UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA CARRERA DE INGENIERÍA QUIMICA
INDICE*+ 1.-Resumen Ejecutivo…………………… Ejecutivo……………………………………………… ………………………………………..3 ……………..3 .-!ntecedentes……………………………………………………… .-!ntecedentes…………………………… …………………………………..…..3 ………..…..3 3.-Introducci"n………………………………………………………… 3.-Introducci"n…………………………… ………………………………………...# …………...# #-Justi$icacion…………………………………………………… #-Justi$icacion………………………… …………………………………………….% ………………….% %.-Estudio de &ercado…………………………… &ercado………………………………………………………… ………………………………..% …..% %.1.- Descri'ci"n del (roducto…………………………… (roducto………………………………………………….) …………………….) %.1.1 *aracter+sticas del *loruro de ,inilo……………………………….....) ,inilo……………………………….....) %. !nlisis de demanda demanda o$erta…………………………… o$erta……………………………………..………1/ ………..………1/ %..1.- !nlisis de Demanda…………………………… Demanda………………………………………………... …………………...1/ 1/ %...- Demanda de 0$erta………………………………………………… 0$erta…………………………………………………..1/ ..1/ %.3 *osto del 'roducto…………………………… 'roducto……………………………………………………… …………………………….11 ….11 %.# *a'acidad de la 'lanta………………………… 'lanta…………………………………………………… …………………………..1 ..1 .- &aterias 'rimas e insumos………………………… insumos……………………………………………………1 …………………………1 .1.- *lasi$icaci"n de las materias 'rimas…………………………… 'rimas…………………………………….13 ……….13 . *ostos de las materias 'rimas………………………… 'rimas…………………………………………….1# ………………….1#
(*+RESUMEN E,ECUTIVO
El 'roecto 'roecto 'lantea 'lantea la 'osiilidad 'osiilidad de 'roducir 'roducir *loruro de ,inilo ,inilo
a gran escala escala
ca'a ca'a44 de sati satis$ s$ac acer er la dema demand nda a de di$e di$ere rent ntes es merc mercad ados os dond donde e se util utili4 i4a a 'rinci'almen 'rinci'almente te como como materia materia 'rima 'rima 'ara otener otener (olicloruro (olicloruro de ,inilo ,inilo tami7n tami7n llam llamad ado o (,* (,* este este se usa usa 'ara 'ara 8ace 8acerr una una vari varieda edad d de 'rodu 'roduct ctos os 'lst 'lstic icos9 os9 incl inclu uen endo do tuer tuer+a +as9 s9 reve revest stim imie ient ntos os de alam alamre res9 s9 cal cales es 'rod 'roduct uctos os 'ara 'ara em'acar. En Bolivi Bolivia9 a9 'odr+a 'odr+a ser 'roduci 'roducido do 'ara mercad mercados os intern internaci aciona onales9 les9 generan generando do inversiones9 $uentes de em'leo e ingresos $iscales 'ara in$raestructura 'ara reducir la 'ore4a: 'ero como a;u+ la dirigencia estatal tiene una visi"n c8ata de la 8istoria es casi im'osile 'ensar en 'roectos de escala.
estado gaseoso9 del *loruro de 8idr"geno del !cetileno9 en 'resencia de catali4adores. El *loruro de vinilo sus 'ol+meros 8an sido curiosidades de laoratorio 8asta 8ace #/ a
)*+ INTRODUCCION El cloruro de vinilo es conocido tami7n como cloroeteno9 cloroetileno9 monocloruro de etileno o monocloroetileno. ! tem'eratura amiente9 es un gas incoloro9 se incendia $cilmente es inestale a altas tem'eraturas. La 'roducci"n de cloruro de vinilo en Estados Unidos creci" un 'romedio de ) desde 'rinci'ios de la d7cada del los 165/ 8asta 'rinci'ios de la d7cada de los
algunos cosm7ticos. @in emargo9 desde mediados de la d7cada de los 16)/9 el cloruro de vinilo se 8a usado 'rinci'almente en la manu$actura de (,*.
