Planta de Purificación y Recobro de Etileno

“Planta de purificación y recobro de etileno” La mayoría de los plásticos que se elaboran hoy en día son derivados del petróleo, en particular del gas natural presente en los pozos de petróleo. Este gas, que en caso de Venezuela muchas veces no es procesado y se quema enviando al medio ambiente gran cantidad de contaminantes, es una materia prima abundante y barata cuya química de separación, purificación y craqueo es ampliamente manejada por la ingeniería química. Alcance: Se desea diseñar una planta para la obtención de etileno en el municipio Carirubana del estado Falcón, además se realizaran los estudios permitentes como lo son el estudio de mercado que abarca la oferta, la demanda, los análisis de los precios y las oportunidades del negocio. Se realizara un estudio a la zona para la mejor selección de la ubicación de la planta, así como también se realizaran los diagramas de flujo y diagrama de bloques del proceso de producción que será llevado a cabo, se determinara la capacidad de producción, el rendimiento de los productos y sub-productos, la disponibilidad de los servicios industriales y las condiciones ambientales y de seguridad que se llevaran a cabo en nuestra empresa. Todos estos estudios se realizaran tanto para los requisitos nacionales como los internacionales. Antecedentes. Definición y características del producto. Etileno: El etileno o eteno es un compuesto químico orgánico formado por dos átomos de carbono enlazados mediante un doble enlace. Es uno de los productos químicos más importantes de la industria química. Estructura: La molécula no puede rotar alrededor del doble enlace y todos los átomos están en el mismo plano. El ángulo entre los dos enlaces carbonohidrógeno es de 117º, muy próximo a los 120º correspondientes a una hibridación sp2.

Reactividad química: La región del doble enlace es relativamente rica en densidad electrónica (es un centro nucleófilo) y puede reaccionar con electrófilos (con deficiencia de electrones) a través de reacciones de adición. Mediante este tipo de reacciones se pueden sintetizar derivados halogenados. También se puede adicionar agua (reacción de hidratación) para dar etanol; se emplea un ácido como el ácido sulfúrico o el ácido fosfórico como catalizador. La reacción es reversible. A altas presiones y con un catalizador metálico (platino, rodio, níquel) se puede hacer reaccionar con hidrógeno molecular para dar etano. Obtención: La región del doble enlace es relativamente rica en densidad electrónica (es un centro nucleófilo) y puede reaccionar con electrófilos (con deficiencia de electrones) a través de reacciones de adición. Mediante este tipo de reacciones se pueden sintetizar derivados halogenados. También se puede adicionar agua (reacción de hidratación) para dar etanol; se emplea un ácido como el ácido sulfúrico o el ácido fosfórico como catalizador. La reacción es reversible. A altas presiones y con un catalizador metálico (platino, rodio, níquel) se puede hacer reaccionar con hidrógeno molecular para dar etano. Características del etileno: Propiedades físicas Estado de agregación

Gas

Apariencia

Incoloro

Densidad

1.1780 kg/m3; 0,001178 g/cm3

Masa molar

28,05 g/mol

Punto de fusión

104 K (-169 °C)

Punto de ebullición

169,5 K (-104 °C)

Temperatura crítica

282,9 K (10 °C)

Presión crítica

50,7 atm Propiedades químicas

Acidez

44 pKa

Solubilidad en agua

Miscible Termoquímica

ΔfH0gas

n/d kJ/mol

ΔfH0líquido

n/d kJ/mol

Aplicaciones: La mayor parte del etileno se emplea para la obtención de polímeros. Mediante reacciones de polimerización se obtiene el polietileno de alta densidad y el de baja densidad. También se obtiene dicloroetileno, intermedio para la síntesis de cloruro de vinilo, que se polimeriza a cloruro de polivinilo, y otros hidrocarburos clorados. Además se puede hacer reaccionar con benceno para dar etilbenceno, obteniéndose estireno, que puede polimerizarse dando poliestireno. Se emplea como producto de partida de otros polímeros, como la síntesis del monómero acetato de vinilo para la obtención de acetato de polivinilo o la síntesis de etilenglicol (a través del intermedio óxido de etileno) que con ácido terftálico da tereftalato de polietileno. El etileno se utiliza, en combinación con otros hidrocarburos saturados e insaturados, sintetizados a partir del caucho, teniendo estas muchas aplicaciones en la industria. Estudio del mercado del etileno:

