tesis importante de btx
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Tesis explicativa de la importancia del Benceno-Tolueno-XilenoTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD DE COSTA RICA FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
ESTUDIO DE PRE-FACTIBLIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA DE UNA PLANTA PARA LA PRODUCCIÓN DE BENCENO, TOLUENO Y
XILENO A PARTIR DE NAFTAS DE PETRÓLEO.
PROYECTO DE GRADUACIÓN SOMETIDO A LA CONSIDERACIÓN
DE LA ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA COMO REQUISITO FINAL PARA OPTAR POR EL GRADO DE
LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA
RICARDO JIMÉNEZ ARGÜELLO
CIUDAD UNIVERSITARIA RODRIGO FACIO
SAN JOSÉ, COSTA RICA 2013
Proyecto de graduación presentado ante la Escuela Ingeniería Química de la Universidad de Costa Ri~ como requisito final para optar por
el grado de Licenciatura en Ingeniería Química
Sustentante:
Aprobado por:
Ing. an errera, Ph.D Escuela de Ingeniería Química
Ing. William Ulate Padgett, M.Sc. Gerente General SORESCO
Ing. Hemán Camacho Soto, M.Sc. Escuela de Ingeniería Qufmica
Randall Ramírez Loría, MBA. Escuela de Ingeniería Química
Ricardo Jiménez Argüello
Presidente del tribunal
Director del Proyecto
Miembro Lector
Miembro Lector
Miembro Invitado
CIUDAD UNIVERSITARIA "RODRIGO F ACIO"
2013
Comité asesor l
Dedicatoria ii
DEDICATORIA
A DIOS Por la vida que me da y la oportunidad de presentar este proyecto.
A MIS PADRES Por siempre estar en cualquier circunstancia para ayudar, por apoyarme a salir adelante con la carrera y creer en mí y esforzarse por hacer en mi una mejor persona todos los días.
A MI HERMANA Por todos los momentos que compartimos, por siempre ser la persona en la que puedo confiar y apoyarme.
A MI NOVIA Por ser todo lo que siempre soñé y más, por su amor incondicional y por ayudarme en los últimos momentos y empujarme a realizar este ultimo esfuerzo, que jamás hubiera sido posible sin vos.
A MIS AMIGOS Por todos los momentos buenos que vivimos y también los difíciles, ser fuente de inspiración y ayuda incondicional.
Resumen iii
RESUMEN
El objetivo principal del presente proyecto es determinar la factibilidad técnica y
económica de instalar una planta productora de benceno, tolueno y xileno para el mercado Centroamericano, a partir de naftas de petróleo obtenidas del procesos de refinación.
El proyecto se divide en cuatro grandes secciones. Primero se encuentra el marco teórico del proyecto, en donde se especifican las propiedades de la materia prima y los productos de la planta. También se explican los diferentes métodos de los cuales es posible obtener el BTX a partir de la nafta, y el tipo de plantas existentes en el mercado.
Posteriormente se tiene el estudio de mercado donde se clarifica el producto a vender, la ubicación del proyecto, la demanda estimada de los productos, su precio, así como la estrategia de los competidores y la estrategia comercial a seguir. Se determinó que la demanda máxima será de 345 bbl/diarios de producto combinando la mezcla de xilenos y el tolueno, dejando de lado el benceno por su baja demanda.
La tercera parte del proyecto consiste en el estudio técnico en donde se seleccionó el proceso productivo, mediante una matriz de selección para los procesos unitarios. Se seleccionó el CCR Platforming, como proceso para la obtención de la nafta reformada como materia prima. Luego se escogió el solvente Sulfolane y su proceso de regeneración, para la purificación de los productos. Finalmente, se estimaron los costos de producción y la inversión inicial del proyecto siendo esta de $ 50 787 931; de los cuales $ 10 084 568 son para las inversiones fijas y $ 40 703 362 de capital de trabajo.
En la cuarta y última parte, se determinó que el proyecto es económicamente rentable, ya sea con o sin financiamiento. Para el proyecto con financiamiento e inflación se tiene que el Valor Actual Neto es de $ 47 396 795; la Tasa Interna de Retorno de 22,62 % y el Índice de Deseabilidad de 7,71. Mientras que para el proyecto sin financiamiento e inflación el VAN es de $ 5 671 457; el TIR de 22,61 % y el ID de 1,56. El proyecto con financiamiento es mejor para los inversionistas, ya que se obtiene un mayor retorno.
Se comprobó además que el proyecto es sensible ante los cambios del mercado en la demanda del producto y a aumentos en gastos de producción. Se determinó además que el riesgo de invertir en el proyecto es bajo, teniendo en ninguno de los escenarios posibles valores de TIR, menores a los esperados por los inversionistas.