-*+ ,USTIFICACION !ctualmente la 'roducci"n de cloruro de vinilo 8a venido corando gran im'ortancia dentro de los com'lejos industriales esto se re$leja en el im'etuoso crecimiento de su 'roducci"n industrial. El 65 del cloruro de vinilo se usa como materia 'rima 'ara la 'roducci"n de cloruro de 'olivinilo ms conocido colo;uialmente como (,*9 material ;ue usado en $orma 'lasti$icada es utili4ado 'ara gran cantidad de a'licaciones. (or tal motivo la em'resa construir una 'lanta con tecnolog+a innovadora e instalaciones ;ue est7n dise
Hami7n es cierto ;ue e?iste la 'osiilidad de crear un mercado 'otencial 'ara el *loruro de ,inilo en Bolivia 'articularmente es utili4ado 'rinci'almente como materia 'rima 'ara la 'roducci"n de (olicloruro de ,inilo tami7n se usa 'ara 8acer una variedad de 'roductos 'lsticos9 incluendo tuer+as9 revestimientos de alamres9 cales 'roductos 'ara em'acar. El mercado est en$ocado a 'roveer de materia 'rima 'rinci'almente a la industria 'lstica sore todo a las industrias elaoradoras de 'roductos de (,*. Los 'rinci'ales com'etidores internacionales ;ue comerciali4an *loruro de ,inilo se encuentran uicados en los 'a+ses como U@!9 Brasil9 *orea9 &7?ico9 !rgentina Es'a
Mer!ado e4terno (ara ilustrar la dinmica del mercado internacional 'resentamos la $igura .1 la 'artici'aci"n 'orcentual de la demanda segCn las regiones geogr$icas ms relevantes. 2igura demanda mundial
.*(*+ DESCRIPCION DEL PRODUCTO El cloruro de vinilo es conocido tami7n como cloroeteno9 cloroetileno9 monocloruro de etileno o monocloroetileno9 El *loruro de ,inilo es el 'roducto de la cloraci"n del etileno 'roveniente de GL(.
el amiente: sin emargo9 'uede $ormarse en el amiente cuando otras sustancias manu$acturadas9 'or ejem'lo el tricloroetileno9 tricloroetano tetracloroetileno9 son degradadas 'or ciertos microorganismos.
.*(*( CARACTERISTICAS DEL CLORURO DE VINILO El cloruro de vinilo a las tem'eraturas ordinarias a la 'resi"n atmos$7rica es un gas in$lamale9 incoloro9 con olor et7reo agradale. (or deajo de -13.6 K*9 es un l+;uido m"vil incoloro. En la tala siguiente se dan otras 'ro'iedades del cloruro de vinilo es solule en tetracloruro de carono9 7ter9 alco8ol et+lico en la maor+a de los disolventes orgnicos. La soluilidad de agua en cloruro de vinilo es de /911. PROPIEDAD P*e5 a 67' 88 P*;* P
VALOR +()%9(:C +(.)%66:C +69:C -+&&> en Vo1 '%9)-) apr* '%''(7'%&-9 '%&6'%)') '%)&'%99 &&%&6
El cloruro de vinilo no es corrosivo cuando est seco a tem'eratura amiente. Las im'ure4as de acetileno en el cloruro de vinilo comercial reaccionan con el core. El 'roducto comercial tiene leve olor a $enol deido al in8iidor. El cloruro de vinilo contienen dos gru'os $uncionales el cloro el dole enlace. El tomo de cloro9 como todos los tomos 8al"genos unidos a un carono con dole enlace9 es mu inactivo en com'araci"n con el 8al"geno del 8aluro al;u+lico saturado corres'ondiente. Este carcter inerte es tan 'ronunciado ;ue el cloruro de vinilo no reacciona con magnesio 'ara $ormar un reactivo de Grignard. Justamente 'or este inercia9 se 'uede 're'arar cloruro de vinilo 'or eliminaci"n s"lo de una mol7cula de cloruro de 8idr"geno del 19-dicloroetano. El cloruro de vinilo es tan
C"&C1+C"C1&
C"CC1& H "C1
En cual;uier de estos dos m7todos de des8idro8alogenaci"n9 es el tomo de carono ;ue contiene un solo tomo de cloro el ;ue cede su 8al"geno.