Análisis de la oferta nacional: Venezuela es un país rico en yacimiento de petróleo del cual se produce el gas residual que será utilizado como materia prima para la producción de etileno, la industria generadora del mismo es: la planta de olefinas de del complejo Petroquímico Ana María Campos ubicado en los Puertos de Altagracia, Estado Zulia, Venezuela (Pequiven S.A.) con una capacidad de producción de 250 MTMA. Está planificada la construcción de una nueva planta con una capacidad de 1000 MTMA. Se produce por el craqueo del etano mediante el proceso de pirolisis en una mezcla de vapor de agua. El complejo Zulia se extiende sobre una superficie de 850 hectáreas las cuales solo utiliza un 60%. Ello se debe a que se ha previsto disponer en el futuro de suficiente espacio tanto para la ampliación de las plantas existentes, como para la realización de nuevos proyectos. La faja central del complejo consta de las plantas de Gas Licuado, Olefinas I y II y Cloro Soda. Al norte de la faja se encuentran las Plantas de Urea, Amoniaco, Vinilos I y II, PVC I y II, Planta Eléctrica y empresas mixtas tales como: POLINTER,

PETROPLAS,

PROPILVEN,

POLILAGO,

PLASTILAGO,

etc.

A partir del gas natural y la sal utilizados como materia prima en el Complejo Zulia se desarrollan tres líneas de productos de naturaleza eminentemente estratégicas para el país, cuyos resultados finales están asociados con la vida diaria de toda la población:  Los fertilizantes apoyan el desarrollo agrícola y a las políticas de abastecimiento alimentario.  El cloro y la soda como insumos para la purificación del agua y múltiples usos industriales.  El etileno y Propileno con una amplia gama de aplicaciones para la elaboración de los plásticos en sus más Variadas formas. La producción de Pequiven cubre más de 40 renglones, entre materias primas básicas, productos intermedios y productos destinados al consumidor final. La capacidad de producción total de la empresa en sus plantas propias sumada a

las de las empresas mixtas en las cuales presenta una participación de 7 millones de toneladas al año, es la siguiente: PLANTA

CAPACIDAD (TMA) PRODUCTO

APLICACIONES

Cloro soda

40000 45000 16500

Cloro, Soda PVC, Tratamiento de Cáustica, Agua Ácido Clorhídrico

Procesamiento de Gas Natural

165(MMPCO) 150000 94000

Gas Natural, Amoniaco y Gas Etano, Propano combustible, Olefinas

Olefinas

150000 32000

Etileno Propileno

Polietileno Lineal, de alta y baja densidad; propileno; detergente.

Fertilizantes

297000 396000

Amoniaco y Urea

Fertilizantes

Cloruro de Cloruro de 40000 Plásticos Polivinilos. Polivinilo Productos Finales de las plantas del Tablazo. Su organización incluye además cuatro empresas filiales: Internacional Petrochemical Holding Ltd. (IPHL), constituida en el exterior, y Petroplas, especializada en el negocio de PVC. Participa en 16 empresas mixtas del sector con socios Nacionales e Internacionales, 15 en Venezuela y una en Barranquilla, Colombia. También presenta una serie de plantas y empresas en operaciones tales como: Planta de Gas Licuado I y II, Olefinas I y II, Amoniaco A y B, Urea A y B; las empresas privadas Estizulia, que produce poliestirenos, Dow Chemical, dedicada a la elaboración de látex y Praxair, destinada a la producción de anhídrido carbónico. El Complejo posee un amplio terminal lacustre con muelles para sólidos, líquidos, descarga de sal y para el atraque de las lanchas que transportan al personal. Las instalaciones de Pequiven y sus Empresas Mixtas que operan en Complejo Petroquímico Ana María Campos son las siguientes:

