nivel pre factibilidad

7/27/2019 Nivel Pre Factibilidad

1/54

PROYECTO

PLANTA DE PRODUCCIN

DE AMONIACO Y UREA

Grupo B

NIVEL: PRE-FACTIBILIDAD


2/54

Nivel Pre-Factibilidad

Grupo B Page 2

CONTENIDO

VIABILIDAD TCNICA ..................................................................................................................................... 3

Principales Consumidores Nacionales ........................................................................................................ 33

Corporacin Misti S.A. ........................................................................................................................... 33

Molinos & Cia S.A. ................................................................................................................................ 33

Dato importante: ..................................................................................................................................... 34

Consumo Nacional del mes de Marzo ........................................................................................................ 34

Importacin Urea Per Marzo 2012........................................................................................................ 34

Pases de los cuales importamos: ............................................................................................................ 35

Grfica Histrica de la Importacin de la rea: ..................................................................................... 36

Tendencia de crecimiento de la importacin de la rea: ........................................................................ 36

PRODUCTOS SUSTITUTOS ................................................................................................................ 37

PLANTAS EXISTENTES...................................................................................................................... 40

PROYECTOS DE PLANTAS EN AMRICA DEL SUR..................................................................... 43

VIABILIDAD ECONMICA ............................................................................................................................ 45Descripcin de una instalacin industrial petroqumica......................................................................... 45

Estimacin de Inversin en Lmites de Batera ....................................................................................... 47

Inversin de una planta de Amoniaco y Urea ......................................................................................... 49

Estimacin del Costo total del Producto ................................................................................................. 50

Costos Directos de Produccin ............................................................................................................... 52

Gastos Fijos ............................................................................................................................................. 53

Descripcin de una instalacin industrial petroqumica......................................................................... 54


3/54


Grupo B Page 3

VIABILIDAD TCNICA

Introduccin: Se realizar un anlisis del proceso en forma general, luego se mostrarn lasprincipales tecnologas de diversos licenciantes y se escoger la tecnologa ms conveniente y

adecuada para nuestro medio, tanto para la obtencin de amoniaco como para la obtencin deurea. Tambin se analizar el tamao de planta y la localizacin ms adecuada de la planta

1. PROCESO DE OBTENCIN DE AMONIACO

La obtencin de amoniaco pasa por diferentes etapas, en primer lugar el gas natural y el vaporson mezclados y precalentados para ingresar a un reformador primario.

Reformador Primario: La mezcla de gas natural y vapor de agua ingresan a un reactor que ensus tubos contiene catalizador de nquel. Las temperaturas y presiones estn en el rango de 700-

800 C y 30-50 atmsferas, respectivamente.Las reacciones principales son:

Esta mezcla fluye al reformador secundario.

Reformador Secundario: La principal reaccin que ocurre en este reactor, es la oxidacinparcial del metano con una cantidad limitada de aire. El producto es una mezcla de hidrgeno,dixido de carbono y monxido de carbono.La reaccin qumica es representada como sigue:

La temperatura del reactor puede alcanzar los 900C en este reformador, debido al calor de lareaccin exotrmica.

Shift Conversin: El producto de gas proveniente del reformado secundario es enfriado yenviado a la unidad de conversin con vapor (Shift converter). La carga de esta unidad secaracteriza por tener grandes cantidades de monxido de carbono, el cual debe ser oxidado.

En la unidad el monxido de carbono reacciona con vapor de agua, para dar dixido de carbonoe hidrgeno. La reaccin qumica es altamente exotrmica y se representa como:


4/54


Grupo B Page 4

El reactor contiene catalizador de fierro soportado en xido de cromo, alcanzando la oxidacin elrango de temperatura de 425-500 C

Remocin de dixido de carbono: Los gases de salida de la unidad Shift Conversin sontratados para remover el dixido de carbono. Esto puede ser efectuado absorbiendo estecompuesto por procesos fsicos o qumicos como Monoetanolaminas (MEA) o solucin decarbonato de potasio o adsorbiendo por medio de tamices moleculares.El dixido de carbono recuperado es un coproducto que posteriormente se utilizar con elamoniaco para producir urea.

Metanacin: La corriente de gas que contiene bsicamente hidrgeno y nitrgeno se pasa por unreactor de lecho fijo (Catalizador de nquel) donde las trazas de xidos de carbono se convierten

a metano.Las reacciones principales son:

El reactor de Metanacin opera en el rango de 200-300 C y aproximadamente 10 atmsferas. Elproducto purificado es una mezcla de hidrgeno y nitrgeno con un ratio de 3:1 para laproduccin de amoniaco.

Compresin de Syngas: La mezcla de hidrgeno y nitrgeno se comprimen a altas presiones enel rango de 200-300 atmsferas por medio de compresores centrfugos de gran capacidad.

Sntesis de amoniaco (Proceso de Haber-Bosch): El proceso de la obtencin del amoniacoconsiste en sintetizarlo directamente a partir de hidrgeno y nitrgeno.La mezcla de hidrgeno y nitrgeno en la proporcin de 3:1, se comprime para ingresar a unreactor que contiene catalizador de fierro.Se efecta la reaccin por medio de la siguiente reaccin, a una temperatura de 500C y presin

entre 200-300 atmsferas.

Separacin: El hidrgeno y el nitrgeno no convertidos son separados del amoniaco porprocesos de enfriamiento utilizando agua de refrigeracin (El amoniaco condensa a 33C). El


5/54


Grupo B Page 5

hidrgeno y el nitrgeno son reciclados a los compresores de Syngas y el amoniaco condensadoes almacenado en tanques para posterior comercializacin o utilizacin en otros procesos.

A continuacin se presenta las principales licenciantes de tecnologa para la obtencin deamoniaco:

1.1 LICENCIANTE CASALE

Aplicacin: Para producir amoniaco anhidro a partir de gas natural. El proceso se basa en laaplicacin de equipos altamente eficientes de Casale, incluyendo:

Diseo Casale de alta eficiencia para el reformador secundario.

La tecnologa Casale axial-radial de conversin cataltica

Sistema eyector CASALE de lavado de amoniaco

La tecnologa Casale axial-radial para el convertidor de amoniaco

Diseo avanzado Casale en el calentador residual en la sntesis.

Descripcin:

Fuente: Petrochemical Processes Handbook


6/54


Grupo B Page 6

El gas natural (1) es primero desulfurado (2) antes de entrar al reformador de vapor (3) donde elmetano y otros hidrocarburos se hacen reaccionar con vapor para ser parcialmente convertidos agas de sntesis: Hidrgeno (H2), monxido de carbono (CO) y dixido de carbono (CO2). El gasparcialmente reformado entra al reformador secundario (4) donde es inyectado aire (5), y elmetano se convierte finalmente a gas de sntesis. En esta unidad Casale suministra un quemadorde procesos de alta eficiencia caracterizado por un bajo P y una llama pequea. El gasreformado se enfra generando vapor de alta presin (HP), y luego entra en la seccin Shift (6),donde el CO reaccionan con el vapor para formar hidrgeno y CO2. Hay dos convertidores Shift,Shift de alta temperatura y shift de baja temperatura, ambos estn diseados de acuerdo con eldiseo nico Casale Radial-Axial para lechos de catalizador, lo que garantiza un bajo P, unvolumen de catalizador ms bajo, una ms larga vida del catalizador y recipientes a presinmenos costosos.

El shift gas se enfra an ms y luego entra a la seccin de remocin de CO 2 (7), Donde el CO2se elimina por lavado (8). El gas lavado, despus de un precalentamiento, entra al reactorMetanador (9), donde las trazas restantes de xidos de carbono se convierten en metano.

El gas de sntesis limpio puede entrar en el compresor syngas (10), donde se comprime a lapresin de sntesis. Dentro del compresor de syngas, el gas es secado por un lavado de amoniacoimpulsado por un eyector Casale para remover la saturacin de agua y posibles trazas de CO2.Esta tecnologa patentada aumenta an ms la eficiencia del circuito de sntesis, mediante lareduccin de los requerimientos de potencia del compresor de gas de sntesis y la carga deenerga en la seccin de refrigeracin del circuito de sntesis.

El Syngas comprimido alcanza el circuito de sntesis (12), donde se convierte en amoniaco en elconvertidor Casale axial-radial (13), caracterizado por la conversin ms alta por paso yresistencia mecnica. El gas es entonces enfriado aguas abajo, en una caldera de calor residual(14), que ofrece el diseo tubos de agua de Casale, donde se genera vapor de alta presin. El gasse enfra adicionalmente (15 y 16) para condensar el producto amoniaco (17) que es separado acontinuacin, mientras que se recircula el gas sin reaccionar (18) de vuelta al convertidor (19).Los inertes (20), presentes en el gas de sntesis, se purgan del circuito a travs de la unidad derecuperacin de purga Casale (21), lo que garantiza una recuperacin casi completa delhidrgeno purgado (22) de vuelta al circuito de sntesis (12), mientras que los inertes sonreciclados como combustible (23) de nuevo al reformador primario (3).