Índice General iv
ÍNDICE GENERAL
RESUMEN ..................................................................................................................... i 1. MARCO TEORICO ............................................................................................. 1
1.1 Las naftas de petróleo ........................................................................................... 1
1.2 Generalidades ................................................................................................ 1
1.3 Composición ................................................................................................. 2
1.4 Clasificación .................................................................................................. 5
1.5 Aplicaciones .................................................................................................. 5
1.5.1 Industria petrolera ...................................................................................... 5
1.5.2 Industria de solventes ................................................................................ 6
1.6 BTX (Benceno, Tolueno y Xileno) ............................................................... 7
1.6.1 Generalidades ................................................................................................ 7
Aromaticidad ......................................................................................................... 7
Propiedades físicas y químicas .............................................................................. 7
1.7 Fuentes de obtención ..................................................................................... 9
1.7.1 Efluentes del reformado catalítico ............................................................. 9
1.7.2 Efluentes del craqueo con vapor .............................................................. 10
1.8 Aplicaciones ................................................................................................ 11
1.8.1 Benceno ................................................................................................... 11
1.8.2 Xileno ...................................................................................................... 11
1.8.3 Tolueno .................................................................................................... 12
1.9 Proceso de producción del BTX a partir de las naftas ................................ 12
1.9.1 Complejos aromáticos simples ................................................................ 12
Índice General v
1.9.2 Hidrotratamiento de naftas ...................................................................... 13
1.9.3 Reformado catalítico ............................................................................... 14
1.9.4 Extracción de aromáticos ........................................................................ 16
1.10 Complejo aromático UOP ........................................................................... 18
1.10.1 CCR Platforming ................................................................................... 18
1.10.2 Sulfolane ................................................................................................ 19
1.10.3 Parex ...................................................................................................... 19
1.10.4 Isomar .................................................................................................... 19
1.10.5 Tatoray ................................................................................................... 20
2. ESTUDIO DE MERCADO ................................................................................ 21
2.1 Caracterización de los productos ........................................................................ 21
2.1.1 Descripción y caracterización del producto principal y subproductos. ... 21
2.1.2 Productos sustitutos o similares ............................................................... 23
2.2 Población objeto y zona de influencia ................................................................ 24
2.2.1 Ubicación geográfica del área de mercado del proyecto ......................... 24
2.2.2 Tamaño y características de la población de referencia del proyecto ..... 24
2.2.3 Características de la población de referencia del proyecto .................... 26
2.3 Análisis de la Demanda ...................................................................................... 28
2.3.1 Análisis histórico de la demanda ............................................................. 28
2.3.2 Factores que determinan el comportamiento de la demanda ................... 33
2.3.3 Estimación de la demanda actual (análisis del crecimiento histórico y
elasticidad) 33
2.4 Pronóstico y proyección de la demanda ............................................................. 36
2.5 Caracterización de la demanda ........................................................................... 38
2.6 Análisis de la oferta actual ................................................................................. 39
Índice General vi
2.6.1 Tipo de mercado ...................................................................................... 39
2.6.2 Estrategias de la oferta, número y tipo de oferentes ................................ 39
2.7 Características de la oferta .................................................................................. 40
2.8 Determinación del precio del producto .............................................................. 43
2.8.1 Mecanismo de formación del precio ....................................................... 43
2.8.2 Análisis de series históricas de precios ................................................... 43
2.8.3 Factores que determinan el precio del producto ...................................... 45
2.9 Estrategias de comercialización del producto .................................................... 46
2.9.1 Volúmenes estimados de producción ...................................................... 46
2.9.2 Descripción de los canales de comercialización ..................................... 47
3. ESTUDIO TÉCNICO ......................................................................................... 48
3.1 Tamaño del proyecto .......................................................................................... 48
3.2 Localización ....................................................................................................... 48
3.2.1 Micro y macro-localización del proyecto ................................................ 48
3.2.2 Características del sitio ............................................................................ 50
3.3 Proceso productivo, tecnología y tamaño de la planta ....................................... 52
3.3.1 Selección de los equipos .......................................................................... 52
3.3.2 Descripción del Proceso de Producción .................................................. 58
3.4 Diagrama de flujos del proceso .......................................................................... 65
3.4.1 Diagrama con balance de materia y energía ............................................ 65
3.4.2 Descripción y especificación de los equipos a instalar ........................... 69
3.4.3 Distribución de Planta ............................................................................. 75
3.5 Análisis de Materias Primas ............................................................................... 78
3.5.1 Ubicación Geográfica de las Materias Primas ......................................... 78
3.5.2 Características y Especificaciones de la Materia Prima .......................... 79
