REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA

UNEFA NUCLEO FALCÓN

DISEÑO DE EQUIPOS Y PLANTAS.

Empresa:

Estir-VEN S.A

Planta:

Producción de Estireno a partir del Etilbenceno

GRUPO: 3

Tutora: Autores

Ingeniera Laura Quero. Jessica Chirino C.I: 21.666.437

Josmarith Lugo.

CI: 23.674.597

Luis Osman

CI: 23.959.099

Septiembre, 2015

Avance I: Viabilidad del Proyecto.

1. Identificación del Proyecto.

2. Descripción de la materia prima características y usos.

3. Descripción del producto terminado características y usos.

4. Hojas de seguridad.

5. Mercado nacional e internacional del producto terminado.

6. Diagrama de bloque del procesa de obtención.

7. Selección de la tecnología.

8. Descripción del proceso obtenido.

9. Determinación de la capacidad de la planta anual y diaria.

10. Métodos de factores para la determinación y localización de la planta

10.1 Ponderación.

10.2 Materia prima.

10.1. Disponibilidad.

10.2. Transporte.

10.3. Almacenamiento.

10.4. Mercado.

11. Consideraciones del diseño, equipos principales.

12. Ecuaciones y definiciones.

13. Estudio económico preliminar.

14.Bibliografía

1. Identificación del Proyecto:

Estir-VEN S.A.

PROYECTO AJLJW - 001

Ingeniería Básica de una Planta para la Producción de Estireno -S

N° de Pág. 1Rev.Fecha: 25/08/2015

DISEÑO DE EQUIPOS Y PLANTAS

Diseño de una Planta para la Producción de Estireno –( S )

AJLJW - 001

Cliente

Nombre del Proyecto:

Producción de Estireno a partir del Etilbenceno. Lugar: Municipio Caridubana, capital Punto Fijo, Parroquias Judibana, Península de Paraguaná, Estado Falcón. Venezuela

Latitud Norte: 11º31’11’’ y 12º12’31’’ Longitud Oeste: 69º40’52’’ y 70º15’29’’

Fecha: 25/08/2015

Cliente: UNEFA – CORO – EDO. FALCON Empresa Ejecutora: Estire-VEN S.A.

Documentos de Referencia:

Rev. No. Fecha Pag. Descripción

Elaboradopor:

RevisadoPor:

AprobadoPor:

Cliente

Aprobación Nombre Firma FechaGerencia de Proyectos Jessica ChirinoIngeniería de Procesos Luis OsmanIngeniería de Confiabilidad Luis OsmanIngeniero Responsable del Proyecto Josmarith LugoIngeniero Responsable de la Ing. Bas. Josmarith LugoLíder del Proyecto Jessica Chirino

Nota:

2. Descripción de la materia prima característica y usos:

El etilbenceno (C8H10/C6H5-C2H5), es un líquido inflamable, incoloro que se

encuentra en numerosos productos entre los que se incluyen la gasolina y

pinturas. Respirar niveles muy altos de etilbenceno produce mareo e irritación de

los ojos. La inhalación de niveles más bajos ha producido defectos de la audición y

daño de los riñones en animales. El etilbenceno se ha encontrado en por lo menos

829 de los 1,689 sitios de la Lista de Prioridades Nacionales identificados por la

Agencia de Protección Ambiental (EPA).

La obtención por reacción química de este importante compuesto puede ser

variada por ejemplo mediante la síntesis del benceno con el etileno bajo ciertos

parámetros; y entre muchas otras formas de producción las cuales son muy

importantes y muy empleadas alrededor del mundo. El etilbenceno reacciona con

oxidantes fuertes y ataca a los materiales plásticos y al caucho. Es una sustancia

prácticamente insoluble en agua, pero miscible con disolventes orgánicos y

sustancias lipófilas (aceites y grasas). En forma gaseosa se mezcla bien con el

aire, formando mezclas explosivas.

Características

El etilbenceno posee una gran diversidad de características las cuales serán

enfatizadas en sus propiedades físicas, químicas, peligrosidad y datos

ambientales que son amerítales conocer de este importante compuesto aromático:

Propiedades físicas:

Formula química: C8H10

Masa molecular: 106,2 g/mol

Punto de ebullición: 136°C

Punto de fusión: -95°C

Densidad relativa del líquido (agua = 1 g/ml): 0.9 g/ml

Presión de vapor (kPa a 20°C): 0.9

Densidad relativa de vapor (aire = 1g/ml): 3.7 g/ml

Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a 20°C (aire =

1g/ml): 1.02 g/ml

Propiedades Químicas:

Solubilidad en agua: 0.015 g/100 ml a 20 °C

Rombo de seguridad del ETILBENCENO:

Inflamabilidad (3). Líquido que puede encenderse en casi

todas las condiciones de temperatura ambiental.

Salud (2). Compuesto bajo cuya exposición intensa o continua

puede sufrirse incapacidad temporal o posibles daños

permanentes a menos que se dé tratamiento médico rápido.

Inestabilidad / Reactividad (0). Compuesto que de por sí es

normalmente estables aún en condiciones de incendio y que

no reacciona con el agua.

Peligrosidad: Punto de inflamación: 18º.

Temperatura de autoignición: 432ºC

Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 1.0 - 6.7

Datos Ambientales: Sustancia altamente nociva para organismos acuáticos

El etilbenceno se emplea con diversos fines ya sea como solvente, en

combustibles y para fabricar otras sustancias químicas utilizándose principalmente

en la manufactura del estireno, el cual se polimeriza para obtener así

el poliestireno, que es altamente empleado en la fabricación de resinas, plásticos y

hules, así como también se utiliza en procesos de manufactura para la obtención

de tinturas, insecticidas y pinturas.

El etilbenceno puede producirse mediante una reacción de Friedel - Crafts (una

reacción de sustitución electrófila sobre un anillo de benceno) utilizando cloroetano

(halogenuro de alquilo) en presencia de tricloruro de aluminio (ácido de Lewis). En

la industria se emplea eteno en lugar de cloroetano, en una reacción similar en la

que debe estar presente un ácido (clorhídrico o fosfórico) además de un ácido de

Lewis (tricloruro de aluminio). Por oxidación del etilbenceno se obtiene ácido

benzoico.

El etilbenceno se deshidrogena para producir fenileteno haciendo pasar el

vapor sobre óxido de cinc a 600 ºC:

C6H5CH2CH3 (g) → C6H5CH2CH2 (g) + 1/2 H2 (g)

El fenileteno es el monómero (bloque básico) a partir del cual se fabrica el

polifenileteno o poliestireno, un polímero de adición.

El Etilbenceno se produce a partir del Etileno y el Benceno primordialmente,

estos son la materia prima principal en proceso de reacción, además debemos

tomar en cuenta lo catalizadores que influyen y los subproductos que esta puedan

ocasionar.

3. Descripción del producto terminado características y usos:

Estireno

Es un hidrocarburo aromático insaturado, a temperatura ambiente es un líquido incoloro, transparente, olor dulce y apariencia aceitosa, insoluble en agua; soluble en alcohol y éter. Fácilmente polimeriza cuando es expuesto al calor, luz o a catalizadores de peróxido. La polimerización es exotérmica y puede dar riesgo de explosión. Es inflamable e inestable, se maneja inhibido, moderadamente tóxico por ingestión e inhalación.

El monómero de estireno es unos de los productos de gran importancia, sobre

todo para la industria petroquímica, ya que de la producción anual del mismo es

de un 65% para la producción de poliestireno que es un polímero empleado a nivel

mundial en la elaboración de plásticos muy resistente al impacto. La

polimerización del estireno se lleva a cabo generalmente bajo condiciones de

radicales libre, a menudo con peróxido de benzoilo como iniciador (F.

Carey.1999).

El estireno es uno de los intermediarios químicos de más valor comercial y gran

consumo en la actualidad (Droguett, 1983, pp. 38-40; Saito y col., 2003; Lee,

1963; Ji y col., 2010 y de Araújo y col., 2010), aparte de de ser uno de los

monómeros más importantes en la producción de polímeros como resinas,

cauchos sintéticos y plásticos (Xu y col., 2011; Bautista y col.,2007; Khatamian y

col., 2011; Causado, 2005; Ji y col., 2010 y de Araújo y col., 2010). La demanda

de estireno se incrementa anualmente y su capacidad de producción mundial

supero las 23 megatoneladas en el 2009 (Xu y col., 2011; Xu y col., 2011 y Atanda

y col., 2011).

Figura 1 Reacciones en la obtención de estirenos y sus derivados

Usos Principales de Estireno

El estireno es un monómero capaz de polimerizarse rápidamente, lo que

permite sintetizar a partir de él una amplia variedad de polímeros valiosos que

cubren campos de fibras, plásticas, hules, coberturas y adhesivos entre otros. El

mismos, es empleado en mucho productos sintético y se fabrica en plantas

petroquímicas, sin embargo, el estireno también aparece en la naturaleza como

componente natural de numerosos alimentos comunes, como son el café, las

fresas o la canela. Este producto se utiliza en la fabricación de una amplia gama

de polímeros (como el poliestireno) y elastómeros copolímeros, como el caucho de

butadieno-estireno o el acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), que se obtienen

mediante la copolimerización del estireno con 1,3-butadieno y acrilonitrilo. El

estireno se utiliza ampliamente en la producción de plásticos transparentes. El

etilbenceno es un producto intermedio en síntesis orgánicas, especial- mente en la

producción de estireno y caucho sintético. Se utiliza como disolvente o diluyente,

como componente de los combustibles para automóviles y aviones y en la

fabricación de acetato de celulosa. Domingo Omán (1992)

La versatilidad del estireno se ha aprovechados para la manufactura de

diversos tipos de poliestirenos anteriormente mencionados, la aplicación incluye

partes automotrices, difusores de luz, aislante. Además se utilizados como agente

“cross-linking” para la producción de poliésteres. La gran variedad de aplicaciones

de los polímeros de estireno le da gran valor comercial, por lo que du importancia

en la fabricación de materiales sintética es evidente. Domingo Omán (1992)

Tabla 1 Propiedades y característica del estireno

Fuente: (F. Carey.1999).

4 .Hoja de seguridad del estireno:

Rombo NFPA-704 Rótulos UN

Revisado 02/06/2007 Empresa: COQUIVEN C.AIDENTIFICACIÓN

Sinónimos :

Formula :

Composición :

Número Interno:

Numero CAS :

Numero UN

Clase UN

Usos

Cinamero,Cinamenol, Estirol,Vinilbeceno, Vinilbenzol

C6H5CH=CH2

99.5% de pureza

---------------------

100-42-5

2055

33

Ampliamente usado en la producción de plásticos y resinas como poliestireno, copolímeros como estireno-acrilonitrilo (SAN), estireno-divinil benceno, acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), y poliésteres insaturados

EFECTO PARA LA SALUD

TWA

STEL

TECHO(C)

IPVS :

Inhalación

:

(LIMITES DE EXPOSICION OCUPACIONAL)

213 mg/m3

426 mg/m3

N:R

5000 ppm

La altas concentracion de vapor, desde 200 ppm, irritan el tracto respiratorio, causan dolor de cabeza, confusión, náuseas, narcosis, depresión del sistema nervioso central.