.*& ANALISIS DE DEMANDA Y OFERTA .*&*(*+ AnJ1/s/s de De8anda*+ La demanda del *loruro de ,inilo se anali4ara segCn el consumo 8ist"rico ;ue 8a tenido en los Cltimos % a
.*&*(*(*+ De8anda "/st=r/!a* + I8porta!/ones
En los Cltimos a ;ue es utili4ado 'ara la $aricaci"n de tuer+as de envolturas de alamres9 asi como la industriali4aci"n la entrada de ca'ital E?tranjero9 ;ue lograron una disminuci"n en el 'recio del 'roducto res'ecto al 'oder ad;uisitivo: aun;ue en el Cltimo a
•
Fa1ta de /n;or8a!/=n estad?st/!a es mu di$+cil conocer el numero e?acto de em'resas e?teriores ;ue 'roducen el *loruro de ,inilo esta $alta de in$ormaci"n no 'ermite conocer la demanda real del 'roducto im'ortaciones a nuestro 'a+s.
.*) COSTO DEL PRODUCTO El costo del 'roducto de acuerdo a *8emical &arAeting re'orter
!0 //# //% // //) //5 //6 /1/ /11
*loruro de ,inilo Mtn #66.16 %/.16 %13.15 %/.15 %).15 %6.1) %3%.1) %#3.1)
en
•
La maor+a de las 'lantas son de elevadas escalas 'roductivas9 se encuentra en las cercan+as de los mares 'ara reali4ar directamente el emar;ue del 'roducto9 en este sentido nuestro 'roecto tiene una desventaja en la log+stica v+a terrestre ;ue encarecen los costos o'erativos.
•
El volumen elegido es de 6/5H&d+a a ;ue en el mundo e?isten e?'eriencias similares de trans'orte terrestre 'or carretera v+a $7rrea9 adems es un volumen estndar cuas tecnolog+as 8an sido mejoradas garanti4an un uen rendimiento.
•
La tasa de 'roducci"n 'ro'uesto es un uen comien4o 'ara introducir a Bolivia en el cam'o de la 'etro;u+mica las tecnolog+as GHL de esta $orma a medida ;ue se consolide el mercado se mejore la in$raestructura de trans'orte terrestre 'uede 'lani$icarse maores inversiones una diversi$icaci"n.
catali4ador. E?isten em'resas es'eciali4adas con d7cadas de e?'eriencia en este ti'o de servicios 'or lo cual lo recomendale e im'ortar 'eri"dicamente estos insumos. (ara la 'lanta 'roductora de *loruro de ,inilo9 son necesarios los re;uerimientos de las siguientes materias 'rimas •
Etileno
•
*loro
•
*atali4ador 2e*l3
7*(*+ CLASIFICACION DE LAS MATERIAS PRIMAS C1oro*+ Descuierto en 1))# 'or @c8eele9 ;ue 'ens" ;ue era un com'uesto ;ue conten+a o?+geno. Ga-Lussac9 H8enard Dav demostraron en 151/ ;ue era un elemento. Dav
le
dio
el
nomre
de
cloro9
'or
su
color.
En la naturale4a se encuentra s"lo cominado =/9/1#% en 'eso de la corte4a>9
todos los metales =e?ce'to tntalo> dando cloruros. @ustitue $cilmente al 8idr"geno en las cominaciones 8idrocaronadas mediante reacciones mu vigorosas.