Índice General vii
3.5.3 Precio y Comportamiento Histórico de Consumo ................................... 79
3.6 Costos e inversiones ........................................................................................... 80
3.6.1 Inversiones fijas ....................................................................................... 81
3.6.2 Costos y gastos ........................................................................................ 83
3.6.2.1 Costos materias primas ......................................................................... 83
3.6.2.2 Costos de energía eléctrica ................................................................... 83
3.6.2.3 Costo de servicios ................................................................................. 83
3.6.2.4 Costo de mano de obra ......................................................................... 84
3.6.2.5 Costo mantenimiento, suministros operacionales y repuestos ............. 85
3.6.2.6 Costos fijos de planta ............................................................................ 85
3.6.3 Capital de trabajo ..................................................................................... 86
3.6.4 Plan de Manejo Integral de Procesos ....................................................... 86
4. ESTUDIO FINANCIERO .................................................................................. 87
4.1 Necesidades de recursos ..................................................................................... 87
4.2 Aporte de socios e inversionistas y posibles fuentes de financiamiento ............ 87
4.3 Condiciones de los préstamos solicitados y amortización de los créditos ......... 88
4.4 Punto de Equilibrio ............................................................................................. 89
4.5 Estados Financieros proyectados ........................................................................ 90
4.5.1 Flujo de Fondos proyectado sin financiamiento ...................................... 90
4.5.2 Flujo de Fondos proyectado con financiamiento ..................................... 92
4.6 Evaluación financiera ......................................................................................... 96
4.6.1 Cálculo de la tasa de descuento (K) aplicable al proyecto ...................... 96
4.6.2 Valor actual neto (VAN), tasa interna de retorno (TIR) e índice de
deseabilidad (ID) para el proyecto sin y con financiamiento ....................................... 97
4.6.3 Análisis de sensibilidad ........................................................................... 98
Índice General viii
4.6.4 Análisis de riesgo .................................................................................... 99
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................... 101
6. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................. 103
7. NOMENCLATURA ............................................................................................. 106
APÉNDICE ............................................................................................................... 107
A. Resultados Intermedios .................................................................................... 108
B. Muestra de cálculo ............................................................................................ 120
Índice de Cuadros ix
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1.1 Análisis típico de dos fracciones de nafta obtenidas de destilación fraccionada
de dos tipos de crudo diferentes. ............................................................................................. 4
Cuadro 1.2 Composición de la fracción C6-C8 obtenida del reformado catalítico. .............. 9
Cuadro 1.3. Composición de la fracción C6-C8 obtenida del craqueo con vapor. .............. 10
Cuadro 1.4. Condiciones para la hidrodesulfuración según el tipo de nafta alimentado. .. 14
Cuadro 1.5. Reacciones existentes en el proceso de reformado catalítico de naftas. .......... 15
Cuadro 2.1. Propiedades físicas y químicas de las naftas pesadas. ..................................... 21
Cuadro 2.2. PIB de los países centroamericanos (1999-2010). ........................................... 26
Cuadro 2.3. Resumen de histórico de demanda para el BTX. ............................................. 32
Cuadro 2.4. Demanda proyectada para el tolueno para el periodo 2014-2028. .................. 37
Cuadro 2.5. Demanda proyectada para la mezcla de xilenos para el periodo 2014-2028. .. 38
Cuadro 2.6. Volúmenes estimados de producción en Centroamérica (2014-2028). ........... 46
Cuadro 3.1. Matriz de selección del equipo de reformado catalítico de la nafta ................ 54
Cuadro 3.10 Estimación de la inversión por el método de porcentaje del equipo comprado.
.............................................................................................................................................. 81
Cuadro 3.2. Tecnologías existentes de el mercado y sus características ............................. 56
Cuadro 3.3. Matriz de selección del solvente y tecnología. ................................................ 58
Cuadro 3.4. Composición flujo de proceso inicial .............................................................. 60
Cuadro 3.5. Propiedades de la mezcla de xilenos con grado de solvente ........................... 61
Cuadro 3.6. Composición flujo de Raffinate. ...................................................................... 63
Cuadro 3.7. Composición flujo de benceno y orgánicos no aromáticos. ............................ 64
Índice de Cuadros x
Cuadro 3.8. Composición flujo del tolueno comercial. ....................................................... 65
Cuadro 3.9. Resumen de características de los equipos. ..................................................... 69
Cuadro 4.1 Tabla de amortización del préstamo. ................................................................ 88
Cuadro 4.2. Gastos variables anuales. ................................................................................. 89
Cuadro 4.3. Flujo de Fondos del proyecto sin financiamiento ............................................ 91
Cuadro 4.4. Flujo de Fondos del proyecto con financiamiento ........................................... 94
Cuadro 4.5 Tasas de descuento. .......................................................................................... 96
Cuadro 4.6 Cálculo del TIR, VAN e ID para el proyecto con y sin financiamiento. .......... 98
Cuadro 4.7 Sensibilidad del proyecto ante distintos escenarios. ......................................... 99
Cuadro 4.8 Análisis de riesgo por el método de Montecarlo. ........................................... 100
Cuadro 4.9 Estimación del TIR y VAN para el proyecto según el método Montecarlo. .. 100
Cuadro A.1 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de tolueno para Guatemala del año
1995 al 2009. ....................................................................................................................... 108
Cuadro A.2 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la
demanda de tolueno en Guatemala. .................................................................................... 108
Cuadro A.3 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la mezcla de xilenos para
Guatemala del año 1999 al 2008. ........................................................................................ 109
Cuadro A.4 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la
demanda de la mezcla de xilenos en Guatemala ................................................................. 110