Economa: Gracias a la alta eficiencia del proceso y diseo de los equipos, el consumo total deenerga es inferior a 6,5 Gcal / TM de amonaco producido.


7/54


Grupo B Page 7

Plantas comerciales: Una planta de 2.050 tpd ha estado en funcionamiento desde principios de2008, y cuatro ms de 2050 tpd cada uno, estn en construccin.

Licenciante: Ammonia Casale SA, Switzerland.

1.2 LICENCIANTE UHDE GMBH (Amoniaco Dual pressure process)

Aplicacin: produccin de amonaco a partir de gas natural, GNL, GLP O nafta. El procesoutiliza vapor convencional de reformacin para la generacin de gas de sntesis en la partedelantera del proceso, mientras que la seccin de sntesis comprende una siguiente seccinseguido del circuito de sntesis. De este modo se optimiza las plantas de amoniaco para producirgrandes capacidades. La primera planta sobre la base de este proceso ser la planta de amoniacoSAFCO IV en Al-Jubail, Arabia Saudita, que est actualmente en construccin. Este concepto esla base de las plantas, incluso ms grandes (4.000-5.000 tpd).

Descripcin:



8/54


Grupo B Page 8

El material de alimentacin (por ejemplo, gas natural) se desulfura, mezclado con vapor de aguay se convierte en gas de sntesis sobre catalizador de nquel a aproximadamente 42 bar y 800-850 C en el reformador primario. El reformador de vapor Uhde es un reformador con tubos de aceromicro aleacin y un sistema propio cold outlet manifold, lo que mejora la fiabilidad.

En el reformador secundario, se admite aire de proceso en el gas de sntesis a travs de unsistema de boquilla especial dispuesta en la circunferencia del cabezal del reformador secundarioque proporciona una buena mezcla de aire y gas.

La generacin de vapor de alta presin (HP) sobrecalentado garantiza la mxima recuperacinde calor del proceso para lograr un proceso eficiente con optimizacin de energa.

Conversin de CO se logra en el HT y LT Shift sobre un catalizador estndar, mientras que elCO2 se elimina en la unidad de lavado mediante el proceso BASF-aMDEA, por el proceso UOP-Benfield o por UOP-Amine Guard process. Los xidos de carbono remanentes se convierten a

metano por metanizacin cataltica hasta quedar niveles de ppm.El circuito de sntesis de amonaco utiliza dos etapas. El gas se comprime en dos etapas conrefrigeracin intermedia. La presin de descarga de este compresor es de aproximadamente 110bar. Una vez enfriado pasa convertidor, en este lugar produce un tercio del total de amonaco. Elefluente de este convertidor se enfra y la mayor parte del amonaco producido se separa del gas.

En el segundo paso, el gas de sntesis restante es comprimido a la presin de funcionamiento delsistema de sntesis de amoniaco (aproximadamente 210 bar) en la carcasa de HP del compresorde gas de sntesis. Esta carcasa de HP funciona a una temperatura mucho ms baja que la usual.La presin del sistema de sntesis se logra mediante la combinacin de la segunda carcaza

refrigerada del compresor de gas de sntesis y una presin frontal ligeramente elevada.

El amonaco lquido se separa por condensacin a travs de una seccin, el circuito de sntesis essub enfriado y dirigido a almacenamiento, o si no se lleva a temperaturas moderadas para otrosconsumidores.

Vapores de amoniaco y gases de purga se tratan en un sistema de lavado y una unidad derecuperacin de hidrgeno (no mostrada), los gases restantes se utilizan como combustible.

Economa: las cifras de consumo tpicas (alimentacin + combustible) son de 6,7 a 7,2 Gcal por

tonelada de amoniaco y depender del concepto de planta individual, as como las condicioneslocales.

Plantas comerciales: la primera planta sobre la base de este proceso es la planta SAFCO IVamoniaco con 3.300 tpd mtrica en AI-Jubail, Arabia Saudita, en funcionamiento desde el 2006.Una segunda planta se encuentra en construccin.

Licenciante Uhde GmbH


9/54


Grupo B Page 9

1.3 LICENCIANTE HALDOR TOPSOE A / S

Aplicacin: Para producir amoniaco a partir de una variedad de material de alimentacinhidrocarbonado que van desde el gas natural a la nafta pesada utilizando la tecnologa deamonaco de baja energa Topsoe.

Descripcin:


Gas Natural u otra materia prima de hidrocarburo se comprime (si se requiere), desulfurado,mezclado con vapor y luego se convierten en gas de sntesis. La seccin de reformacincomprende un pre-reformador (opcional, pero da beneficios particulares cuando el material dealimentacin son hidrocarburos pesados o nafta), un reformador tubular y un reformadorsecundario, donde se aade aire de proceso. La cantidad de aire se ajusta para obtener unarelacin de H2/N2 de 3.0 como se requiere por la reaccin de sntesis de amoniaco. El reformadortubular de vapor es propiedad de Topsoe. Despus de la seccin de reformado, el gas de sntesisse somete a alta y baja temperatura de conversin shift, la eliminacin de dixido de carbono ymetanizacin.


10/54


Grupo B Page 10

El gas de sntesis se comprime a la presin de sntesis, que tpicamente vara desde 140 hasta 220Kg/cm2g y se convierte en amoniaco en un circuito de sntesis utilizando convertidores radialesde flujo de sntesis, ya sea el de tres lechos S-300 o S-350, el concepto de uso de un convertidorS-300 seguido por una caldera de vapor o sobrecalentador, y de un lecho convertidor S-50. Elproducto amonaco se condensa y se separa por refrigeracin. Este proceso de diseo es flexible,y cada planta de amoniaco ser optimizado para las condiciones locales mediante el ajuste dediversos parmetros del proceso. Topsoe suministra todos los catalizadores utilizados en lasetapas de proceso cataltico para la produccin de amonaco. Las caractersticas tales como lainclusin de un prereformador, la instalacin de un quemador en forma de anillo con boquillaspara el reformador secundario y la actualizacin a un convertidor de amoniaco S-300, todas lascaractersticas sern facilitar el mantenimiento y mejorar la eficiencia de la planta.

Plantas comerciales: Ms de 60 plantas utilizan el concepto de proceso Topsoe. Desde 1990,50% de la nueva capacidad de produccin de amonaco se ha basado en la tecnologa de Topsoe.

Capacidades de las plantas construidas dentro de la ltima gama de 650 TMPD hasta ms de2000 TMPD. El diseo de nuevas plantas con una capacidad an mayor est disponible.

1.4 LICENCIANTE UHDE GMBH

Aplicacin: Este proceso se utiliza para producir amoniaco a partir del gas natural, GNL, GLP onafta.Otros hidrocarburos - carbn, petrleo, residuos de metanol o purga de gas tambin son posiblescomo materias primas con ciertas adaptaciones. Este proceso utiliza la reformacin convencional

con vapor para la generacin de gas de sntesis y un circuito de sntesis de amonaco. Estoptimizado con respecto al bajo consumo energtico y la mxima fiabilidad. La planta msgrande de un solo tren construido por Uhde con una sntesis convencional tiene una capacidadnominal de 2.200 toneladas mtricas por da.Sin embargo para capacidades superiores es recomendable el Proceso de doble presin Uhde.


11/54


Grupo B Page 11

Descripcin:


Las materias primas (gas natural un ejemplo) son desulfuradas, mezcladas con vapor de agua yse convierten en gas de sntesis sobre un catalizador de nquel de aproximadamente 40 bar y 800C a 850 C en el reformador primario. El reformador de vapor Uhde es un reformador con tubosde acero micro aleacin y un sistema propio cold outlet manifold, lo que mejora la fiabilidad.

En el reformador secundario, el aire de proceso es admitido en el gas de sntesis a travs de un

sistema de boquilla especial dispuesta en la circunferencia de la cabeza del reformadorsecundario que proporciona una mezcla perfecta de aire y gas. Con la generacin de presin alta(HP) y sobrecalentamiento garantizan el uso mximo de calor para lograr un proceso eficiente deenerga optimizada.


12/54


Grupo B Page 12

El CO se convierte en CO2 y en el cambio de LT sobre los catalizadores convencionales. El CO2se retira en una unidad de lavado, que normalmente es la BASF-aMDEA o el proceso UOP-Benfield.

Los xidos de carbono restantes se reconvirtieron en metano en la metanizacin cataltica hastaniveles de ppm.

La sntesis de amonaco utiliza dos convertidores de amonaco con tres lechos de catalizador. Elcalor residual se utiliza para la generacin vapor de alta presin y los generadores de vapor derecuperacin de calor con agua de alimentacin integrada van al precalentador de caldera quecontiene una placa de tubos refrigerados especiales para minimizar la temperatura de la piel y lastensiones materiales.

Los convertidores mismos tienen el concepto de flujo radial para minimiza la cada de presin

en el circuito de sntesis y permite tasas de conversin mxima de amonaco.El amonaco lquido se separa por condensacin desde el circuito de sntesis y ser subenfriado yluego llevado al almacenamiento, o se transporta a temperatura moderada para los consumidoressubsiguientes.

