obtencion de amoniaco final-imprimir (2)

5/7/2018 Obtencion de amoniaco FINAL-Imprimir (2) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/obtencion-de-amoniaco-final-imprimir-2 1/15

Preparación y Evaluación de Proyectos

1. INTRODUCCIÓN

El principal objetivo de este estudio es el evaluar la posibilidad y el impacto de la

construcción de una planta de producción de amoniaco a partir del gas natural.Tal

medida puede constituir una parte importante para desarrollar una estrategia de

fertilizantes que abarque la seguridad alimentaria y la competitividad internacional del

sector agrícola.

Por tal motivo, se realizará un estudio de mercado que nos permita determinar la

demanda de fertilizantes, la demanda insatisfecha, consumo aparente, evaluación de la

elasticidad del precio de fertilizantes en el país y realizar una proyección para los

próximos 15 años.

En el presente proyecto, se diseñará una planta para la obtención de amoniaco a partir

de gas natural que es materia prima principal para producir fertilizantes nitrogenados.

Dicha planta debe tener una capacidad mínima suficiente para satisfacer la demanda

nacional en los próximos 15 años. La tecnología utilizada en el diseño será la de Haldor

Topsoe, por ser la que se adapta mejor a las características del gas natural boliviano,

además de tener representación en Sudamérica.

2. ANTECEDENTES

Un estudio anterior realizado por la Organización de las Naciones Unidas para la

agricultura y la alimentación (1999) estimó la demanda y oferta de fertilizantes

minerales en Bolivia. La demanda nacional de fertilizantes minerales en 1996 fue

estimada en 27 000 tm, si bien las estadísticas oficiales nacionales indican 14 000 tm.

De las 135 000 hectáreas cultivadas con papa en el país, casi todas recibenfertilización mineral en una proporción de 2 a 5 bolsas/ha, a menudo en combinación

con estiércol; alrededor del 82% del consumo anual de fertilizantes, o sea cerca de

22000 tm se utilizan en este cultivo. El sector hortícola también utiliza una cantidad

importante de fertilizantes, aunque en menor proporción que la papa. Los tomates, los

viñedos, el maíz para choclo, las cebollas y el ajo, reciben fertilización mineral en más

Página 1




del 30% de su superficie cultivada, totalizando 2 000 tm. En los cereales el consumo es

muy bajo y de un total de aproximadamente 600 000 hectáreas de arroz, trigo, maíz y

cebada, solamente 30 000 hectáreas reciben fertilización mineral con una dosis muy

baja (una bolsa/ha), totalizando 1 600 tm. El uso de fertilizantes ha sido recientemente

introducido en la caña de azúcar en cerca del 10% de la superficie sembrada. En el

caso del café –23 500 hectáreas- el uso de fertilizantes se limitó a tres plantaciones

que cubren 120 hectáreas.

En el contexto latinoamericano, Bolivia es el país que aplica menos cantidad de

nutrientes por hectárea; con solo 9 kg/ha está lejos de países agro-exportadores como

Chile, Colombia, Uruguay y Venezuela que consumen más de 100 kg/ha; Brasil,

Ecuador y México están alrededor de 60 kg/ha y Argentina y Perú actualmente

consumen 30 kg/ha aproximadamente, si bien Argentina muestra en los últimos cinco

años un incremento importante en su consumo. Es probable que esta tendencia se

mantenga, ya que estos dos últimos países están enfatizando la producción del sector

agropecuario. Bolivia, sin embargo está quedando rezagada respecto a la aplicación de

fertilizantes ya que se aplican, casi exclusivamente, a los cultivos de papa y hortalizas.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

A continuación se identificará el problema a solucionar, las causas que lo provocan y

los efectos que se tendrán en su solución.

3.1. Identificación del Problema

A pesar de que Bolivia es un país productor de gas natural, principal materia prima para

obtención de fertilizantes, importa este producto de los países vecinos, ocasionando un

elevado precio en el mercado nacional.

3.2. Formulación del Problema

¿Se podrá diseñar una planta de obtención de amoniaco a partir de gas natural, que

satisfaga la demanda de fertilizantes y disminuya la importación?

