Universidad veracruzana Facultad de ciencias químicas
OBTENCION DE ACETONA A PARTIR DE ALCOHOL ISOPROPILICO PRESENTADO POR: LOPEZ PEREZ VIOLETA MARIEL GARCIA GARCIA AURORA RIAÑO MALDONADO JOSE ALFREDO JIMENEZ CABRERA LUIS OSWALDO FISCHER OLIVARES ROMEO EDUARDO
MATERIA INGENIERIA DE PROYECTOS CATEDRATICO MARQUEZ VERA CARLOS ANTONIO
Producción de Acetona
Perfil en la producción de Acetona Tabla de contenidos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Página Sumario....................................................................................................................................... 1 Descripción del producto y aplicaciones..................................................................................... 2 Estudio del mercado y capacidad de la planta............................................................................. 3 a) Estudio del mercado.............................................................................................................. 4 b) Capacidad de la planta y programa de producción................................................................ 5 Materiales y entradas................................................................................................................... 6 a) Materias Primas..................................................................................................................... 7 b) Utilidades............................................................................................................................... 8 Tecnología e ingeniería................................................................................................................ 9 a) Tecnología............................................................................................................................ 10 b) Ingeniería.............................................................................................................................. 11 Requerimientos de fuerza de trabajo y capacitación.................................................................. 12 a) Requerimientos de fuerza de trabajo.................................................................................... 13 b) Requerimientos de capacitación........................................................................................... 14 Análisis financiero...................................................................................................................... 15 a) Costo total inicial de inversión............................................................................................. 16 b) Costo de producción............................................................................................................. 17 c) Evaluación financiera........................................................................................................... 18 d) Beneficios económicos......................................................................................................... 19
1. Sumario Este perfil espera establecer una planta de producción de acetona con capacidad de producción de 150 toneladas por año. Esta planta creará oportunidades de trabajo para aproximadamente 64 personas. La inversión total estimado de la planta se estima será alrededor de $10,7 millones, de los cuales $2.9 millones son requeridos para la planta y maquinaria. El proyecto es financiablemente viable con una tasa interna de retorno (TIR) del 14% y un valor actual neto (VAN) de $1.22 millones, descontado al 8.5%. 2. Descripción y aplicaciones del producto La acetona es un líquido incoloro, volátil y flamable con un olor punzante y aromático. Es miscible en todas proporciones con agua y solventes orgánicos como el metanol y el alcohol etílico entre otros. Éste producto tiene los siguientes usos:
Como disolvente para el acetato de celulosa, nitro-celulosa, celuloides, caucho clorado, etc. Como transporte para acetileno. Para la fabricación de metacrilato de metilo, bisfenol A, metil-isobutl-cetona, etc., para las industrias químicas y cosméticas.