Et/1eno*+ El etileno o eteno9 *F*F9 'eso molecular 59/% grs.9 es el 8idrocaruro ole$inico o insaturado ms sencillo. Es un gas incoloro e in$lamale9 con olor d7il agradale. @e usa muc8o como materia 'rima en la industria ;u+mica orgnica sint7tica. La mol7cula es 'lana est $ormada 'or cuatro enlaces sim'les *-F un enlace dole *O*9 ;ue le im'ide rotar e?ce'to a altas tem'eraturas. Las reacciones ;u+micas del etileno 'ueden ser divididas en a;uellas ;ue tienen im'ortancia comercial otras de inter7s 'uramente acad7mico. Esta divisi"n es necesariamente aritraria las reacciones incluidas en la segunda categor+a 'ueden llegar a 'ertenecer a la 'rimera en el $uturo.
7*)*+FUENTES DE LA MATERIA PRIMA Una de las $uentes de materia 'rima 'ara la otenci"n del cloro se encuentra en el @alar de Uuni es una rea a'ro?imada de 1//// Am ;ue se encuentra en el alti'lano Boliviano a altitudes maores a 3// msnm. Recie el a'orte de varios
Litio *alcio &agnesio Ule?ita Hotal
%# #5 15//
5.6 ).) 11 1 %#%6.3
2uente 0R@H0& *omo se oserva en la tala el ;ue maor demanda tiene es el *l el cual ;ue ser+a una de las mejores $uentes de materia 'rima el @alar de Uuni. 0tra de las $uente de materia 'rima im'ortante es El 'etr"leo es la $uente de energ+a ms im'ortante en la actualidad: adems es materia 'rima en numerosos 'rocesos de la industria ;u+mica. El origen del 'etr"leo es similar al del car"n. En amos casos9 se 8allan en las rocas sedimentarias9 'ero el 'etr"leo 'rocede de la descom'osici"n de materia orgnica =es'ecialmente restos de animales u grandes masa de 'lacton en un medio marino>. @u e?'lotaci"n es un 'roceso costoso ;ue s"lo est al alcance de grandes em'resas. El 'etr"leo es un recurso $"sil ;ue se em'lea como energ+a 'rimaria: sustitu" al car"n ;ue era la $uente 'rinci'al de energ+a a $inales del siglo I. El 'orcentaje res'ecto del total de la energ+a 'rimaria consumida9 en un 'a+s industriali4ado9 8a ido aumentando desde 'rinci'ios de siglo 8asta 8ace 'oco a
6*+ U#ICACION Y EMPLAKAMIENTO La uicaci"n de la 'lanta de 'roducci"n de *loruro de ,inilo ser en la 'rovincia Gran *8aco es una 'rovincia de Bolivia9 uicada al sur del 'a+s en el de'artamento de Harija. @e encuentra en la regi"n geogr$ica del Gran *8aco cuenta con una su'er$icie de 1).#5 AmQ 9la 'lanta de *, ser em'la4ada en esta 'rovincia
a ;ue
8ar otra 'lanta
de 'roducci"n de Etileno lo cual nos
El tama
•
Estrategia nacional.
•
Dis'oniilidad de insumos.
•
,+as de comunicaci"n.
Hala 3 De'artamento de Harija 2actores decisi"n
de Descri'ci"n
*ali$icaci"n
*ercan+a a los Es la segunda macro4ona ms cercana a e?'ortar. mercados
6
!astecimiento Hiene reservas su$icientes a dis'osici"n9 'ero un de materia tanto limitadas 'ara crear un 'olo estrat7gico de 'rima desarrollo a menos ;ue se encuentre nuevas reservas.