Página 2




3.3. Análisis Causa - Efecto

ECONOMIA

SOCIAL

Falta de plantas

Presupuesto

TÉCNICO

Baja producciónde fertilizantes

naturales

Alta demanda defertilizantes por elárea agroindustrial

Demanda deempleos

NECESIDAD DEFERTILIZANTES EN

BOLIVIA

Falta de materia

prima NH3 paraproducir

fertilizantes

Figura 3.3.1. Espina de pescado ISHIKAWA

NECESIDAD DEFERTILIZANTES

EN BOLIVIA

Alto costo de

importaciones

Alto costo de

productos agricolasPoca exportación

Disminución de

producción agricola

ECONOMIASOCIAL

Falta de plantasPresupuesto

TÉCNICO

Baja producción

de fertilizantes

naturales

Alta demanda de

fertilizantes por elárea agroindustrial

Demanda de

empleosFalta de materia

prima NH 3 para

producir

fertilizantes

Figura 3.3.2. Árbol de problema

Fuente: Elaboración propia

Página 3




4. OBJETIVOS Y ACCIONES

En este punto se redactará el objetivo general, los objetivos específicos y las acciones

que en conjunto nos llevan a la solución del problema.

4.1. Objetivo General

Diseñar una planta de obtención de amoniaco a partir de gas natural, que satisfaga la

demanda de fertilizantes.

4.2. Objetivos Específicos y Acciones de la Investigación

• Analizar el mercado de fertilizantes en Bolivia.

• Evaluar el mercado de fertilizantes en Bolivia.

• Determinar la capacidad y localización de la planta de amoniaco.

• Establecer variables de operación de la planta de amoniaco.

• Determinar las características del gas natural de insumo.

•

Elaborar la viabilidad técnica y económica en base a los resultados obtenidos en lasimulación en Aspen Hysys.

Página 4




Cuadro 4.2.1. Objetivos Específicos y Acciones

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACCIONES

• Analizar y evaluar el mercado

de fertilizantes en Bolivia.♦ Obtener datos estadísticos que nospermiten calcular la demanda, oferta yconsumo aparente.

• Determinar la capacidad y

localización de la planta de

amoniaco.

♦ Determinar la demanda de gas y evaluar condiciones geográficas que exige la planta.

•

Establecer variables deoperación de la planta de

amoniaco.

♦ Evaluar los diferentes procesos deobtención de amoniaco y determinar condiciones de operación

• Determinar las características

del gas natural de insumo.

♦ Recabar datos de la cromatografía de gasnatural de insumo

• Elaborar la viabilidad técnica y

económica en base a los

resultados obtenidos en

simulación en Aspen Hysys.♦ Simular la planta mediante Aspen Hysys.

Fuente: Elaboración propia en base a objetivos específicos

5. JUSTIFICACIÓN

Con objeto de avalar la importancia de esta investigación, se expondrá a continuación

la justificación técnica y económica.

Página 5




5.1. Justificación Técnica

La tecnología utilizada en el diseño será la de HaldorTopsoe, por ser la que se adapta

mejor a las características del gas natural boliviano, además de tener representación

en Sudamérica

5.2. Justificación Económica

• Disminución de precios de fertilizantes en el mercado interno boliviano.

• Dar un valor agregado a cada fracción del GN, ya que para la obtención del

amoniaco se requiere solo la fracción de metano del GN, asi se puede utilizar el

restante de las fracciones como el etano, propano, etc, en otros procesos.

5.3. Justificación social

• Con la implementación de este proyecto se genera empleos y beneficios

sociales para las comunidades vecinas a su localización.

• Mayor producción agrícola y disminución de los precios finales de los productos

agrícolas.

6. ALCANCE

6.1. Alcance Temático

ÁREA DE INVESTIGACIÓN: Industrialización del Gas natural.

TEMA ESPECÍFICO: “Diseño de una planta de amoniaco a partir de Gas Natural”.

6.2. Alcance Temporal

El presente proyecto de grado será realizado durante la gestión 1/2011.

Página 6




6.3. Alcance Institucional

El trabajo de grado está dirigido a la Universidad Del Valle, como proyecto final para la

asignatura de preparación y evaluación de proyectos.

7. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Página 7




7.1 Preparación y Evaluación del Proyecto

7.1.1 Elementos técnico económicos.

• Objetivo.- Diseñar una planta de obtención de amoniaco a partir de gas natural,

que satisfaga la demanda de fertilizantes.

Página 8

Cuadro 7. Contenido de la Fundamentación Teórica

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ACCIONESFUNDAMENTACIÓN

TEORICA

• Analizar y evaluar el

mercado de fertilizantes

en Bolivia.