Náuseas, vómito, pérdida del apetito y posiblemente otros síntomas

Ingetión

Piel

Ojos

Efecto Cronicos

de narcosis.

N:R

Irritación y daño temporal de la cónea

El contacto prolondado o repetido causa resequedad, fisuras en la piel e inflamación. Es posiblemete cancerigeno

PRIMEROS AUXILIOS

Inhalación

Ingestión

Piel

Ojos

Transladar al aire fresco. Si no respira administrar respiración artificial. Si respira con dificultad suministrar oxigeno. Mantener la victima abrigada y en reposo. Buscar atención médica inmediatamente.

Lavar la boca con agua. Si está conciente, suministrar abundante agua y No inducir el vómito. Buscar atención médica inmediatamente.

Retirar la ropa y calzado conaminados. Lavar la zona afectada con abundante agua y jabon, mínimo durante 15 minutos. Si la irritacón persiste repestir el lavado. Buscar atencón médica

Lavar con abundante agua, minimo durante 15 minutos. Levantar y reparar los pápados para asegura la remoción del químico. Si irritación persiste repetir el lavados. Buscar la atención médica.

RIEGO DE INCENDIO Y /O EXPLOCIONES

PUNTO DE INFLAMACIÓN (C)

TEMPERATURA DE AUTOIGNICÍÓN

LIMITES DE INFLAMABILIDAD (%V/V)

PELIGROS DE INCENDIO Y/O EXPLOSIÓN

PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN

PRECAUCIONES PARA EVITAR INCENDIO Y / O EXPLOSIÓN

32 (copa cerrada

490

1.1-6.1

Inflamación. Sus contenedores pueden explotar cuando se calientan. El vapor forman mezcla explosiva con el aire, puede ir a la fuente de ignición y retorno en la llamas-

Monóxido de carbono, Dióxido de cabono, Peróxido y Aldehídos.

Evitar toda fuente de ignición. No exponer al calor. Tener precaución con el manejo de recipientes semillenos o vacios. Conecta a tierra losrecipiente para evirtar descarga electrostaticas. Los equipos electricos, de iluminación y ventilación deben ser a prueba de explosiones.

PROCEDIMIENTOS EN CASO DE INCENDIO Y /O EXPLOSIÓN

AGENTE EXTINTORES DEL FUEGO

Evacuar o ailar el área de peligro- restringir el acceso a persona innecesarias y sin la debida proteccion. Ubicarse a favor del viento. Usar equipo de proteccón personal.

Agua en forma de rocio, neblina o espuma

ALMACENAMIENTO Y MANIPULACIÓNTipo Recipiente

Manipulación

Almacenamientos

-----------------

Para procesos sobre 31oC usar sistemas cerrados. Usar siempre protección personal asi sea corta la explosición o la actividad que realice con el producto. Mantener estritas normas de higienes, no fumar, ni comer en le sitio de trabajo.usar las menores cantidades posibles. Conocer en donde está el equipo para la ateción de emergencias. Leer las instrucciones de la etiqueta de usar el producto. Rotular los recipientes adecuadamente.

Lugares ventilados, fresco y secos. Lejos de fuentes de calor e ignicion. Separado de materiales incompatibles. Rotular los recipientes adecuadamente. Almacenar en botemllas de vidrios, bombonas o barriles de acero, hereticarmente cerrados, alejado de fuente de calor e ignición, separado de materiales incompatibles, en un lugar aireado, simpre a una temperatura menos que 32 oC. No almacenar estirno por mas de tres meses. Despues de 30 dias se debe revisarsemanalmente la concetración de inhibidor. Conectar a tierra los recipientes para evitar descargar electroctática. Los equipo eléctricos, de iluminación y ventilación deben ser prueba de explosiones.

PROCEDIMIENTOS EN CASO DE ESCAPE Y /O DERRAME

Evacuar o ailar el área de peligro. Eliminar toda fuente de ignición. Restringir el acceso a persona innecesarias y sin la debida protección . ubicarvor el viento. Usar equipo de protección personal. Ventilar el área. No permitir que caiga en fuente de agua y alcantarillas. Evitar que entre en alcantarillas, sótanos y zona bajas. Contener y absober el derrame con arena o tierra y recoger los derechos en contenedores limpios y secos con sellos herméticos.

EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL/ CONTROL EXPASICIONUso Normal

Control de emergencia

Si la ventilación es buena no requiere respirador. Guantes de neopreno, monogafas, delamtal impermeable.

Equipo de respiración autónomo (SCBA) y equipo de protección personal.

Ventilación local y general, para asegurar que la concentración no

Controles de Ingenieria exceda los limites de exposición ocupacional. Debe disponerse de duchas y estaciones lavaojos.

PROPIEDADES FISISCAS Y QUIMICAS

Apariencia

Gravedad especifica (agua= 1)

Punto de ebullición (oC)

Punto de fusión (oC)

Densidad relativa del vapor (aire=1)

Presión de vapor (mmHg)

Viscosidad (cp)

pH

Solubilidad

Líquido incoloro de olor dulce, pernetrante y desgradable

0.900 / 25 oC

145.2

-30.6

3.60

5.0 /20 oC

0.75

N.A

Insoluble en agua. Soluble en solvente orgánicosESTABILIDAD Y REACTIVIDAD

Estabildad Inesteble bajo condiciones normales.

Incompatiblidadades ó Materiales a Evita

Agua

Aire

Otras

Si

Si

Reacciones con agente oxidantes, cloruro ferrico, cloro, cobre, acidos y bases.

INFORMACIÓN TOXICOLIGICALos productos del metabolismo son mutágenos y carcinogénicos

DL50 (rata)= 5 g/Kg.

LC50(inh, rata)= 250 ppm/ 4h.

CLo humano= 10000 ppm humano/ 30 min.

Moderadamente toxico por inhalación. Clasificado como posible cancerígeno para humanos.

teratogenicidad: información limitada indica que no causa defectod en el recién nacido ni efectos toxicos en el feto. Estudios en ratos ratones no han demostrado teratogenicidad ni embriotoxidad.

Mutagenidad: en algunos casos se han reportado daño en los cromosomas de los globulos blancos, pero van acompañados de exposición a otros quimicos.

Toxicidad reproductivas: En general no se han observado efectos adversos en el sistema reproductor femenino, hay alguna evidencias de que altas exposiciones si lo pueden afectar.

INFORMACIÓN ECOLOGICA

Sustancias peligrosa para el ambiente. No contamine las aguas. Toxicidad pesces: LC10= 18-90 mg/L/48H/dorado Orfe/agua fresca. A la salida de los sistemas de ventilación, tome la precauciones necesarias para proteger el medio ambiente.

CONSIDERACIONES EN ELIMINACIÓN Y /O DIPOSICIÓN

Incinerar el liquido y el material contaminado en un homo adecuado para tal fin de acuerdo con la leyes locales

INFORMACION DE TRANSPORTE

Etiqueta roja de liquido inflamable. no transporte con sustancias explosivas, gases venenosos, solidos de combustión espontánea, sustancias comburentes, peróxidos orgánicos, materiales radiactivos, sustancias incompatibles ni sustancias con riego de incedio.

INFORMACION DE REGULACIONCodigo Nacional de Transporte Terreste. Decreto 1344/70, modificado por la ley 33/86. Articulo 48: transportar carga sin las medidas de protección, higiene y seguridad. Articulo 49: transportar materiales inflamables, explosivos o toxicos al mismo tiempo que pasajeros o alimentos. Articulos 50: transportar combustible o explosivos en forms insegura. Suspensión de la licencias de conducción

Los residuos de esta sustancias están considerados en: ministerio de salud. Resolución 2309 de 1989, por la cual se hace necesarios dictar normas especiales complementarias para la cumplida ejecución de las leyes que regualn los residuos sólidos y concretamente lo referente

a residuos especiales.

5. Estudio de la demanda nacional e internacional:

Cadena de los hidrocarburos Aromáticos

Los aromáticos se obtienen principalmente a partir de la reformación catalítica,

de fracciones del petróleo crudo y parcialmente de la gasolina de pirolisis

(subproducto en la producción de etileno) con un importante contenido de benceno

y tolueno. Los productos aromáticos incluyen al benceno, al tolueno y a los xilenos

(BTX), así como importantes derivados como estireno, ácido tereftálico, polietilén

tereftalato, entre otros (ver figura 2).

Cadena productiva de los aromáticos

La oferta de BTX en los Estados Unidos proviene principalmente de la

reformación catalítica de nafta, mientras que en Europa la producción de

aromáticos (particularmente el benceno) se obtiene de la hidrogenación y

extracción de la gasolina de pirolisis, debido a que en esa región predominan los

crackers de etileno base naftas. La capacidad instalada mundial de benceno es de

45 millones de toneladas anuales. ( Ver Figura 3)

Figura 2: Producción de BTX

Fuente: Estadistica de la Industria petroquimica 2005

Figura No 3: Capacidad instalada de plantas

Fuente: Estadistica de la Industria petroquimica 2005

En el caso específico del estirenos que se obtiene a partir de etilbenceno, la

mayor producción derivada del estireno en Europa se centra en Francia, Alemania,

Italia y España. En Asia los principales puntos se centran en Japón, China, Corea

y Malasia. En Estados Unidos las áreas donde más se produce el estireno

monómero o se producen plásticos derivados de él es en California, Illinois,

Indiana, Louisiana, Michigan, Nueva York, Pensilvania, Ohio y Tejas.

Actualmente existen más de 15.000 plantas industriales que producen o

consumen estireno y materiales relacionados con él como los que se han

mostrado en la Tabla 1.1. La producción anual está alrededor de 19 millones de toneladas teniendo una buena tasa de crecimiento, algo superior al 4%anual.

La siguiente figura muestra los usos derivados del estireno.

Figura: 4 principales producto derivado del estireno

Fuente:

El estirenos es unos d los producto comercial de mayor expansión en el

mercado en la actualidad debido a la diversidad de producto que s puede elabora

con él. En la Gráfica No 1 se puede observar cómo se está desarrollando en este

producto.

Estireno (SM) 49 %

Poliestireno (SM)

EmbalajeElectrodoméstic

osMenaje

JuguetesMuebles

17 %

Poliestireno Expandible

(EPS)

AislamientoEmbalaje

13 %

Caucho SBR/SBS/SIS

Látex

NeumaticosCalzado

AdhesivosModificacion Asfaltos

Compuestos

10 %

ABS/SAN

AutomóvilElectrodomestic

osElectricidad y

ElectronicaEquipaje y Juguetes

6 %

Resinas Poliéster

NáuticaBotones

Automóvil

5 %

Otras Resinas

PinturasAbrillantadorDispersantes

Grafia No1 : Expansiones del estireno

Fuente: Estadistica de la Industria petroquimica 2005

Tomando en cuenta el gran impacto econimico y restable de la produccion de

estirenos en el mundo y la tasa d crecimento que a tenido esta ,materia prima para

la elaboracion de producto terminado de gran consumos comercial de los derivado

obtenido por medio del estireno

Grafica N o2 promedio de crecimientos del productos petroquicos

Fuente: Estadistica de la Industria petroquimica 2005

2005 2006 2007 2008 2009 20100

500

1000

1500

2000

2500 Expansiones del Estireno en el mundo

Mto

n

Tolueno

Benceno

Estireno

Poliestireno

PET

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Tasa de media de crecimientos anuel 2006-2010

Produccion

El estudio de mercado es uno de los factores críticos en la elaboración de un

proyecto, ya que este es donde se analizan las variables decisorias para seguir

adelante con el proyecto que van más allá de la determinación de la oferta y la

demanda de precio.