El vapor de amonaco y gases de purga se tratan en un sistema de lavado y una unidad derecuperacin de hidrgeno (no mostrado), y los restos se utilizan como combustible.

Plantas comerciales: Entre 1998 y 2010 se han construido nueve plantas de amoniaco, y seisinstalaciones estn bajo la ingeniera o construccin con capacidades que van desde 600 tpd

mtrica hasta 2, 200 tpd mtrica.

2. PROCESO DE OBTENCIN DE UREA

Reacciones principales: La obtencin de urea pasa por la produccin de un intermedio llamadocarbamato de amonio que por deshidratacin genera urea, las principales reacciones qumicasson las siguientes:

Las dos reacciones estn en equilibrio y sus principales limitaciones son las siguientes:

No hay una conversin total de los reactivos.

No hay una desaparicin completa del producto intermedio, carbamato, hacia la urea.


13/54


Grupo B Page 13

La reaccin de transformacin de carbamato en urea es muy lenta, por lo que determina lavelocidad de reaccin.

Estos hechos hacen necesarios operar en dos etapas:

En la primeara, se obtiene un efluente constituido por urea (40 a 60 %), carbamato deamonio, y los reactantes no convertidos como el amoniaco y el gas carbnico.

En la segunda, se elimina el carbamato de amonio por un proceso de descomposicin,siguiendo la inversa de la reaccin de formacin para obtener los reactivos de partida:

La principal reaccin secundaria es la siguiente:

En ella se forma un compuesto denominado Biuret, como consecuencia de la recuperacin ypurificacin de la urea.El biuret es un veneno para la flora por lo que su concentracin debe ser inferior a 0.9 % en lacomposicin del producto final.

Sntesis: Se realiza en una sola etapa en un reactor en las condiciones de operacin siguientes:temperatura de 180-220 C y presin de alrededor 200 atmsferas.El amoniaco y el dixido de carbono estn presentes en el reactor de sntesis en una relacin de3.5:1 respectivamente (exceso de amoniaco) para promover la formacin de urea.

Segn estas condiciones ms del 70% de carbamato es descompuesto a urea. La mezcla formadapor urea y carbamato amnico se deja expansionar a 200 C y 30 atmsferas, en estascondiciones ingresan a una columna de destilacin (descomponedor). En este equipo la urea salepor el fondo, liberndose del carbamato amnico. El carbamato amnico se descompone enamoniaco y gas carbnico, saliendo estos gases por el tope de la columna.La solucin es concentrada por evaporacin para posteriormente ingresara a una torre de secadopara obtener urea granulada.

A continuacin se presenta las principales licenciantes de tecnologa para la obtencin deamoniaco:

2.1. LICENCIANTE SAIPEM

Aplicacin: Produce Urea a partir de amoniaco y dixido de carbono usando un proceso destripping de amoniaco.


14/54


Grupo B Page 14

Descripcin:


Amoniaco (NH3) y dixido de carbono (CO2) reaccionan a 150 bar para producir urea ycarbamato de amonio. La conversin en el reactor es muy alta favorecida por un ratio deNH3/CO2 de . . y una temperatura de operacin de a . on estascondiciones se previene problemas de corrosin.

El carbamato es descompuesto en tres etapas a diferentes presiones: en el stripper a la mismapresin que el reactor, en el descomponedor de media presin a 18 bar y en el descomponedor debaja presin a 4.5 bar. Los reactantes que no se han transformado en urea son recirculados alreactor por medio de un eyector. Los equipos principales son instalados al nivel del suelo. Este

layout es esencial para las plantas grandes. Los intercambiadores de calor estn especialmentedesarrollados para usar una baja energa.

Cualquier acabado del producto puede ser acoplado a la sntesis: Prilling y granulado, ambosdirectamente o por cristalizacin.


15/54


Grupo B Page 15

La planta es completamente libre de problemas de contaminacin. Todos los venteos soneficientemente tratados o quemados para descargar a la atmsfera prcticamente libre deamoniaco o urea. Las aguas residuales del proceso se hidrolizan dentro de la planta para logaragua en especificacin para alimentacin a la caldera y recuperar el amoniaco y dixido decarbono.

La tecnologa de granulacin de snamprogetti es aplicada en plantas operativas de 1650 tpddesde 1990.

Economa: La materia prima utilizada para producir 1000 kg de urea (tipo prilling) son lassiguientes:

INSUMOS Y MATERIA

PRIMA

CONSUMO

Amoniaco (kg) 566Dixido de carbono (kg) 735Vapor a 110 bar y 510 C (kg) 735Electricidad (kWh) 21Agua de enfriamiento (m ) 80

Plantas comerciales: 116 plantas han sido licenciadas, con una capacidad hasta de 3850 tpd enun solo paso.

Licenciante: Saipem

2.2 TOYO ENGINEERING CORP. (TOYO)

Aplicacin: Se utiliza para producir urea a partir de amonaco (NH3) y dixido de carbono (CO2)

mediante el proceso de separacin de CO2.


16/54


Grupo B Page 16


Descripcin: Amonaco y dixido de carbono reaccionan a 155 bares para sintetizar urea ycarbamato. La tasa de conversin del reactor es muy alta bajo la relacin N / C de 3,7 con unatemperatura de 182 C - 185 C.

Los materiales no convertidos en la sntesis de solucin se separan de manera eficiente mediantela eliminacin del CO. La condicin de funcionamiento ms suave y el uso de dos fases de aceroinoxidable van evitar problemas de corrosin. El gas procedente del separador se condensa en uncondensador vertical de carbamato. Se usa alta presin (HP) en el eyector para el sistema internode recirculacin y los principales equipos de sntesis se encuentran a nivel del suelo.

La solucin de urea a partir de la seccin de sntesis se enva a una presin media (MP) de 17 bary una de baja presin (LP) a 2,5 bar para purificacin adicional. El amonaco reciclado sinpureza es necesario para lograr una alta separacin en el stripper.

La unidad de evaporador de vaco produce material fundido de urea a la concentracin requerida,ya sea para formacin de prilling o de granulacin.


17/54


Grupo B Page 17

El lavado del venteo y el proceso de la unidad de tratamiento de condensados tratan a todas lasemisiones, por lo tanto, la planta es libre de contaminacin. El condensado del proceso sehidroliza y reutiliza como agua de alimentacin de caldera.

Toyo Engineering Corp. (TOYO) tiene una tecnologa de granulacin de chorro de fluido enlecho para producir urea granular tpicamente 2 mm - 4 mm de tamao. Debido a ser elpropietario del granulador, el consumo de energa elctrica es la ms baja entre los procesos.

Economa: Materia prima y consumos por tonelada de urea granulada son:

INSUMOS O MATERIAPRIMA

CONSUMO

Amonaco, Kg 566

dixido de carbono, Kg 733

vapor, 110 bar 510 C 690energa elctrica, Kw/h 20

agua, refrigeracin, m3 75

Plantas Comerciales.

Ms de 100 plantas, incluyendo las plantas de granulacin de urea, se han diseado y construidoen base a tecnologa de TOYO.

2.3 STAMICARBON B.V. (UREA MEGAPLANT)

Aplicacin: Se utiliza para producir urea a partir de amonaco (NH3) y dixido de carbono(CO2), utilizando la tecnologa urea Stamicarbon de stripping de CO2.

La urea encuentra su aplicacin en 90% como fertilizante, tambien se utiliza como material debase para la produccin de resinas de melamina, como alimento para el ganado, y como unagente de reduccin de NOx "Ad blue"Descripcin:


18/54


Grupo B Page 18


Las grandes plantas de urea requieren equipo de alta presin (HP) que es difcil y costoso defabricar. Para reducir los costos, Stamicarbon ha desarrollado un concepto de Mega planta queson plantas de urea de una sola lnea que producen 5.000 tpd de urea.

En el concepto de la Mega planta Stamicarbon, una porcin del efluente lquido del reactor deurea se desva a una seccin de reciclado a presin media (MP), reduciendo as el tamao de los

vasos HP necesarios. Gracias al concepto de Mega planta, el tamao del equipo requerido y laslneas de HP no exceder el tamao de los equipos necesarios para 3500 tpd. Una Mega plantapuede ser construida tanto con el Stamicarbon AVANCORE o la urea Stamicarbon 2000 ademsde esta tecnologa.

Alrededor del 70% de la solucin de urea que sale del reactor fluye hacia el separador de altapresin de CO2. El resto se alimenta a una seccin de recirculacin. La alimentacin reducida delquido para el separador, a su vez, reduce no slo el tamao del separador, sino tambin elintercambio de calor. El grado de eficiencia de separacin se ajusta para asegurar vapor de bajapresin como mucho es producido por la reaccin de carbamato en el condensador, ya que se

necesita en las secciones aguas abajo de la planta.

Alrededor del 30% de la solucin de urea que abandona el reactor se expande y entra en unseparador de gas / lquido en una etapa de recirculacin que funciona a una presin reducida.

