NOSK HIDRO PRESSURE PROCESS 
 
 
Materia prima: Amoniaco y ácido nítrico 
 
Principio: Tanto el amoniaco como el ácido son precalentados, las condiciones 
del reactor son de 4.5 bar y entre 170 y 180ºC de temperatura, con ellas se 
pueden obtener disoluciones de nitrato de amonio de 70 a 80% en peso. La 
circulación forzada y el efecto del gradiente de temperaturas en las diferencias de 
densidad del agua hacen circular la solución a través del reactor. Parte del calor 
de reacción es usado para generar vapor puro en un hervidor exterior, parte 
evapora agua del reactor produciendo vapor de proceso, el cual se usa para 
concentrar la solución a un 95%. Las pérdidas de amoniaco son pequeñas, 
gracias al lavado de los vapores del proceso con ácido nítrico y su posterior 
adición a la solución producto circulante. Luego se pasa por un evaporador al 
vacío que hace que la solución sea más pura. 
 
Producto: se obtiene una solución de nitrato de amonio con una concentración 
99.5% en peso. 
 
Servicios industriales: Se consume un alto porcentaje de electricidad y vapor 
 
 
 
52 
 PROCESO STENGEL 
 
 
Materia prima: Amoniaco y ácido nítrico. 
 
Principio: Es un método que es ampliamente utilizado ya que se obtienen 
concentraciones mayores a un 90%. Dicho método dispone de varias ventajas 
como: economizar mediante el precalentamiento del amoniaco y el ácido nítrico y 
el uso de menos equipamiento así