produccion de isopropilbenceno

DISEO DE UNA PLANTA PARA LA PRODUCCION DE ISOPROPILBENCENO

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMONFACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGAPRODUCCIN DE DIISOPROPILBENCENO A PARTIR DE CUMENO Y PROPILENO

Docente: Ing. Balderrama Idina Jos LuisMateria: Diseo de PlantasNombre: Serrudo Puma Karla VanessaCarrera: Ingeniera QumicaFecha: 06/12/2013

COCHABAMBA-BOLIVIA

INDICE

1. INTRODUCCIN..52. JUSTIFICACIN..................53. ANTECEDENTES DEL PROYECTO....74. MERCADO Y CAPACIDAD DE LA PLANTA95. MATERIAS PRIMAS E INSUMOS125.1. CLASIFICACIN DE LA MATERIA PRIMA.125.2. COSTOS DE LA MATERIA PRIMA...176. UBICACIN Y EMPLAZAMIENTO...197. INGENIERA DEL PROYECTO237.1. DIAGRAMA DEL PROCESO.237.2.DIAGRAMA DE BLOQUES.24 7.3. BALANCE DE MATERIA Y ENERGA25 7.3.1 BALANCE DE MASA........25 7.3.2. BALANCE DE ENERGA27 7.4. DETALLE DE LOS BALANCES DE MASA Y ENERGIA.298. DISEO DE EQUIPOS628.1. DISEO DEL VESSEL (A -111)..628.2. DISEO DE LA BOMBA (L 113)..63 8.3. DISEO DE LA BOMBA (L -112)65 8.4. DISEO DEL MEZCLADOR (M 114)..67 8.5. DISEO DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR (E 115)..67 8.6. DISEO DEL HORNO (Q 110)72 8.7. DIEO DEL REACTOR (R 120)..759. ESTIMACIN DE COSTOS DE LOS EQUIPOS8010. EVALUACIN FINANCIERA.100

RESUMEN EJECUTIVO

El Cumeno se obtiene a partir de benceno y propileno mediante la reaccin de alquilacinReaccin principal:

C3H6 + C6H6 =>C6H5-C3H7 Propileno benceno cumeno

Reaccin secundaria:

C3H6 + C6H5-C3H7 => C3H7-C6H4-C3H7Propileno cumeno diisopropil benceno (DIPB)

Se utilizan como materias primas benceno (puro) y propileno. La reaccin se lleva a cabo en presencia de un catalizador, que es el cido fosfrico.

El benceno se mantiene en exceso para limitar la cantidad del subproducto DIPB producida. Los reactantes se alimentan lquidos desde sus tanques de almacenamiento respectivos. Despus de bombear los reactantes hasta la presin dictada por las condiciones de operacin del catalizador, se vaporizan y se calientan hasta la temperatura de reaccin.

A la salida del reactor, los productos se enfran para condensar esencialmente todo el cumeno, junto con el DIPB y el benceno no reaccionado. El propileno y el propano se separan del lquido pudiendo aprovecharse su valor como combustible, mientras que el cumeno bruto se enva a dos torres de destilacin.La primera torre separa el benceno del cumeno y el DIPB, recirculndose el benceno de nuevo a las condiciones de entrada al reactor. La segunda torre efecta la separacin del cumeno y el DIPB obtenindose un cumeno del 99.8 % de pureza. El DIPB se puede vender como combustible.

1. INTRODUCCINUno de los procesos para la fabricacin de fenol y acetona est basado en la oxidacin de cumeno, partiendo de la fabricacin del propio cumeno.Este proceso consiste en la alquilacin del benceno con propileno, usa como materias primas benceno y propileno para formar, mediante alquilacin, cumeno y propiisopropilbenceno, PIPB, como principal subproducto. En la etapa de transalquilacin el PIPB es reaccionado con benceno para formar ms cumeno. Tanto el reactor de alquilacin como el de transalquilacin utilizan cidos como catalizador. El cumeno producido es separado y purificado en el tren de destilacin de la mezcla eficiente de reaccin.En la segunda etapa, planta de fenol, el cumeno es oxidado con aire para obtener hidroperxido de cumeno (CHP) en un reactor multietapa en una fase lquida, la mezcla es entonces destilada en un sistema de vaco. El CHP concentrado es entonces escindido a fenol y acetona en presencia de cido como catalizador. El fenol y la acetona son purificados por destilacin.

El alfa-metil-estireno, principal subproducto de la reaccin de descomposicin del CHP, es hidrogenado para formar de nuevo cumeno o bien purificarlo en la planta de alfa-metil-estireno para su comercializacin.

2. JUSTIFICACINEn nuestro pas no existe una planta de isopropilbenceno, las fbricas que necesitan este compuesto necesariamente se ven obligadas a importarlo.

En Bolivia no existe una Planta productora de Cumeno, ni se ha formulado un diseo de prefactibilidad para su instalacin, su carencia imposibilita la produccin de acetona, fenol (proceso Hock). Este producto qumico mejora el ndice de octano de los carburantes. La Sociedad Nacional de Industrias recomienda que el producto es esencial para la produccin de diversos derivados petroqumicos y del gas natural muy valiosos que en nuestro medio an no se desarrolla y por ende se propone la construccin de esta planta qumica dirigido a nuestras necesidades as como las necesidades de los pases de nuestra regin que no cubren significativamente a sus industrias de este insumo.

La presencia de propileno en el gas natural puede ser aprovechado para la obtencin del isopropilbenceno y de esta manera aumentar el valor agregado del producto.La petroqumica en nuestro pas est en su mayor auge, es este momento el que debemos aprovechar para incorporar nuevas plantas que suministren productos de beneficio no solo nacional sino internacional, el cumeno como bien ya se mencion anteriormente es la materia prima para la obtencin de fenol y acetona, y a continuacin mostramos un cuadro donde se muestra la importancia de esta en los diversos procesos:

BENCENOestirenocumenociclohexanopoliestirenofibras nylonhules sintticosFenolresinas fenlicasresinas acrlicasbutadienoAcetonaplsticosetil bencenoalquilfenolesCluster de losClster de losAromticosAromticos

Oportunidades BUTANOresinasciclohexanona

CUADRO 1: Oportunidades de mercadoPROPILENOpolipropilenoacrilonitriloxido de propileno fibras textilesfibras acrlicasplastificantesresinasEspuma Poliuretano plsticosCluster delCluster delPropilenoPropilenoisopropanolcido acrlicoresinassolventessteres decido acticoGlicoteres Polioles glicoles propilnicosOportunidades

Solventes especialidades

CUADRO 2: Oportunidades de mercadoSe puede observar en el cuadro 1Y 2 que el mercado para la petroqumica es amplio, en estos dos cuadros explicamos como el propileno y el benceno llega a obtener muchas cosas, y en este proyecto se ver la produccin de cumeno.

3. ANTECEDENTES

Los hidrocarburos aromticos, principalmente benceno, tolueno, xilenos y etilbenceno, son compuestos bsicos de partida para la sntesis de materias primas plsticas, cauchos sintticos y otros productos orgnicos de inters industrial. La mayor parte se obtiene del petrleo, y slo una pequea proporcin del carbn.