Despus de la expansin, la solucin de urea se calienta por vapor de media presin. Mediante elcalentamiento de la solucin de urea, el carbamato no convertido se disocia en NH 3 y CO2.


19/54


Grupo B Page 19

El concepto de mega planta de Stamicarbon no necesita de la seccin de recirculacin de NH3como son comnmente vistos en competidores, en plantas de urea de recirculacin total. Esto esporque el bajo ratio molar NH3:CO2 en el separador de gases permite una fcil condensacinsolamente como carbamato.

La presin de operacin en la etapa e recirculacin de media presin es alrededor de 20 bar.Luego la solucin de urea deja el separador de disociacin de media presin, este flujo entra enun stripper adiabtico de CO2, que utiliza CO2 para despojar la solucin.

Como resultado de este proceso el ratio molar NH3:CO2 en el lquido que deja la seccin derecirculacin de media presin, es reducido, esto facilita la condensacin de gases de carbamatoen el siguiente paso. Los vapores que salieron del separador de disociacin de media presinjunto con los gases que salieron del stripper adiabtico de CO2 son consensados en el lado de lacarcasa del evaporador. El carbamato formado en la etapa de recirculacin de baja presin estambin ingresado en la carcasa del evaporador. El calor liberado por la condensacin es usado

para concentrar la solucin de urea. Adems la concentracin de la solucin de urea es alcanzadausando vapor de baja presin.

Los remantes de NH3 y CO2 dejan la carcasa del evaporador y son enviados al condensador decarbamato de media presin. El calor liberado por condensacin en este condensador es disipadomediante el sistema de agua de enfriamiento. Este proceso forma carbamato que contiene solo20% a 22% en peso de agua. El carbamato es transferido por una bomba de alta presin hacia ellavador de alta presin en la seccin de sntesis de urea. La solucin de urea que deja el stripperadiabtico de CO2 y el stripper de alta presin son expandidos juntos en la seccin derecirculacin de baja presin.

Economa: Dependiendo de las diferentes opciones de intercambio de calor en el diseo, losmateriales y la utilidad consumos de materia prima por tonelada de producto de ureanormalmente son:

INSUMOS O MATERIA PRIMA GRANULADA PRILLING

Amonaco, Kg 564 767

Dixido de carbono, Kg 730 733

Vapor, 23 bar, 330 C , Kg 770 785

Poder elctrico, Kwh 56 20Agua, enfriamiento ( T = C), m3 64 71

Plantas comerciales: En la actualidad cinco plantas de urea estn utilizando esta tecnologa deMega plata en su operacin.


20/54


Grupo B Page 20

2.4 STAMICARBON (UREA 2000 PLUS)

Aplicacin: para producir urea a partir de amonaco (NH3) y dixido de carbono (CO2),produccin de resinas, melamina, como alimento para el ganado y como un agente reductorutilizando la tecnologa Stamicarbon de stripping CO2. La urea encuentra su aplicacin para el

90% como fertilizante, adems la urea se utiliza como material de base para la de NOx.

Descripcin: El amonaco y CO2 reaccionan a la presin de sntesis de 140 bar formando urea ycarbamato (fig. 1). La conversin de amoniaco, as como de CO 2 en la seccin de sntesis es de80%, debido a una recirculacin extremadamente bajo de carbamato. Debido a la alta eficienciade amoniaco, amonaco no puro se recicla en este proceso. La temperatura de sntesis de 185 Ces baja y, en consecuencia, la corrosin en la planta es insignificante.

Debido a la diferencia de elevacin dentro de la seccin de sntesis, el reciclado interno se basaen el flujo por gravedad. Esto se traduce en requerimientos de energa elctrica muy baja. El gas

de sntesis de condensacin en el condensador o reactor pool genera vapor, que se utiliza en lassecciones aguas abajo dentro de la planta. Consumo de vapor de proceso es bajo.



21/54


Grupo B Page 21

En el procesamiento los inertes son ventilados a la atmsfera despus del lavado, por lo quelas emisiones de amoniaco en la planta son prcticamente cero.

Debido a las altas conversiones en la sntesis, la seccin de reciclado de la planta es muypequea. Una etapa de evaporacin con un sistema de condensacin de vaco produce urea

fundida con la concentracin requerida ya sea para la granulacin o prilling.

El agua de proceso se produce en la planta es tratada en una seccin desorcin / hidrolizador.En esta seccin se produce un efluente, que es adecuado para su uso como agua dealimentacin de caldera.

Con la tecnologa de Stamicarbon del condensador, la condensacin se puede hacer muyeficiente mediante la inversin del condensador de carbamato de alta presin. TecnologaUrea 2000plus de Stamicarbon se puede ofrecer para capacidades de hasta 5,000 tpd - 6000tpd.

Dando un paso ms, Stamicarbon invent el reactor (fig.2), que combina de forma efectiva elcondensador y el reactor de urea aguas abajo en una sola pieza de equipo de alta presin. Elreactor tipo pool de las plantas de urea se ofrecen actualmente para capacidades de hasta 2300 tpd.



22/54


Grupo B Page 22

Economa: en funcin de las distintas opciones de intercambio de calor en el diseo, losmateriales y consumos de materia prima por tonelada de producto de urea normalmente son:


Amonaco (kg) 564 567

Dixido de carbono (kg) 730 733

Vapor, 23 bar, 330C (kg) 770 785

Energa elctrica kWh 56 20

Agua, refrigeracin m 64 71

Plantas comerciales: Ms de 150 plantas estn en funcionamiento. La unidad de una sola lneams grande con urea 2000plus technology produce ms de 3600 tpd.

Licenciante: Stamicarbon B.V.

2.5 STAMICARBON (AVANCORE PROCESS)

Aplicacin: para producir urea a partir de amonaco (NH3) y dixido de carbono (CO2),produccin de resinas, melamina, como alimento para el ganado y como un agente reductorutilizando la tecnologa Stamicarbon de stripping CO2. La urea encuentra su aplicacin para el90% como fertilizante, adems la urea se utiliza como material de base para la de NOx.

Descripcin:


23/54


Grupo B Page 23


Amoniaco y dixido de carbono se introducen a alta presin (HP) usando una bomba deamoniaco de alta presin (HP) y compresor de dixido de carbono (fig 1). El NH3, junto con lasolucin de carbamato de la seccin de recirculacin, aguas abajo, entra en el condensador.

La mayor parte del CO2 entra en la sntesis a travs del separador de HP en contracorriente a la

solucin de urea y carbamato que sale del reactor. Por el lado de la carcasa, el separador de altapresin se calienta con vapor. El gas de escape del separador contiene CO2 junto con NH3 y CO2resultante de carbamato disociado, se introduce en el condensador.

La parte menor del CO2, entrando en la sntesis de la alimentacin, entra en el reactor de urea enla parte inferior con el fin de producir suficiente calor para la reaccin endotrmica de urea.

En el condensador, NH3 y CO2 se condensan a partir de carbamato, y una parte sustancial de laconversin a la urea ya se ha establecido aqu. El calor liberado por la condensacin y laposterior formacin de carbamato se utiliza para producir vapor de baja presin reutilizable.

Aguas abajo del condensador, el lquido de urea y carbamato entra en el reactor vertical, si esnecesario, que se encuentra a nivel del suelo. Aqu se lleva a cabo La parte final de la conversinde urea. La solucin de urea a continuacin, sale de la parte superior del reactor, todo por flujopor gravedad a travs de un embudo de desbordamiento, antes de ser introducido en el separadorde alta presin. Los gases que salen del reactor de urea se dirigen al condensador.


24/54


Grupo B Page 24

Los gases que salen del condensador se introducen en el lavador que opera a una presinreducida. Aqu, el gas se lava con la solucin de carbamato de la etapa de recirculacin de bajapresin. La solucin de carbamato enriquecida se alimenta a continuacin en el condensador.Este flujo de carbamato enriquecido no contiene ms agua que las plantas de generacionesanteriores de Stamicarbon, lo que significa que las conversiones en la seccin de sntesis son tanaltas. Los gases inertes que salen del lavador a presin reducida que contiene algo de NH3 y CO2se liberan a la atmsfera despus del tratamiento en un absorbedor de baja presin.

Economa: en funcin de las distintas opciones de intercambio de calor en el diseo, losmateriales y la utilidad consumos prima por tonelada de producto de urea normalmente son:


Amonaco (kg) 564 567

Dixido de carbono (kg) 730 733

Vapor, 23 bar, 330C (kg) 770 785

Energa elctrica kWh 56 20

Agua, refrigeracin m 64 71

Plantas Comerciales: el proceso de urea AVANCORE es un nuevo concepto de sntesis deurea, que incorpora todos los beneficios de Stamicarbon de las anteriores innovacionesprobadas. El proceso de urea AVANCORE combina las ventajas de la tecnologa de urea2000plus.