Al estudiar el mercado de un proyecto es preciso reconocer todos y cada uno de

los agente que, con su actuación tendrán algún grado de influencia sobre las

decisiones que se tomarán al definir su estrategia comercial.

Mercado de Estireno 2005

otrosABSEPSPS

Cabe señalar que además de los establecimientos que reporta el INE para el

sector plástico, existe un conjunto apreciable de establecimientos de otras ramas

industriales que fabrica sus propias manufacturas plásticas tales como envases y

empaques, pero que no están incluidos dentro del parque industrial propiamente

del plástico y que no los reporta el INE.

En cuanto a las materias primas consumidas por la industria del plástico, en el año

2003 su monto fue de 532.980 MMBs, siendo en un 76% de origen nacional,

según registra el INE en la Encuesta Industrial de ese año. El consumo aparente

de resinas termoplásticas de mayor consumo fue para ese año de 312,6 miles de

toneladas, correspondiendo el 53% a los polietilenos, tal como se puede apreciar

en el Gráfico N° II.31.

Grafica 5 Fuente: Estadistica de la Industria petroquimica 2005

19981999200020012002200320042005200620072008200920100

500

1000

1500

2000

2500

Precios de aromáticos y algunos derivados

Resinas ABSPETToluenoEstireno2Poliestireno

cent

anos

de

dola

r poe

libr

a

Fuente: Estadistica de la Industria petroquimica 2005

La Figura 5 muestra cómo se reparte esta fabricación de productos derivados del

estireno para las 6 mayores familias, cuya producción aproximada es de 20

millones de toneladas.

Figura 5 Fabricación de producto derivados del estireno (ISIF, 2001)

Grafica No 3: Producción Vs demanda de estireno a nivel Mundial para el año

2006, Fuente: ANIQ 2006

La petroquímica derivada de corrientes de refinación genera una gran cantidad

de productos que agregan alto valor al desarrollo de la industria manufacturera. Al

igual que en la industria petroquímica derivada del gas natural, en Venezuela la

industrialización de las corrientes de refinería, tiene un potencial que hasta ahora

ha sido muy poco aprovechado, a pesar de contar en el país con una alta

capacidad de refinación.

En la Figura N° 6 se muestran las cadenas petroquímicas provenientes de la

reformación de la nafta, resaltando en color azul los productos fabricados en el

país. Existe un conjunto de empresas cerradas en la actualidad, que en su

momento fabricaban algunos de estos productos, tales como: LAB, PET y SBR.

Cabe señalar, así mismo, que la capacidad instalada de producción de BTX en el

país es muy baja y está por debajo de las escalas mundiales.

La petroquímica de corrientes de refinación, también puede partir basándose

en el coque y su gasificación para generación de gas de síntesis (monóxido de

carbono + hidrogeno), bases para la producción de amoniaco y metanol.

Adicionalmente, de las refinerías se obtienen otros insumos como solventes,

ceras, azufre y ciertas especialidades, que son usadas también para soportar la

actividad industrial.

Figura N 6

Es importante destacar que la combinación de petroquímica de gas y de

corrientes de refinación, por una parte, le imprime mayor fortaleza a esta industria,

ya que permite la fabricación de mayor cantidad de productos y, por otra parte,

reduce la vulnerabilidad o el riesgo a las variaciones de disponibilidad y precios de

las materias primas. Además, permite disponer de mayor cantidad y variedad de

materias primas para la industria nacional

En Venezuela la producción de estirenos la maneja solo la empresa estatal

PEQUIVEN, ESTÍRENOS DEL ZULIA C.A. (ESTIZULIA) y por últimos una

trasnacional llamada DOW CHEMICAL. Y su distribución en la producción del

mismo va directamente para la producción de plásticos como poliestirenos el

porcetaje del mercado de este producto son los siguiente para Pequiven 37,5%,

Grupo Zuliano 37,5% y Dow Chemical 25,0%

El Tablazo en su inicio tenían una capacidad de producción de 15,0 MTMA.

Diferentes mejoras y ampliaciones elevaron su capacidad a 36,0 MTMA para 1976

y a 40,0 MTMA a partir de 1979. La empresa elabora resina de poliestireno en tres

tipos: alto impacto (24,0 MTMA), expandible (4,0 MTMA) y cristal (12,0MTMA).

Actualmente acomete un proyecto para duplicar su capacidad de producción de

poliestireno de alto impacto. El monómero de estireno, materia prima de esta

empresa, no se produce actualmente en el país y debe ser importado; dentro de

los planes de expansión de la industria petroquímica se considera la instalación de

una planta para producirlo.

Por tal motivo la nación debido al descubrimiento de los yacimientos de gas en

el occidente del país específicamente en las costa del Zulia-Falcón desarrollo el

proyecto Rafael Urdaneta, considerado así la creación del Complejo Petroquímico Paraguaná, ubicado en el estado Falcón, contará para el año 2019

con una capacidad de 7763 MTMA mediante la construcción  de ocho plantas. El

propósito general de este complejo será la producción de Aromáticos y Resinas

Plásticas.

Las plantas que estarán ubicadas en el Complejo Petroquímico Paraguaná son:

Planta de Polietilentereftalato (PET) (800 MTMA)

Planta de  Ácido Tereftálico (PTA) (600 MTMA)

Planta  de Monómero de Estireno (600 MTMA)

Planta  de Ácido Acético  (200 MTMA)

Planta  de Mono Etilenglicol (350 MTMA)

Plantas  de Polipropileno (400 MTMA cada una)

Plantas  de Polietileno de alta densidad (250 MTMA cada una)

6. Proceso de fabricación de estireno:

Existen varios procesos industriales para la fabricación de estireno (Lange y

Mesters Ingeniería Química, 2001). Todos ellos suelen emplear como materia

prima etilbenceno procedente de la alquilación de benceno con etileno. Los más

empleados son:

a) El 89% del estireno es decir unos 3 millones de toneladas anuales

(Seymour y Carraher, 1998), se obtiene mediante la deshidrogenación

del etilbenceno.

b) El 11%, mediante la oxidación de etilbenceno a etilbenceno

hidroperóxido. En este método también se obtiene óxido de propileno.

6.1 Diagrama de bloque de los procesos de obtención:

Diagrama de bloques del proceso de fabricación de estireno mediante el

método de oxidación de etilbenceno que es el que emplea la empresa que ha

proporcionado el estireno para este estudio. OXIDACIÓN

Figura 7. Diagrama de bloques del proceso de producción de estireno

Fuente:

Este método conlleva las siguientes etapas básicas:

1. La oxidación de etilbenceno con aire, con lo que se obtiene etilbenceno

hidroperóxido.

2. Reacción entre el hidroperóxido y propileno, con lo que se forma 1-

feniletanol y óxido de propileno.

3. Deshidratación del alcohol obteniéndose estireno.

Obtención de Estireno a partir del Etilbenceno por medio de reacción catalítica

Figura 8 Diagrama de bloque de la producción de estirenos Fuente: Propia

7. Selección de la tecnología a emplear:

La reacción de deshidrogenación catalítica del etilbenceno Aunque el estireno

se puede obtener por distintas vías, desde 1940 la deshidrogenación catalítica del

etilbenceno ha sido el método de producción comercial más importante y sus

resultados han sido los mejores (Xu y col., 2011; Causado, 2005 y de Araújo y

col., 2010). En la actualidad, cerca del 90 % de la producción mundial de estireno

está basada en la deshidrogenación directa del etilbenceno (Reacción I) en

condiciones de operación que involucran el empleo de temperaturas superiores a

los 600 °C, óxido de hierro como catalizador y una gran cantidad de vapor de agua

con propósitos de calefacción y reducción de la formación de coque (Xu et al.,

2011; Kirk, 1997; Khatamian et al., 2011; Atanda et al., 2011; Kotarbaet al., 2011;

Sobrecalentadorvapor de

agua a una Temperatura

de 750 oC

Intercambiador de calor

Entra el Producto de Etilbenceno

Entra el producto de al otros equipo es

de 585 oC

Reactor compuestos

por un catalizador de

lecho

Entra el vapor de agua a 750 oC y el

Producto de Etilbenceno a una

T: 585 oC

se emplea un

catalizador

Condesadorbaja la

tempetaura del estireno a

entra a la columna y separa el

estireno crudo de los gases

columna de Separación

Balasamy et al., 2011; Causado, 2005). Este proceso presenta varias desventajas

asociadas principalmente a su carácter reversible, a su endotérmica y a la

excesiva cantidad de vapor requerida [1.5 X 109 cal/ton estireno(ES)] lo que se ve

reflejado en los altos costos del proceso (Lee, E., 1963; Matsui, J. y col., 1991; Xu

et al., 2011; Mimura, N. Y Saito, M. 1999 y de Araújo et al., 2010).

Reacción 3: Obtención de Etilbenceno a Estireno

Procesos utilizados en la actualidad para la deshidrogenación del etilbenceno a estireno

Proceso alemán. Es de naturaleza isotérmica y en el catalizador se mantiene

dentro de un reactor compuesto por un haz de tubos paralelos calentados

exteriormente por los productos de la combustión. En algunas instalaciones los

convertidores constan de 92 tubos de 100 mm de diámetro y tres metros de

longitud y en otras constan de 26 tubos de 185 mm de diámetro de la misma

longitud (Bosa, 1994; Carberry, 1980).

El vapor y el etilbenceno se alimentan en una relación en peso de (1.2-1.5)/1 o (7-

9)/1 molar y se calientan previamente en un intercambiador de calor en dos

etapas: en la primera mediante los productos de la combustión del horno que

salen del reactor y en la segunda con los productos del convertidor hasta valores

cercanos la temperatura de reacción, como se ilustra en la Figura 1 (Bosa,

1994; Carberry, 1980).

Cuando se emplea un catalizador nuevo la temperatura asciende a 580 °C y se

eleva lentamente hasta los 610 °C. En el curso de un año aproximadamente el

deshidrogenado liquido adquiere la siguiente composición en peso: estireno 40 %,

etilbenceno 58.2 %, benceno 0.5 %, tolueno 1 % y alquitrán 0.3 %. El rendimiento

de este método alcanza el 92 % (Bosa, 1994; Carberry, 1980).

