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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Universidade Técnica de Lisboa
Projecto de Engenharia Química II
Mestrado de Engenharia Química
18 de Fevereiro de 2009
Realizado por:
Andreia Mota nº52623
Magda Troeira nº52635
Maria Teresa Fonseca nº52639
Patrícia Diz nº54054
Coordenador:
Prof. Carlos Henriques
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Biocombustíveis, Porquê?
• Crise do petróleo;
• Menor dependência energética;
• Problemas ambientais;
• Compromissos internacionais e Directivas comunitárias.
BIODIESEL
• Utilização de óleos vegetais e gorduras, menos poluentes
• Poder calorífico elevado
• Incentivos fiscais e governamentais
• Emissão de poluentes diminuta
• Possibilidade de queima em motores a diesel recentes
Necessidade de
fontes de energia
alternativas
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Situação actual
Processos actuais não permitem atingir os objectivos estipulados pela Directiva Europeia 2003/30/CE
Biodiesel Geração I (FAME)
• Limitações Técnicas
Futuro
Biodiesel Geração II
• Diesel Biológico de elevada qualidade, sem problemas de incorporação
• Grande flexibilidade na matéria prima utilizada (todos os tipos de óleos)
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
O processo da UOP/ENI foi escolhido
devido a:
• Maior rendimento e conversão no
produto final;
• Menor desactivação possível dos
catalisadores;
• Menor consumo de H2.
Processos de Produção de green diesel
Empresa Licenciadora Processo
UOP/ENI Ecofining Process
Neste Oil NextBTL
Petrobrás H-Bio
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
EcofiningTM
Descarboxilação:
OHCOHCO
COCnCOOHC
rcatalisado
nrcatalisado
n
222
2
Hidrodesoxigenação:
OHnCHCOOHC nrcatalisado
n 212 23 Isomerização:
nnrcatalisadonn iCiCnCnC 11
Green diesel vs. Petro diesel
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Principais conclusões da 1º parte do projecto
Localização e capacidade:
De acordo com a proximidade ao cliente, e simultaneamente, fornecedor de matérias-
primas, optou-se para localização da unidade fabril o parque industrial de Sines;
A capacidade anual escolhida foi de 800 000 toneladas de green diesel .
A capacidade foi definida com base:
Na procura estimada de diesel para 2020, à qual se aplicou a percentagem de 20% para a substituição deste por biocombustível;
Mercado alvo: cobrir toda a procura de Portugal + 5% da procura de Espanha;
Nas capacidades de fábrica já instaladas ou projectadas para este tipo de processo.
Principais Concorrentes:
Biodiesel - FAME
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Flowsheet do processo
Zona 100 -Zona de armazenagem de matérias - primas
Zona 200 -Zona de reacção
Zona 300- Zona de separação
Zona 400- Zona de purificação
Zona 500- Zona de armazenagem dos produtos acabados
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais Zona de ReacçãoFunção do Equipamento:
• Misturador M-201 – Mistura os óleos vegetais com o Hidrogénio;
• Misturador M-202 - Mistura a corrente de n-parafinas com Hidrogénio
• Fornalha F-201 – Aquece a mistura até à temperatura de funcionamento do Reactor R-201 (T=330ºC);
• Reactor R-201 – Ocorre a hidrodesoxigenação/descarboxilação dos ácidos gordos para formar n-parafinas;
• Fornalha F-202 – Aquece a mistura de n-parafinas até à temperatura do reactor R-202 (T=330ºC);
• Reactor R-202 – Ocorre isomerização das n-parafinas em i-parafinas.
Transformação dos óleos vegetais em i-parafinas (green diesel)
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais Zona de Separação
Função do Equipamento:
• Separador SGL-301 - Separa uma fracção líquida e outra gasosa da mistura que saí do R-201. A fase líquida é ainda separada numa fase orgânica e numa fase aquosa;
• Separador SGL-302 - Separa uma fracção líquida e outra gasosa da mistura que saí do R-202;
• Coluna de Destilação CD-301- Separação do produto final (green diesel) das naftas e compostos leves.
Separação do green diesel e produtos secundários
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais Zona de Purificação
Função do equipamento:
• Pressure swing adsortion PSA- 401 – Purificar o Hidrogénio que não reagiu em R-201 e R-202 para o recircular ao processo.