Cuadro A.5 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la tolueno para Costa Rica del año
2001 al 2008. ....................................................................................................................... 110
Cuadro A.6 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la
demanda de tolueno en Costa Rica. .................................................................................... 111
Índice de Cuadros xi
Cuadro A.7 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la mezcla de xilenos para Costa
Rica del año 2001 al 2008. .................................................................................................. 111
Cuadro A.8 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la
demanda de la mezcla de xilenos en Costa Rica. ............................................................... 112
Cuadro A.9 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la tolueno para Honduras del año
2001 al 2007. ....................................................................................................................... 112
Cuadro A.10 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de
la demanda de tolueno en Honduras. .................................................................................. 113
Cuadro A.11 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de tolueno para El Salvador del año
1999 al 2007. ....................................................................................................................... 113
Cuadro A.12 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de
la demanda de tolueno en El Salvador. ............................................................................... 114
Cuadro A.13 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la mezcla de xilenos para El
Salvador del año 1999 al 2007. ........................................................................................... 114
Cuadro A.14 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de
la demanda de la mezcla de xilenos en El Salvador. .......................................................... 115
Cuadro A.15 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la tolueno para Nicaragua del año
2001 al 2008. ....................................................................................................................... 115
Cuadro A.16 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de
la demanda de tolueno en Nicaragua. ................................................................................. 116
Cuadro A.17 Inversión de capital. ..................................................................................... 116
Cuadro A.18 Resumen de costos fijos de producción. ...................................................... 116
Cuadro A.19 Resumen de costos variables de producción. ............................................... 116
Cuadro A.20 Datos para el cálculo y punto de equilibrio encontrado. .............................. 116
Índice de Cuadros xii
Cuadro A.21 Resumen de los valores obtenidos del análisis de Sensibilidad variando el
valor de la tasa de retorno. .................................................................................................. 117
Cuadro A.22 Resumen de los valores obtenidos del análisis de Sensibilidad variando las
ventas realizadas. ................................................................................................................ 117
Cuadro A.24 Resumen de los valores obtenidos del análisis de Sensibilidad variando el
capital de inversión. ............................................................................................................ 118
Cuadro A.25 Resumen de los fondos obtenidos del método Monte Carlo del proyecto con
financiamiento. ................................................................................................................... 118
Cuadro A.26 Continuación Resumen de los fondos obtenidos del método Monte Carlo del
proyecto con financiamiento. .............................................................................................. 118
Cuadro A.27 Continuación Resumen de los fondos obtenidos del método Monte Carlo del
proyecto con financiamiento. .............................................................................................. 119
Índice de Figuras xiii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Proceso general para el fraccionamiento de Nafta…………………………….. 2 Figura 1.2. Estructura molecular del benceno, tolueno y los isómeros del xileno………... 8 Figura 1.3 Complejo aromático simple…………………………………………………... 13 Figura 1.4 Complejo aromático UOP integrado………………………………………….. 20
Figura 2.1. IMAE de los países centroamericanos (1995-2010)…………………………. 27 Figura 2.2. Importaciones de benceno y tolueno en Honduras (1995-2009)…………….. 29 Figura 2.3. Importaciones de xilenos en Honduras (1995-2009)………………………… 29 Figura 2.4. Importaciones de BTX en Costa Rica (1996-2010)…………………………. 30 Figura 2.5. Importaciones de BTX en Nicaragua (1995-2009)………………………….. 30 Figura 2.6. Importaciones de BTX en El Salvador (1995-2009)……………………….... 31 Figura 2.7. Importaciones de BTX en Guatemala (1995-2009)………………………….. 32 Figura 2.8. Elasticidad en la demanda de tolueno en Nicaragua………………………..... 34 Figura 2.9. Elasticidad en la demanda de tolueno en Costa Rica……………………....... 35 Figura 2.10. Elasticidad en la demanda de tolueno en Guatemala.…………………........ 35 Figura 2.11. Histórico de precios para el tolueno en Centroamérica.………………........ 43 Figura 2.12. Histórico de precios para la mezcla de xilenos en Centroamérica .………………......................................................................................................... 43 Figura 3.1 Macro-localización del proyecto..................................………………........ 49 Figura 3.2 Micro-localización: Plantel físico de RECOPE, Moín...………………........ 49
Índice de Figuras xiv
Figura 3.3. Perfil de los componentes en el reformado catalítico..………………........... 59 Figura 3.4. Diagrama de Flujo No 1 del proceso de producción para el BTX................. 66 Figura 3.5. Diagrama de Flujo No 2 del proceso de producción para el BTX................. 67 Figura 3.6. Diagrama de Flujo No 3 del proceso de producción para el BTX................. 68 Figura 3.7. Ubicación de la nueva refinería según el proyecto de modernización de RECOPE.................................................................................…………………........ 76 Figura 3.8. Localización de los equipos de la planta productora de BTX.….................. 76 Figura 3.9. Distribución de los equipos de la planta productora de BTX..….................. 77 Figura 3.10 Comportamiento de precios para la gasolina super en Costa Rica............... 80 Figura 4.1 Punto de equilibrio del proyecto............................................................... 90
Marco Teórico 1
1. MARCO TEORICO
1.1 Las naftas de petróleo
1.2 Generalidades
Nafta es un término genérico que es aplicado a productos de petróleo refinados,
parcialmente refinados o no refinados. Siguiendo la norma ASTM D-86 en condiciones
estandarizadas de destilación, la nafta se determina cuantitativamente, en que no menos del
10 % del material debe destilar a temperaturas menores de 175 ºC y no menos del 95 % del
material debe destilar a temperaturas inferiores de 240 ºC. (Speight, 2007)
Siguiendo esta característica de las naftas de su punto de ebullición, utilizada en su
determinación, las mismas pueden clasificarse en naftas ligeras con un rango de ebullición
aproximado de 35 – 90 ºC y naftas pesadas en el rango de temperaturas de 80 – 200 ºC.