Licenciante: Stamicarbon B.V

2.6 UREA CASALE

Aplicacin: Para producir urea a partir de amonaco (NH3) y dixido de carbono (CO2). Elproceso se basa en la aplicacin de equipo altamente eficiente de Casale, incluyendo:

- Condensador completo Casale- Casale-dente bandejas de alta eficiencia- Hidrolizador Casale de alta eficiencia, es un proceso de separacin de CO 2 mejorada.


25/54


Grupo B Page 25

Descripcin:


La urea se forma a partir de CO2 (18) y NH3 (19) en el circuito de HP (1) en el reactor (2)provisto de Casale-Dente bandejas de alta eficiencia. La solucin de urea (3) del reactor (2), que

contiene todava NH3 y CO2 sin reaccionar, se trata en primer lugar en un separador (4), queoperan a la misma presin que el reactor, se calienta con vapor de agua y el usando CO 2 (18)como agente despojador para recuperar la mayor parte del CO 2 y NH3 sin reaccionar.

La corriente de vapor (5) (NH3, CO2 y H2O) generado en el separador, que contiene todos losproductos inertes, se divide despus de salir del separador (4) de alta presin (HP). Una porcinde la corriente de vapor se enva al condensador de carbamato de HP (6) (condensador completoCasale), mientras que el resto de los vapores van directamente al reactor (2)

El condensador Casale (6) es prcticamente un condensador sumergido y el flujo de carbamatoobtenido en este equipo se enva al reactor.

Desde el separador (4), la solucin de urea, que contiene todava NH3 y CO2 sin reaccionar, seenva a la etapa de descomposicin a una baja presin (LP) / etapa de condensacin (7a + 7b)cuando la totalidad de los remanentes NH3 y el CO2 sin reaccionar son recuperados en forma deuna solucin de carbamato (8).


26/54


Grupo B Page 26

La solucin de urea-agua (9), que contiene slo pequeas cantidades de NH3 y CO2, se trataadicionalmente en una seccin de evaporacin al vaco (10) para obtener una masa fundida deurea (11) de la torre de granulacin o granulador.

El proceso de condensacin, obtenido a partir del condensador de vaco (12) se purifica con dos

columnas y una hidrolizador (13) para eliminar todo el NH3, CO2 y urea, obteniendo de estemodo el agua purificada (14).

La solucin de carbamato (15) obtenido en la seccin de LP se enva primero al lavador HP (16),donde se lavan los gases inertes (17) que salen del circuito de HP, y luego se enva a travs delcondensador Casale (6) al reactor (2).

Economa: Gracias a su diseo, el proceso de circuito de flujo dividido Casale es altamenteeficiente, para una capacidad dada, los beneficios del proceso incluyen baja inversin debido alos equipos de menor tamao y el consumo de vapor de baja a media presin (22 bar,

sobrecalentado) de 750 Kg / tonelada y el consumo de materia prima casi estequiomtrica .Plantas comerciales: Tres plantas estn en operacin por el proceso de circuito de flujodividido, con capacidades que van desde 1,300 TMPD hasta 2300 TMPD. Adems, una plantacon capacidad de 1000 TMPD fue construido recientemente.

Licenciante: Urea Casale SA, Suiza

1. EVALUACIN Y SELECCIN DE TECNOLOGA

Para escoger la tecnologa ms conveniente, se comprar los diferentes rendimientos de materia

prima e insumos para obtener el producto, as como la cantidad de energa utilizada y el nmerode plantas instaladas.

AMONIACO

TECNOLOGA CASALEHALDORTOPSOE

UHDE GMBH

DUALPRESSUREPROCESS-

UHDE GMBHConsumo total

de energa (GJ/TMde producto)

6.5 No indica No indica 7.2

Plantasinstaladas

5 60 15 2

Insumos ymateria primas

No indica No indica No indica No indica

Tabla 1: Comparacin de licenciantes para amoniaco.


27/54


Grupo B Page 27

UREA TIPO PRILLING: MATERIA Y INSUMOS USADOS POR TONELADA DE UREAPRODUCIDA

TEC. Saipem CasaleToyo

EngineeringStamicarbon2000 PLUS

StamicarbonAvancore

StammicarbonMegaplant

Amonaco(Kg)

566 Noindica

566 567 567 767

dixido decarbono(Kg)

735No

indica733 733 733 733

vapor, 110bar510 C

735No

indica690 785 785 785

energaelctrica( Kw/h)

21No

indica20 20 20 20

agua,refrigeracin( m3 )

80No

indica75 71 71 71

Plantas

instaladas

116 4 100 1500 (nueva

tecnologa)

5

Tabla 2: Comparacin de licenciantes para urea.

Se seleccionan la tecnologa de Haldor Topsoe apara amoniaco y la de Stamicarbon 2000 pluspara urea.


28/54


Grupo B Page 28

2. TAMAO DE LA PLANTAUna planta de amoniaco de 1500 toneladas/da se considera como una planta de capacidadestndar. Existen plantas con capacidades por encima de las 1800 toneladas/da.Este es el tamao adecuado a partir del cual se alcanza una eficiencia en el proceso y en sistemaenergtico.Para nuestro caso se proyectar una planta de 2000 TM/da de capacidad (Todo el amoniacoproducido se usar para la fabricacin de urea).

3. LOCALIZACIN DE LA PLANTAConsideraciones para la seleccin:

Estos criterios fundamentales para la localizacin de la planta se agrupan en factores quedeterminarn la eleccin de los criterios detallados

- costo de materia prima- cercana del mercado- disponibilidad de potencia y combustibles- disponibilidad de y costo de mano de obra- posicin geogrfica- eliminacin de efluentes o residuos- servicios bsicos

Se tomar en cuenta tambin otros criterios del contexto y realidad del lugar en donde se planteaubicar la planta,

Criterios Fundamentales

Econmicos Estratgicos Institucionales


29/54


Grupo B Page 29

F igur a N1: Panorama en la zona sur del Per.Fuente: MI NEM

Se realizar la comparacin de diferentes propuestas de ubicacin, en los puntos ya mencionadosde forma cualitativa (an no se tiene datos econmicos exactos para un anlisis cualitativominucioso).

Propuestas de ubicacin:

- Pampa Melchorita o Clarita, Caete.

- Matarani, provincia de Islay, departamento de Arequipa.- Paracas, provincia de Pisco, departamento de Ica- San Juan o San Nicols de Marcona, distrito de Marcona, provincia de Nazca,

departamento de Ica- Ilo, provincia de Ilo, departamento de Moquegua


30/54


Grupo B Page 30

F igura N2: Gaseoductos exi stentes y en pr oyectos en la zona sur del Per.Fuente: M INE

F igura N3: Visin de la i ndustr ia en el Per.Fuente: MI NEM

PRODUCCIN Y SEPARACIN

DEL GAS NATURAL

PROYECTOSINDUSTRIALES


31/54


Grupo B Page 31

Evaluacin Y Seleccin De La Ubicacin De La Planta

La evaluacin ser determinada segn el rango de calificacin siguiente:

Rango de calificacin: de 0 a 1

Donde: 0 Poca probabilidad, no conveniente

: 0.5 Hay probabilidad, incertidumbre de dudas

: 1 Buena probabilidad, conviene

Mtodo cualitativo, localizacin de la plantaLUGARES DE

UBICACIN

FACTORES

A TOMAREN CUENTA

CaeteMatarani

(Arequipa)Paracas

(Ica)Marcona(Nazca)

Ilo(Moquegua)

Costo de materiaprima (transporte)

1 1 1 1 1

Cercana del mercado(costo)

0.5 1 0.5 0.5 1

Costo de mano deobra

1 1 1 1 0.5

Posicin geogrfica 1 1 1 1 1

Eliminacin deefluentes o residuos 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

Servicios bsicos 0.5 0.5

Posicin geogrfica 0.5 1 0.5 1 1

Disposicin polticaregional y nacional

1 1 1 1 1

TOTAL 5.5 7 5.5 6 6


32/54


Grupo B Page 32

Conclusiones:

Segn el anlisis cualitativo, la ubicacin adecuada de la planta sera Arequipa, pero los demslugares no se pueden descartar (no hay muchas diferencias en el anlisis cualitativo) Senecesitar un anlisis ms exhaustivo (De forma cuantitativa) entre las ubicaciones q dieron de

resultado los ms altos valores, as tenemos:

Matarani, Marcona e Ilo.


33/54


Grupo B Page 33

Principales Consumidores Nacionales

Corporacin Misti S.A.CORPORACIN MISTI, empresa peruana comercializadora de fertilizantes. Su operacinconsiste en la importacin, distribucin mayorista y comercializacin de fertilizantes complejos

NPK, nitrato de calcio, fertilizantes lquidos, fertilizantes simples y mezclas fsicas.

Tiene una lnea de Azufre para uso agrcola e industrial. Cuenta con marcas slidas yreconocidas en el pas y la participacin de mercado ms alta en la industria peruana de ladistribucin de fertilizantes. Maneja una fuerza de ventas en todo el pas, que tambin abarca aBolivia, llegando directamente a los agricultores.

Molinos & Cia S.A.MOLINOS & CIA S.A. es una empresa 100% peruana dedicada a la importacin ycomercializacin de fertilizantes de alta calidad.