Purificação do Hidrogénio que não reagiu
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Balanços de Massa e EntálpicosBalanços ao processo
Objectivo: produção de 800 mil ton/ano de green diesel dentro das especificações e uma actividade anual da fábrica de 330 dias;
Efectuados no Aspen Plus 2006.5., excepto aos Reactores R-201 e R-202
Estado de referência para o balanço entálpico:
Temperatura = 25 ºC
Pressão = 1 atm
Estado de Agregação – compostos no seu estado elementar11
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Reactor R-201Base de cálculo: 110 ton/h de green diesel à saída da fábrica;
• Composição do óleo de soja em ácidos gordos:
Composto modelo para o desenvolvimento das reacções químicas
C18H32O2
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Esquema Reaccional no Reactor R-201:
Hidrogenação das ligações duplas
Hidrodesoxigenação
Descarboxilação
Dados necessários à resolução dos balanços ao Reactor R-201:
• Conversão total dos óleos;
• Rendimentos iguais às selectividades;
• Razão H2/óleos= 100g/2,65g (Processo da UOP);
• As Naftas só se formam no segundo reactor;
• Temperatura no reactor R-201 = 330ºC;
• Pressupõe-se reactor isotérmico;
• Pressão de funcionamento = 50 atm.
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Balanço entálpico ao Reactor R-201
O cálculo do calor trocado no reactor é feito recorrendo às entalpias de formação (Hf)
dos componentes à entrada (e) e saída (s) do reactor:
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
e
Considerações:
Funcionamento isotérmico;
Reacção extremamente exotérmica –43 MW;
Calor trocado de -77,75 MW;
Se o calor não for retirado o sistema aquece de 330ºC até 555ºC;
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Folha de Balanço de Massa e Entálpico ao Reactor R-201
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Reactor R-202
Reacções Presentes:
Isomerização de n-C18H38
n -C18H38 + H2 → i -C18H38
Cracking Catalítico
n-C18 H38 + 2 H2→ 3 C6H14
Dados necessários à resolução dos balanços do reactor R-202:
• 101 ton hr-1 de green diesel à saída;
• Razão green diesel/ H2 à entrada de 100g óleo/3,80g H2(*fornecida pela UOP);
• 72% da corrente de saída em iso-parafinas;
• Rendimento Global das Naftas de 4%;
• Temperatura de entrada igual à de saída e dada por 330 ºC;
• Pressão de 70 bar;
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Balanço entálpico ao Reactor R-202
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Para o cálculo do calor trocado no reactor, procedeu-se a um balanço entálpico baseado na seguinte equação:
e
Considerações: Reacção fracamente exotérmica; Q Trocado praticamente igual ao calor da reacção; Calor consideravelmente baixo; Ponderação no uso de uma camisa de arrefecimento.
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Folha de Balanço de Massa e Entálpico ao Reactor R-202
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Controlo e Instrumentação
Objectivos:
Manter as variáveis do processo dentro dos limites de segurança dos equipamentos,
salvaguardando os interesses humanos, o meio ambiente e o próprio investimento;
Maximizar o volume de produção e a qualidade do produto.
Válvula Pneumática Automática
Válvula Manual
Válvula de Corte
Válvula anti-retorno
Válvula de segurança de sobre-pressão
Equipamento Local
Equipamento presente na sala de control
Equipamento com base em algorítmo
Computacional
Linha de sinal eléctrico
Linha pneumática
Nomenclatura do equipamento de controlo:
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Esquema de controlo do Reactor R-201
Variáveis a controlar:
Temperatura;
Pressão do fluido refrigerante;
Caudal (tempo de residência).
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Esquema de controlo da coluna de destilação CD-301
Variáveis a controlar:
Pressão no topo da coluna (controlo) e ao longo desta (alarmes);
Temperatura ao longo da CD (alarmes);
Nível de líquido na CD;
Temperatura do condensado de refluxo;
Temperatura da corrente vaporizada no Reboiler que é recirculada à CD.
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Dimensionamento do Reactor R-201
Patente• Reactor trickle bed de leito fixo;
• Reacção muito exotérmica.
Dadas estas condições optou-se por usar um Reactor Multitubular, com as seguintes características:
• Mistura Reaccional passa nos tubos, que contêm o catalisador;
• O fluído de arrefecimento passa na caixa;
• Geometria semelhante a um permutador de calor de caixa e tubos.
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Dimensionamento
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Alguns dados informativos sobre o catalisador:
• Trata-se de um catalisador heterogéneo de Níquel/Molibedénio suportado em alumina (NiMo/Al2O3);
• Partículas esféricas com ¼ polegadas de diâmetro.