Otros productos de petróleo que son obtenidos en el rango de ebullición de la nafta, son el
spirit industrial y el White spirit. (Matar, 2000)
La nafta es obtenida de diferentes procesos: por medio del fraccionamiento de una
única destilación, craqueado y reforma de los destilados o fraccionamiento del petróleo
crudo; extracción del solvente; hidrogenación de destilados craqueados; polimerización de
compuestos insaturados (olefinas); y por medio de procesos de alquilación.
El método más común de preparación es la destilación, dependiendo del diseño de la
unidad de destilación pueden producirse una o dos corrientes de vapores de nafta: la
primera siendo una corriente única de producto de nafta con un punto final a 205 ºC, y la
segunda forma, en donde la corriente mencionada anteriormente, es dividida en nafta ligera
y pesada.
Un arreglo típico del proceso que se muestra en la figura 1.1, consiste dos torres de
destilación fraccionada una primaria y otra secundaria, además de una torre de separación
final (striper). Así la nafta de entrada es calentada e introducida en la torre primaria, que es
Marco Teórico 2
operada con vacio, y este permite la vaporización de la nafta a las temperaturas obtenidas
del calentamiento. (Speight, 2007)
La columna primaria separa la nafta en tres flujos:
2. Material con alto punto de ebullición, que es removido del fondo como producto y
enviado a la unidad de craqueo.
3. Corriente de producto lateral con mediano punto de ebullición, que luego de pasar
por el separador es adecuado para el solvente alifático Varsol.
4. Producto extraído de la parte superior de la torre enviado a la torre secundaria,
donde es dividido de nuevo en fondos y producto volátil, trabajando a una presión
de vacio parcial y con un calentamiento que asiste en el fraccionamiento. Las
corrientes de salida de la segunda torre serán solventes alifáticos terminados.
Figura 1.1 Proceso general para el fraccionamiento de Nafta.
1.3 Composición
La composición de las naftas depende directamente de dos factores: el tipo del crudo
utilizado en su generación y si fue obtenido por destilación atmosférica u otras unidades de
Marco Teórico 3
proceso. El petróleo crudo es una mezcla de diferentes hidrocarburos muy compleja, en una
fracción de separación pueden existir cerca de 5 000 hidrocarburos distintos. Se dividen en
tres grupos o series los hidrocarburos presentes en el crudo: parafínicos, nafténicos y
aromáticos. (Llado, 1962)
Las parafinas constituyen una familia de hidrocarburos saturados y siguen la
formula CnH2n+2, pueden existir en una configuración recta o como isómeros de
átomos de carbono. El metano, etano, propano y butano son los principales
componentes de la serie, cuando no son saturados como el etileno, propeno, buteno
y otros, se les denomina olefinas.
Los hidrocarburos aromáticos son aquellos que se encuentran en forma de anillo
dotados de dobles enlaces alternantes o conjugados, todos los aromáticos presentan
a lo sumo un anillo bencílico como parte de su estructura molecular.
Los naftenos se agrupan los hidrocarburos en anillos o cíclicos, predominando en el
petróleo los anillos de seis y cinco átomos de carbono. Su configuración es de la
forma CnH2n, se encuentran en todas las fracciones menos en las más livianas.
(OSHA, 2010)
Con el caso del proceso utilizado, si la nafta es obtenida de la destilación atmosférica está
caracterizada por la falta de compuestos olefínicos, sus constituyentes principales son las
parafinas rectas o ramificadas, naftenos (cicloparafinas) y los hidrocarburos aromáticos.
Naftas obtenidas de unidades de craqueo contienen cantidades variables de compuestos
olefínicos, mayores relaciones de aromáticos y parafinas ramificadas. Debido a la presencia
de compuestos insaturados son menos estables que las naftas producidas por destilación.
