Diseño de una planta de producción de óxido nitroso mediante descomposición térmica de nitrato amónico

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado se centra en el diseño y análisis de una planta de producción de óxido nitroso (N₂O) con una capacidad de 300 kg/h, utilizando la descomposición térmica del nitrato de amonio (NH₄NO₃) para ello, siendo necesario un flujo de 593,5 kg/h de este. Se destaca el papel crucial del reactor, con una conversión óptima del 99%. El proyecto incluye una simulación completa de la planta y un análisis económico, donde el VAN es de 113 millones de USD y la TIR es del 60%. En términos de sostenibilidad, se consideran parámetros como el Material Intensity (3,6 kg de materia prima/kg de producto), el E-factor (2,6 kg de subproductos/kg de producto), el consumo de agua (1,6 ∙ 10⁻³ m³/kg), la intensidad energética (38,5 MJ/kg) y las emisiones de gases de efecto invernadero (11 kg CO₂ equivalente/kg). El trabajo combina aspectos técnicos, económicos y ambientales.

This Final Degree Project focuses on the design and analysis of a nitrous oxide (N₂O) production plant with a capacity of 300 kg/h, using the thermal decomposition of ammonium nitrate (NH₄NO₃) for this purpose, being necessary a flow of 593.5 kg/h of it. The crucial role of the reactor is highlighted, with an optimum conversion of 99%. The project includes a complete simulation of the plant and an economic analysis, where the NPV is 113 million USD and the IRR is 60%. In terms of sustainability, parameters such as Material Intensity (3.6 kg feedstock/kg product), E-factor (2.6 kg by-products/kg product), water consumption (1.6 ∙ 10-³ m³/kg), energy intensity (38.5 MJ/kg) and greenhouse gas emissions (11 kg CO₂ equivalent/kg) are considered. The work combines technical, economic and environmental aspects