Figura No 9 Diagrama de Flujo del procedimiento Isotérmico en la producción de

estireno

Proceso americano. Este difiere del alemán en tres aspectos (Bosa, 1994;

Carberry, 1980):

1. El catalizador se mantiene en un lecho en lugar de un haz de tubos.

2. La unidad es adiabática; el calor es suministrado por calentamiento previo

del vapor de agua.

Al emplear esta condición la relación entre el vapor de agua y el etilbenceno

es de 2.6/1 en peso o 15/1 molar (cerca del doble del proceso alemán).

3. La temperatura de reacción es ligeramente más alta.

En el proceso americano la puesta de un catalizador nuevo eleva la

temperatura en la entrada del lecho hasta los 600 °C. Para compensar un ligero

decrecimiento gradual en la actividad, la temperatura se eleva en forma lenta

hasta los 660 °C (Bosa, 1994).

A una temperatura media del alimento de 630 °C para un periodo extenso de

operación, la energía es suministrada por el 90 % de la masa de vapor

sobrecalentado hasta los 720 °C. El restante 10 % se mezcla con el etilbenceno

antes de pasar por un vaporizador en el cual se calienta hasta los 160 °C.

Posteriormente la mezcla fluye por un intercambiador y la energía es suministrada

por los gases calientes procedentes del reactor. En este punto se alcanza una

temperatura de 520 °C justamente antes de unirse la mezcla con el vapor

recalentado, el cual aporta la energía necesaria para elevar la temperatura a 630

°C en la entrada del lecho catalítico. El producto sale del reactor a 565 °C y se

enfría en dos etapas a 105 °C en un intercambiador de calor: primero con la

corriente del etilbenceno y luego con el vapor de agua. Posteriormente se

condensa para separar en dos fases el agua y el aceite a fin de eliminar el

alquitrán.

Estas etapas se ilustran en la Figura 2. El reactor (una carcasa de acero forrada

internamente con material refractario) contiene un catalizador el cual es mantenido

en su puesto mediante un pistón. El etilbenceno y el agua se mezclan en un tubo

concéntrico que fluye hacia arriba y en la salida una malla evita que el catalizador

sea arrastrado (Bosa, 1994; Carberry, 1980).

Figura No 10 Diagrama de flujo del sistema adiabático en el proceso de la

producción de estireno

El rendimiento final es del 90 % con una composición en producto liquido de 37 %

de estireno, 61.1 % de etilbenceno, 0.6 % de benceno, 1.1 % de tolueno y 0.2 %

de alquitran (Carberry, 1980).

8. Comparación de los dos procesos industriales patentados:

Se citan dos en especial para la manufactura del estireno:

1. Proceso de cracking adiabático desarrollado por la Dow Chemical

Company en los Estados Unidos.

2. Proceso isotérmico desarrollado por la Badische Anilin-und Soda

Fabrick A.G. BASF de Alemania.

En ambos procesos la reacción es endotérmica. Su diferencia estriba en la

manera como se suministra calor a la reacción:

– En el adiabático la fuente de calor es el vapor recalentado y mezclado

con el alimento antes del contacto con el catalizador a fin de mantener una

temperatura alta a través de todo el lecho catalítico, favoreciendo así la

reacción de deshidrogenacion. El alimento mezclado es introducido

cuando la temperatura está por encima de los 630 °C momento en el cual

se produce una ruptura térmica del hidrocarburo (Figura 2). A través de

este proceso se logran rendimientos de conversión de estireno del 88 % -

91 % (Bosa, 1994; Carberry, 1980).

– En el proceso isotérmico el calor es proporcionado indirectamente al

reactor tubular por el vapor recalentado, lo cual mantiene la temperatura

entre los 580 °C y los 610 °C en todo el lecho catalítico.

Consecuentemente no hay lugar a ruptura térmica del hidrocarburo y los

resultados de producción de estireno alcanzan entre un 92 % y un 94 %,

con un 40 % de conversión a estireno (Bosa, 1994; Carberry, 1980).

Con la finalidad de obtener un producto de calidad con bajos costos de

producción y la menor inversión posible, se llevará a cabo un análisis de las

diferentes tecnologías disponibles para la producción de estireno, el cual se

realizará mediante el método de los factores ponderados, en la que se evaluarán

de manera comparativa los distintos criterios que determinan tanto la viabilidad

económica como la calidad del producto obtenido. La ponderación de los

diferentes criterios para cada tecnología se estableció en base a la información

suministrada por las compañías licenciantes e información obtenida de

antecedentes de este proyecto.

La matriz de selección se elaboró considerando un 100% para calificar las

características de las propuestas. De igual modo para evaluar cada uno de los

ítems se estableció una puntuación máxima de diez (10) puntos y una mínima de

un (1) punto. La descripción de la escala es la siguiente:

10=Excelente

7-9=Bueno

4-6=Regular

1-3=Deficiente

Los valores porcentuales se asignaron de la siguiente manera:

1. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LA TECNOLOGIA:

1.1. Consumo Energético (18%)

1.2. Flexibilidad operacional (10%)

1.3. Seguridad en el proceso (7%)

1.4. Costos de Inversión (20%)

1.5. Costos de Operación (13%)

1.6. Costos de Mantenimiento (14%)

1.7. Impacto Ambiental (3%)

1.8. Rendimiento de la reacción de (15%)

1. MATRIZ PARA LA SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA

La siguiente Matriz muestra la evaluación realizada para la selección de la tecnología

adecuada.

PESO DEL

CRITERIO

TECNOLOGIA 1 TECNOLOGIA 2

Consumo

energético

18% O,18 7 B 1,26 7 B 1,26

Flexibilidad

operacional

10% O,1 3 D 0,4 3 D 0,3

Seguridad en

el proceso

7% 0,07 4 R 0,28 5 R O,35

Costos de

inversión

20% 0,2 4 R 0,8 5 R 1

Costos de

operación

13% 0,13 5 R 0,65 6 R 0,78

Costos de

mantenimient

o

14% 0,14 4 R 0,56 5 R 0,7

Impacto

ambiental

3% 0,03 3 D 0,09 3 D 0,09

Rendimiento

en la reacción

15% 0,15 7 B 1,05 8 B 1,2

100

%

1 5,09 5,68

Por tal motivo el proceso de la tecnología seleccionada es Proceso de

cracking adiabático desarrollado por la Dow Chemical Company en los Estados

Unidos.

9. Descripción de los procesos de obtención:

Proceso de fabricación de estireno

El etilbenceno sufre una reacción de deshidrogenación catalítica a estireno en

presencia de vapor. El reactor empleado es un reactor de lecho fijo con flujo radial.

La reacción de deshidrogenación es favorecida a bajas presiones y se realiza

normalmente en condiciones de vacío. Además del estireno se producen como

subproductos principales el benceno y el tolueno junto con otros productos más

ligeros. Dado que la reacción es endotérmica se necesita aportar calor a la misma,

este calor de reacción es aportado por una corriente de vapor en estos reactores

adiabáticos. El vapor es previamente sobrecalentado en un horno “superheater” y

posteriormente entra en el reactor junto con el etilbenceno. El vapor se emplea

como fuente de energía ya que favorece que no se forme coque.

La salida del reactor tiene un calor residual que se aprovecha para precalentar la

alimentación y producir vapor (que se usa en el proceso). Después pasa a un

condensador donde se obtiene una corriente líquida con agua e hidrocarburos y

una corriente gaseosa, ésta pasa a la sección de recuperación tras comprimirse.

De la unidad de recuperación se obtiene por un lado una corriente gaseosa que se

emplea como fuel en el “superheater” del vapor, por otro lado una corriente líquida

que se separa en una fase acuosa que se junta con el condensado y en una fase

orgánica.

La mezcla deshidrogenada (principalmente tolueno, benceno, estireno y

etilbenceno no convertido) pasa a la sección de fraccionamiento para separar los

diferentes productos. La primera columna separa por cabeza el EB junto con el

tolueno y el benceno, y por el fondo el estireno junto con subproductos pesados.

En esta primera columna es necesario añadir un inhibidor para evitar la

polimerización del estireno (aunque la destilación se realiza a vacío se alcanzan

temperaturas cercanas a los 100ºC). Esta primera columna debe de ser

cuidadosamente diseñada dada la proximidad de los puntos de ebullición del

estireno y del etilbenceno. La corriente de cabeza pasa a una segunda columna

donde se obtiene el EB por el fondo y se recicla. Por cabeza sale una mezcla de

benceno y tolueno que pasa a una última columna donde se separan los dos

subproductos. La corriente de fondo pasa a otra columna de destilación donde se

separa el estireno monómero producto de los compuestos pesados.

El proceso consigue un estireno de alta pureza (mínimo 99,85%p) y alta

conversión de EB por paso (cerca del 70%) lo que permite reducir los costes de

reciclo de EB.

Figura 11

Sobre este proceso clásico se ha realizado alguna mejora que consiste en la

utilización de oxígeno en la sección de reacción del proceso. La sección de

reacción consiste en varios reactores en serie, en este proceso mejorado se

introduce oxígeno en el reactor intermedio con el fin de proporcionar calor para la

reacción mediante la oxidación del hidrógeno y además favorecer la reacción al

consumir hidrógeno y por lo tanto bajar su presión parcial. Este proceso consigue

una mayor conversión por paso (alrededor de un 80%) y reduce las necesidades

de vapor sobrecalentado. Aunque como se ha mencionado la mayoría de la

producción de estireno monómero sigue este proceso, existe otra vía de

fabricación en la cual se fabrica de manera conjunta el estireno y óxido de

propileno, las materias primas a este proceso son el propileno, el estireno y el

benceno. Primero se forma etilbenceno, éste se oxida con aire para formar

hidroperóxido de etilbenceno que a su vez reacciona con propileno dando óxido de

propileno y alcohol metilbencílico que por deshidrogenación da lugar al estireno.

Otros Proceso de fabricación de estireno

El Estireno, hidrocarburo (compuesto constituido solo por hidrogeno y carbono)

líquido, importante para la producción del poliestireno. Su fórmula es

C6H5CH=CH2.Consiste en una molécula de eteno (CH2=CH2) en la que uno de los

hidrogenos ha sido reemplazado por un grupo fenilo (C6H5-); se conserva el doble

enlace carbono-carbono del eteno. Este doble enlace es un área rica en

electrones que hace que la molécula sea especialmente reactiva. El grupo fenilo

se describe como aromático: posee un anillo simétrico hexagonal de átomos de

carbono que contiene un tipo de enlace especial que le confiere una estabilidad

inusual. El estireno da lugar a la mayoría de las reacciones del eteno, en

particular, las reacciones de adición en las que se rompe el doble enlace y los

reactivos se unen a los átomos que lo formaban.

El estireno funde a -30,5 °C y hierve a 145,15 °C. Se obtiene a partir del benceno

(C6H6). Industrialmente, la aplicación más importante del estireno es como

producto de partida del poliestireno, que es el resultado de su polimerización.La

manufactura del Estireno se realiza principalmente por el método de la

deshidrogenación del etilbenceno. Este proceso es simple en concepto:

C6H5CH2CH3  C6H5CHCH2 + H2

La deshidrogenación del etilbenceno a estireno toma lugar con un catalizador de

óxido de hierro y otro de óxido de potasio, en un reactor de lecho fijo a una

temperatura entre 550 – 680 °C en presencia de vapor y a baja presión ( 0.41 Ata),

dado que bajas presiones favorecen el avance de la reacción.