Instalaciones de Pequiven LGN I LGN II Olefinas I Olefinas II Planta Purificadora de Etano Amoníaco Urea Cloro Soda EDC-MVC II Policloruro de Vinilo II RAS Produsal Efluentes

Producto

Etano Propano Etano Propano Etileno Propileno Etileno Propileno Etano Amoníaco Urea Cloro Soda HCI MVC EDC PVC Reutilización de aguas servidas Sal industrial Orgánicos Inorgánicos Empresas Mixtas Producto Polínter Polietileno de Alta Propilven Densidad (PEAD) Pralca Polietileno de Baja Indesca Densidad (PEBD) Polietileno lineal de Alta Densidad (PELAD) Polietileno de Alta Densidad (PEAD) Propileno Oxido de Etileno Monoetilen Glicol Dietilen Glicol Trietilen Glicol MTMA: Miles de toneladas métricas anuales. Análisis de la demanda nacional:

Capacidad 169 MTMA 163 MTMA 264 MTMA 214 MTMA 250 MTMA 120 MTMA 386 MTMA 130 MTMA 270 MTMA 900 TMD 1.200 TMD 130 MTMA 147 MTMA 33 MTMA 130 MTMA 150 MTMA 120 MTMA 1.300 Lts/seg 800 MTMA 14000-21000 MCD 28463-42695 MCD Capacidad 160 MTMA 80 MTMA 190 MTMA 84 MTMA 16 MTMA 110 MTMA 21.6 MTMA 84 MTMA 8.4 MTMA 1.3 MTMA

Nuestro país posee una alta demanda de etileno ya que poseen muchos usos a nivel industrial. El etileno tiene un mercado de consumidores que están dispuestos a adquirirlo para su posterior procesamiento y así obtener todos los productos y sub-productos que se obtienen de él.

La producción de etileno se encuentra en una sola compañía en Venezuela y es en la de Ana María Campos

Análisis de los precios del etileno: El etileno representa el segmento más importante de la industria petroquímica por ser el precursor de una gran cantidad de productos intermedios y finales, como plásticos, resinas, fibras, elastómeros, solventes, recubrimientos, plastificantes y anticongelantes. En 2007, la demanda mundial de etileno fue de 114 millones de toneladas, principalmente por el incremento de demanda de su principal derivado, el polietileno. El valor en que se estima del producto, su variación dependerá de múltiples variables como los niveles de producción, los niveles de la demanda, las condiciones económicas, políticas, inflación, que son factores que se perciben en el mercado, nacional e internacional. A medida que transcurre el paso de los años la inflación aumenta y los precios de estos productos se manifiestan en la alza de sus precios por galones si hablamos técnicamente del etileno. Al aumentar o disminuir el precios del Petróleo Crudo y con él sus derivados, hay una variación en sus costo debido a que es producido desde el tratamiento del petróleo crudo con el procesamiento del gas natural, en nuestro caso al precio del gas residual, su precio está influenciado principalmente por el precio del crudo. Esto es así porque compite principalmente con combustibles derivados del petróleo.

Estudio De Selección De La Ubicación La selección de la ubicación de la planta se basara por medio del Método de los factores Ponderados. Se tomaran en cuenta tres sitios de ubicaciones dentro del municipio Carirubana y se aplicara este método para así seleccionar la más conveniente.

Dentro de los factores relevantes se encuentran: 

Concentración de clientes y tendencias.



Disponibilidad de costo y tamaño de terreno e instalación.



Proximidad a sistema de transporte.



Disponibilidad de servicios públicos.



Restricciones de uso de suelo.



Impacto ambiental.



Disponibilidad y costo de la materia prima.