Desde su creacin el 10 de Octubre de 1994, MOLINOS & CIA S.A. ofrece a sus clientesproductos, servicios y la atencin necesaria para su desarrollo agrcola, adems estamosaumentado continuamente servicios dirigidos a asegurar que los clientes reciban productosadecuados para sus cultivos y una entrega oportuna del mismo.

MOLINOS & CIA S.A. cuenta con un equipo de tcnicos de alto nivel y una amplia red dedistribucin a lo largo de todo el pas, a disposicin del agricultor y la agroindustria, ofreciendoproductos, soluciones y servicios para lograr una agricultura ms competitiva y sostenible en eltiempo.

MOLINOS & CIA S.A. actualmente es el fruto del trabajo en equipo de todas las personas queintegran el grupo humano de la empresa y es donde radica nuestra principal fortaleza.

Adems:

Servicios Agrcolas del Per S.A. ,INKAFERT S.A.C. , GAVILON PERU S.R.L Y SQM PerS.A. entre las mas importantes.


34/54


Grupo B Page 34

Dato importante:Molinos & Cia lidera las importaciones con U$ 26.3 millones (45%), Corporacin Misti U$ 17.9millones e Inkafert U$ 8.4 millones lideran las importaciones en el 2012.

Fuente : Sunat

Consumo Nacional del mes de Marzo

Importacin Urea Per Marzo 2012

La importacin de urea alcanza los U$ 58.1 millones a un precio de U$ 0.438 kilo promedio.

Fuente : Sunat
http://www.agrodataperu.com/wp-content/uploads/2012/03/00urea1.pnghttp://www.agrodataperu.com/wp-content/uploads/2012/03/00urea3.pnghttp://www.agrodataperu.com/wp-content/uploads/2012/03/00urea1.pnghttp://www.agrodataperu.com/wp-content/uploads/2012/03/00urea3.png


35/54


Grupo B Page 35

Pases de los cuales importamos:De Rusia importamos en el 2012 U$ 38.3 millones (66% del total), le sigue Venezuela que

reinicia sus ventas con el 19%.

Fuente: Sunat

Fuente: Sunat
http://www.agrodataperu.com/wp-content/uploads/2012/03/00urea2.pnghttp://www.agrodataperu.com/wp-content/uploads/2012/03/00urea2.png


36/54


Grupo B Page 36

Grfica Histrica de la Importacin de la rea:

Fuente: MINAG

Tendencia de crecimiento de la importacin de la rea:

Fuente: MINAG


37/54


Grupo B Page 37

PRODUCTOS SUSTITUTOS

Nitrato de Amonio

El nitrato amnico o nitrato de amonio es una sal formada por iones de nitrato y de amonio. Su

frmula es NH4NO3.

Se trata de un compuesto incoloro e higroscpico, altamente

soluble en el agua.

El nitrato de amonio se utiliza sobre todo como fertilizante por su buen contenido en nitrgeno.

El nitrato es aprovechado directamente por las plantas mientras que el amonio es oxidado porlos microorganismos presentes en el suelo a nitrito o nitrato y sirve de abono de ms larga

duracin.

Las mezclas del nitrato amnico con petrleo se utilizan como explosivos. Este compuesto

tambin es responsable de la mayor parte de los accidentes graves con los fertilizantes.

En el ao 2000 se realiz por parte de EFMA (European Fertilizer Manufacturers Association),

un compendio de ocho volmenes que presentaban los "Mejores procedimientos industriales

disponibles para la prevencin de la produccin y el control en la industria de fertilizantes

europea", en respuesta a las normativas europeas y espaolas.

En la actualidad, existen en Europa, segn EFMA, en torno a diez mtodos diferentes para la

produccin industrial del nitrato amnico en sus diferentes riquezas, no existe un nico

procedimiento que pueda ser considerado como el ms ventajoso respecto al resto, debido

fundamentalmente a dos razones:

Las consideraciones comerciales influirn en la eleccin de un proceso u otro.

Se puede obtener el mismo producto, con caractersticas similares mediante la utilizacin de

mtodos distintos.

Sulfato de Amonio


38/54


Grupo B Page 38

El sulfato de amonio es una sal cuya frmula qumica es (NH4)2SO4.

El principal uso que se le da es como fertilizante.

Para la produccin hay una serie de procedimientos, todos los cuales se fundan en la reaccin:

2NH3 + H2SO4 => (NH4)2SO4

El sulfato de amonio es un fertilizante cido y puede acidificar la zona fertilizada para

propsitos especficos.

En agricultura el azufre es importante en formacin de protenas y enzimas. Deficiencias de

azufre son muy similares a la de nitrgeno (hojas amarillas en la planta). El azufre es unelemento soluble en la tierra y los niveles dependen mucho de la historia del campo,

fertilizantes usados y cultivos sembrados. Maz, habichuelas, sorgo puede tener problemas con

falta de azufre. Con estos cultivos es bueno usar sulfato de amonio.

Fertilizantes Fosfatados

El Fsforo desempea un papel importante en la fotosntesis, la respiracin, el almacenamientoy transferencia de energa, la divisin y el crecimiento celular y otros procesos de las plantas.

Slo una pequea cantidad del fsforo del suelo (que proviene de degradacin de minerales) es

posible disponerlo para las plantas, por lo que hay que mejorarlas con fertilizacin.

El Fsforo aportado, en un 100 % asimilable por las plantas, del que un porcentaje muy elevado

(ms del 95%) es soluble en agua y pasa directamente a la solucin de suelo, garantiza un

excelente resultado agronmico.

Los fosfatos amnicos tienen una reaccin residual cida, aunque inicialmente tienen una

reaccin alcalina, por lo que son muy adecuados para suelos neutros o bsicos.

La fertilizacin con fsforo es clave, no slo para restituir los niveles de nutriente en el suelo,

sino tambin para obtener plantas ms vigorosas y promover la rpida formacin y crecimiento

de las races, hacindolas ms resistentes a la falta de agua. El Fsforo tambin mejora la

calidad de frutas y granos, siendo vital para la formacin de las semillas. La deficiencia de

fsforo retarda la madurez del cultivo.


39/54


Grupo B Page 39

Los fosfatos de amonio poseen excelentes propiedades fsicas, resultando actualmente los

fertilizantes fosfatados ms populares. Entre otras ventajas son los fertilizantes ms

concentrados del mercado, entre 62 y 64% de nutrientes.

El fsforo de los fosfatos de amonio es totalmente soluble en agua.

Dihidrogenoortofosfato de Amonio (Fosfato Monoamnico - MAP) (NH4)H2PO4

El MAP es el fertilizante fosfatado de mayor uso en mezclas dado que sus combinaciones dan

una menor humedad crtica que usando fosfato diamnico (DAP).

Se lo aplica al voleo o en surcos incorporndolo segn zona, suelo y cultivo. La colocacin en

bandas o en franjas mejora sensiblemente el aprovechamiento de los fosfatos de amonio.

En fertirriego se puede conseguir una fuente altamente concentrada de Fsforo en

comparacin del estado slido; permite manejarlo y realizar mezclas con otros productos

cristalinos y tener frmulas balanceadas listas para su uso, preparadas de antemano.

Fosfato Diamnico (DAP) (NH4)2HPO4

El DAP es una fuente de fsforo (46%) de rpida asimilacin, aunque tambin tiene un 18% de

nitrgeno amoniacal. Se utiliza slo o en mezcla con otras materias primas que son fuente de

otros nutrientes, para producir una mezcla completa para fertilizar un cultivo.

El Fosfato Diamnico (DAP) es utilizado como arrancador en los cultivos extensivos, debido a su

mayor contenido de nitrgeno, es bueno para los cultivos que requieren dicho nutriente en su

etapa inicial. Es un producto con alta solubilidad en agua, lo que asegura una rpida respuesta a

la fertilizacin. El Nitrgeno incluido permite cubrir parte de las necesidades del cultivo duranteel primer perodo de crecimiento de la planta, donde el fsforo tiene un papel importante en la

planta en la produccin de races, de flores y frutos.


40/54


Grupo B Page 40

PLANTAS EXISTENTES

Hasta el momento no existe a nivel de amrica del Sur, ninguna planta cuya produccin sea

urea.

1. Port Neal, IowaLa planta de Urea fue construida entre 1966 y 1967. Con una capacidad original de 600 TM de

amoniaco anhdrido por da. Despus se expandi a 1,100 TM por da.

Por Neal tiene una capacidad de 1,075 toneladas de urea diaria y 160 toneladas de urea lquida

por da.

Basados en aproximadamente 1,100 TM por da de produccin de amoniaco y un total de

energa de 34 MMBtu por tonelada, el total de consumo del gas natural es de acerca de 40,000

MMBtu por da.