Como la ausencia de olefinas aumenta la estabilidad de las naftas, se realizan
mezclas de tipos de estas para obtener un producto requerido o como materia prima de
proceso. Según el cuadro 1.1 en un análisis de naftas producidas en destilación fraccionaria
Marco Teórico 4
la composición de las naftas es en mayor porcentaje compuestos parafínicos, luego los
naftenos y en menor proporción los aromáticos.
Cuadro 1.1 Análisis típico de dos fracciones de nafta obtenidas de destilación fraccionada
de dos tipos de crudo diferentes.
Prueba
Marine Balayem Bakr -9
Rango de ebullición (ºC) 58 – 170 71 – 182 Gravedad especifica
(60/60 ºF) 0,7485 0,7350
º API 57,55 Contenido de sulfuro % 0,055 0,26 Tipos de hidrocarburo %
Parafinas 62,7 80,2 Naftenos 29,1 11,0
Aromáticos 8,2 8,8 Fuente: (Matar, 2000)
En los procesos de extracción de solventes o destilaciones extractivas, se produce la
remoción de los constitutivos con hidrocarburos aromáticos de las naftas. Estos
constituyentes aromáticos son luego convertidos en cadenas rectas parafínicas de
hidrocarburos sin hedor, que son requeridas en los solventes alifáticos.
Además de los grupos de hidrocarburos mencionados, las naftas contienen
cantidades de azufre, nitrógeno, oxígeno y agua. Los compuestos de azufre presentes más
comunes son: mercaptanos no cíclicos, tiofenos y sulfuros. La cantidad de nitrógeno
contenida es menor a la cantidad de azufre, y se dividen en dos grupos: básico donde se
incluyen la piridina, piperidina e indol, en el segundo grupo se él no básico acoge los
derivados del pirrol.
El oxigeno está presente en las fracciones pesadas del crudo de petróleo, por lo que su
concentración es muy baja y presente como fenoles, furanos, ácidos carboxílicos y ésteres.
El agua puede estar contenida en el crudo de petróleo de dos maneras: disuelta en el aceite
o como una fase separada. Algunas fracciones de nafta pueden disolver la humedad
presente durante su manipulación y almacenamiento. (Gary, J. & Handwerk, G., 2001)
Marco Teórico 5
1.4 Clasificación
La nafta es dividida en dos tipos principales: alifáticos y aromáticos. Estos dos tipos
difieren en dos aspectos, primero por los hidrocarburos que componen el solvente y
segundo por el método utilizado en su manufactura.
Los solventes alifáticos están compuestos por hidrocarburos parafínicos y naftenos
(cicloparafinas), pueden ser obtenidos directamente del petróleo crudo por destilación. El
segundo tipo de nafta contiene aromáticos, usualmente bencenos alquilo – sustituidos, es un
tipo muy raro de naftas y obtenidas del petróleo como materiales del fraccionamiento de
una sola destilación.
Otra clasificación es la mencionada anteriormente, en donde por su punto de ebullición
se pueden dividir las naftas obtenidas en: naftas ligeras (35-90 ºC) con hidrocarburos de 5 a
6 átomos de carbono, y las naftas pesadas (80 -200 ºC) que contiene hidrocarburos de 7 a 9
carbonos. También se le conoce como naftas medianas o intermedias a las que se vaporizan
en un rango que se encuentre entre las dos clasificaciones primordiales. (Speight, 2007)
1.5 Aplicaciones
Las aplicaciones para la nafta se pueden dividir en dos grandes campos: como materia
prima en la industria petrolera y utilizada como producto en su característica de solvente
1.5.1 Industria petrolera
El uso principal de la nafta en la industria petrolera es en la producción de gasolina. La
nafta ligera es mezclada con gasolina reformada, esto para incrementar su volatilidad y para
reducir el contenido de aromáticos en la gasolina producida. La nafta pesada proveniente de
la destilación atmosférica o la hidrogenación de destilados craqueados, tiene un índice bajo
de octanos, y es utilizada como materia prima en unidades de reformado catalítico. Siendo
este el proceso de elevar el octanaje de una nafta con bajo índice, enriqueciéndola con
aromáticos y parafinas ramificadas.
Marco Teórico 6
La nafta también es utilizada como materia prima en unidades de craqueo térmico para
la producción de olefinas, así como en unidades de reformado térmico en la producción de
gas sintético para el metanol.
Seleccionar el tipo correcto de nafta a utilizar es un paso importante en el diseño de
procesos, como ejemplo, una nafta a base de parafinas es preferible en procesos de craqueo
térmico, ya que las parafinas siguen un proceso mejor a temperaturas relativamente
menores que los naftenos. (Matar, 2000)
1.5.2 Industria de solventes
Al mismo tiempo las naftas tienen un valor como solventes debido a su alto poder de
disolver. El alto rango de nafta disponible, desde la parafina hasta la cargada con
aromáticos, y los diferentes grados de volatilidad posibles ofrecen productos adecuados
para muchos usos. En este tipo de mercado las naftas tienen distintas áreas (Speight, 2007):
solventes para pinturas, sustituyendo a la trementina por su ventaja de ser más
barata y abundante. Estas naftas poseen poder de solvencia y tasa de evaporación
adecuadas, son resistentes a la oxidación, no desarrollan mal olor y color durante su
uso, son libres de impurezas corrosivas y materiales reactivos.