• Área específica da partícula (S) 9,48 cm-1;
• Porosidade do leito (ε) 0,405.
O dimensionamento deste reactor dividiu-se em várias partes:• 1ªParte – Cálculo do volume de catalisador necessário à reacção;
• 2ªParte – Cálculo do comprimento dos tubos de leito fixo;
• 3ªParte – Determinação da área de transferência e escolha do diâmetro de tubos a utilizar;
• 4ªParte – Cálculo do caudal necessário de Fluído refrigerante;
• 5ªParte – Cálculo do diâmetro da caixa e da respectiva perda de carga;
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
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Para achar o volume da catalisador necessário à reacção de transformação dos triglicéridos, considerou-se a seguinte equação:
Onde LHSV é um parâmetro reaccional e significa liquid-hourly space velocity (h-1)
• Caudal volumétrico de 425m3/h (corrente 204)
• LHSV=1,5h-1 Vcatalisador=283m3
Dividiu-se este volume em n porções iguais de modo a que o compromisso entre perdas de carga, e dimensões do próprio reactor fosse satisfatório (método tentativa-erro)
Sobredimensionamento de 20%
N.º reactores=15
Vcatalisador por reactor =22,7 m3
1ªParte: Cálculo do volume de catalisador necessário à reacção:
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
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2ªParte: Cálculo do comprimento dos tubos de leito fixo:
Parâmetros decisivos na escolha do comprimento óptimo dos tubos:
• Perdas de carga reduzidas;
• Valores de Re que atinjam o regime turbulento (Re > 100) para uma melhor transferência de calor.
Esquema de cálculo:
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
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Escolha do comprimento óptimo dos tubos:
Escolha: L=5m uma vez que a partir deste valor verifica-se escoamento turbulento e as perdas de carga são reduzidas.
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
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3ªParte: Determinação da área de transferência e escolha do diâmetro de tubos a utilizar
A área de transferência é dada por:
Equipamento comporta-se como um permutador de calor (na transferência de calor):
onde
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Isomerização de Óleos Vegetais
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Escolha do diâmetro de tubos a utilizar:
O fluído refrigerante escolhido foi a água, tendo em mente a geração de vapor
Aspectos decisivos para a escolha do diâmetro dos tubos:• Fluído de maior pressão deve passar nos tubos;
• Temperaturas de entrada da água média de modo a não ocorrer choque térmico;
Assim escolheu-se o diâmetro de 3 polegadas.
Projecto de Engenharia Química II
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Balanço de energia ao permutador de calor:(do lado do fluido refrigerante)
4ªParte – Cálculo do caudal necessário de Fluído refrigerante
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
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5ªParte: Cálculo do diâmetro da caixa e da respectiva perda de carga:
Pode-se calcular o diâmetro da caixa atravé da seguinte expressão:
O diâmetro obtido foi de 3,7 m.
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Isomerização de Óleos Vegetais
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Cálculo da perda de carga na caixa:
A perda de carga na caixa é dada por:
Onde:
• Gs – é a velocidade mássica da água de arrefecimento (Kg/m2.s);
• F – é o factor de atrito da caixa;
• Nb – número de chicanas;
• De – diâmetro equivalente da caixa (m);
• Φs – é dado por (μb/ μw)0,14. Admitiu-se 1.
O valor final de perda de carga foi de 0,0002 atm para uma disposição de 3
chicanas com um afastamento de 1,47m e segmentação de 25%.
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Resultados do dimensionamento do reactor R-201
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Isomerização de Óleos Vegetais
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Dimensionamento do Reactor R-202
• Reactor tubular catalítico trickle-bed em leito fixo;
• Catalisador Pt/SAPO-11/Al2O3;
• Qv de 136,8 m3 hr-1;
• LHSV = 9 h-1
Alguns dados informativos sobre o catalisador:
• Partículas esféricas com ¼ polegadas de diâmetro.
• Área específica da partícula (S) 9,48 cm-1;
• Porosidade do leito (ε) 0,405.
V= 15,2 m3
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Cálculo da velocidade → u
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Equação para calcular Re modificado
Re – valor de Reynolds modificado para regime intermédio
ρ e μ – densidade e viscosidade da mistura reaccional
S – área específica do leito
ε – porosidade do leito;
u – velocidade superficial média de passagem do fluido.