Lista de Productos:

- Solucin de Urea y Nitrato de Amonio (UAN)- Amoniaco anhdrido- Urea Granular- Nitrato de Amonio- Otra Urea

Fertilizantes fosfatados:

- Fosfato Diamnico- Fosfato Monoamnico


41/54


Grupo B Page 41

Planta de Urea Port Neal

Fuente: Pgina web de CF Industries

2. Pardis Petrochemical Co, Iran.Con una capacidad de 680 t/y de Amoniaco y una produccin de 1,075 t/y de Urea Granulada.

La produccin de la Urea es con fines de elaborar fertilizantes y como materia prima de

melanina.

El Gas natural de insumo es de 1,340 .

Proceso de Produccin

Fuente: Petrochemical Complexes.


42/54


Grupo B Page 42

3. Jagdishpur, IndiaCon una produccin de 1,350 t/d de amoniaco y 2,250 t/d de urea.

Debido a que la alimentacin necesaria de CO2 es insuficiente para convertir el NH3 a Urea, elCO2 se recupera del reformador de amoniaco para lo cual usan Flor.

Planta de Urea de Jagdishpur, India

Fuente: Pgina web de Zero Company.


43/54


Grupo B Page 43

PROYECTOS DE PLANTAS EN AMRICA DEL SUR

Proyecto de planta de Urea en Bolivia.

Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos (YPFB) pagar casi un milln de dlares por las

tierras donde instalar la planta de urea y amoniaco, sin embargo, segn especialistas la

localizacin obstaculizar la exportacin de su produccin.

El Gobierno acord con las comunidades 23 de Marzo y Koripunco del Chapare (trpico

cochabambino) para el pago de 2.500 dlares por cada una de las 400 hectreas que se utilizar

para la instalacin de la planta de urea, se conoci ayer a travs de un reporte de la red ERBOL.

Al inicio de las negociaciones los comuneros exigan 4.500 dlares por cada hectrea, lo cual

habra significado un costo de 1,8 millones de dlares. El convenio permite bajar en 90% el

costo que se habra pagado si se acceda al pedido inicial.

De acuerdo con el reporte de ERBOL, el presidente Evo Morales se reuni con las autoridades y

dirigentes de las organizaciones sociales de Bulo Bulo para mediar por una rebaja en el precio.

El jueves 14 de junio, en una visita de Morales al trpico, al referirse a la planta de urea yamoniaco, lament que algunos hermanos estn haciendo subir el precio del terreno, me

dicen que por ah est costando hasta 3.500 dlares la hectrea, 4.500 dlares, yo no s si es la

verdad, el precio catastral, precio comercial, pero ya tenemos un problema, necesitamos 400

hectreas para este proyecto, he pedido a nuestros alcaldes, a nuestros dirigentes que ayuden

a resolver. Si bien se report que se lleg a un acuerdo, ayer el Presidente insisti en que

esperamos que los compaeros de la Federacin de Mamor - Bulo Bulo estn resolviendo el

tema de tierras, as como ustedes tienen reivindicaciones, yo tambin.

El ex ministro de Hidrocarburos lvaro Ros sobre la ubicacin de la planta opin: No conozcouna planta de petroqumica en el mundo que no est ubicada sobre un puerto o en algn lugar

que tenga un acceso de transporte masivo para el producto, porque el gran dilema es que el

traslado de la urea es muy voluminoso y se necesitan sistemas masivos.

A su vez, el analista Carlos Miranda manifest que la ubicacin no es buena para sacar casi un

milln de toneladas de fertilizantes al ao, el costo de llevarlo es muy caro; el mercado natural


44/54


Grupo B Page 44

es Brasil y si no se tienen compromisos firmes de compra de urea, la planta ser un elefante

blanco porque ni Argentina ni Per van a comprar porque tienen asegurada su produccin

propia.

El complejo de urea demandar una inversin de 1.100 millones de dlares.

Analistas objetan tamao de planta

El ex superintendente de Hidrocarburos Carlos Miranda manifiesta que una planta de

fertilizantes de urea, del tamao que tiene planeado YPFB, no necesita un rea tan grande.

Argumenta que si se revisa las dimensiones de las plantas de estas caractersticas en el mundo

con esa capacidad veremos que estn funcionando en diez a 13 hectreas, nada ms.

Sin embargo, YPFB gestion la compra por 400 hectreas con las comunidades 23 de Marzo yKoripunco: la primera perdera el 50% de sus tierras, mientras que la segunda incluso el 100%.

El especialista lvaro Ros explica que una planta de amoniaco puede instalarse en unas 30 a

40 hectreas, eso es lo que generalmente hay; pero el tamao del terreno no es el problema,

sino que hay que tener una ubicacin adecuada desde un punto de vista tcnico, econmico y

de mercado en particular.


45/54


Grupo B Page 45

VIABILIDAD ECONMICA

Diagrama para la Produccin de Amoniaco y Urea

Fuente:

Descripcin de una instalacin industrial petroqumicaLmite de Planta:Es el lugar geogrfico que abarca la totalidad de la planta industrial.

Lmite de Batera (Battery Limit): Consta de una o varias fronteras geogrficas, imaginarias o reales, que

encierran una planta o unidad que se dise y/o construy, creado con el fin de proporcionar un medio

para identificar especficamente a ciertas partes de la planta, grupos relacionados con los equipos o

instalaciones asociadas.

Instalaciones fuera de los lmites de batera o Instalaciones generales (Off site Battery Limits u Off-

site): Se reconocen las instalaciones generales fuera de los lmites de batera, cuando estn lejos detodas las unidades de proceso, tales como el almacenamiento de campo, instalaciones de servicios, los

servicios pblicos, la principal subestacin elctrica, edificios administrativos, vas de ferrocarril y el

patio de almacenamiento, etc.

Se caracterizan tres tipos de instalaciones de esta categora:


46/54


Grupo B Page 46

Auxiliares (utilities): Estas instalaciones se refieren a aquellas que prestan servicios a las unidades de

produccin como son:

Caldera de generacin de vapor a diferentes niveles de presin.

Unidades de tratamiento de agua para servicios o procesos.

Unidades de tratamiento de efluentes. Sistemas de compresin de aire.

Sistema de refrigeracin de agua.

Sistema de generacin elctrica.

Unidades de preparacin de reactivos.

Complementarias (facilities): Son aquellas que facilitan el funcionamiento global de la planta.

Laboratorios

Oficinas

Cafetera Sistema contra incendios

Generadores de emergencia.

Talleres permanentes de mantenimiento.

Servicios (services): Estas instalaciones comprenden lo siguiente:

Las materias primas y auxiliares suficientes (reactivos, catalizadores, solventes) para un determinado

tiempo de funcionamiento.

Los elementos para almacenar el producto terminado, zonas de preparacin final de este paso

distribucin y comercializacin.

Fuente: Curso Procesos Petroqumicos, UNI-FIP, 2013


47/54


Grupo B Page 47

Estimacin de Inversin en Lmites de BateraTomando como base de clculo una capacidad de 2050 tpd o 0.738 MM ton por ao. Esta produccin

ser principalmente para cubrir el mercado nacional, pues al 2012 se registr una importacin de Urea

de 0.406 MM ton por ao, mientras que la produccin restante estar destinada a la exportacin (0.332MM ton por ao).

Calculo de la inversin total

Produccin de Urea = 738 000 TM/ao = 2.05 TM/da

Datos:

Stream factor = 8 000 h/ao = 333 das/ao = 0.9

Vida del proyecto = 10 aos

Precio del Gas (Abr-2013) = 3.81 US$/MMBtu

Calculo de la inversin para la capacidad de la planta

( )

Donde f es un exponente de extrapolacin o un factor de escala emprico; para este caso (Urea) el

factor es 0.59.

Entonces:

( )

Tomando como referencia la planta de Baha Blanca en Argentina, construida en el ao 2000 con una

inversin de 705 MMUS$.

Actualizacin de la inversin a Enero del 2013

( )

Se toma como referencia el ndice de la Chemical Engineering CEPCI (Chemical Engineering Plant Cost

Index). El cual en el ao 2000 fue 394.1, mientras que para Enero del 2013 muestra 571.4.

La inversin a Enero del 2013 es:


48/54


49/54


Grupo B Page 49

Calculo de costos de seguro, gastos generales y mantenimiento

Tasa y seguros = 0.02 (I1 + I2) = 33.9 MMUS$Gastos Generales = 0.01 (I1 + I2) = 16.9 MMUS$Mantenimiento = 0.04 (I1 + I2) = 67.8 MMUS$Total =33.9 + 16.9 + 67.8 = 118.7 MMUS$

Calculo de los costos operativos totales

Costos operativos + Costos fijos = 176.7 + 118.7 MMUS$ = 295.4 MMUS$

Inversin de una planta de Amoniaco y UreaIntroduccinCongruente con la informacin de la HPI Project Managers, Inc., la inversin de capital a lolargo de los ltimos aos se ha encontrado entre $105,000 y $120,000 por tonelada da, en casode una planta de pequea con capacidades entre 1200 a 1800 TPD (toneladas por da).Con una economa de escala, una planta mediana representa una menor inversin por toneladada, siendo esta de entre $92,000 a $104,000 por cada tonelada da producida en el rango de 3500a 5000 TPD.Para mega plantas como las que se construyen en Asia requieren una inversin de total de capitalde entre $322 a $364 millones. Sin embargo, debemos tener en cuenta que el costo indicado solocubre los costos dentro del lmite de batera, sin tomar en consideracin utilidades, unidades de

almacenamiento, equipos de reemplazo, etc.