3.1 Procesos de transformacin de aromticosDado que la industria qumica tiene una demanda de hidrocarburos aromticos que no puede satisfacerse con la distribucin de aromticos obtenida directamente de las gasolinas reformadas y de pirlisis, se han desarrollado procesos de transformacin de hidrocarburos aromticos entre s. De un modo global, el objetivo de estos procesos es contrarrestar el exceso de oferta de tolueno y el defecto de las de benceno y xilenos. Los procesos ms significativos son:- Hidrodesalquilacin de tolueno- Isomerizacin del m-xileno- Desproporcionamiento de tolueno y transalquilacin con trimetilbencenos.

3.2 Derivados del Benceno

El consumo de benceno se distribuye del siguiente modo:52 % EB, intermedio para la fabricacin del estireno;18 % cumeno, intermedio para la fabricacin de fenol;16 % ciclohexano, empleado para fabricar caprolactama y cido adpico;14 % otros derivados: anhdrido maleico, nitrobenceno, alquilbenceno sulfonatos, clorobenceno, etc.

El derivado mayoritario, EB, se transforma por deshidrogenacin en estireno, monmero de partida para la fabricacin de polmeros y copolmeros termoplsticos, elastomricos y resinas de polister no saturado.El cumeno, obtenido por alquilacin con propileno, se transforma en fenol, materia prima para la obtencin de resinas de fenol-formaldehdo o en otros derivados que tambin se emplean como materias primas plsticas, concretamente la caprolactama y el bisfenol A.El ciclohexano, obtenido por deshidrogenacin del benceno, se emplea en la obtencin de caprolactama y cido adpico, materias primas de poliamidas.

Entre los derivados minoritarios, el anhdrido maleico (fabricado tambin a partir de compuestos C4) es otro intermedio en la fabricacin de plsticos; el nitrobenceno se emplea en su mayor parte en la fabricacin de anilina (colorantes) y los LABS (alquilbenceno sulfonatos lineales) son surfactantes aninicos empleados en la formulacin de detergentes.

4. MERCADO Y CAPACIDAD DE LA PLANTA

4.1 ESTUDIO DE MERCADOLos estudios anteriores sobre el tema en los ltimos aos son escasos en nuestro pas, mas no en otros pases como Mxico y Brasil . Adems la empresa espaola Pavco de produccin de tuberas plsticas llevara a cabo la produccin de propileno y polipropileno utilizando gas natural para el 2012 en sus instalaciones en Per.

Observando el escenario prometedor para la produccin de cumeno, debido a que se producir propileno y al boom del gas natural , se vio necesaria establecer si una planta de este tipo puede ser rentable. El isopropilbenceno es muy utilizado a nivel mundial, en Asia en pases como ser Taiwn y Japn importan volmenes grandes de esta materia prima a pesar de contar con plantas que se dedican a obtener esta materia prima, en Amrica el principal consumidor de isopropilbenceno es EEUU, que al igual que los dos anteriores pases importa el cumeno.

China importa actualmente isopropilbenceno para incrementar su capacidad en la produccin de fenol y acetona esto ya se da desde el ao 2007 y aun pretende aumentar la capacidad de produccin de estas dos plantas hasta el ao 2012.Adems la demanda creciente para el bis-fenol A y las resinas fenolicas darn a lugar a una fuerte demanda para el isopropilbenceno en el continente Asitico en las prximas dcadas.

ANALISIS DE LA OFERTALos principales ofertantes de isopropilbenceno en nuestro continente son EEUU, Mxico y Brasil.

La produccin de cumeno es estos pases se detalla a continuacin en la tabla 1:Tabla # 1 : Oferta de cumeno en el mundo

LOCALIZACIONCAPACIDAD DE PRODUCCION (KTon)

Estados Unidos1302

Europa Oriental196

Japn396

Otros lugares de Asia34

Fuente: Montedison USA., Inc. (1985)

ANALISIS DE LA DEMANDA

En conocida la demanda del isopropilbenceno a nivel mundial, esta demanda es creciente debido al uso del cumeno en la produccin de derivados del fenol y la acetona, tal es el caso del bis-fenol A, resinas fenlicas y caprolactama. En la tabla 2 se detalla el consumo de cumeno a nivel mundial:

Tabla # 2: Demanda de cumeno en el mundo

LOCALIZACIONCONSUMO DE CUMENO (KTon)

Estados Unidos2345

Europa Oriental1098

Japn1987

Otros lugares de Asia123

Fuente: Montedison USA., Inc. (1985)ANALISIS DE LA OFERTA Y LA DEMANDA

En la tabla 3 se muestra la oferta, la demanda y la demanda insatisfecha del cumeno a nivel mundial:

Tabla # 3: Anlisis de la oferta y demanda del cumeno

CAPACIDAD DE PRODUCCION (KTon)CONSUMO DE CUMENO (KTon)DEMANDA INSATISFECHA (KTon)

130223451043

1961098902

39619871591

3412389

Fuente: elaboracin propia

4.2 CAPACIDAD DE LA PLANTA

Capacidad de planta y condiciones de operacin.La planta en la cual se trabajara producir Cumeno por una reaccin de alquilacin en fase vapor.La capacidad de la planta o produccin anual de cumeno es del orden de 90 000 Ton/ao de Cumeno al 99% de pureza.Se asume que un ao es igual a 330 das, siendo los 35 das restantes del ao utilizados para mantenimiento general de la planta, y que los trabajos diarios son distribuidos en 3 turnos de 8 horas cada uno.

5. MATERIAS PRIMAS E INSUMOS5.1 CLASIFICACIN DE LA MATERIA PRIMABENCENOEl benceno es un hidrocarburo polinsaturado de frmula molecular C6H6, con forma de anillo (se le llama anillo bencnico, o aromtico, ya que posee un olor caracterstico) y puede considerarse una forma polisaturada del ciclohexano. En el benceno cada tomo de carbono ocupa el vrtice de un hexgono regular, ocupa dos valencias con los dos tomos de carbonos adyacentes, una tercera valencia con un tomo de hidrgeno y la cuarta denominada 'oculta' dirigindola hacia el centro del anillo hexagonal formada en algunos casos de carbono y en otros de alguna base nitrogenada. Cada tomo de carbono comparte su electrn libre con toda la molcula (segn la teora de orbitales moleculares), de modo que la estructura molecular adquiere una gran estabilidad y elasticidad.El benceno es un lquido incoloro de aroma dulce y sabor ligeramente amargo, similar al de la hiel. Se evapora al aire rpidamente y es poco soluble en agua. Es sumamente inflamable, voltil y se forma tanto en procesos naturales como en actividades humanas.Del benceno se derivan otros hidrocarburos de este tipo entre los que se encuentran: el tolueno, el orto-xileno, el meta-xileno y el para-xileno y otros llamados polinucleicos que son el naftaleno, el fenantreno, antraceno y el pireno.El benceno se usa en grandes cantidades en los Estados Unidos y Bolivia. Se encuentra en la lista de los 20 productos qumicos de mayor volumen de produccin. Algunas industrias usan el benceno como punto de partida para manufacturar otros productos qumicos usados en la fabricacin de plsticos, resinas, niln y fibras sintticas como lo es el kevlar y en ciertos polmeros. Tambin se usa benceno para hacer ciertos tipos de gomas, lubricantes, tinturas, detergentes, medicamentos y pesticidas. Los volcanes e incendios forestales constituyen fuentes naturales de benceno. El benceno es tambin un componente natural del petrleo crudo, gasolina y humo de cigarrillo.Reactividad La reaccin tpica del benceno es la de sustitucin aromtica y puede seguir tres caminos: Electroflica Nucleoflica De radicales libres Las reacciones de sustitucin aromtica ms corrientes son las originadas por reactivos electroflicos. La capacidad del benceno para actuar como un dador de electrones se debe a la polarizacin del ncleo bencnico. Las reacciones tpicas del benceno son las de sustitucin. Los agentes de sustitucin utilizados con ms frecuencia son: Cloro Bromo cido ntrico cido sulfrico concentrado y caliente PRINCIPALES DERIVADOS DEL BENCENO El benceno se obtiene a partir de las reformadoras de nafta, de la desintegracin trmica con vapor de agua de la gasolina, de las plantas de etileno y por desalquilacin del tolueno. En el cuadro 3 siguiente veremos una descripcin de sus derivados principales. CUADRO 3. Principales derivados del benceno PROPILENOEl propileno (H2C=CHCH3) es un hidrocarburo perteneciendo a los alquenos, incoloro e inodoro. Es un homlogo del etileno. Como todos los alquenos presenta el doble enlace como grupo funcional.