2
4
DA
VL
A
U
Qv
V
A
34
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Cálculo da Perda de Carga → ∆P
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
12
1
R
u
Equação de Carman-Kozeny para leitos porosos
Sendo que a parcela corresponde ao factor de atrito
onde
35
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Resultados do dimensionamento do reactor R-202
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
36
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Dimensionamento da Coluna de destilação CD-301
• Pseudo-Componentes
– Uma vez que não se tinha a composição exacta do green diesel recorreu-se ao simulador Aspen Hysis para se ter uma pseudo-composição da corrente de alimentação da coluna.
– Para se obterem os pseudo-componentes utilizou-se os valores de TBP, true boiling point, referentes à TOFA.
37
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Pseudo-Componentes (Aspen Hysis)
• Fracção Molar da corrente de alimentação (Aspen Hysis)
38
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Características da alimentação
39
Composição obtida no Aspen
Hysis
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Especificações da coluna de destilação
40
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Resultados Obtidos após simulação
Condensador Re-ebulidor
41
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Dimensionamento
Prato Perfurado
42
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• Dimensionamento
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
43
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Resultados do dimensionamento da Coluna de Destilação CD-301
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
44
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Implementação da instalação
Minimizar o custo de construção e futuras expansões da fábrica
Proporcionar um fluxo económico de materiais e pessoas
Facilitar a manutenção e o funcionamento da unidade
Minimizar a ocorrência de acidentes
Respeitar as distâncias exigidas face ao projecto em estudo
Objectivos
45
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
LayoutDistâncias Típicas de segurança:
Área do Processo:• Entre zonas processuais – 30 m;
• Entre Equipamento principal ~10 m;
• Entre permutadores adjacentes ~1m;
• Entre Separadores GL (horizontal vessels) adjacentes ~1,5m;
Áreas de armazenagem:• Entre tanques – ½ do maior diâmetro;
• Distância da área de processo ~ 50 m;
Percentagens de ampliação adoptadas:• 50% - Área de processo, armazenagem e utilidades;
• 20% - Sala de controlo, laboratórios e Oficinas.
46
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Esquema do Layout e respectivas áreas
Ampliação750 m2
Báscula100 m2
Tex
t
Text
Te
xt Text
Tex
t
Recepção 50m2
Área de ampliação 5707 m2
Armazenagem de matérias-primas5132 m2
ampliação2566 m2
Utilidades1500 m2
Oficinas de manutenção
900 m2
Ampliação180 m2
Laboratórios1500 m2
Ampliação300 m2
Bom
beiro
s5
00 m
2
Administração1300 m2
Sala de controlo700 m2
Ampliação140 m2
Ca
rgas
e d
esca
rgas
550
m2
Armazenagem dosProdutos Acabados
1177 m2
Ampliação588 m2
Recepção50m2
Área de processo11415 m2
Escala 1:1000
1mm=1m 47
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Análise Económica
Estimativa do Investimento
Capital fixo+Capital Circulante+Juros Intercalares
Estimativa do custo de Produção
Custo de fabrico + Despesas Gerais
Avaliação de Rentabilidade
Valor Líquido Actual (VLA)
Taxa Interna de Rentabilidade (TIR)
Ponto Crítico Análise de Sensibilidade
Equipamento base
Matérias-primas
Utilidades
Venda do produtoViável ou não viável?
48
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Estimativa do Investimento – Capital Fixo
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Capital Fixo Corpóreo (Custos Directos
Equipamento Base (Ceb) : Estimado com base na literatura e em fornecedores
Montagem: % sobre o custo de cada equipamento
Condutas: 65% do Ceb
Utilidades e Serviços: 50% do Ceb
Instrumentação e Aparelhagem de Controlo: 25% sobre o Ceb
Instalações Eléctricas: 12% do Ceb