Los principales subproductos que se obtienen en el reactor de deshidrogenación

son tolueno y benceno.

La figura muestra una típica unidad de deshidrogenación.

El etilbenceno y el reciclado de etilbenceno es combinado con vapor y

precalentado por intercambio de calor con el producto a la salida del reactor. Antes

de entrar el reactor se mezcla con más vapor que sale de un sobrecalentador que

eleva la temperatura del vapor a 800°C. Esta mezcla es alimentada a los reactores

donde se produce la reacción. El efluente del reactor pasa por un intercambiador

de calor donde es refrigerado. El condensado es separado en gas de venteo

(mayormente hidrógeno), agua de proceso y fase orgánica. El gas de venteo es

removido por un compresor para se usado como combustible o para recuperación

de hidrógeno. El agua de proceso es separada de materiales orgánicos y

reutilizada. La fase orgánica es bombeada con inhibidores de polimerización a un

tren de destilación.

Figura: 12 obtenciones de estireno

10. Determinación de la capacidad de la planta (anual y diaria):

Capacidad de instalación instalada

La capacidad de planta según la tecnología seleccionada tiene una capacidad

de 570.000 toneladas métricas por año y es importante mencionar que la

capacidad de la planta puede aumentar realizando una reingeniería para

proyectar una mayor producción hacia futuras décadas y también a medida que

vaya avanzando el mercado. Si hablamos en porcentaje es de un 90 - 95 % de

instalación en cuanto a todos los equipos y que se verá terminada la misma, cabe

destacar que los equipos de la planta del proceso para la producción del estireno,

serán elegido a nuestras condiciones, y ubicado de manera adecuada dentro del

área geográfica para su ubicación y cumpliendo con las condiciones medio

ambientales, también hay que tomar en cuenta los equipos básicos la planta que

trabajaran a bajas condiciones, que nos permitirán hacer evaluaciones de los

mismos, para comenzar con futuras ampliaciones sin el menor percance.

Grafica 1 Elaboración propia

11. Capacidad de instalación de operación:

La capacidad de planta según la tecnología seleccionada tiene una capacidad

de inicio de 270.000 toneladas métricas por año, y para los posteriores años de

instalada se llegara a un máximo de producción de instalación. Si hablamos en

porcentaje la capacidad operativa se redujo entre un 35 – 45 % sobre el máximo

de la misma por tal motivo los equipo usado en la planta trabajaran dentro del

mismo rango, exceptuando alguno equipos del proceso que su requerimiento será

de 10 – 15 % del uso de su capacidad. Es importante resaltar que tendrá paradas

de mantenimiento en algunos equipos o maquinas, y también debemos tomar en

cuentas mucho de los obstáculos temporales que afecten el desempeño de la

planta.

DEMANDA

Grafica 2 Elaboración propia

12. Métodos de factores ponderados para la determinación y Localización de la planta:

Superlocalización:

La planta de producción de estireno se ubicará en Venezuela la cual cuenta

con una superficie continental e insular de 912.050 km². La explotación del

petróleo y sus derivados es la base de la economía venezolana aunque en las

últimas décadas tiende a diversificarse con las exportaciones del gas natural como

materia química y petroquímica entre otras.

Macrolocalización:

El lugar donde ubicar la planta, debe seleccionarse tomando en cuenta que el

mismo cumpla con ciertos requerimientos básicos, que lo acrediten un lugar

apropiado. Algunos de los requerimientos son: Áreas con vías de acceso

oportunas, disponibilidad del terreno, espacio suficiente para la construcción de las

0 2 4 6 8 10 12 14 -

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

300,000

TONELADAS METRICAS ANUALES

TIEMPO (MESES)

TONELADAS

diversas áreas que contempla la planta, entre otros. En este punto, es importante

tomar en cuenta no solo el espacio físico como tal, sino también el origen de la

materia prima, las condiciones geográficas del lugar y sobre todo el impacto

ambiental que puede acarrear la instalación física de la planta en lo que se refiere

a localización geográfica, la producción de la materia prima (Etilbenceno) más

importante de Venezuela se encuentran distribuidos en los siguientes estados:

Zona A: Falcón

Zona B: Zulia

Zona C: Carabobo

Por tal motivo el lugar donde se ubicará la planta ha de ser en una zona

donde los servicios sean de fácil acceso además de otros factores relevantes.

Para poder elegir el lugar óptimo se propuso las siguientes zonas geográficas:

Estado Falcón – Paraguaná, Estado Zulia –El Tablazo, Estado Carabobo – Morón;

basada su selección en una serie de criterios (Ver tablas) que serán los aspectos

a cubrir a través de la aplicación del método de ponderación, evaluándose los

posibles lugares ya mencionados para así seleccionar finalmente el lugar de

ejecución del proyecto.

Metodología de la selección:

Para evaluar la posible ubicación de la planta se empleara la matriz de

selección que es un método que permite la comparación de distintos parámetros

tales como: transporte, servicios básicos, materia prima, condiciones

climatológicas entre otras, asignando valores preponderados que irán variando

según la importancia de cada parámetro, lo cual permitirá seleccionar la ubicación

óptima de la planta. Para ello se establece un porcentaje del 100% y luego se

estipula una escala del 1 al 10 para evaluar cada uno de los lugares

seleccionados.

Los valores asignados en la escala del 1-10 indican lo siguiente:

10 = Excelente

7-9 = Bueno

4-6= Regular

1-3 = Deficiente

PREMISAS DE LA SELECCIÓN

El rango de calificaciones que se le asignará a cada lugar se muestra en el

cuadro o tabla siguiente:

Tabla N° 2. Rango de Calificaciones

CriterioPonderació

nDescripción

Mercado 20 %Mercado potencial de distribución de los

productos, ubicados en una posición estratégica

Materia Prima

20 %Localización de las materias primas en el área

o zona

Transporte 15 %Canales de distribución de los productos y

materias primas

Mano de Obra

20 % Mano de obra calificada en la zona

Servicios 15 %Servicios de agua, electricidad, teléfono,

internet, telecomunicaciones

Precio 10 %Precio de construcción y adecuación del

terreno de la planta

Fuente: elaboración propia

Es importante denotar que el uso del método de los factores ponderado es

de gran utilidad para la selección de la ubicación de la planta, siguiendo los

criterios, ponderación y descripción que están representados en la Tabla N° 2, se

procedió a elaborar un cuadro o tabla comparativa con los criterios planteados en

el ítem anterior, dándole valores a cada uno para su posterior sumatoria.

MATRIZ DE SELECCIÓN: (METODO DE FACTOR

PONDERADO).

Tabla N° 3. Selección de la Zona Geográfica para la Ubicación

De la Planta de Estireno

Factores Ponderación %

Zonas

Paraguaná Zulia Carabobo

Cal. Punt. Cal. Punt. Cal. Punt.

Mercado 20% 9 1,80 7 1,40 9 1,80

Materia Prima 20% 7 1,40 4 0,80 6 1,20

Transporte 15% 8 1,20 6 0,90 7 1,05

Mano de Obra 15% 7 1,05 3 0,45 7 1,05

Servicios 20% 7 1,40 6 1,20 7 1,40

Precio 10% 3 0,30 7 0,70 3 0,30

Total 100% 7,15 5,45 6,8

Fuente: elaboración propia (Jessica Chirino, Osman )

Nuestra planta se va a localizar en Paraguaná debido a que en este lugar se

concentra la mayor producción de etilbenceno, en cuanto al mercado es un lugar

estratégico para los canales de comercialización, lo cual contribuye a la

distribución a la mayor cantidad de empresas a las que va dirigida el producto a

elaborar. El transporte y uso de materias primas se encuentran en la zona, así

como los servicios básicos para que pueda operar la planta. La mano de obra se

encuentra en la región, los precios de terreno e infraestructura son de costos

semejantes en cualquiera de las zonas escogidas.

La planta Estireven S.A. se encuentra localizada en la península de Paraguaná,

en el Estado Falcón, en cuanto al mercado es un lugar estratégico para los

canales de comercialización, lo cual contribuye a la distribución a la mayor

cantidad de empresas a las que va dirigida nuestro producto. El transporte y uso

de materias primas se encuentran en la zona, así como los servicios básicos para

que pueda operar la planta. La mano de obra se encuentra en la región, los

precios de terreno e infraestructura son de costos semejantes en cualquiera de las

zonas escogidas.

Figura Estado Falcón – Venezuela

Fuente: Programa Google Earth

Figura: Situación geográfica en donde se va a implementar la planta, mediante la selección dada

Fuente: Programa Google Earth

Tal figura muestra la ubicación estratégica hacia el mar Caribe,

específicamente en el Municipio los Taques, cercana a los complejos de refinación

Paraguaná (CRP), los cuales proveerán las corrientes de refinería a fin de producir

el etilbenceno, que estará disponible para el mercado nacional e internacional, y

de esta manera impulsar la producción de estireno y poliestireno en Venezuela.

Ver Figura 3.

Ubicación de la Planta de Estireno

Figura 3

Ubicación de la planta – Área delimitada

Fuente: Programa Google Earth

El área delimitada para la instalación es de un millón de metros cuadrados

(1.000.000 m2) y además se cuanta con terreno disponible para futuras

expansiones en pocos años; la adquisición de este lote de terreno se efectuara en

convenio con la Petroquímica de Venezuela – PEQUIVEN (PDVSA) debido que la

instalación de la misma es de mutuo acuerdo con el estado, con gran intercambio

de tecnología, mano de obra, y recursos financieros, también en la etapa de

ingeniería civil.

Área azul corresponde a los límites de la planta de Estireno

Este sitio se conoce mejor con el nombre de Judibana, ciudad del estado de

Falcón, en Venezuela, capital de la parroquia homónima del municipio Los

Taques. Situada a 3 m de altitud en la bahía de Amuay, en el extremo occidental

de la península de Paraguaná, está comunicada con la totalidad de las

poblaciones de la península y se sirve del aeropuerto internacional de Las Piedras.

Su cercanía a las refinerías de petróleo de Amuay y Cardón la vinculan

directamente a la actividad petrolera y petroquímica, además de las funciones de

puerto para naves de gran calado. Constituye también un centro comercial a nivel

local. Se originó como campamento petrolero en 1935, para la exploración y

posterior explotación de los recursos petrolíferos de la costa falconiana.

Posteriormente, en 1945, con la construcción de la refinería de Cardón, se inició

un fuerte crecimiento poblacional e industrial. Población del municipio (2001),

28.528 habitantes .El área específica de la planta es de 1.032.005, 0668 m2, en

cuanto a los metros del terreno, la dirección del norte geográfico se muestra en la

imagen 1, que fue tomada de Google Earth.