Estructura qumica del propeno.Sntesis El propeno es uno de los productos de la termlisis del petrleo. Se separa de los dems productos como el etileno por destilacin a baja temperatura.Aplicaciones El propeno es el producto de partida en la sntesis del polipropileno. La polimerizacin se puede llevar a cabo de forma radicalaria aunque en la polimerizacin cataltica se obtienen productos con mejores calidades que adems son mejor controlables. Los catalizadores empleados eran originalmente del tipo Ziegler-Natta. En la actualidad se estn sustituyendo por otros sistemas basados en zirconocenos.La adicin de agua en condiciones polares da iso-propanol que puede ser oxidado a la acetona. En condiciones radicalarias se obtiene n-propanol.Reacciones Con oxidantes fuertes como el permanganato (MnO4) o el tetrxido de osmio (OsO4) el propeno es oxidado al propan-1,2-diol.La oxidacin con oxgeno en presencia de xido de plata como catalizador da el xido de propileno, un epxido que se utiliza en la sntesis de algunos plsticos o pegamento.Productos derivados del propileno Los derivados del propileno se pueden clasificar segn el propsito al que se destinen, en productos de refinera y productos qumicos. Se trat el primer caso en los captulos anteriores, cuando hablamos de la produccin de combustibles de alto octano por medio de los procesos de alquilacin y de polimerizacin. El segundo caso es el que implica la produccin de petroqumicos, aprovechando la elevada reactividad que tienen las molculas de propileno. Su doble ligadura nos permite introducir dentro de la misma una gran variedad de heterotomos como el oxgeno, nitrgeno, agua, y otros hidrocarburos. Las molculas de propileno poseen una reactividad mayor que las del etileno. Algunas de las reacciones que se hacen con el etileno, como la hidratacin con cido sulfrico para la obtencin de etanol, se pueden hacer con el propileno pero en condiciones menos severas. El cuadro 4 nos describe algunos de los derivados importantes del propileno y sus usos principales.

CUADRO 4. Principales derivados del propileno

Las reacciones de polimerizacin tanto del etileno como del propileno se describen en el captulo correspondiente a los plsticos, resinas y elastmeros.

ACIDO FOSFORICOEl cido fosfrico es un compuesto qumico de frmula H3PO4.Propiedades qumicas Este cido tiene un aspecto lquido transparente, ligeramente amarillento. Normalmente, el cido fosfrico se almacena y distribuye en disolucin. Se obtiene mediante el tratamiento de rocas de fosfato de calcio con cido sulfrico, filtrando posteriormente el lquido resultante para extraer el sulfato de calcio. Otro modo de obtencin consiste en quemar vapores de fsforo y tratar el xido resultante con vapor de agua.Usos El cido es muy til en el laboratorio debido a su resistencia a la oxidacin, a la reduccin y a la evaporacin. Entre otras aplicaciones, el cido fosfrico se emplea como ingrediente de bebidas no alcohlicas como por ejemplo de la Gaseosa Coca Cola, como pegamento de prtesis dentales, como catalizador, en metales inoxidables y para fosfatos que se utilizan, como ablandadores de agua, fertilizantes y detergentes.Propiedades fsicas Densidad relativa (agua = 1): 1,68 Solubilidad en agua: Muy elevada Presin de vapor a 20C: 4 Pa Densidad relativa de vapor (aire = 1): 3,4 Peso molecular (1 mol) 5.2 COSTOS DE LA MATERIA PRIMA

CUADRO 5: Capacidad de produccin instalada en el mundo de productos petroqumicos bsicos e intermedios en 2006.(Millones de toneladas por ao)

En el cuadro 5 podemos observar que la disponibilidad de Benceno en el ao 2006 es de aproximadamente 46.4 millones de toneladas al ano, lo que es favorable para la planta, ya que es claro que no tendremos problemas de disponibilidad de esta materia prima.

La disponibilidad de propileno para el ao 2006 es de aproximadamente 28.6 millones de toneladas al ao.

A continuacin en el cuadro 6 mostramos las principales companias productoras de productos petroqumicos a nivel mundial, entre los cuales destacan nuestras dos materias primas: el benceno y el propileno.

CUADRO 6: Principales compaas productoras de productos petroqumicos (Capacidad de produccin anual en miles de toneladas mtricas anuales)

6. UBICACIN Y EMPLAZAMIENTO6.1 LOCALIZACION DE LA PLANTALa localizacin de la planta de Cumeno va a depender de diferentes factores, estos tienen un peso de acuerdo a su importancia, luego mediante el mtodo de factores ponderados hallaremos una posible ubicacin.

Factores a Considerar:Disponibilidad.La disponibilidad de las materias primas como propileno, o en todo caso su predecesor el gas natural (propano ,metano, etano) el cual se utiliza en la produccin plsticos as como su uso en combustible primordialmente , y diversos productos. Teniendo en cuenta en que actualmente se sta fomentando la industrializacin del gas natural para la produccin de productos petroqumicos, este va hacer considerado como el punto de partida para la disponibilidad de materias primas.Mercados

Este factor va a depender del uso del cumeno , las principales aplicaciones para el cumeno en nuestro mercado estn como deluente para las pinturas, las lacas y los esmaltes, y como componente de algunos solventes .Tambin se utiliza en los catalizadores de polimerizacin para fabricacin de plsticos , catalizador para acrlicos y tipo resinas de polister, y como materia prima para los perxidos y los catalizadores de oxidacin.

Taiwn, Japn y EEUU importan volmenes grandes de cumeno para la produccin del fenol. China se pronostica importar cumeno para incrementar su capacidad significativa de 32% durante 2007-2012 para suministrar este compuesto en sus plantas de fenol y acetona en su pas Disponibilidad de energaEl Proceso de produccin de cumeno, tiene como principal materia prima al propileno el cual se obtiene en un proceso exotrmico, aplicando un sistema de integracin energtica pinch podemos solucionar una parte de la disponibilidad de energa, pero adems al tener como disponibilidad, el uso del gas natural podra ser una solucin a esta, claro pero antes se tendra que hacer un anlisis econmico de estas posibilidades.