♦ Obtener datos estadísticos que nospermiten calcular la demanda, oferta yconsumo aparente.

Estudios demercados,Estadística,Economía.

• Determinar la capacidad y

localización de la planta

de amoniaco.

♦ Determinar la demanda de gas yevaluar condiciones geográficas queexige la planta.

OperacionesUnitarias, Geografía.

• Establecer variables de

operación de la planta de

amoniaco.

♦ Evaluar los diferentes procesos deobtención de amoniaco y determinar condiciones de operación

OperacionesUnitarias

• Determinar las

características del gas

natural de insumo.

♦ Recabar datos de la cromatografíade gas natural de insumo

OperacionesUnitarias, Ingenieríadel Gas Natural.

• Elaborar la viabilidadtécnica y económica en

base a los resultados

obtenidos en simulación

en Aspen Hysys.

♦ Simular la planta mediante Aspen

Hysys.

Fundamentos deAspen HYSYS,Economía.

Fuente: Elaboración propia en base a objetivos específicos y acciones




• Plazo.- La duración de este proyecto está comprendida en un semestre escolar.

• Presupuesto.- El presente proyecto no tiene como objetivo elaborar un

presupuesto riguroso para todas las etapas del proyecto.

7.1.2 Tipología y clasificación del proyecto.

• Por sector económico lo clasificamos como un proyecto de infraestructura

económica.

• Por objeto de clasifica por ser un proyecto estratégico ya que define líneas de

acción para enfrentar la necesidad de fertilizantes y solucionarla de manera

proactiva.

• Por dependencia es un proyecto independiente.

• Por servicio: no se encuentra en este tipo de clasificación

• Por tipo de evaluación económica el proyecto es de tipo económico social

porque hace un análisis social de como la producción de fertilizantes mejorara la

producción agrícola.

• Por el tipo de evaluación temporal el proyecto se caracteriza por ser ex-ante.

7.2 Fases, Etapas, Estudios y Evaluaciones del Proyecto

A continuación se elabora una tabla que clasifique el proyecto en su fase, etapa,

estudio y evaluación, siendo los recuadros resaltados los que corresponden a este

proyecto.

Cuadro 7.2. Fases, Etapas, Estudios y Evaluaciones del Proyecto

FASES ETAPAS ESTUDIOS EVALUACION

Definición Pre-inversión Perfil Ex-ante

Página 9




Concepción Pre factibilidad

ConstrucciónInversión

Diseño finalSobre la marcha

Puesta en marcha

Operación y cesión Operación Ex-postFuente: Elaboración Propia

7.3. Estudio de Mercado

La planificación y la metodología para el análisis y el estudio del mercado se pueden

representar en el siguiente diagrama de red:

Figura 7.3. Estudio de Mercado

7.3.1. Definición del Producto

El producto que se va a comercializar es el amoniaco y a continuación se realiza su

definición:

Por su vida de

almacenamiento

No perecible

Intermedio/consumo final intermedio Bien de convenienciaCuadro 7.3.1. Definición del Producto

Fuente: Elaboración Propia

7.3.2. Definición del Mercado

Página 10

DEFINICION

DEL

PRODUCTO

DEFINICION

DEL MERCADO

IDENTIFICACION

DEL

CONSUMIDOR

ANALISIS DE

LA OFERTA

ANALISIS DE

LA DEMANDA

ANALISIS

DEL PRECIO

BALANCE

OFERTA -DEMANDA

COMERCIA-

LIZACION




Tipo de Mercado/Sujeto Vendedores (oferta) Compradores (demanda)

Monopolio Único Muchos

Oligopolio Pocos Muchos

Monopsonio Muchos ÚnicoOligopsonio Muchos Pocos

Cuadro 7.3.2. Definición del MercadoFuente: Elaboración Propia

Si se llega a concretizar este proyecto daría origen a un mercado tipo monopolio ya que

la oferta temporalmente estaría en las manos de un único ofertante, mientras que la

demanda proviene de una multitud.

7.3.3. Definición del Consumidor

El principal consumidor de fertilizantes en Bolivia es el sector agricultor, por su alta

demanda para el cultivo de sus productos para así abastecer la demanda del mercado

interno y externo.