solventes para lavado en seco, naftas obtenidas directamente de la destilación
fraccionada del crudo de petróleo parafínicos que contengan baja cantidad de
azufre, y no debe contener hidrocarburos aromáticos.
solventes para cutback aspahlt, el cemento asfaltico se diluye en las naftas
obtenidas de la destilación con el fin de adecuar el asfalto para que sea posible su
aplicación directa a las superficies de las carreteras con muy poca calefacción.
en la industria del caucho y adhesivos, utilizadas para humedecer las existencias de
rodaduras en las llantas de los automóviles durante su manufactura y obtener mejor
adhesión entre las unidades de neumático.
solventes para procesos de extracción industrial, empleada en la extracción de
aceites de frijoles de ricino, de frijoles de soja, de algodón y del germen de trigo.
Marco Teórico 7
Los destilados de petróleo de varias composiciones y volatilidades también son
empleados como solventes en la manufactura de tintas, chaquetas de cuero, diluyentes para
tintes, y desengrasantes de fibras de lana, pulidoras y ceras.
1.6 BTX (Benceno, Tolueno y Xileno)
1.6.1 Generalidades
El conjunto de compuestos del BTX: benceno, tolueno y xileno; comparten entre
ellos el carácter aromático, pero difieren en sus propiedades físicas y químicas.
Aromaticidad
El benceno, tolueno y xileno (BTX) forman parte del grupo de los compuestos
hidrocarburos aromáticos. El termino aromaticidad o carácter aromático se utiliza para
describir a los compuestos que comparten las propiedades del benceno, y la definición se
confina a los compuestos que contengan anillos bencílicos o un sistema condensado de
anillos de benceno.
La razón de esta descripción está en que los hidrocarburos aromáticos exhiben
propiedades que difieren ampliamente de sus análogos los compuestos alifáticos y
alicíclicos, propiedades como la facilidad para la sustitución química, la estabilidad del
anillo de benceno, las bajas propiedades básicas en aminas aromáticas, entre otras. (Llado,
1962)
Propiedades físicas y químicas
Benceno (C6H6), tolueno (C7H8), y los isómeros del xileno (C8H10) tienen tamaños y
formulas moleculares muy similares, como se muestra en la figura 1.2. La pequeña
polaridad de los enlaces C-H, hace que los compuestos tengan similar y baja polaridad. Por
esta razón, las temperaturas de ebullición de los cinco compuestos son muy próximas y
permite que sean recojan en la misma fracción de destilación del crudo de petróleo.
Marco Teórico 8
Figura 1.2. Estructura molecular del benceno, tolueno y los isómeros del xileno
El tolueno es un aromático unido con un grupo metilo, es conocido en el medio
industrial como toluol, metilbenceno, metilbenzol o fenil-metano. Es un líquido claro con
color aromático dulzón, altamente volátil, ejerce una presión de vapor de 28 kPa a 20 ºC,
posee un punto de inflamación de 4,4 ºC por lo que se clasifica como líquido inflamable
según NFPA e HIMS. El tolueno es poco soluble en agua (0,53 g/L a 20-25 ºC) y muy
liposoluble. (Jiménez, 2002).
El benceno es conocido también como ciclohexatrieno o benzol, es un líquido incoloro
y presenta un olor característico. Su presión de vapor a 20 ºC es de 10 kPa, y su punto de
inflamación es de – 11 ºC por lo que se considera altamente volátil e inflamable. El
benceno muestra una solubilidad baja en agua (0,18 g/L a 25 ºC). (Fichas Internacionales
de Seguridad Química, 2010)
El xileno estando en su forma comercial o mezclada está compuesto de tres isómeros:
meta-xileno, orto-xileno y para-xileno. En la mezcla por lo general el isómero
predominante es el meta (44 – 70% de la mezcla). El compuesto también es conocido como
dimetilbenceno (1,2-; 1,3-; o 1,4-); xylol (mezcla),m-, o-, o p-xileno (isómeros); o
metiltolueno.