Inversiones de Capital:El capital necesario para proveer los equipos e instalaciones de la Planta se denomina inversinde capital fijo, mientras que el capital necesario para la operacin de la planta se denominacapital de trabajo. La suma de la inversin de capital fijo y de capital de trabajo se conoce comoinversin total de capital o simplemente inversin total.


50/54


Grupo B Page 50

La inversin de capital fijopara la produccin representa el capital necesario para adquirir einstalar los equipos destinados al proceso, con todos los servicios auxiliares para elfuncionamiento del proceso completo. Son ejemplos tpicos de costos incluidos en las

inversiones de capital fijo para la produccin, los gastos en: las caeras, los instrumentos, lasaislaciones, las fundaciones y la preparacin del terreno.

El capital de trabajo est formado por la cantidad total de dinero invertido en:

1. materias primas y abastecimientos que se mantienen en depsito,2. productos terminados en depsito y productos semi-terminados que se encuentran en

proceso de produccin,3. cuentas a cobrar,

4. dinero en efectivo para el pago mensual de los gastos operativos, como salarios, jornalesy compras de materias primas,5. cuentas a pagar y6. impuestos a pagar.

Estimacin del Costo total del ProductoSe refiere a la estimacin de los costos de operacin de la planta y los costos para le venta de losproductos. Este costo suele subdividirse en costos de fabricacin y gastos generales.

Costos de fabricacin:Se incluyen todos los gastos directamente relacionados con la fabricacin o produccin y con losequipos fsicos de una planta de procesos. Los consideramos divididos en tres categoras, a saber:(1) costos directos de produccin,(2) gastos fijos y(3) gastos generales de la planta.

1. Los costos directos de produccin comprenden todos los gastos directamentevinculados con la fabricacin o produccin. Por ejemplo: los gastos para la adquisicinde materia prima, mano de obra directamente vinculada con el proceso; supervisin y

tareas administrativas directamente vinculados a la produccin; mantenimiento yreparaciones de la planta, suministro para las operaciones, potencia, servicios auxiliares,regalas, catalizadores.

2. Los gastos fijos son valores que permanecen prcticamente constantes, no varan muchocon las modificaciones del ritmo de produccin. Ejemplos de ellos son amortizaciones,impuestos, seguros y alquileres que requieren erogaciones que pueden considerarse fijos.


51/54


Grupo B Page 51

3. Los gastos generales de la planta comprenden los servicios mdicos y hospitalarios, elmantenimiento general y gastos varios de la planta, los servicios de seguridad, cargassociales sobre los salarios, incluyendo pensiones, vacaciones, servicios sociales y seguros

de vida. Estos gastos se paren mucho con los gastos fijos en el sentido que no varanmucho con el sentido de la produccin.

Gastos generales:Estos gastos generales pueden clasificarse en: gastos de administracin, gastos de distribucin yde marketing, gastos en investigacin y desarrollo, gastos de financiacin y gastos relacionadoscon las utilidades brutas.

Costos que intervienen en el costo total del producto, para una planta tpica de procesosqumicos:

Fuente: Max Peters, Diseo de Plantas y su Evaluacin Econmica


52/54


Grupo B Page 52

Costos Directos de Produccin Materias primas:

La cantidad de materia prima necesaria por unidad de tiempo o por unidad de producto se

puede obtener a partir de los balances de masa del proceso. En el costo de materiasprimas deben incluirse fletes y gastos de transporte; estos gastos deben basarse en laforma en que se comportara la materia prima a usar en la planta.

Mano de obra:En los anlisis preliminares del costo, es posible estimar la mano de obra necesaria partirde experiencia previa con procesos parecidos o a partir de informacin publicada sobreprocesos similares. En las industrias qumicas, el costo de las materia primas seencuentran generalmente en el orden del 10 al 50 % del costo total del producto.

Supervisin directa y trabajos administrativos:

La cantidad de trabajo de este tipo est estrechamente vinculada con la cantidad total demano de obra, la complejidad de la operacin y los niveles de calidad de los productos. Elcosto de la supervisin directa y las tareas de oficinas, en promedio, alrededor de un 15%del costo de la mano de obra.

Servicios auxiliares:El costo de los servicios auxiliares, como vapor, electricidad, agua para el proceso y deenfriamiento, aire comprimido, gas natural, fuel oil, etc., es muy variable; depende de lascantidades que se consumen, de la ubicacin de la planta y de su origen. Comoaproximacin muy grosera, se puede considerar que el costo de los servicios auxiliares enuna planta, asciende a un 10 o 20 % del costo total del producto.

Mantenimiento y reparaciones:Para mantener una planta en eficientes condiciones de operacin se requierenconsiderables gastos en mantenimiento y reparaciones. Estos gastos incluyen el costo dela mano de obra, los materiales y la supervisin. Los costos anuales para mantenimiento yreparaciones pueden ser tan bajos como el 2 % del costo del equipo, si ste trabaja encondiciones operatorias no muy severas y pueden llegar hasta un 20%, en caso contrario.

Suministros para las operaciones:Elementos como planos y diagramas, lubricantes, tiles para la conserjera, reactivos paraanlisis qumicos, no pueden considerarse materias primas ni materiales para

mantenimiento y reparaciones, de modo que se les clasifica como suministro para lasoperaciones. El costo anual representa alrededor del 15% del costo total demantenimiento y reparaciones.


53/54


Grupo B Page 53

Gastos de Laboratorio:Se incluye el costo de los ensayos de laboratorio para el control de las operaciones y elcontrol de la calidad de los productos. Para estimaciones rpidas, este costo puedesituarse entre el 10 y el 20% del costo de la mano de obra.

Patentes y Regalas:El costo de patentes y regalas de proceso registrados puede estimarse entre el 2 al 6% delcosto total del producto. Pero el ingeniero debe proceder con cautela, porque las regalasvaran segn el tipo de producto y clase de industria tratada.

Catalizadores y solventes:Los costos de catalizadores y solventes pueden llegar a ser importantes, ello depende delproceso de fabricacin elegido.

Gastos FijosLos costos que no varan con el volumen de produccin se denominan costos fijos. Incluyen loscostos de las depreciaciones, los impuestos, los impuestos locales a la propiedad, los seguros yalquileres. Los gastos de este tipo son directamente proporcionales a la inversin de capital.Como primera aproximacin se puede admitir que se encuentran entre el 10 y el 20% del costototal del producto.

Depreciacin:

Equipos, edificios y otros objetos materiales que forman la planta industrial requieren unainversin inicial que debe ser amortizada como un gasto de fabricacin. Para realizar laamortizacin, se supone que, en el transcurso de la vida til de estos bienes, se produceuna disminucin de su valor. A esa disminucin de su valor se le designa comodepreciacin.

Impuestos locales:La magnitud de los impuestos locales a la propiedad depende de la localidad donde seencuentra ubicada la planta y de las leyes que rigen esa zona. Los impuestos anualespueden variar desde el 1 al 4% de la inversin de la capital dependiendo de la densidadde la poblacin.

Seguros:El costo de los seguros depende del tipo de proceso que se realiza en la fbrica y delgrado de proteccin existente. Estos gastos suelen ser del orden del 1% anual de lainversin de capital fijo.

Alquileres:


54/54


El costo anual de terrenos y edificios alquilados es del orden del 8 al 10% anual del valorde la propiedad que se alquila.

Descripcin de una instalacin industrial petroqumicaEn los proyectos las reas industriales se dividen de la siguiente manera:

Lmite de Planta (Plant Limit): Es el lugar geogrfico donde se asientan la totalidad de lainstalacin industrial.

Lmites de Batera (Battery Limit): Dentro de estos lmites de planta se sitan las unidades deproceso que comprenden uno o ms linderos geogrficos, imaginarios o reales, que encierran enuna unidad de proceso.

Instalaciones fuera de los lmites de batera o instalaciones generales (Off siteBattery

Limits u Off Site): Las unidades de Proceso son las especficas de la Planta, por ello a todo loque se encuentra fuera de los lmites de batera se les denomina Off Site Battery Limits. En estoslmites se incluyen tres tipos de instalaciones:

auxiliares (utilities), complementarias (facilities) o servicios( services) y almacenamiento y manipulacin.

Instalaciones auxiliares (Utilities):Estas instalaciones se refieren a aquellas que prestan servicios a las unidades de produccincomo son:

Caldera de generacin de vapor a diferentes niveles de presin. Unidades de tratamiento de agua para servicios o procesos. Unidades de tratamiento de efluentes. Sistema de compresin de aire. Sistema de refrigeracin de agua. Sistema de generacin de electricidad. Unidades de preparacin de reactivos.

nivel pre factibilidad

Documents