Imagen 1. Situación de la planta (Terreno)

Imagen 2. Situación de la planta (Terreno), vías de acceso

En la imagen 1 de nota claramente las coordenadas del terreno, y la poligonal

cerrada de color azul, que indica la zona o límites del terreno de la planta, es en

ese perímetro donde se establece el límite de batería de la planta.

En la imagen 2 se muestra las vías de acceso de color rojo, que existen en la

actualidad y que permiten llegar a la planta, además se muestra también las

divisiones de la misma en los siguientes bloques de 1 al 5, siendo los bloques 1 y

2 las áreas de mantenimiento y administrativos, y los bloques 3,4 y 5 donde se

ubicaran los procesos técnicos y que están retirado de los primeros, es decir, el

lugar donde funcionaran los equipos y maquinarias de todo el proceso productivo.

Además esta localización de la planta no permite:

Acceso a servicios básicos como lo son aseo urbano, teléfono,

electricidad, agua potable y de mar

El Tipo de zona es desértica y con vegetación de dunas y cardones,

es un área no urbanizada, pero con posibles crecimiento de la

población.

Servicios de transporte con que la empresa contara es de nuestro

propio gremio, además de otras rutas que se puedan contratar para el

servicio desde las cuidad más cercana.

Disponibilidad de mano de obra está realmente cerca para su traslado,

y por la zona de ubicación de las otras refinerías es de conocimiento

que hay personal disponible y capacitado para entrar a la empresa.

Proximidad de mercado se cumplirán a toda medida ya que la

demanda va en crecimiento, y por nuestra localización tenemos

acceso a nuevos medios de comercialización.

Seguridad de la zona esa se ha establecido con límites de frontera de

la planta y el límite de baterías que permiten una seguridad tanto para

el personal como para el sector donde estamos ubicados.

Servicios externos a la planta llegaran a toda medida debido a que

tenemos buenas vías de comunicación en todos los aspectos antes

mencionados.

En la actualidad ya existe un proyecto llamado Rafael Urdaneta donde se está

construyendo toda la infraestructura necesaria para el desarrollo de manera

eficiente de las reservas de Gas No Asociado del Bloque CARDÓN IV, en una

fase inicial de un volumen promedio año de 154,5 MMPCED de Gas y 3,66MBL de

Condensado Dic. 2014 - 361,91 MMPCED de Gas y 8,58 MBL Mayo 2015, hasta

lograr el volumen de producción de 961,33 MMPCED de Gas y 21,6 MBL de

Condensados en su etapa final Septiembre 2020, con el propósito de cubrir los

compromisos de demanda de Gas Natural para el uso energético en el mercado

nacional e internacional, enmarcados dentro del Plan Siembra Petrolera y

considerados de carácter estratégico para la política energética de Venezuela

Fuente: PDVSA 2014

Fuente: PVDSA 2014

Transporte y almacenamiento del estireno:

Durante el transporte y el almacenamiento al estireno monómero se le añade un

inhibidor de la polimerización. Generalmente se usa 4-terc-butil catecol (Applied

Analytics Inc., 1995; Lyondell Chemical Company, 2000; Smith, 1998; Sterling

Chemicals Inc., 2000). Otros compuestos empleados como inhibidores de la

polimerización han sido el ácido pícrico, compuestos nitroaromáticos

(Gyöngyhalmi et al., 1995), derivados de la quinona (hidroquinona, benzoquinona),

naftoles, aminas (p-fenil-diamina, fenotiacina),... (Nedez, 1997; Ham, 1967). A

parte de estos compuestos tradicionales existen otros derivados de estas familias

que comercializan empresas como Aldrich Chemical Co., Ciba-Geigy Corporation

or ChemFirst Fine Chemicals Inc. bajo diferentes nombres comerciales (Storey et

al., 2001).

Con un nivel de TBC de 12 mg/kg, el estireno puede ser conservado durante 6

meses a 20 ºC; mientras que este valor disminuye a 3 meses si el estireno se

encuentra a 30 ºC. Por otro lado, este inhibidor requiere que en el estireno existan

trazas de oxígeno para que sea efectivo. Para asegurar un margen de seguridad,

se recomienda que el nivel mínimo de oxígeno en el monómero sea de 15 mg/kg

(Sterling Chemicals Inc., 2000). La solubilidad del oxígeno del aire en estireno

monómero es de 50 mg/kg (Ullmann, 1999). El TBC puede emplearse en un rango

de concentraciones de 10 a 50 mg/kg (McKetta y Cunningham, 1976). Por otro

lado, el efecto de la temperatura en la velocidad de disminución de la

concentración de TBC en estireno almacenado al aire con una concentración

inicial de 15 mg/kg, se muestra en la Tabla 1.3 (Sterling Chemicals Inc., 2000).

Los motivos por los que el que el TBC inhibe la polimerización del estireno son

dos: primero, el TBC reacciona con el oxígeno disuelto para formar quinona que

actúa como inhibidor al reaccionar con los radicales libres evitando su propagación

(Ham, 1967) y segundo, la eliminación del oxígeno disuelto evita la formación de

peróxidos que son iniciadores potenciales de la polimerización (Alcan Chemicals,

2000; Pinto y Ray, 1996). Existen estudios concretos sobre la influencia de la

presencia de oxígeno en la polimerización del estireno (Cunningham et al., 2000;

López de Arbina et al., 1998).

El proceso de polimerización del estireno cuando se encuentra solo, por ejemplo

durante el periodo de almacenamiento, es un proceso exotérmico

desprendiéndose 69,8 kJ/mol (Ullmann, 1999). Los mecanismos de esta

polimerización pueden ser de tipo iónico o mediante radicales libres. Este proceso

puede evitarse si se presta atención a la temperatura del monómero, el nivel de

inhibidor y el contenido de oxígeno disuelto.

Para prevenir la polimerización otra medida a adoptar es mantener el estireno

frío. En la práctica se suele mantener a unos 10 ºC. Este compuesto que se añade

como inhibidor debe ser eliminado antes de la reacción de polimerización, lo que

puede llevarse a cabo mediante una etapa de adsorción. En algunos casos los

inhibidores no se eliminan del monómero antes de la reacción. Estos casos son,

por ejemplo, cuando la polimerización se realiza a relativamente elevada

temperatura ya que en este caso el inhibidor se consume relativamente rápido y

prácticamente no afecta a la reacción o a veces puede añadirse una cantidad

suficiente de iniciador de la reacción que contrarreste el efecto del inhibidor.

En cualquier caso, para obtener productos de alto peso molecular, no se

requieren temperaturas tan altas y el comienzo de la polimerización puede verse

retrasado sustancialmente. En experimentos a escala de laboratorio la eliminación

de inhibidores puede hacerse por extracción seguida de una destilación a vacío

del monómero. Sin embargo, esta alternativa no es viable a escala industrial,

siendo la mejor opción la separación mediante adsorción. Existen estudios en los

que se compara la eliminación de inhibidores de la polimerización

(metilhidroquinona – MHQ–, p-benzoquinona –PQ– y terc-butilcatecol –TBC) en

diferentes adsorbentes (resinas de intercambio iónico y carbón activo) (Matsas et

al., 1995). Incluso existen patentes que presentan las distintas técnicas para

preparar la alúmina y sus diferentes rendimientos para eliminar estos inhibidores

(Nedez, 1997).

Pocos han sido los autores que han estudiado la influencia de la presencia de

estos inhibidores que se añaden en las etapas de transporte y almacenamiento en

la reacción de polimerización y han llegado a la conclusión de que pequeñas

cantidades de inhibidores en la corriente de alimentación pueden causar

problemas de operación en la etapa de reacción tales como un comportamiento

oscilatorio (Bingpei y Penlidis, 1991; Gyöngyhalmi et al., 1995; Mardare y

Matyjaszewski, 1994; Pinto y Ray, 1996).

El estireno también se almacena con gases inertes, por ejemplo nitrógeno.

Cuando el nivel de oxígeno en el gas inerte es menor de 8 % en volumen la

posibilidad de fuego o explosión queda eliminada (Cunningham et al., 2000;

Ullmann, 1999). El almacenamiento y transporte del estireno puede hacerse en

tanques de acero o aluminio. El óxido actúa como un catalizador de la

polimerización, por ello se recomienda emplear recubrimientos de zinc para los

tanques de almacenamiento. Se debe evitar el uso de juntas de cobre y latón

porque pueden ser causa de coloración en el estireno. La contaminación con

bases también debe ser evitada, ya que reaccionan con el inhibidor, con lo que

éste pierde su efectividad. El estireno monómero puede adquirir y mantener

energía estática durante su trasvase; por ello se debe tomar medidas para eliminar

posibles descargas eléctricas incontroladas.

Consideraciones de diseño solo equipos principales:

Sobrecalentado de vapor:

Es básicamente un intercambiador de calor gases-vapor, diseñado teniendo en

cuenta las particularidades de su trabajo con gases de combustión. El objetivo es

conseguir un vapor a alta temperatura que no sufra problemas de condensación

en su camino desde la caldera hasta el proceso.

Consta de dos circuitos:

Circuito de vapor

Consiste en un haz de tubos unidos por codos de acero soldados a los tubos.

Se completa el circuito con dos colectores laterales, uno para la entrada y reparto

del agua y el otro para la salida de la misma.

Circuito de gases

Dispuesto en contracorriente del circuito de vapor está formado por una carcasa

en chapa de acero y perfiles laminados.

Reactores de lecho fijo

Los reactores de lecho fijo consisten en uno o más tubos empacados con partícula de catalizador- que se operan en posición vertical. Las partículas catalíticas pueden variar de y forma: granulares, gránulos compactados, cilíndricas, esféricas, etc. En algunos casos, especialmente con catalizadores metálicos como el platino, no se emplean partículas de metal, sino que éste se presenta en forma de mallas de alambre. El lecho catalizador consiste de un conjunto de capas de este material.

Estas mallas catalizadoras se emplean en procesos comerciales para la oxidación del amoníaco y para la oxidación del acetaldehído a ácido acético. Debido a la necesidad de eliminar o calor, no es posible usar un solo tubo de gran diámetro empacado con el catalizador. En su lugar, el reactor deberá construirse con cierto número de tubos engarzados en un solo cuerpo como se ilustra en la Fig. El intercambio energético con los

alrededores se obtiene circulando, o algunas veces hirviendo un fluido en el espacio que hay entre los tubos. Si el efecto calorífico es considerable, los tubos de catalizador deben ser (se han llegado a emplear tubos hasta de 1 .O plg de diámetro) para evitar temperaturas excesivas en la mezcla reaccionante. El problema de la decisión del diámetro del tubo y, por tanto, cuántos tubos es necesario para una producción dada, constituye un obstáculo Importante en el diseño de estos reactores. Una desventaja de este método de enfriamiento es que la rapidez de la transferencia de calor al fluido que rodea a los tubos es constante a lo largo de todo el tubo, pero, casi siempre, la mayor parte de la reacción tiene lugar cerca de la entrada del tubo.