3. Estudio del mercado y capacidad de la planta a) Estudio del mercado 1. Abastecimiento pasado y demanda presente El requerimiento de acetona del país es cumplido únicamente a través de importes. Los datos fueron obtenidos de la Autoridad de Aduanas Mexicana con respecto al importe de acetona de los años 2005 – 2014 como se indica en la tabla 3.1. Tabla 3.1 IMPORTE DE ACETONA Año
Cantidad (Toneladas)
Valor (MDP)
2005
416
18.72
2006
906
40.77
2007
527
23.71
2008
247
11.11
2009
1543
69.43
2010
340
15.3
2011
343
15.43
2012
577
25.96
2013
475
21.37
2014
842
37.89
Como se puede ver en la tabla 3.1, hubo años en los que las figuras de importe fueron inusualmente altas. Esta situación es claramente identificada en los años 2006, 2009 y 2014. En el año 2006 el importe de acetona fue de 906 toneladas, mientras que en los años siguientes, i.e. 2007 y 2008, el importe bajó a 527 y 247 toneladas respectivamente. Similarmente, en el año 2009 las figuras de importe fueron de 1543 toneladas, mientras que en los años consecutivos, i.e. Del 2010 al 2013, los importes varían desde 340 hasta cerca de 580 toneladas. Esto probablemente indica que los altos importes fueron distribuidos en los años subsecuentes en los cuales las figuras de importe se encontraban relativamente bajas. Tomando en cuenta el punto anterior, la demanda efectiva presente se puede estimar usando la siguiente metodología:
Las figuras de importe promedio en los últimos 6 años, i.e. 2009 – 2014, se toma como demanda efectiva para el año 2015 Como el producto está directamente relacionado con el crecimiento del sector manufacturero, un crecimiento anual promedio del 7% (reportado por el sector industrial Mexicano) es aplicado a la demanda presente (2015). Por lo tanto, la demanda efectiva presente se estima será de 734
toneladas. 2. Demanda proyectada La acetona es usada como solvente en la producción de pintura, barnís, esmalte, acetato de celulosa, yoduro de potasio y permanganato. También es usada para limpiar partes de equipos de precisión, deslustrante para fibra de acetato de celulosa y para pruebas de especificaciones para productos de caucho vulcanizados. Esto claramente indica que la demanda de acetona está claramente vinculada con el sector industrial. El pronóstico de demanda hasta el año 2024 está dado en la tabla 3.2. Tabla 3.2 DEMANDA PROYECTADA DE ACETONA (TONELADAS) AÑO
DEMANDA PROYECTADA
2015
734
2016
785
2017
840
2018
898
2019
960
2020
1027
2021
1099
2022
1176
2023
1258
2024
1346
3. Precio y distribución Tomando el precio de importe promedio de los 3 años recientes, un precio ex-fábrica de $35,000 por tonelada es recomendado. El producto puede ser vendido directamente al cliente final, i.e., en su mayoría a las industrias químicas. b) Capacidad de la planta y programa de producción 1. Capacidad de la planta La capacidad recomendada de la planta será de 150 toneladas por año en 300 días hábiles
2. Programa de producción El programa de producción para la fábrica planeada será de la siguiente manera.
75% de capacidad de la planta durante el 1er año. 85% de capacidad de la planta durante el 2do año. 100% de capacidad de la planta empezando el 3er año.
El programa de producción considera los domingos y los días festivos y se asume que mantenimiento ocurrirá en horas fuera de turno. 4. Materiales y entradas a) Materias primas Propyleno o Alcohol Isopropílico es el único material utilizado en la fabricación de acetona en presencia de un catalizador. Materiales de empaque serán necesarios para el manejo y traslado del producto. Tabla 4.2 CONSUMO ANUAL DE MATERIAS PRIMAS Y COSTOS Descripción
Unidad de Medida
Cantidad
Costo Costo
Costo Total
Alcohol Isopropílico
Toneladas
110
$25/ Kg
2,750,000
Catalizador (Cobre o plata)
Toneladas
0.5
105/Kg
52,500
Agua
m³
114
-
Total
-
-
$2,802,500
b) Utilidades Las utilidades que se utilizan para fabricar acetona incluyen electricidad, agua y vapor. Una descripción más detallada se encuentra en la siguiente tabla (Tabla 4.2) Tabla 4.2 CONSUMO ANUAL DE UTILIDADES Y COSTOS Descripción
Unidad de medida
Cantidad
Costo
Electricidad
kW/h
33,100
$19,198.00
Combustóleo
