AULA 11 - PRODUCAO DE FERTILIZANTES

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10/10/2013
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Produção de Fertilizantes, Ácido 
Nítrico, Ácido Sulfúrico
Aula 11
• N, participa da estrutura dos aminoácidos �proteínas
• Compõe o DNA e RNA
ADUBOS NITROGENADOS:
– Orgânicos: Origem vegetal e animal
– Minerais: Obtidos pelo processo de Haber-Bosch por 
meio da síntese industrial da amônia em condições de 
Temperatura e pressão elevadas.
Composto chave para a produção de quase todos os
compostos nitrogenados.
• Macronutrientes: 
– C,H,O,N,P, S,K
Alguns desses elementos estão fartamente disponíveis no meio ambientes e 
são diretamente assimiláveis pelas plantas (C, H, O)
–Tem que ser aplicados em grande quantidades: N, P e K
• Micronutrientes
– Fe, Mn, Zn, Cl, Mo;
Os fertilizantes são usados para: 
i) suplementar a disponibilidade natural do solo com a finalidade 
de satisfazer a demanda das culturas que apresentam um alto 
potencial de produtividade e levá-las a produções 
economicamente viáveis;
ii) compensar a perda de nutrientes decorrentes da remoção de 
culturas, por lixiviação ou perda gasosa; 
iii) melhorar as condições adversas ou manter as boas condições 
do solo para produção das culturas.
FERTILIZANTES BÁSICOS
– Fontes de N: 
• Nitrato de amônio
• Sulfato de Amônio
• Ureia
• Nitrato de Cálcio
– Fontes de P:
• Fosfato de Amônio
• Bifosfato de cálcio
Fontes de K:
• Sulfato de potássio,
• Cloreto de potássio
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Produção de Ácido Nítrico
• Produto: HNO3
• Importância: maior parte do ácido nítrico produzido é usado 
para a produção de fertilizantes;
• Os Nitro compostos também são usados para a produção de 
explosivos.
• Matéria Prima: 
– NH3 (amônia)
– Ar
– Água
– Catalisador: platina-ródio
HNOHNO33
• Reações:
– Oxidação da amônia:
• T= 750-8000C
• Catalisador: Platina
– Oxidação do óxido nítrico:
• T ambiente
– Coluna de Absorção :
– O NO é reoxidado com ar a NO2
Nitrato de amônio
• Mais importante fertilizante nitrogenado devido:
– à taxa elevada de nitrogênio (33%)
– à simplicidade
– ao baixo custo de fabricação
– por combinar nitrogênio de ação rápida (do ânion nitrato) com nitrogênio de 
ação lenta (do cátion amônio)
NHNH44NONO33
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• Uma de suas particularidades agronômicas é que detem, ao 
mesmo tempo, duas formas de fornecimento de nitrogênio ao 
solo, a nítrica (NO3
-) e a amoniacal (NH4
+). 
• Como a forma amoniacal tem carga elétrica positiva (+), pode 
se ligar aos colóides do solo, principalmente nas argilas, pois 
as mesmos têm cargas elétricas negativas. 
• O mesmo não ocorre com a forma nítrica que tem carga 
elétrica negativa (-), não sendo, portanto, absorvida pelas 
argilas, podendo sofrer o processo de perda chamado 
lixiviação ou percolação, que é transporte às camadas mais 
profundas dos solos, escapando assim da ação absorvedora 
das raízes das plantas
• Empregado na fabricação de óxido nitroso, 
anestésico de amplo uso. 
• O nitrato de amônio muito puro, 99,5%, 
aquecido entre 200 e 260oC, decompõe-se 
liberando o óxido nitroso:
NH4NO3 ����N2O + 2H2O
Neutralização do ácido nítrico pelo amoníaco:
HNO3(aq) + NH3(g) ���� NH4NO3(aq) ∆∆∆∆H = -20,6 kcal
• Economiza calor e diminui o custo dos 
equipamentos pela reação do ácido nítrico pré-
aquecido e do amoníaco num reator contínuo, em
que o vapor é separado do nitrato de amônio
fundido, que cai numa torre de pelotização ou é 
solidificado em escamas.
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NITRATO DE SÓDIO
• Utilizado como fertilizante e como matéria-prima 
industrial (como exemplo, usado na produção de 
explosivos de mineração e na pólvora negra). 
• Até a expansão da produção de amônia sintética, o 
nitrato de sódio era obtido das minas do Chile, 
situadas no deserto, entre 1200 e 2700 m de altura, 
estendendo-se por 650 km, com largura de até 65 
km.
NaNONaNO33
• O Processo Guggenhein é baseado na reação de 
cloreto de sódio com ácido nítrico:
3NaCl + 4HNO3 ���� 3NaNO3 + Cl2 + NOCl + 2H2O
ÁCIDO SULFÚRICO
•Fabricação de Fertilizantes
•Processamento de Minérios
•Síntese Química
•Processamento de Efluentes Químicos
•Refino de Petróleo
Objetivos do processo
• Obter o máximo de conversão de SO2 visando 
a melhoria do rendimento e diminuição do 
teor de gases sulfurosos lançados à atmosfera;
• Absorver o SO3 através de um processo 
eficiente, evitando o lançamento de H2SO4 na 
atmosfera, e;
• Produzir a máxima quantidade de vapor 
d'água, em condições apropriadas para 
consumo interno e externo à unidade.
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• O enxofre ocorre no estado livre e em minérios 
na forma de piritas (FeS2) e esfarelitas (ZnS) e 
calcopiritas (CuFeS2)
• Atualmente – Fonte de enxofre H2S �
– constituinte do petróleo e gás natural, como H2S � S
2H2S + 3O2 � 2H2O + 2SO2
2SO2 + 2H2S –> 3S(l) + H2O
ENXOFRE DE GASES COMBUSTÍVEIS
• O processo de obtenção do ácido sulfúrico está baseado 
em 3 etapas:
• MATÉRIA PRIMA: S, H20 e Ar
1ª etapa: Obtenção do dióxido de enxofre (SO2)
– Combustão do enxofre na presença de ar + aquecimento
S(s) + O2 � SO2(g) + calor ΔH = - 70,9 Kcal
2ª etapa: Conversão catalítica do dióxido de enxofre a trióxido de 
enxofre (SO3) + aquecimento � forma trióxido de enxofre.
SO2 (g) + 1/2O2 (g) SO3(g) + calor ΔH = - 23,4 Kcal
3ª etapa: Absorção do trióxido de enxofre em água formando 
ácido sulfúrico.
SO3(g) + H2O (l) � H2SO4 (l)
2ª etapa: Conversão catalítica do dióxido de enxofre a 
trióxido de enxofre (SO3) + aquecimento � forma 
trióxido de enxofre.
SO2 (g) + 1/2O2 (g) SO3(g) + calor
Conflito entre a conversão entre a conversão no equilíbrio que é favorável nas 
temperaturas mais baixas, e as velocidades, que são favoráveis nas temperaturas 
mais elevadas.
Procedimento real: Os gases passam pelo catalisador a 410-430C� a 
temperatura aumenta adiabaticamente a medida que a reação avança. A velocidade 
da reação cresce com a elevação da temperatura, mas a taxa reduz quando o 
equilíbrio se aproxima. A reação praticamente cessa quando cerca e 60% - 70% do 
SO2 foram convertidos, numa temperatura de 600C. O gás antes de passar sobre o 
restante do catalisador, é resfriado num Trocador de calor, até que a temperatura dos 
gases não exceda 430C. Também é realizada a remoção do SO3(g)