Por ejemplo, en una reacción exotérmica, la velocidad será relativamente

grande a la entrada del reactor debido a las altas concentraciones de reactantes

en dicha zona. Y será un poco mayor a medida que la mezcla reaccionante se

desplace a una corta distancia dentro del tubo, debido a que el calor liberado por

la alta velocidad de la reacción, es mayor que el que puede ser transferido al fluido

enfriador. Por tanto, la temperatura de la mezcla reaccionante aumentará, dando

por resultado un incremento en la velocidad de la reacción. Esto continuará a

medida que la mezcla se mueve hacia arriba del tubo, hasta que la desaparición

de los reactantes tenga un efecto mayor sobre la velocidad, que aquél que

representa la temperatura. Siguiendo por el tubo, la velocidad disminuirá. La

cantidad menor de calor obtenido puede ahora eliminarse a través de la pared,

dando por resultado que la temperatura disminuya.Esta situación conduce a un máximo en la curva de temperatura en función de

la longitud del tubo del reactor. En la Fig. 13-2 se muestra un ejemplo de un

reactor

+Separador

Un separador eficiente es un componente esencial en un sistema. La función

primaria del separador es quitar agua líquida de la corriente de gas de

alimentación; sin embargo también puede remover otras impurezas, y las

partículas sólidas como la arena. Debe poseer una eficacia de un 98% mínimo en

la remoción de estas impurezas, ya que cualquier agua libre que entre en el

absolvedor disminuye la eficiencia del rehervidor, y puede afectar los elementos

de calefacción del regenerador. La presencia de cualquier hidrocarburo líquido que

entra en el absolvedor hará a la mezcla hacer espuma, dando por resultado la

pérdida de deshidratación y de glicol. Si los hidrocarburos se encuentran en el

regenerador, también ensuciará los tubos, dando por resultado elevadas

temperaturas en las paredes de los tubos y la degradación del glicol.

El separador puede estar arreglado dentro o fuera de la columna de absorción,

si se coloca fuera, debe ser cercano al absolvedor para que la condensación

adicional de agua o hidrocarburos líquidos no ocurra en la línea que los conecta, y

si está dentro debe ser debajo de la sección de la columna en donde ocurre la

absorción, siendo esta última una opción que ofrece ahorros en peso, espacio y

costos totales y además se evitan los líquidos que pudieran condensar de otra

manera en la tubería entre el separador y el absolvedor, por lo tanto, los

recipientes separados se deben utilizar solamente cuando otros factores apliquen,

como por ejemplo, una limitación de la altura o un requisito especial de filtrar

partículas sólidas. (Tomado del “Design And Engineering PracticesBy Shell

Group”)

El separador utilizado es un recipiente cilíndrico vertical equipado con mallas y/o

veletas para remover las gotas finas de líquido del gas y su altura debe ser

suficiente para albergar todos los elementos que lo componen y proporcionar

capacidad para almacenar los líquidos recolectados. Si tanto el agua líquida como

los hidrocarburos líquidos están presentes en el gas de alimentación, un

separador de tres fases proporciona un tiempo adecuado de residencia para

permitir a las dos fases líquidas separarse una de otra. Pearce y Sivalls (1993)

sugieren una altura del separador de 5 a7,5 pies para unidades de dos fases de

16” a 60” de diámetro, y de 7,5 a10 pies para unidades de tres fases para el

mismo intervalo de diámetro. Las alturas están basadas en proporcionar un-minuto tiempo de residencia para el líquido en el separador de dos-fases y 5 minutos para cada uno de los dos líquidos en la unidad de tres-fases. (Tomado

del “Gas Purification” 5ta Edición por Kohl, Arthur y Nielsen Richard)

Intercambiador de calor

El sistema de un rehervidor para proveer el calor necesario para la operación de

sistema y su capacidad varía con la demanda total del calor del proceso. Depende

en primer lugar, del flujo total que circula por el sistema y de la cantidad de calor

removida, y en segundo lugar por la eficiencia del intercambio de calor y las

pérdidas del sistema. Su función principal es vaporizar el agua para aumentar el

grado de pureza del glicol regenerado. (Tomado del “Design And Engineering

PracticesBy Shell Group”)

Se usan rehervidores del tipo Kettle, construidos preferiblemente con un

revestimiento de acero AISI 316L. Si es de acero al carbono se requiere un

permiso de la corrosión de 3 milímetros, y además debe aumentarse la frecuencia

de mantenimiento e inspección del equipo. El rehervidor debe ser aislado para la

conservación del calor.

Las relaciones Presión-Temperatura-Composición de un rehervidor se pueden

obtener de las figuras 11.18 y 11.19. (Tomadas del “Gas Purification” 5ta Edición

por Kohl, Arthur y Nielsen Richard).

Los valores de presión de vapor dados en estos gráficos representan la presión

total de agua y el fluido, que es igual a la presión total del rehervidor si ningún gas

inerte de despojamiento es agregado. En este caso, la presión parcial del gas

inerte agregado se debe restar de la presión total del rehervidor para dar la

presión de vapor de la solución a ser utilizada para leer los gráficos.

La temperatura máxima recomendada en la fig.11.19 (370ºF aprox.) puede ser

considerada como conservadora y la misma puede ser incrementada hasta 400ºF

en un diseño riguroso del rehervidor para limitar el tiempo de retención y las

temperaturas que se dan en las paredes del mismo. En la práctica a una

temperatura del rehervidor de 400ºF, se pueden obtener concentraciones de glicol

de hasta 99.1% debido al despojamiento de los hidrocarburos disueltos.

La carga del calor del rehervidor para sistemas de deshidratación

convencionales puede ser estimada de forma aproximada mediante el uso de la

siguiente ecuación propuesta por Sivalls (1976):

Q = 2000*L

Dónde:

Q: El calor total absorbido en el proceso en Btu/hr.

L: La tasa de glicol en gal/hr.

La ecuación anterior asume valores constantes de cada una de las siguientes

variables:

El calor sensible requerido para aumentar la temperatura del glicol.

Calor de vaporización del agua en la solución de glicol.

Calor requerido para vaporizar el reflujo.

Perdidas de calor en el rehervidor y en la columna de despojamiento.

Una determinación más exacta de la carga del calor del rehervidor requiere que

cada uno de estas variables sean calculadas para las condiciones específicas de

planta. Pearce y Sivalls (1993) sugieren que estos 4 parámetros pueden ser

estimados por la siguiente ecuación:

Q4=0. 24∗(A )∗(Tf−Ta)

Dónde:

Q4: Pérdidas de Calor en el rehervidor y en la columna (Btu/hr).

A: Área transversal total de la superficie y la columna (pie2).

Tf: Temperatura del fluido en el recipiente (F).

Ta: Temperatura mínima del aire atmosférico (F).

0.24: Perdidas de calor aproximadas en superficies aisladas (Btu/hr*pie2).

El calor para el paso de regeneración es proporcionado normalmente por la

combustión directa de gas natural en tubos en el rehervidor o por vapor. El uso de

los gases de escape de los motores que manejan compresores de gas ha sido

descrito por Carmichael (1964), donde los gases de salida del motor salen con un

promedio de 1260ºF, perdiendo alrededor de 60ºF en el camino al regenerador de

glicol y salen de la unidad a una temperatura entre 400 y 450ºF. Las ventajas de

este comparadas con el rehervidor de quema directa de gas natural son su costo

mas bajo, reducción del mantenimiento por las temperaturas más bajas que se

dan en los tubos, y una mayor seguridad producto de la eliminación del sistema de

combustión de ”flama abierta”.

Cuándo se utiliza vapor como la fuente del calor de rehervidor, a veces es

necesario reducir la presión del vapor aguas arriba del rehervidor para limitar la

temperatura de la pared del metal y con lo cual se aminora la degradación térmica

del glicol. Si la temperatura de pared de tubo es limitada a 430ºF, como lo sugiere

la API Specification (1990) para el diseño de rehervidor fuego-tubular, es

recomendada una temperatura máxima del lado vapor en el orden de 460°F (450

psig de vapor) con un flujo de calor de 6000 a 10000 Btu/hr*pie2. Manning y Wood

(1991) recomiendan que el flujo del calor debe ser limitado a 6.000 Btu/hr*pie 2

cuando la temperatura del rehervidor es 400°F y hasta 8.000 Btu/hr*pie2 cuando la

temperatura de rehervidor se fija en 360°F. (Kohl, Arthur y Nielsen Richard).

13.Ecuaciones y Definiciones:

Cinética de la RXN

Flujo y Presión

ANÁLISIS ADIABÁTICO

14. Estudio económico preliminar:

En esta fase se toman en cuantas las especificaciones finales para la

adquisición de materiales y equipos, así como el plan de ejecución de toda la

obre, además para la construcción y el estimado de costos de inversión.

En este apartado se hace un análisis económico de la inversión que supone

hacer el proyecto y observar su rentabilidad. Para poder realizar dicha cometida

tendremos que analizar en detalle los factores siguientes:

Un ejemplo de cómo se seria la instalación de equipos mayores es el

presentado a continuación:

Instalaciones posibles de los equipos (Trimestre)

Fuente: Elaboración propia

Construcción

En esta fase se va a requerir de la ejecución física de todas las actividades que en

el sitio de la obra se van a ejecutar, los cuales son:

Preparación de terreno

Fabricación de estructuras

Instalación de servicios

Erección de edificaciones

Instalación de tuberías

Equipos

Sistemas eléctricos

Instrumentación y controles

Y se deberá contratar a las empresas más calificadas en el ramo, sean nacional

o internacional, o mixtas; que cuente con la capacidad de afrontar este reto, de la

construcción de las bases de la planta de etilbenceno.

Obras Civiles

Las obras civiles de la planta etilbenceno se realizaran de forma especificadas

en esta guía realizadas por los expertos de la empresas con altos estándares de

calidad y esto incluye la instalación de los equipos y materiales para la

construcción de edificio y estructuras en acero, las instalaciones eléctricas, en la

cuan estas áreas serán de resguardo para el personal que laborara dentro de

nuestras instalaciones, sea edificio administrativos como de las áreas donde

estarán las grandes equipos y maquinarias.

En el ejemplo siguiente mostraremos una futura realización de las tareas que se

deben llevar a cabo durante la etapa de la construcción de las obras civiles, y se

hace referencia el cuanto la duración, la terea, los trimestres, el comienzo y al fin

de lada tarea además de ver como se llevan a cabo tareas simultaneas. Ver tabla

9.

Estas obras civiles de realizaran por personal altamente calificado y siguiendo

las normas y referencias nacionales e internacionales.

Obras civiles

Fuente: Elaboración propia

Obras Eléctricas

Las obras eléctricas de la planta etilbenceno se realizaran de forma especificadas

en esta guía realizadas por los expertos de la empresas con altos estándares de

calidad y esto incluye la instalación de los equipos y materiales para iluminación,

potencia, puesta a tierra y conexiones para instrumentos alimentados y

controlados eléctricamente.

El sistema eléctrico se ajustará en lo posible a lo descrito en esta especificación

de los fabricantes de los equipos

Los renglones listados a continuación y descritos en cualquier otro punto en esta

especificación serán incluidos en el alcance de las obras eléctricas:

Tableros de potencia tipo blindado 2300 V y 15000 V.