ClimaTambin los factores ambientales son de estudio a la hora de decidir la ubicacin de una planta industrial. Los procesos industriales muy contaminantes producen rechazo en las zonas de vivienda, por lo que deben instalarse lo ms lejos posible de los ncleos habitados. Los climas extremos son, tambin, un factor limitante para la localizacin industrial. Las mquinas no funcionan bien, o se estropean antes, en climas muy fros, muy clidos, muy secos, o muy hmedos. El proceso industrial pierde eficacia. Adems, estos climas se corresponden con densidades de poblacin muy bajas, es decir, por un lado estn lejos de los mercados, y por otro lejos de los trabajadores, a los que hay que alojar en las inmediaciones a costa de la empresa. Suministros de mano de obra

Este factor tiene un peso importante a la hora de elegir la ubicacin de una planta. En la siguiente figura 5 se puede apreciar los salarios mnimos en latinoamrica, pero no solo es un factor importante el costo de mano de obra si no tambin la calidad de mano de obra y tambin la disponibilidad de esta misma.

CUADRO 5: Mtodo de factores ponderados para la localizacin de una planta

Como ya hemos enumerados diferentes factores que afectan a la hora de elegir la localizacin de una planta, a cada uno de estos se le ha dado un peso respectivo de acuerdo a su importancia.

Hemos considerado 3 alternativas de ubicacin teniendo en cuenta los mismos factores, y de estos hemos elegido segn su peso ponderado cual sera la mejor alternativa.Alternativa ACochabamba

Alternativa BTarija

Alternativa CSanta Cruz

FACTORESPeso relativoAlternativa AAlternativa BAlternativa C

Disponibilidad de materia prima0,25576

Mercados0,15878

Disponibilidad de energa0,1544,54

Clima 0,05977

Instalaciones de Transporte0,25988

Suministros de Mano de Obra0,15788

Peso Total16,87,0256,85

Tabla # 4 : La mejor opcin sera localizar la planta en el Departamento de Tarija.

23

7. INGENIERIA DEL PROYECTO7.1 DIAGRAMA DEL PROCESO R - 120 : Reactor

7.2 DIAGRAMA DE BLOQUES

7.3 BALANCE DE MASA Y ENERGA7.3.1 BALANCE DE MASA

TABLA #5: Balance de masa en Kmol/h

ComponentesCorrientes de proceso

1

2

3

4

5

6

7

88

9

1000

C

H

N2

O2

S

CO2

SO2

H2O

BENCENO111.0312.9312.9312.9312.9312.9209.64209.64

PROPILENO111.01.19111.01.19112.19112.19112.192.472.47

PROPANO5.556.015.556.0111.5611.5611.5611.5611.56

ISOPROPILBENCENO96.7996.79

DIISOPROPILBENCENO6.4636.463

TOTAL111.0116.55320.1116.55320.1436.62436.62436.62326.923326.923

ComponentesCorrientes de proceso

11

12

13

14

15

16

17

188

19

2000

C32.745

H44.71

O20.2448.4286.86

N20.097183.39183.39

S0.099

CO232.75

SO211.18

H2O4.830.35

BENCENO8.3856201.25201.25

PROPILENO1.2351.2351.235

PROPANO5.785.785.78

ISOPROPILBENCENO0.967995.82695.82695.82693.911.916

DIISOPROPILBENCENO0.0656.3986.3986.3980.1286.27

TOTAL16.4335310.489208.265102.224102.22494.0388.18677.89236.64314.53

7.3.2 BALANCE DE ENERGA

TABLA #6: Balance de energa

Descripcin1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Temperatura (C)2525832583256035012070

Presin (bar)24.323.524.331.531.531.2531.2531.251.751.75

Flujo (Kmol/h)111.0116.55320.1116.55320.1436.65436.65436.65326.93326.93

Densidad (Kg/l)0.8790.8040.8790.8040.8790.8370.819

Viscosidad (CP)0.650.230.310.230.310.270.230.170.2050.24

Cap.Cal.(Kcal/KgC)0.410.5950.470.5950.470.53250.51760.43300.5120.498

Entalpia (Kcal)3.36 * 1064263680.73481751.4736231.98

Descripcin11

12

13

14

15

16

17

Temperatura (C)60401159090170148

Presin (bar)1.751.751.751.751.91.751.75

Flujo (Kg/h)16.43310.49209.10102.224102.22494.0388.186

Densidad (Kg/m3)

Viscosidad (CP)0.0150.500.22

Cap.Cal.(Kcal/KgC)0.670.500.4890.5640.5640.5830.595

Entalpia (Kcal)-3481751.40-429639.15582712.1353553.83526254.053481751.4

7.4 DETALLE DE LOS BALANCES DE MASA Y ENERGIA

BALANCES DE MASA

a) Balance de masa mezclador

Flujo molar de Benceno al 99% de pureza

Mezclador

Balance para el benceno: mb1 + mb13 = mb3

Balance para el propileno:mpr13 = mpr3

Balance para el propano:mp13 = mp3

b) Balance en la bomba

Bomba

Balance para el benceno: mb3 = mb5



c) Balance en la bomba

Bomba




d) Balance en el mezclador

Mezclador

Balance para el benceno: mb4 + mb5 = mb6

Balance para el propileno:mpr4 + mpr5 = mpr6

Balance para el propano:mp4 + mp5 = mp6

e) Balance en el Intercambiador

Intercambiador




f) Balance en el Calentador

Calentador




g) Balance en el reactor

Reactor

Reaccion # 1

Conversin del propileno: 97.8 %Conversin del benceno: 33%Conversin global: 93%

Reaccin secundaria:

C3H6 + C6H5-C3H7 C3H7-C6H4-C3H7Propileno Isopropilbenceno diisopropil benceno (DIPB)

h) Balance en el Intercambiador

Intercambiador




Balance para el isopropilbenceno (IPB):MIPB9 = mIPB10

Balance para el diisopropil benceno (DIPB):MDIPB9 = mDIPB10

i) Balance en el separador flash

separador flash

Balance para el benceno: mb10 = mb11+mb12

Balance para el propileno:mpr10 = mpr11+ mpr12

Balance para el propano:mp10 = mp11+ mp12

Balance para el isopropilbenceno (IPB):MIPB10 = mIPB11+ mIPB12

Balance para el diisopropil benceno (DIPB):MDIPB10 = mDIPB11 + mDIPB12

Se condensa el 96% de benceno

Se condensa el 99% de IPB y DPIB

Se condensa el 50% de propileno y propano

j) Balance en el destilador

Destilador

Balance para el benceno: mb12 = mb13+mb14

Balance para el propileno:mpr12 = mpr13+ mpr14

Balance para el propano:mp12 = mp13+ mp14



Se vaporiza el 100% de benceno

Se condensa el 100% de IPB y DPIB

Se vaporiza el 100% de propileno y propano

k) Balance en la bomba

Bomba

Balance para el isopropilbenceno (IPB):MIPB14= mIPB15

Balance para el diisopropil benceno (DIPB):MDIPB14 = mDIPB15

l) Balance en el destilador

Destilador



Se vaporiza el 98 % de IPB

Se vaporiza el 98 % de DIPB

m) Balance de masa para el horno

Horno

Calor requerido para calentar el flujo

Cantidad de combustible requerido

El rendimiento del proceso es del 93 %, entonces la masa de combustible por hora requerido para este rendimiento es de:

Balance de masa

Para la cantidad de combustible, calcular la cantidad de aireCombustible residual# 6Porcentaje (%)

C87

H9.9

O1.7

N0.6

S0.7

Ceniza0.1

Las reacciones bsicas que se dan:C + O2 CO2

4H + O2 2H2O

S + O2 SO2

Composicin del aceite a la entrada

Requerimiento de oxigeno

Requerimiento de aire

Considerando un exceso del 10 % de aire

Cantidad de H2O en el aire

H2O en el aire

Gases de Combustin

Cantidad de oxigeno y nitrgeno en el combustible (Molecular)