m³
140
$546,000.00
Agua
m³
15,040
$61,164.14
Total
-
$626,363
5. Tecnología e Ingeniería a) Tecnología 1. Proceso de producción La acetona es producida por la deshidratación catalítica del alcohol isopropílico. El propyleno y agua son pre-calentados e introducidos en un reactor catalítico, donde se forma el isopropanol. El isopropanol acuoso es entonces separado del agua y otras pequeñas cantidades de agentes ligeros y pesados en una serie de 3 a 6 columnas de destilación. Es entonces deshidrogenado en un reactor catalítico de lecho en reposo. La purificación es entonces realizada utilizando métodos convencionales de destilación fraccionada. b) Ingeniería 1. Maquinaria y equipo La lista de maquinaria de producción y equipo requerido para la planta está provisto en la tabla 5.1. El costo total de la maquinaria y equipo de la planta se estima en $2,904,000
Tabla 5.1 LISTA DE MAQUINARIA Y EQUIPO REQUERIDO Número Seriado
Descripción
Cantidad
Costo
V-401, V-403, V-404
Tanques
3
$14650 V0.6 V = volume, m3
P-401A/B, P-402A/B, P-404A/B
Bombas
3
$6230 (power, kW)0.4
E-401
Vaporizador
1
$10400
R-401, E-402, H-401
Reactores
3
$43500
E-402, E-403, E-408
Enfriadores
3
$12,000
V-402, T-401
Separadores
2
$15,000
T-402, T-403
Torres
3
$27,000
E-404, E-406
Condensadores
2
$10,000
E-405, E-407
Calentadores
2
$9,300
22
132,000
Total
2. Terreno y edificaciones El área de edificación de la planta será de 600 m² , mientras que el área total será de 2000 m² el costo por los 2000m2 será de $2,258,064 . La planta contará con edificios de producción, departamentos de oficinas, area de almacenaje, estacionamiento y otras estructuras civiles. El costo total de construcción será de $4,558,064 de acuerdo a su ubicación., mientras que el impuesto predial es el valor catastral del inmueble, el cual puede determinar mediante la aplicación de valores unitarios del suelo y construcciones, sobre la superficie de su inmueble.
3. Ubicación propuesta La planta propuesta estará ubicada en la calle Manuel Quiroz #324 del municipio de Guamúchil, Sinaloa. Información demográfica Según el Censo Nacional de Población y Vivienda 2010 del INEGI, 2,767,761.00 personas habitaban en el estado de Sinaloa, de los cuales el 60% residía en la capital Culiacán, y en los municipios de Mazatlán y Ahome, mientras que en el municipio de Guamúchil residen alrededor de 63,743 personas. En esta entidad, el 56% de sus habitantes era menor de 30 años. Continuando la tendencia nacional, la esperanza de vida de las mujeres sinaloenses es más alta que la de los hombres, por casi 5 años (mujeres 77.4 años y hombres 72.5 años).
Indicador
Dato
Porcentaje de la PEA que terminó preparatoria Porcentaje de la PEA que tiene carrera
22.7%
Lugar nacional 04
22.6%
03
Otros estados 1. Quintana Roo (23.7%) 2. Distrito Federal (23.2%) 3. Baja California Sur (22.9%) 1. Distrito Federal (31%) 2. Nuevo León (23.3%) 4. Baja California Sur (22.5%)
Distribución de títulos universitarios en Sinaloa (2009) Ingeniería y Tecnología 3,152 Ciencias Agropecuarias 315 Ciencias Naturales y Exactas 218 Ciencias de la Salud 1,364
Clima Hay poca variación del clima, predominan fundamentalmente un clima tropical lluvioso en su parte oriental y clima seco estepario con lluvias en verano en el resto del municipio. La temperatura media anual oscila entre los 24.2 y los 24.9 °C, con máximas que varían de 41 a 45 °C y mínimas de 3 a -3.5 °C. La precipitación media anual varía de 480 a 642 mm con un escurrimiento anual de aproximadamente 134 millones de m³. Mes Temp eratu ra máxi ma prom edio Temp eratu ra míni ma prom edio Preci pitaci ón (mm)
Ene 27.6
Datos climáticos de Guamúchil Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep 28.6 30.3 33.2 35.3 36.3 35.6 34.9 34.9
11
11
12
14.6
18
23.1
24
20
10
5
0
5
15
140
23.6 23.7
183
130
Oct Nov Dic 34.9 31.9 28.4
Año 32.66
20.9 15.5 11.7
17.42
46
28
18
600
Mapa General
Mapa Satelital
Mapa Topográfico
Mapas carretero y ferroviario
Rutas importantes Los Ángeles - Atlanta Mazatlán - Atlanta Los Ángeles – New York Mazatlán – New York
Distancia (km) 3,497 2,879 4,490 4,280
.