Terreno: 4,23 €/m2ano Área da fábrica (82800 m2)
Edifícios: 10% do Capital Fixo
Isolamentos Térmicos: 9% do Ceb 49
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Estimativa do Investimento – Capital Fixo
Custos Directos Fixos
Equipamento Base27,6%
Montagem do equipamento
12,4%Condutas
18,0%
Utilidades ou serviços
13,8%
Isolamentos2,5%
I&D6,9%
Terreno 0,3%
Instalações eléctricas
3,3%
Edifícios15,1%
Equipamento Base 33.800.979,97
Montagem do equipamento
15.210.440,99
Condutas 21.970.636,98
Utilidades ou serviços 16.900.489,99
P&I 8.450.244,99
Instalações eléctricas 4.056.117,60
Terreno 350.244,00
Edifícios 18.516.691,15
Isolamentos 3.042.088,20
Total 122.297.933,8750
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Capital Fixo Incorpóreo (Custos Indirectos)
Projecto e Fiscalização: 30% dos Custos Directos
Despesas de Empreitada: 30% dos Custos Directos
Provisão para Imprevistos: 15% do Capital Fixo
Projecto e Fiscalização
21,1%
Empreitada21,1%
Imprevistos57,8%
Projecto e Fiscalização 10.140.294
Empreitada 10.140.294
Imprevistos 27.775.037
51
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Métodos Alternativos
Método dos factores de Lang
Método dos factores de Cran
ebf CKI
ebf CI 45,3
52
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Capital Circulante
Reserva de Matérias-primas: Preço do Óleo de soja; 15 dias de stock
Stock de Produtos Fabricados: Custo de Fabrico; 8 horas de stock
Condições de Crédito Oferecidas: Preço do produto; 1 mês
Condições de Crédito Obtidas: Custo de Fabrico, 1 mês
Fundo de Maneio: 7,5% das parcelas anteriores do Capital Circulante
Matérias-Primas 28.523.520
Quantitativo de produtos em laboração 2.273.496
Stock produtos fabricados 1.035.856
Crédito oferecido 93.227.040
Crédito obtido -21.719.171
Fundo de maneio 10.334.074
Capital Circulante 113.674.815
Crédito oferecido
59,3%Stock
produtos fabricados
0,7%
Crédito obtido13,8%
Matérias-Primas18,2%
Quantitativo de produtos
em laboração
1,4%
Fundo de maneio6,6%
53
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Juros Intercalares
Capital Alheio: 60% do Investimento Total
Capital Próprio: 40% do Investimento Total
Taxa de Juro: Euribor a 12 meses, 3,92% + Spread 3%
• Investimento Total
Investimento
Capital
fixo
Corpóreo (custos directos) 122.297.934
Incorpóreo (custos indirectos)
48.055.625
Total 185.166.911
Capital circulante 113.674.815
Juros durante a fase de investimento
8.507.425
Investimento Total (€) 307.349.151
Incorpóreo (custos indirectos)
16,4%
Corpóreo (custos directos)41,8%
Juros durante a fase de
investimento2,9%
Capital circulante38,9%
54
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Estimativa dos Custos de Produção
• Custos Directos de Fabrico
Matérias-primas: Preço do óleo e hidrogénio, taxa de ocupação
Mão-de-obra de Fabrico, supervisão e Controlo: diferentes postos de trabalho e
número de trabalhadores necessários
Utilidades e Serviços
Manutenção: Desde 3% até 10% do Investimento Fixo Anual
Patentes e Royalties: 4% do Custo de Fabrico
Catalisador e solventes: vida útil de 1 ano
Fornecimentos Diversos: 15% da Manutenção
55
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Custos Indirectos de Fabrico
50% dos Custos de Mão-de-obra Total e de Manutenção
Custos Fixos de Fabrico
Amortizações: Projecto (3 anos) + Equipamento (10 anos)+ Edifícios (25 anos)
Seguros: 1% do Capital Fixo
Impostos Locais: 1% do Capital Fixo
Rendas: aluguer de 4,26 €/m2 para uma área industrial
Despesas Gerais
Despesas de Administração: 40% da Mão-de-obra de Fabrico
Serviços de Venda, Distribuição e Marketing: 5% do Custo de Produção
Investigação e Desenvolvimento: 2% do Valor das Vendas
Encargos Financeiros
56
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Depesas Gerais9,7%
Custos Indirectos0,9%
Custos Fixos1,1%
Custos Directos88,4%
Distribuição dos Custos de Produção
Os Custos Directos representam 88,4% dos Custos de Produção
57
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Hipóteses:
Custos Variáveis todos proporcionais
Preço Unitário de Venda constante
Qc = Ponto Crítico em Capacidade