BALANCE DE ENERGIA

a) Balance de Energia Mezclador

Mezclador

Balance de energa para la temperatura T3: T1*m1 + T13*m13 = T3*m3

b) Balance en la bomba

Bomba

c) Balance en la bomba

Bomba

d) Balance en el mezclador

Mezclador

e) Balance en el Intercambiador

Intercambiador

Para la Corriente 7

vbenceno = 93 Kcal/KgTebbenceno = 80 C

mb7= 312.9 Kmol/hYb = 0.72PMp = PMb*Yb + PMpr*Ypr + PMp*Yp

PMp = 78*0.72 + 42*0.26 + 42*0.02

PMp = 67.92

vpropileno = 220 Kcal/KgTebpropileno = -48 C

mpr7= 112.19 Kmol/hYpr = 0.26

vpropano = 105 Kcal/KgTebpropano = -42 C

mp7= 11.56 Kmol/hYp = 0.02

Calculo de los calores de vaporizacin:

Hv = v

Hv benceno =

Hv benceno = 2269776.6

Hv propileno =

Hv propileno = 1036635.6

Hv propano =

Hv propano = 50979.6

Hv = Hv benceno + Hv propileno + Hv propano

Hv = 2269776.6 +1036635.6 + 50979.6

Hv = 3.36 * 106

f) Balance en el calentador

Calentador

PMp = 67.92

Hv = Cp*T

g) Balance en el reactor

Reactor

Reaccion # 1

Conversin del propileno: 97.8 %Conversin del benceno: 33%Conversin global: 93%

Reaccin secundaria:

C3H6 + C6H5-C3H7 C3H7-C6H4-C3H7Propileno isopropilbenceno diisopropil benceno (DIPB)

Para la corriente 9

Yb = 0.64PMp = PMb*Yb + PMpr*Ypr + PMp*Yp + PMIPB*YIPB + PMDIPB*YDIPB

PMp = 78*0.64 + 42*0.0076 + 42*0.0035 + 120*0.296 + 162*0.0198

PMp = 90.44

Ypr = 0.0076

Yp = 0.0035

YIPB = 0.296

YDIPB = 0.0198

Hv = Cp*T

h) Balance en el intercambiador

Intercambiador

Hv = Cp*T

i) Balance en el separador flash

Separador flash

Para la corriente 10


PMp = 78*0.64 + 42*0.0076 + 42*0.0035 + 120*0.296 + 162*0.0198

PMp = 90.44

Ypr = 0.0076

Yp = 0.0035

YIPB = 0.296

YDIPB = 0.0198

Hv = Cp*T



PMp = 78*0.51 + 42*0.075 + 42*0.35 + 120*0.059 + 162*0.0039

PMp = 65.34

Ypr = 0.075

Yp = 0.35

YIPB = 0.059

YDIPB = 0.0039

Hv = Cp*T



PMp = 78*0.65 + 42*0.0040 + 42*0.0186 + 120*0.31 + 162*0.021

PMp = 92.25

Ypr = 0.0040

Yp = 0.0186

YIPB = 0.31

YDIPB = 0.021

Hv = Cp*T

j) Balance en el destilador

Destilador



PMp = 78*0.96+ 42*0.0059 + 42*0.0277 + 120*0.0 + 162*0.0

PMp = 76.29

Ypr = 0.0059

Yp = 0.0277

YIPB = 0.0

YDIPB = 0.0

Hv = Cp*T



PMp = 78*0.0 + 42*0.0 + 42*0.0 + 120*0.937 + 162*0.063

PMp = 122.646

Ypr = 0.0

Yp = 0.00

YIPB = 0.937

YDIPB = 0.063

Hv = Cp*T

k) Balance en la bomba

Bomba

l) Balance en el destilador

Destilador


YIPB = 0.998PMp = PMIPB*YIPB + PMDIPB*YDIPB

PMp = 120*0.998 + 162*0.0014

PMp = 119.98

YDIPB = 0.0014

Hv = Cp*T


YIPB = 0.234PMp = PMIPB*YIPB + PMDIPB*YDIPB

PMp = 120*0.234+ 162*0.766

PMp = 152.172

YDIPB = 0.766

Hv = Cp*T

8. DISENO DE EQUIPOS

8.1 DISEO DEL VESSEL (A-111)Datos:Kmolh

Fm= 320.1

Peso molecular promedioPM = 78*0.9775 +42*3.72x10^-3 + 42*1.8775x10^-2PM = 77.1898 kg/kmol

Volumen de la mezcla

Por razones de seguridad el volumen de Vessel tendr una capacidad para almacenar el doble del volumen de la mezcla.V= 56.218 m3 -3

V= *r2*hr2*h = 17.89La altura del vessel es seis veces el radio del recipienteh= 6r17.89 =6*r3r= 1.439 mD = 2.8785 mh = 8.634 m

8.2 BOMBA (L-113)DatosG = 24708.45 Kg/hSe asume un dimetro de tubera de 21/2 IPS similar al del nulo del intercambiador:

Los valores respectivos para la friccin de succin y descarga asumidos son los siguientes:

Asumimos que el tanque de succin se encuentra a presin atmosfrica y que la descarga est sujeta a una presin manomtrica:

Clculo del Flujo Volumtrico.

Clculo de la Carga Desarrollada por la Bomba.

Donde:

Clculo de la Potencia de la Bomba.

Asumiendo una eficiencia del 85%:

Clculo de la Carga Neta de Succin.

La presin de benceno:

8.3 BOMBA (L-112)DatosG = 4895.1 Kg/hSe asume un dimetro de tubera de 21/2 IPS similar al del nulo del intercambiador:

Los valores respectivos para la friccin de succin y descarga asumidos son los siguientes:

Asumimos que el tanque de succin se encuentra a presin atmosfrica y que la descarga est sujeta a una presin manomtrica:

Clculo del Flujo Volumtrico.

Clculo de la Carga Desarrollada por la Bomba.

Donde:

Clculo de la Potencia de la Bomba.

Asumiendo una eficiencia del 65%:

Clculo de la Carga Neta de Succin.

La presin de propileno:

8.4 MEZCLADOR (M-114)m = 436.62 kmol/hPM promedio = 78*0.7166 + 42*0.2570+0.42*0.02648PM promedio = 67.80kg/molm = 436.62 kmol/h * 67.80kg/1kmol =29603.26 kg/hm = 8.223 kg/s

= 0.837 kg/L

Para un volumen de 7.5 m las dimensiones sern:

V = r2 h h = 6r7.5/ = r2 h7.5/ = r2*h7.5/ = r2 * 6r3

r = 7.5/ *6r = 0.736 mh = 4.42 m

8.5 INTERCAMBIADOR DE CALOR (E-115)Requerimos enfriar la mezcla proveniente del horno de pirolisis, para tal efecto necesitamos disear un intercambiador basado en las condiciones de operacin que tenemos:

Para la terminal fra:

T (C)(cp)

Vapor de Agua350,9045

Mezcla250,023

; trabajamos con las temperaturas promedios.

Propiedades del vapor de agua y la mezcla a las correspondientes temperaturas promedio:

T (C)(Kg/m-s)Cp (Kcal/Kg-C)K (Kcal/h-m-C)

Vapor de Agua67.52.610.567

Mezcla42.52.980.52500.468

Clculo del Flujo Msico de Agua Requerido.