6. Requerimientos de fuerza de trabajo y capacitación a) Requerimientos de fuerza de trabajo El requerimiento total de fuerza de trabajo para la planta será de 64 personas. Los salarios mensuales y anuales están detallados en la tabla 6.1. Tabla 6.1 REQUERIMIENTOS DE FUERZA DE TRABAJO Y COSTOS LABORALES Descripción
Cantidad
Salario Mensual
Salario Anual
Gerente
1
20,000
240,000
Directivo
1
20,000
240,000
Consejo
3
15,000
180,000
Administrador
1
10,000
120,000
Contadores
2
10,000
120,000
Ingeniero químico
2
25,000
300,000
Ingeniero ambiental
1
25,000
300,000
Ingeniero industrial
1
25,000
300,000
Obreros
30
7,000
84,000
Encargado de producción
2
24,000
288,000
Técnicos auxiliares
3
10,000
120,000
Control de calidad
4
21,000
252,000
Encargado de bodega
3
9,000
108,000
Seguridad
10
8,000
96,000
Total
64
229,000
2,425,08
b) Requerimientos de capacitación La capacitación del personal planea llevarse a cabo durante la edificación de la planta, y se estima un costo aproximado de $90,000 MXN
7. Análisis financiero El análisis financiero del proyecto acetona está basado en los datos presentados en los capítulos previos y en las siguientes asunciones. Periodo de construcción
1 año
Días laborales anuales
300 días
a) Costo de inversión inicial total El costo de inversión total, incluyendo capital de trabajo se estima alreadedor de 16.0 millones de los cuales serán gastos anuales renovados al inicio de año y utilizados en materia prima, salarios, mantenimiento, materia prima, etc. La información detallada de investimiento se encuentra en la tabla 7.1. Tabla 7.1 COSTO DE INVERSIÓN INICIAL Descripción
Costo
Porcentaje
Terreno
$2,258,064
21.07%
Edificación
$2,300,000
21.47%
Maquinaria y equipo
$2,404,000
22.44%
Mobiliario
$1,250,000
11.66%
Vehículos
$2,000,000
18.67%
Gastos pre-operacionales
$500,000
4.66%
Total
100.00%
b) Costo de producción El costo anual de producción a máxima capacidad operacional se estima en $3,205,008 (véase tabla 7.2). El material y costo utilitario serán aproximadamente el 98.12%, mientras que el mantenimiento anual será el 1.87%. La información detallada de costos de producción se encuentra en la tabla 7.2. Tabla 7.2 COSTO ANUAL DE PRODUCCIÓN A MÁXIMA CAPACIDAD OPERACIONAL Materiales
Costo
Porcentaje
Materias primas
2,802,500
87.44%
Salarios
2,425,08
7.56%
Utilidades
100,000
3.12%
Mantenimiento
$60,000
1.87%
Total
3,205,008
100.00%
c) Evaluación financiera 1. Rentabilidad De acuerdo con la declaración financiera proyectada, el proyecto generará rentabilidad empezando el primer año operacional. Proporciones importantes como beneficio de ventas totales, beneficio neto y beneficio neto más impuestos de inversión totales (retorno en inversión total) muestran una tendencia a incrementar a lo largo de la vida del proyecto. Tomando en cuenta estos datos, se puede demostrar que la rentabilidad del proyecto es viable. 3. Cobertura de gastos El punto de cobertura de gastos del proyecto incluyendo costos de financiación cuando empiece a Operar a máxima capacidad (3er año) se puede estimar usando la siguiente fórmula.
Cobertura de gastos=
(Costos Fijos) =X % (Costos Variables)
4. d) Beneficios económicos El proyecto creará empleos para 64 personas. Además de ofrecer un suministro de bienes domésticos para la población. El establecimiento de tal fábrica proporcionará al país con la generación de bienes producidos internamente, eliminando la necesidad de importar dicho producto y ahorrando al país de tarifas de importe y costos de transporte.
BALACE DE MATERIA