CF = Custos Fixos = Custos Indirectos de Fabrico + Custos Fixos de
Fabrico – Amortizações + Despesas Gerais – Encargos Financeiros
P = Preço Unitário de Venda = 1282 €/ton
V = Custo Variável Unitário = Custos Directos de Fabrico
Método do Ponto Crítico
VP
CFQc
58
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
0,0E+00
2,0E+08
4,0E+08
6,0E+08
8,0E+08
1,0E+09
0,0E+00 2,0E+05 4,0E+05 6,0E+05 8,0E+05
Q (ton/ano)
Cust
os/r
ecei
tas
tota
is (€
/ano
)
RT
CTQ
C Variaveis
C Fixos
Qc= 328430 ton ano-1 < Produção Anual de 800 000 ton ano-1
Processo Viável, boa margem de segurança59
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Análise de Rentabilidade
Cash Flow
Cash Flow de Exploração = Resultado Bruto – Imposto
Cash Flow de Investimento = Investimento Anual
Valor Residual = 5% do CEB + Valor dos Edifícios por amortizar + Terreno
Ano 2009 2010 2011 2012 - 2017 2018 2019 2020
CF (€/ano) -46.438.001 -260.911.151 196.410.953 173.602.558 - 172.324.294 170.215.636 168.106.978 183.263.794
60
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Critérios de Rentabilidade
Valor Líquido Actual (VLA):
in = Taxa de juro a pagar ao banco = 6,92%
id = Taxa de inflação = 2,6%
kacualizado i
CFCF
)1(
11 4,21%
1n
d
ii
i
Ano 2009 2010 2011 2012 - 2017 2018 2019 2020
Cf actualizado -48.393.285 -260.911.151 188.475.157 159.857.472 - 129.111.635 122.378.954 115.979.555 121.327.928
Cfacumulado actualizado -48.393.285 -309.304.436 -120.829.279 39.028.193 - 754.993.085 877.372.039 993.351.593 1.114.679.521
VAL>0, processo rentável 61
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Taxa Interna de Rentabilidade (TIR):
TIR = 54,3% > i = 4,21%
Ratios:
( ) 0,92Resultado Líquido
Rentabilidade do Capital Própio RCPCapital Próprio
( ) 0,55Resultado Líquido
Rentabilidade do Investimento ROIInvestimento
( ) 0,16Resultado Líquido
Rentabilidade das Vendas RVValor das Vendas
( ) 5,84Valor das Vendas
Rotação do Capital Próprio ERCapital Próprio
Investimento Favorável
62
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Análise de Sensibilidade
Valor do Equipamento Base (€) VLA TIR
20% 40.561.176 1.045.256.088 47,1%
10% 37.181.078 1.079.967.805 50,5%
5% 35.491.029 1.097.323.663 52,3%
0% 33.800.980 1.114.679.521 54,3%
-5% 32.110.931 1.132.035.380 56,4%
-10% 30.420.882 1.149.391.238 58,6%
-20% 27.040.784 1.184.102.955 63,4%
Equipamento Base:
Valor do Óleo (€) VLA TIR
20% 743 342.334.907 23,6%
10% 681 728.507.214 40,0%
5% 650 921.593.368 47,3%
0% 619 1.114.679.521 54,3%
-5% 588 1.307.765.675 61,0%
-10% 557 1.500.851.829 67,4%
-20% 495 1.887.024.136 79,7%
Óleo de Soja:
Valor do Hidrogénio (€) VLA TIR
20% 506 1.094.447.718 53,6%
10% 464 1.104.563.620 53,9%
5% 443 1.109.621.571 54,1%
0% 422 1.114.679.521 54,3%
-5% 401 1.119.737.472 54,5%
-10% 380 1.124.795.423 54,6%
-20% 338 1.134.911.325 55,0%
Hidrogénio:
63
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Utilidades:
Valor das utilidades (€) VLA TIR
20% 114.280.895 998.217.544 50,1%
10% 104.757.488 1.056.448.533 52,2%
5% 99.995.784 1.085.564.027 53,3%
0% 95.234.080 1.114.679.521 54,3%
-5% 90.472.376 1.143.795.016 55,3%
-10% 85.710.672 1.172.910.510 56,3%
-20% 76.187.264 1.231.141.498 58,3%
Valor do produto (€) VLA TIR
10% 1410 1.719.602.316 73,1%
5% 1346 1.417.140.919 64,0%
0% 1282 1.114.679.521 54,3%
-5% 1218 812.218.124 43,6%
-10% 1154 509.756.726 31,7%
Produto:
Parâmetros analisados por ordem de importância
Preço de venda do produto
Preço de compra do óleo de soja
Valor do equipamento base
Valor de utilidades
Valor do hidrogénio-
+
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Conclusões
Pela avaliação económica determinou uma TIR de 54,3% ;
O projecto é principalmente influenciado pelo preço de venda do green diesel e do
preço de compra do óleo de soja;
Mesmo com uma descida de 10% no valor do green diesel, o VAL mantém-se
positivo;
Uma optimização processual poderia ser alcançada com um detalhe maior do
flowsheet que por sua vez poderia repercutir-se numa redução dos custos totais;
O projecto é economicamente rentável;
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