Clculo de la Media Logartmica de la Temperatura.

Clculo de Calor requerido.

Clculo del Coeficiente de Transferencia de Calor para la Tubera (hio).Para el diseo se ha considerado una tubera de 11/4 IPS.

Nmero de Reynolds:

Nmero de Prandt:

Clculo del Coeficiente de Transferencia de Calor para el nulo (ho).Para el diseo se ha considerado 2 IPS.

Dimetro Equivalente para el nulo.

Nmero de Reynolds:

Nmero de Prandt:

Clculo del Coeficiente de Transferencia Limpio (UL).

Clculo del Coeficiente de Transferencia de Diseo (UD).

Para el diseo se ha considerado un factor de obstruccin de 0.001 para ambos lados de la tubera.

Clculo de rea de Tubera.

Clculo de la Longitud de la Tubera.

Para la tubera de 11/4:

Se dispone de cierto nmero de horquillas de 12.19 pies de longitud:

Clculo del Nmero de Horquillas.

La longitud de la horquilla (Lhorquilla) ser la longitud por dos:

8.6 HORNO (Q-110)Para el diseo del horno usaremos el mtodo de Lobo-Evans

Eficiencia del hornoPara fines de clculo consideraremos un 2% de perdidas por la pared

Donde:

Tstack = temperatura de entrada a chimenea F Eff = Eficiencia del horno Ex air = porcentaje de exceso de aire a los quemadores.

Para:Tstack = 300 [F]Ex air = 10%

Reemplazando en la formula tenemos:

Eff = 0.93Eff = 93%

Calor requerido para calentar el flujo

Hv = Cp*T

Cantidad de combustible

El rendimiento del proceso es del 93 %, entonces la masa de combustible por hora requerido para este rendimiento es de:

Calculo del calor recibido

Para:

hc=2A= 2**AcpF=0.57=1

Suponemos Ts= 400 [F] y Tg= 793 [F]

Calculo de la superficie

Calculo del numero de tubos

Se usaran tubos de:

Do= 0.42 piesL= 15 pies

Calculo del Acp

Donde:Pt= 0.875 pies

Para =0.937

Calculo de la superficie refractaria

Calculo del rea exterior de tubos

8.7 REACTOR (R-120)Se usara un reactor de lecho empacado

Donde:Las unidades de la energa de activacin son kcal/mol, Las unidades de la concentracin son mol/L temperatura esta en K Las unidades de la temperatura son en Kelvin.

DATOS

Tabla estequiometrica

Propileno (A)Nao-Nao*XaNao*(1-Xa)

Benceno (B)Nbo-Nao*XaNao*(b-Xa)

Cumeno (C)0Nao*XaNao*Xa

Las concentraciones estn dadas por:

Calculo de la fraccin

Balance de masa

Donde:

Balance de energa

Cada de presin

Resolviendo las tres ecuaciones diferenciales en Polymath, tenemos una tabla que nos indica la cantidad de masa de catalizador, la conversin, temperatura y cada de presin, esta tabla se detalla a continuacin:

m [g]XaT [K]Y

006231

2500.0084645.760.98

5000.0201665.900.95

7500.0383685.820.92

10000.0780698.560.89

12500.0980714.980.84

15000.2134729.150.79

17500.3987703.210.76

20000.4254675.890.73

22500.4898645.980.69

25000.5202623.650.65

27500.5465598.970.59

30000.5934575.320.53

32500.6138554.800.48

35000.6945530.500.42

37500.7866520.480.36

40000.8332515.330.30

42500.8967493.150.24

45000.9423464.910.16

47500.9578421.460.10

50000.9639398.380.053

Segn ala tabla la masa de catalizador que se requiere es de 5 Kg para obtener una conversin de 0.9639 para el propileno, esto concuerda con los datos teoricos obtenidos de la bibliografa, que indica que la conversin de propileno para este tipo de reaccin es de 0.97.

9. ESTIMACION DE COSTOS DE LOS EQUIPOS

Clculos de estimacin de la inversin fija utilizando la tcnica de bare module cost (CBM)

Clculos realizados por la tcnica de Bare Module Cost (CBM).Las tablas utilizadas son las que se encuentran a continuacin y son del libro: Analysis, Sntesis, and Design of Chemical Processes del autor Richard Turton en la segunda edicin.

a. Costo estimado para el tanque de mezclado (Equipo A-111):

Dimensiones:

Longitud: 4.008 mDimetro: 1.34 m

Condiciones de operacin: T = 25 0C P = 24.3 bar

Volumen = (3.1416xD2xL)/4 = (3.1416x1.42x4.2)/4 = 5.65 m3

De la figura A.7 para Vessel horizontal:

Para: V = 7.65 m3 Cpo/V = 3653 $/m3

Cpo = 3653 $/m3x7.65m3 = $ 27950

Fp = = = 0.76

De la tabla A.3 Numero de identificacin = 18

En la figura A.8 FM = 1De la tabla A.4: B1 = 1.49 B2 = 1.52

CBM (2001-USA) = Cpo (B1+B2xFpxFM ) = $ 27950x (1.49+1.52x0.76x1) = $ 73933

CBM (2007-USA) = $ 73933x (1.2002) = $ 88734

CBM (2007-PERU) = $ 88734x (1.37) = $ 121566

b. Costo estimado de la bomba (Equipo L-113):

Centrifugal, 85% efficient, driver rated at 11 Hp

Condiciones de operacin: Presin de entrada = 24.3 bar Presin de salida = 31.5 bar

De la figura A.3:

Para: Ws = 11 Hp (8.2 KW) Cpo/Ws = 414 $/KW

Cpo = 414 $/KWx 8.2 KW = $ 3400

De la tabla A.2 C1 = -0.3935 C2 = 0.3957 C3 = -0.00226

LogFp = C1 + C2xLogP + C3x (LogP)2

LogFp = -0.3935 + 0.3957xLog31.5 - 0.00226x (Log31.5)2

Fp = 1.56



CBM (2001-USA) = Cpo(B1+B2xFpxFM ) = $ 3400x (1.89+1.35x1.56x1) = $ 13586

CBM (2007-PERU) = $ 13586x (1.2002) x (1.37) = $ 22340

c. Costo estimado de la bomba (Equipo L-112):

Centrifugal, 65% efficient, driver rated at 2.24 KW


De la figura A.3:

Para: Ws = 2.24 KW Cpo/Ws = 2150.9 $/KW

Cpo = 2150.9 $/KWx21.9 KW = $ 4818

De la tabla A.2 C1 = -0.3935 C2 = 0.3957 C3 = -0.00226


LogFp = -0.3935 + 0.3957xLog31.25 - 0.00226x (Log31.25)2

Fp = 1.51




CBM (2007-PERU) = $ 18298x (1.2002) x (1.37) = $ 31123

d. Costo estimado del intercambiador de calor (Equipo E-115):

Feed vaporizer rea = 54.51 m2


De la figura A.5: Intercambiador tubo mltiple.

Para: A = 54.52 m2 Cpo/A = 133.5 $/m2

Cpo = 133.5 $/m2x54.52 m2 = $ 7280

De la tabla A.2 C1 = 0 C2 = 0 C3 = 0


Fp = 1.0



CBM (2001-USA) = Cpo(B1+B2xFpxFM ) = $ 7280x (1.74+1.55x1x1) = $ 23951

CBM (2007-PERU) = $ 23951x (1.2002) x (1.37) = $ 39382

e. Costo estimado para el Calentador (Equipo Q-110):

Q = 1772 KW


De la figura A.4: Stream Boiler.