Transformadores.

Equipo de control de motores para sistemas de 2300 V, 4160 V, 6900 V

y 13.800.

Tableros de potencia de 480 V.

Equipo de control para motores de 460 V y circuitos de 480 V.

Motores.

Tomacorrientes para soldadura.

Iluminación.

Canalizaciones eléctricas.

Cableado eléctrico.

Conexiones de instrumentos eléctricos.

Puesta a tierra.

Sistema de reserva.

Intercomunicación de la planta.

Calefacción eléctrica (donde se indique).

Señales de peligro para aviación o luces de indicación de obstáculos

(Obstrucción).

En el siguiente ejemplo se muestran algunas de las tareas de las obras eléctricas,

y se especifica a su vez la tarea, duración, comienzo y fin la tarea: Ver tabla 10.

Estas obras eléctricas de realizaran por personal altamente calificado y siguiendo

las normas y referencias nacionales e internacionales.

Obras eléctricas

Fuente: Elaboración propia

Recursos Necesarios

Es necesaria la implementación de analizadores cromatográficos que permitan

la evaluación de la corriente de gas que circula en el proceso, con el fin de

resguardar los catalizadores presentes en los reactores de agentes contaminantes

que puedan desactivarlo y/o dañarlo. Es sumamente relevante elaborar un plan de

evacuación, implantando los recursos y accesos necesarios para ello en el caso

de que se presente una emergencia, ya sean escaleras, extintores, salidas de

emergencia, entre otros.

En razón de la prominencia de la tecnología a emplear, es necesario traer del

exterior el material capacitado para el manejo de dicha planta, en condición de

personal provisional, mientras se le realiza la capacitación adecuada a la mano de

obra nacional seleccionada para operar la planta. Además de ello es importante

destacar que se necesita de la presencia de un diseñador para que cree la inter

faz del usuario, la base de datos, la base de seguridad, y todo lo relacionado a los

aspectos del sistema o software a emplear para la realización del proyecto, tales

son los recursos principales que se necesitan para la realización del proyecto.

Beneficios Esperados

Los beneficios esperados serán estimados de acuerdo a la producción;

destacando de esta forma lo siguiente:

Resultados a Corto plazo

Se espera que una vez transcurridos 1 año y 6 meses, la producción haya

aumentado lo suficiente como para lograr la efectiva consolidación de la planta, y

de esta manera continuar la ruta hacia el futuro esparcimiento mundial.

Mediano Plazo

Una vez ya consolidada la planta, y continuado el crecimiento antes

mencionado; se pretende efectuar una reinversión pasado 4 años

aproximadamente de su puesta en marcha; para acrecentar y/o aumentar al doble

la producción anual de la planta.

Largo Plazo

Dado los resultados positivos estimados, se proyecta al cabo de 7 años del

comienzo de la operación de la planta, expandir la misma a otras regiones

adecuadas del país y si es posible lograr establecer sedes en otros países, para

así lograr que la industria productora de etilbenceno nacional se ubique entre las

mayores potencias mundiales de producción de este importante compuesto.

Impacto económico, social y ambiental

Se estima respecto al impacto económico, una serie de beneficios bastantes

importantes para la nación, entre lo que destaca la minimización de costos de

importación y por ende tomando en cuenta la puesta en marcha de la planta el

incremento de las ganancias del país, destacando en sí el incremento de las

ganancias municipales; además de generar incrementos en las utilidades y en las

tasas de inversión, así como también un aumento en los ingresos fiscales, entre

otros aspectos importantes dentro de los impactos económicos originados por la

realización de la plante de etilbenceno.

En lo que respecta al impacto social; es trascendental los beneficios que tal

proyecto traería a la sociedad, y más aún a la que rodea a la industria; debido a

que las comunidades vecinas de acuerdo a la Ley Orgánica del Trabajo (LOT) se

ven beneficiadas debido a la prioridad de empleo que poseen los que alrededor de

ella habitan, siendo además una fuente de empleo directa para el país, cuyo

proyecto a su vez generará fuentes de empleo indirectos debido a la versatilidad e

importancia que representa esa compuesto para la sociedad.

Por otra parte, a lo que al impacto ambiental se refiere, el proceso como tal

deberá contener en sus alrededores una laguna de oxidación para volver inocuos

todos los líquidos que salen como residuos de la planta, los cuales son muy bajos,

contribuyendo de esta manera con la preservación y sostenimiento del equilibrio

ambiental.

Es importante mencionar, que se diseñarán e implementarán estudios

ambientales exigidos por la legislación ambiental vigente, tales como:

recuperación de áreas degradadas, mantenimiento de áreas verdes,

agroalimentarios, monitoreo de línea de costa e identificación y manejo de

desechos generados por los procesos industriales lo cual se describió

previamente, cumpliendo a su vez con las normas COVENIN e ISO en lo que

respecta al tema ecológico; y de esta manera lograr la preservación del ambiente

en sus componentes tanto físico como social.

Normas y referencias

Para el diseño de esta planta se toman en cuenta las últimas ediciones de

los códigos y especificaciones listados a continuación que constituirán los

requerimientos mínimos.

Esta especificación además requiere el cumplimiento de los códigos,

normas y regulaciones venezolanas.

Comité Venezolano de Normas Industriales (COVENIN).

Código Eléctrico Nacional, COVENIN 200.

Código Nacional de Seguridad en Instalaciones de Suministro de Energía

Eléctrica y de Comunicaciones, COVENIN 734.

Instituto Nacional Americano de Normas (ANSI).

Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos (IEEE).

Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA).

Asociación de Ingenieros de Cables Revestidos (ICEA).

Instituto Americano de Petróleo (API).

Asociación Nacional de Protección Contra Incendios (NFPA).

Administración Federal de Aviación (FAA).

- Inversión Inicial: Es la cantidad de dinero que se debe aportar antes de empezar

la actividad, con el fin de comprar vienes i servicios que nos permitan obtener más

bienes y servicios al cabo de un determinado periodo de tiempo (superior a 1 año).

Por el efecto del ciclo económico de producción (dinero-compra-fabricación venta-

dinero) los bienes cambian de identidad e incluso de valor, pero siempre tiene que

quedar un fondo patrimonial permanente, que es el capital actual de la empresa y

es susceptible de ser expresado en unidades monetarias. Esta inversión inicial

contiene:

a) El capital inmovilizado: Es la parte de capital empleada en la adquisición de

medios transformados (maquinaria, aparatos, etc.) i que esta inmovilizada. Este es

el capital que se pierde paulatinamente por el hecho de utilizar el elemento en el

cual este esta materializado, es por eso que lo inmovilizadores amortizable. La

amortización, que es un coste, responde a una previsión, el objetivo de la cual es

compensar la disminución del valor del capital inmovilizado.

b) El capital circulante: Es la parte del capital que se utiliza para comprar materias

primeras, auxiliares, pagar los sueldos...etc. Es imprescindible para poder iniciar la

actividad industrial. Debido a su naturaleza este capital no es amortizable, ya que

o bien es dinero en efectivo o bien esta en forma de producto que se puede

convertir en dinero.

c) El capital previo: Para construir la sociedad se precisa de cierto capital el cual

hace frente a los diferentes gastos de gestión, notariales y registro dela sociedad.

Este capital es inmovilizado.

- Gastos: Valor expresado en dinero de bienes y servicios utilizado para conseguir

los objetivos de la empresa, es decir, todos aquellos gastos que se tienen que

hacer para empezar la actividad industrial.

- Ingresos por ventas: Dinero que se obtiene debido a la venta de los productos

fabricados.

Capital InmovilizadoSe simboliza por la letra I y lo forman las inversiones necesarias para disponer de

los bienes de producción, que generalmente son:

1: Maquinaria y aparatos

2: Gastos de instalación de la parte I1

3: Tuberías y válvulas

4: Instrumentos de medida y control

5: Aislamientos caloríficos

6: Instalaciones eléctricas

7: Terrenos y edificios

8: Instalaciones auxiliares (luz, agua, vapor…)

9: Honorarios de proyectos y dirección de montaje

10: Contrato de obras

11: Gastos no previstos

El sumatorio de los ocho primeros nos da el capital físico o primario; si a este se le

añade la partida I9 se obtiene el capital secundario indirecto .La suma total de

todas las partidas constituye el capital inmovilizado.

En realidad, a efectos de inmovilizado se tendría que añadir todavía las partidas

correspondientes al capital previo:

12: Gastos de gestión y construcción

13: Gastos anteriores de investigación y estudio.

14: Gastos de puesta en marcha.

En realidad la partida 12 es previsible con facilidad y de poca importancia. La

Partida 13 tiende a ser conocida porque corresponde a trabajos ya hechos y

pagados. Por otro lado la partida 14, es tan aleatoria que se puede incluir en la 11.

Por este motivo a veces se prescinde del capital de gastos previos. Es importante

que el capital se valore con el máximo rigor. Hay diferentes métodos para estimar

el capital, cuanto más tiempo se le dedique al cálculo de estos menos error

cometeremos.

Estimación de costes de los equipos.

Los métodos utilizados para los cálculos son relativamente antiguos, luego

tendremos que actualizar los precios al año actual. Algunos de los métodos que se

utilizan son antiguos y por tanto se tendrá que actualizar muchos de los precios

calculados. Luego se corregirán mediante un coeficiente de actualización, que en

este caso será el de Marshal& Swift, y será necesario conocer el del año del

cálculo y el del año actual.

Estos índices los podemos encontrar en diferentes sitios pero el más usual es

el de la revista ChemicalEngineering. Para calcular el precio de un equipo se

utiliza normalmente uno de sus parámetros característicos como caudal,

volumen….etc. Por otra parte como es muy difícil encontrar el precio adecuado a

nuestros requisitos se han utilizado diferentes métodos de cálculo de equipos

como: Williams, Ponderal, Happel, etc.

El Costo de Capital de Trabajo (CWC), el cual incluye: materia prima para puesta

en marcha de la planta, inventarios de materia prima y de productos intermedios y

terminados, costo de manejo y transportación de materiales hasta y desde los

almacenes, costo de control de inventario, almacenamiento, seguros, protección,

dinero para crédito a clientes en cuentas por cobrar menos cuenta por pagar,

dinero para nóminas al empezar las operaciones, efectivo de fácil disponibilidad

para emergencias, etc. Se tomó como el 15% del valor de la inversión en capital

fijo.

CWC = 0.15*4356834,63= 653525,19

Según datos estadísticos de plantas de deshidratación de gas natural ya

instaladas, se asumió una extensión de terreno de 10000m2 necesaria para la

ejecución de la plata.

CL = 506270,70$

La inversión de capital total CTC, definida por la la ecuación:

CTC = C FC + C WC + C L

Dónde:CTC : Costo del capital total.

CFC : Costo del capital fijo.

CWC : Costo de capital de trabajo.

CL : Costos de terrenos y otros conceptos no depreciables.

CTC = 5516630,52$CTC=34754772,276Bs

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