Dentro del Municipio Carirubana se tomaron como opciones las siguientes zonas de la ciudad.  Zona A. Sector Cardón  Zona B. intercomunal Ali Primera  Zona C. Zona Franca

 Municipio Carirubana Superficie territorial: 684 km2 Población: 203.583habitantes.

Economía local: Punto Fijo es asiento del complejo refinador petrolero más grande del mundo, el Centro de Refinación de Paraguaná (CRP), que se compone de la Refinería de Amuay y la Refinería Cardón (adicionalmente la conforma una refinadora de asfalto, "Bajo Grande" en el estado Zulia), con una producción de alrededor de 1 millón de barriles diarios; éste junto con las empresas que prestan servicios conexos, son el principal motor de la economía local y estatal. Así mismo la ciudad es sede de la segunda flota pesquera del país, y cuenta con una zona franca industrial, comercial y de servicios (ZONFICA), donde se encuentran empresas livianas y electrónicas, como la fábrica de computadoras VIT, y la fábrica de celulares Vtelca, entre otras.

Punto Fijo experimenta un crecimiento en su actividad comercial por la implantación de una zona libre de inversión turística, que permite adquirir mercancías (electrodomésticos, bebidas alcohólicas, lencería, entre otros) sin aranceles de nacionalización y con IVA a una tasa menor. Esto ha generado la instalación de importantes grupos de inversionistas en la región. Asimismo se ha hecho necesaria la mejora y reacondicionamiento de la infraestructura vial, hotelera, de energía eléctrica y servicios en general.

El desarrollo progresivo que experimenta Punto Fijo, ha incentivado a las autoridades municipales, estadales y nacionales, a ejecutar obras que desde hace mucho tiempo se esperaban en esta localidad como lo es el terminal de pasajeros, acondicionamiento de las vías públicas, reacondicionamiento del sistema de alta y baja tensión en la distribución de la energía eléctrica, construcción de la central termoeléctrica "Josefa Camejo"; adicionalmente, la empresa privada construye importantes obras, tales como el Hotel Ciudad Comercial Paraguaná Mall y la ampliación del Centro Comercial y Recreacional (C.C.R.) Las Virtudes, asi como también el Centro Comercial Sambil.

Clima: Punto Fijo constituye una de las zonas más secas del país. Enmarca dentro del medio bioclimático árido y semiárido, se caracteriza por presentar una precipitación media anual de 340,2 mm. Se encuentra gran fuerza en los vientos, de forma sostenida, con una velocidad media superior a 12 metros por segundo (43,2 km/h). Las precipitaciones presentan un máximo en los últimos meses del año, siendo el mes de noviembre el más lluvioso con un promedio de 83,5 mm. La evapotranspiración es de 2.000 mm. La temperatura promedio está entre 27 y 28 °C. Hacia el suroeste del cerro Santa Ana, la humedad es más fuerte ya que es atrapada por los vientos alisios. En general el clima se caracteriza por presentar un déficit de humedad durante casi todo el año (9 a 12 meses)

Estados Factores

Zona A.1:

Zona A.2:

Zona A.3:

Tucacas

El Recreo

Punto Fijo

Ubicación Geográfica

15%

12

1.8

12

1.8

16

2.4

Fuente de abastecimiento

15%

16

2.4

16

2.4

19

2.85

Materia Prima

10%

13

1.3

13

1.3

18

1.8

Mano de obra

10%

15

1.5

15

1.5

19

1.9

Costo de insumos

8%

14

1.12

15

1.2

18

1.44

Cercanía del mercado

5%

14

0.7

15

0.75

19

0.95

Servicios industriales

7%

15

1.05

16

1.12

19

1.33

Transporte

8%

15

1.2

15

1.2

19

1.52

Disponibilidad de terreno

12%

15

1.8

15

1.8

19

2.28

Regulaciones ambientales

5%

15

0.75

15

0.75

19

0.95

5%

15

0.75

15

0.75

19

0.95

Marco legal y degradaciones

Total

100%

14.4

14.57

18.37