Para: Q = 1772 KW Cpo/Q = 83 $/KW

Cpo = 83 $/KW x1772 KW = $ 147076

De la tabla A.2 C1 = 2.594072 C2 = -4.23476 C3 = 1.722404


LogFp = 2.594072 - 4.23476xLog31.25 + 1.722404x (Log31.25)2

Fp = 1.30




CBM (2007-PERU) = $ 678903x (1.2002) x (1.37) = $ 1116303

f. Costo estimado del Reactor cataltico (Equipo R-120):

Volumen = 4.1 m3


Tomaremos como referencia el dato para el Vessel

De la figura A.7 para Vessel vertical:

Para: V = 6.5 m3 Cpo/V = 4300 $/m3

Cpo = 4300 $/m3x6.5m3 = $ 27950

Fp = = = 3.58




CBM (2007-USA) = $ 24500x (1.2002) = $ 294050

CBM (2007-PERU) = $ 294050x (1.37) = $ 402850

g. Costo estimado del intercambiador de calor (Equipo E-131):

Reactor effluent rea = 533 m2


De la figura A.5: Air cooler.

Para: A = 533 m2 Cpo/A = 210 $/m2

Cpo = 210 $/m2x533 m2 = $ 111930

De la tabla A.2 C1 = -0.1250 C2 = 0.15361 C3 = -0.02861


LogFp = -0.1250 + 0.15361xLog31.25 - 0.02861x (Log31.25)2

Fp = 0.04




CBM (2007-PERU) = $ 112870x (1.2002) x (1.37) = $ 185589

h. Costo estimado para la unidad Flash (Equipo D-130):

Dimensiones:

Longitud: 5.2 m Dimetro: 1 mCondiciones de operacin: Presin de entrada = 1.75 bar Presin de salida = 1.75 bar

Volumen = (3.1416xD2xL)/4 = (3.1416x12x5.2)/4 = 4.1 m3

De la figura A.7 para Vessel vertical:

Para: V = 4.1 m3 Cpo/V = 7140 $/m3

Cpo = 7140 $/m3x4.1m3 = $ 29274

Fp = = = 3.58




CBM (2007-USA) = $ 256604x (1.2002) = $ 307976

CBM (2007-PERU) = $ 307976x (1.37) = $ 421927

i. Costo estimado de la bomba (Equipo E-151):

Centrifugal, 75% efficient, driver rated at 1.0 KW


De la figura A.3:

Para: Ws = 1.0 KW Cpo/Ws = 2500 $/KW

Cpo = 2500 $/KWx1.0 KW = $ 2500

De la tabla A.2 C1 = 0 C2 = 0 C3 = 0


Fp = 1.0




CBM (2007-PERU) = $ 8100x (1.2002) x (1.37) = $ 13320

j. Costo estimado del condensador y reboiler de las columnas de destilacin:

Benzene condenser rea = 151 m2


De la figura A.5: Air cooler.

Para: A = 151 m2 Cpo/A = 450 $/m2

Cpo = 450 $/m2x1.51 m2 = $ 67950

De la tabla A.2 C1 = 0 C2 = 0 C3 = 0


Fp = 1.0




CBM (2007-PERU) = $ 147452x (1.2002) x (1.37) = $ 242451

De la misma manera para el condensador de la segunda columna y los reboiler.

TABLA #7: Resultado de costos obtenidos de los equipos importados para la produccin del Cumeno

RESULTADO DE COSTO OBTENIDOS DE LOS EQUIPOS IMPORTADOS

AL PERU PARA LA PRODUCCION DEL CUMENO

TIPO DE EQUIPOSCOSTOS $

Tanque de mezclado121566

Bomba22340

Bomba31123

Intercambiador de calor39382

Calentador11163,03

Reactor cataltico402850

Intercambiador de calor185589

Unidad Flash421927

Bomba13320

Condensador y reboiler242451

Calculo del costo del reactor36986,48

Columna de destilacin 126541,2

Columna de destilacin 2181882

COSTO TOTAL EQUIPOS = 304414 $COSTO TOTAL EQUIPOS = 304.414 miles de $

Tabla #8: Costo de equipos

Costo de compresores

10. EVALUACION FIANCIERAPLANTA DE PROCUCCIN DE CUMENO

Cuadro N1

Capacidad Instalada y Condiciones de Operacin

CantidadUnidad

Capacidad de Produccin90000 TON / ao

Tiempo de Operacin330 dias/ao

Cuadro N2

Programa de produccin y ventas

AosUso de CapacidadProduccin (TON)Ventas (TON)Ventas (Miles de $)

201075%675006750081000

201180%720007200086400

201285%765007650091800

201390%810008100097200

201495%8550085500102600

2015100%9000090000108000

2016100%9000090000108000

2017100%9000090000108000

2018100%9000090000108000

2019100%9000090000108000

Precio delProducto1,2mil $ / TON

Cuadro N3

Inversin Fija

Costo de plantaCantidad (miles de $)

Maquinarias y Equipos304,42

Instalacin y Montaje120

Total Costo de Planta424,42

Inversin Fija DepreciableCantidad (miles de $)

Edificaciones100


Instalacin y Montaje120

Total Inversin Fija Depreciable524,4

Inversin Fija

ConceptoMonto (miles de $)

Terreno80

Edificaciones100


Gastos instalacin, montaje y otros120

Gastos Pre-operativos40

Prueba de Pre-arranque2544

Inversin Fija Total3188

Cuadro N4

Costos Variables Unitarios

ConceptoUnidadInsumo / Kg ProductoPrecio de insumo $ / Kg ProductoCVU (MIl$ / TON)

a. Costo de Manufactura

bencenoKg0,76140,27050,2059587

propilenoKg0,43150,2090,0901835

CombustibleGal0,60,50,3

Otros Costos Variables0,3

Total Costo de Manufactura0,9

b. Gastos de Ventas (5% precio de venta)5%0,06

c. Costos Administrativos0

Total Costos Variables Unitarios0,96

Cuadro N5

Costos Fijos

Para determinar el MOD (mano de obra directa)

Nmero de Operadores24

Nmero de sueldos al ao14

Sueldo485$/(mes*operario)