7.3.4. Análisis de la Demanda

El análisis de Demanda de Bolivia en toneladas métricas, se realizara mediante los

datos proporcionados por la Organizacion de Agricultura y Alimentos FAO (Food and

Agriculture Organization), los cuales se muestran a continuación en la Tabla 7.3.4.1.

Página 11




Figura 7.3.4.1. Demanda de Fertilizantes en Bolivia [Toneladas Métricas]

1967 2900 1975 3200 1983 8387 1991 7752 1999 19401968 1800 1976 2900 1984 5147 1992 13737 2000 7503

1969 2912 1977 3614 1985 5800 1993 10155 2001 11529

1970 1545 1978 4640 1986 6700 1994 10796 2002 13342

1971 4100 1979 3255 1987 6531 1995 6769 2003 12916

1972 4967 1980 2968 1988 4508 1996 9059 2004 18120

1973 5299 1981 6918 1989 10234 1997 12555 2005 24621

1974 6000 1982 2700 1990 5162 1998 5054 2006 15464

Tabla 7.3.4.1. Demanda de Fertilizantes en Bolivia [Toneladas Métricas]Fuente: Food and AgricultureOrganization

Página 12




Para la proyección de la demanda se tomaron únicamente los datos de los años 1995

en adelante, los cuales pueden verse en la siguiente tabla.

Tabla 7.3.4.2. Demanda de Fertilizantes 95-05 [Ton métricas]Fuente: Food and Agriculture Organization

Para proyectar la demanda en un plazo de 24 años se analizaron las ecuaciones que a

continuación se detallaran.

LINEAL EXPONENCIAL POTENCIAL

a 2886,98 a 4612,51 a 5078,1345b 1388,65 b 1.1258 b 0,386514

R2 0,55317 R2 0,32587 R2 0,174903

LOGARÍTMICOASINTÓTICACRECIENTE

GOMPERTZ

a 3593,6696 a 13739.936 a 9,33407b 4792.3819 b 9182.92 b 0,678913

R2 0,319662 R2 0,154106 R2 0,0708

Tabla 7.3.4.3. Análisis de las Ecuaciones

Fuente: Elaboración Propia

Realizando un análisis de los diferentes valores del coeficiente de determinación (R2)

se pudo determinar que las funciones matemáticas clásicas no se ajustan a los datos,

Página 13

AÑO DEMANDA (Ton Métricas)

1 1995 6769

2 1996 9059

3 1997 12555

4 1998 5054

5 1999 1940

6 2000 7503

7 2001 11529

8 2002 13342

9 2003 12916

10 2004 18120

11 2005 24621




por tanto se consideró una función matemática Polinómica de Cuarto Grado, que es la

que se ajusta mejor a los datos.

Figura 7.3.4.2. Curva PolinómicaFuente: Elaboración Propia

7.3.4.1. Cálculo del BIAS

# AÑO AÑO CONSUMO(Ton Métricas)

DEMANDAAJUSTADA

ERRORABSOLUTO

1 1995 6769 8.514 -1.745

2 1996 9059 7.982 1.077

3 1997 12555 7.462 5.093

4 1998 5054 7.126 -2.072

5 1999 1940 7.149 -5.209

6 2000 7503 7.701 -198

7 2001 11529 8.958 2.571

8 2002 13342 11.090 2.252

9 2003 12916 14.273 -1.357

10 2004 18120 18.677 -557

11 2005 24621 24.477 144

Tabla 7.3.4.4. Demanda Ajustada y Error AbsolutoFuente: Elaboración Propia

Página 14




7.3.4.2. Error Estándar de Estimación.

7.3.4.3. Proyecciones.

# AÑO AÑO DEMANDA # AÑO AÑO DEMANDA

12 2006 31.844 25 2019 349.00313 2007 40.953 26 2020 396.48114 2008 51.976 27 2021 448.12015 2009 65.086 28 2022 504.09516 2010 80.455 29 2023 564.57817 2011 98.257 30 2024 629.74118 2012 118.665 31 2025 699.75819 2013 141.851 32 2026 774.80120 2014 167.989 33 2027 855.04421 2015 197.251 34 2028 940659

22 2016 229.811 35 2029 103182023 2017 265.841 36 2030 1128698

24 2018 305.513

Tabla 7.3.4.5. Proyección de la Demanda hasta el año 2030Fuente: Elaboración Propia

Página 15

obtencion de amoniaco final-imprimir (2)

Documents