6
Estrategia nacional
La im'lementaci"n de este 'roecto en 'articular es estrat7gicamente conveniente a largo 'la4o 'ara el desarrollo de la regi"n si se a'unta a una visi"n de 'otenciamiento de la industria ;u+mica
5
Dis'oniilidad de insumos
Hiene calidad de agua su$iciente 'articularmente 4onas aleda
1/
,+as de Hiene v+as de acceso desarrolladas a nivel nacional comunicaci"n tami7n 8acia !rgentina log+stica
6
C&"-CL&
C&")CL H"CL
Esta reacci"n se da en un reactor de cloraci"n con un catali4ador de $riedel-cra$ts tal como el 2e*l 3 es una reacci"n e?ot7rmica tiene una conversi"n del 66 se da a 6/* 1 atm este 'roducto intermedio se convierte en ,* de acuerdo a una reacci"n endot7rmica la cual ocurre es'ontneamente a %//* con una conversi"n del %
9*( DIAGRAMA DE FLU,O DEL PROCESO
R-1//
RE!*H0R DE *L0R!*I0
D-1/
H0RRE DE DE@HIL!*I0 DE F*L
R-11/
RE!*H0R DE (IR0LI@
D-13/
H0RRE DE DE@HIL!*I0 DEL *,.
L-1/1
B0&B! DE !LI&EH!*I0 !L RE!*H0R DE (IR0LI@I@
L-133
B0&B! DE RE*IR*UL!D0
E-1/
IHER*!&BI!D0R DE *!L0R
2-111
H!SUE DE !L&!*E!&IEH0
L-11
B0&B! DEL H!SUE
9*& #ALANCE DE MASA V
OW
1
*F#
3
*L0R!*I0G
*F#*L
DIRE*H!
*L
*0G,ER@I0G 66
*F# ro &oles
V
*l
O
*F#*l
1
1
1
(eso &olecular
5./%
)/.61
65.6
g
5./%
)/.61
65.6
446kmol/h
V
C&"-CL& 5//.3=/.66> C&")CL C&"-
/ 5//.3=/.//)>
O
1/
11
V ##=/.66>
O 133.%#mol8
V ##=/./1>
O #.#mol8
V
/
O /.% mol8 135.%mol8
*F#*l
*F3*L V F*L
O
O1/5. Amol8
1608.62Kmol8
Balance de masa
TORRE DE DESTILACION DE CLORURO DE VINILO *F3*L (-1
#/.6/E
*F#*L
%6E
*F3*L
/.1E
F*L
66.5/
*F#*L
/.1E
F*L
/.1E
(-#
1/
D-13/
(-3
*F#*L *F3*L
66E 1E
*U!DR0 DE B!L!*E DE &!@!
Kg/h
Kmol /h
15.71
0.56
COMP
Kg/h
Kmol/h
C2H4
22450
800.3
CL2
.
Kg/h
56700
Kmol/h
Kg/h
Kmol/h
Kg/h
Kmol/h
15.71
0.56
122071
1233.54
Kg/h 15.71
Kmol/h 0.56
Kg/h 1.61
79150
800.2
C2H3C L
278.75
50395
806.3
50395
806.3
HCL
29233. 6
801.8
29233.6
801.8
20742
TOTA L
79644. 3
1608.2
21099. 8
800.3
56700
Kg/h
Kmol/ h
Kg/h
Kmol/ h
Kg/h
Kmol/ h
0.057
Kg/h
Kmol/h
15.71
0.56
799.71
C2H4C L2
22450
Kmol/h
799.71
79150
800.2
122366
4.46
1238.56
3646
79644.3
356.2
20742
41795. 1
422.6
59.3
0.6
41785.2
422.5
122071
1233.54
5.7
38106. 3
609.7
37839
605,42
268.7
4.3
278.75
4.46
42054
426.7
122365 6
1238.56
568.9
37.55
1.03
21.9
0.6
573.2
79938. 9
1033. 4
37920
606.63
9*)*+ #ALANCE DE ENERGIA
T°C P (atm) µ (cp) ρ ∆H