ConceptoPorcentaje$/mes$/aoMiles $/ao

a. Costo de Manufactura

Gastos Directos de fabricacin

Mano de obra directa (MOD)11640162960163

Gastos Indirectos de fabricacin

Mano de obra indirecta(MOI): %MOD20%32,6

Supervisin directa: %(MOD+MOI)20%39,1

Suministros: % del costo de planta1%4,2442

Mantenimiento y reparacin: % costo de planta6%25,4652

Control de Calidad: % del MOD15%24,4

Depreciacin: % Inv. Fija Depreciable10%52,4

Seguro de Fbrica: % Inv. Fija Depreciable3%15,732

Gastos generales de planta: % Inv. Fija Depreciable0,50%2,622

Sub total de Costo de Manufactura Fijos359,6

b. Gastos de Ventas0

c. Gastos Administrativos (14 meses)12000168000168

Total de Costos Fijos528

Total de Costos Fijos Desembolsables (sin depreciacin)475,2

Cuadro N6

Pruebas de Pre - arranque

Produccion Ao 167500TON

Base de produccin0,5mes

Produccin en la base2812,5TON

Miles de $

Costos Variables de Manufactura2520,4

Costos Fijos: MOD23,3

Total2543,7

Cuadro N7

Capital de Trabajo

Produccion Ao 167500TON

Base de produccin1mes

Produccin en la base5625TON

Miles $

Costos Variables Total5378,3

Costos Fijos desembolsables39,6

Total5417,9

Cuadro N8

Calendario de Amortizacin y Pago de Intereses de la Inversin Fija

Condiciones Financieras

Monto de Prestamo1913miles de $

Plazo7aos

Periodo de Gracia2aos

Tasa de Inters16%Liquidable Semestralmente

Forma de desembolso60%al inicio de la obra

40%al final de la obra

Duracin de la Obra1ao

Tasa Semestral8%

60%de la Inversin Fija


SemestreCapital AdeudadoPago de InteresesAmortizacin PrstamosServicio de la Deuda

011480

Periodo

1114892092Duracion de la Obra

de2191392092

Gracia319131530153Ao 1

41739153174327

51565139174313Ao 2

61391125174299

71217111174285Ao 3

8104397174271

986983174257Ao 4

1069670174243

1152256174230Ao 5

1234842174216

1317428174202Ao 6

14014174188


AoInteresesServicio de la deuda

Pre Operativa184184

1306480

2264612

3209556

4153501

597445

642390

Total12553168

Cuadro N9

Calendario de Amortizacin y Pago de Intereses de la Capital de Trabajo

Condiciones Financieras

Monto de Prestamo:2709miles de $

Plazo3Aos

Periodo de Gracia1Ao

Tasa de Inters20%Liquidable Semestralmente

Forma de desembolso:100% al final de la obra

Duracin de la Obra:1ao

Tasa semestral10%

Al 50 % de capital de trabajo

SemestreCapital adeudadoPago de InteresesAmortizacinPrstamoServicio de la deuda

00000

10000Duracion de

22709000la obra

Periodo

327092710271Ao 1

de Gracia42167271542813

51625217542759Ao 2

61084163542704

7542108542650Ao 3

8054542596

AoInteresesServicio de la deuda

Pre Operativa00

15421084

23791463

31631246

Total9213793

Relacion D/C1,1

Deuda53%

Capital47%

Cuadro N 10

Plan de Inversin y Financiamiento (Miles $)

CuentaInversinDeudaCapital

Inversin Fija318819131275

Capital de Trabajo541827092709

Interesos Pre Operativos1840184

Total879046224168

Cuadro N11

Estado de Prdidas y Ganancias (Miles de $)

Componente12345678910

Ingreso por Ventas81000864009180097200102600108000108000108000108000108000

Costos

Costos Variables (CV)645406884273145774488175086052,79886052,79886052,79886052,79886052,798

Costos Fijos (CF)528528528528528528528528528528

Total Costos65067693707367277975822788658086580865808658086580

Utilidad Operativa15933170301812819225203222142021420214202142021420

Intereses84864437115397420000

UAI15085163871775619072202252137821420214202142021420

Impuestos (30%)4525491653275722606764136426642664266426

Utilidad Neta10559114711242913350141571496514994149941499414994

Cuadro N12

Flujo Caja

Componente012345678910

1Ingreso por ventas81000864009180097200102600108000108000108000108000108000

Egresos Operativos

Costos Variables64540688427314577448817508605386053860538605386053

Costos Fijos (sin cosiderar depresiacin)475475475475475475475475475475

Impuesto a la renta (30%)4525491653275722606764136426642664266426

2Total Egresos69540742337894783644882939294192954929549295492954

3=1-2Saldo Caja Operativo011460121671285313556143071505915046150461504615046

4Inversin Total8790

5=3-4Fondos generados (Global Econmico)-879011460121671285313556143071505915046150461504615046

6Servicio a la deuda01564207518035014453900000

7Crdito Total4622

8=5-6-7Saldo Caja 2 (Flujo Financiero)-134119896100921105013055138621466915046150461504615046

FONDO GENERADO ECONOMICO GLOBAL

aoFondo Generado Econmico Global (x)

111460

212167

312853

413556

514307

615059

715046

815046

915046

1020586

Cuadro N13

Punto de Equilibrio Operativo (Miles de $)

Uso de CapacidadProduccin (TON)Costos Fijos(CF)Costos Variables(CV)Costo del Producto (CP)VentasUtilidad

0%052805280-528

10%900052886059133108001667

20%180005281721117738216003862

30%270005282581626343324006057

40%360005283442134949432008251

50%4500052843026435545400010446

60%5400052851632521596480012641

70%6300052860237607657560014835

80%7200052868842693708640017030

90%8100052877448779759720019225

100%90000528860538658010800021420

Produccin (TON)Uso de Capacidad

Punto de equilibrio6570073,0%

Cuadro N14

Punto de cierre de la Planta (Miles de $)

Uso de la capacidadProduccin (TON)Costos Fijos (Vivos)Costos Fijos (Hundidos)Costos Fijos (Totales)Costos Variables (CV)Costo del Producto (CP)Costo del Producto(Vivos)Ingresopor VentaUtilidadLiquidez

0%04755252805284750-528-475

10%9000475525288605913390801080016671720

20%18000475525281721117738176862160038623914

30%27000475525282581626343262913240060576109

40%36000475525283442134949348964320082518304

50%4500047552528430264355443502540001044610498

60%5400047552528516325215952107648001264112693

70%6300047552528602376076560712756001483514888

80%7200047552528688426937069317864001703017083

90%8100047552528774487797577923972001922519277

100%90000475525288605386580865281080002142021472

Produccin (TON)Uso de Capacidad

Punto de cierre6570073,0%

Cuadro N 15Carta Economica de la Produccin

Costos UnitariosRentabilidad

Uso de CapacidadProduccin (TON)Costos Fijos Unitarios(CFU)Costos VariablesUnitarios(CVU)Costo del Producto Unitario (CPU)VentasUtilidadROIROV

10%900000,961,0110800166719%15%

20%1800000,960,9921600386244%18%

30%2700000,960,9832400605769%19%

40%3600000,960,9743200825194%19%

50%4500000,960,975400010446119%19%

60%5400000,960,976480012641144%20%

70%6300000,960,967560014835169%20%

80%7200000,960,968640017030194%20%

90%8100000,960,969720019225219%20%

100%9000000,960,9610800021420244%20%

Cuadro N 16

Costo promedio de la deuda

CuentaMontoRepresentaTasa EfectivaPonderado

Inversin Fija318837%16,6%6%

Capital de Trabajo541863%21,0%13,2%

Inversin Total860619%

Cuadro N 17

Clculo del Costo de Capital Global

Costo dinero en %Relacin D/CPromedio Ponderado

Deuda19,4%53%10,2%

Capital16%47%7,6%

Costo de Capital (COK)17,8%

Cuadro N18Clculo del VANE (VAN econmico) y TIRE (TIR econmico)

Costo de Capital (COK o tm)17,8%

Si VANE>0 ACEPTARTIRE>tmACEPTAR

Si VANEtmACEPTAR

Si VANF

produccion de isopropilbenceno

Documents

cumeno bruto

ms cumeno

diseo de plantasnombre

diseo de equipos628

materias primas benceno

propileno docente

dipb obtenindose

reactor de alquilacin