El estado físico del xileno es líquido además de ser incoloro, su presión de vapor a 20
ºC es de 1.07 kPa, la mezcla es insoluble en agua (0,13 g/L a 20 ºC). Su punto de
inflamación es de 29 ºC por lo que se considera moderadamente inflamable. (IRIS, 2010)
Marco Teórico 9
1.7 Fuentes de obtención
Cerca del 90% del BTX producido en el mundo, tienen su fuente de las unidades de
conversión, principalmente del craqueo con vapor de las naftas (gasolina de la pirolisis -
pygas) y el reformado catalítico. En la industria química tradicional los aromáticos como el
benceno, tolueno y xileno eran producidos a partir del alquitrán de hulla en el proceso de la
carbonización para la elaboración del coke y gas de carbón. Este proceso es considerado
como una fuente marginal en la industria reciente. (Wauquier, 2004)
Separar los aromáticos del BTX, por medio de la destilación del crudo de petróleo, no
es posible ya que estos se encuentran en concentraciones muy bajas. Es por esto que se
utilizan las fracciones de las naftas y se enriquecen con los aromáticos, mediante el
reformado catalítico. (Matar, 2000)
1.7.1 Efluentes del reformado catalítico
Considerando los efluentes de las unidades de conversión para la producción de BTX,
el proveniente del reformado catalítico la composición de la fracción C6-C8 se encuentra
generalmente en los límites indicados en el Cuadro 1.2. El total de los aromáticos
representa el 80 – 90 % en peso de la fracción, siendo la mezcla de xilenos la mitad del
valor mencionado. La mayor impureza en el efluente son las parafinas, con los naftenos y
olefinas minoritariamente.
Cuadro 1.2 Composición de la fracción C6-C8 obtenida del reformado catalítico. Componentes Contenido % m/m
Aromáticos
Benceno 1 – 8 Xileno 8 – 24
Tolueno 30 – 50 C9+ 0,1 – 6
Parafinas C5 0,6 – 6
Marco Teórico 10
Cuadro 1.2 (Cont.) Composición de la fracción C6-C8 obtenida del reformado catalítico. Componentes Contenido % m/m
Parafinas
C6 1,5 – 11 C7 1 – 7 C8 0,5 – 2 C9 0 – 1
Naftenos + olefinas 0,5 – 2 Fuente: (Wauquier, 2004)
1.7.2 Efluentes del craqueo con vapor
Luego de un paso preliminar de hidrogenación de las olefinas e hidrodesulfuración, la
composición del efluente del craqueo con vapor en la fracción C6-C8 está situada en los
límites mostrados en el Cuadro 1.3.
Los aromáticos están representados en un mayor porcentaje de la fracción, pero
contrario a los efluentes provenientes del reformado catalítico su concentración decrece
desde el benceno hasta los xilenos.
Cuadro 1.3. Composición de la fracción C6-C8 obtenida del craqueo con vapor. Componentes Contenido % m/m
Aromáticos
Benceno 25 – 50 Xileno 14 – 23
Tolueno 10 – 17 C9+ 0,1 – 6
Parafinas y naftenos
C5 0,2 – 2 C6 6 – 27 C7 1 – 6 C8 0,5 – 4 C9 0 – 1
Fuente: (Wauquier, 2004)
Marco Teórico 11
1.8 Aplicaciones
La extracción del BTX comenzó en la década de 1950, con una demanda creciente del
benceno y el xileno. Utilizados estos como materias primas en la fabricación de poliamidas
y la síntesis del poliéster, productos que eran obtenidos de la destilación de la gasolina y
luego retornando a los aromáticos presentes en el crudo. (Wauquier, 2004)
Los campos de aplicaciones se han diversificado para cada uno de los componentes del
BTX: benceno, tolueno y xileno.
1.8.1 Benceno
El Benceno es considerado como un compuesto versátil para la petroquímica y útil en la
producción de más de 250 productos diferentes, los derivados del benceno más importantes
son: el etilbenceno, el cumeno y el ciclohexano. Un ejemplo de las aplicaciones del
benceno reside en la fabricación del estireno, ingrediente básico el poliestireno, así como en
pinturas, resinas epoxi, pegamentos y otros adhesivos (Meyers, 2004). En la amplia gama
de aplicaciones del benceno también se incluyen los siguientes productos: acetona,
bisfenol, resinas fenólicas, detergentes, nylon entre otros. (Speight, 2007)
1.8.2 Xileno
El producto del xileno es también conocido como mezcla de xilenos, contiene cuatro
diferentes C8 isómeros aromáticos: para-xileno, orto-xileno, meta-xileno y el etilbenceno.
Pequeñas cantidades de la mezcla de xilenos son aplicadas como solventes, el isómero más
importante es él para-xileno, utilizado exclusivamente en la producción de fibras de
poliéster, resinas y películas. (Meyers, 2004)
Los xilenos que han recibido un tratamiento de oxidación mediante la utilización de
ácidos, son materias primas para la manufactura de fibras, plástica, plastificante y
productos similares. (Speight, 2007)
Marco Teórico 12
1.8.3 Tolueno
Las aplicaciones del tolueno inicia con la adición en las gasolinas y como solvente, su
demanda primaria es ser fuente del trinitrotolueno (TNT). Tiene menos aplicaciones que el
benceno y el xileno, pero puede ser utilizado mediante un tratamiento de alquilación como
un producto apropiado para la sulfonación a un grado de detergente. (Speight, 2007)
Además se ha convertido en una materia prima importante en la producción de xilenos a
partir de la desproporción del tolueno y la transalquilación con aromáticos C9.
1.9 Proceso de producción del BTX a partir de las naftas
La producción de BTX a partir de las fuentes antes mencionadas involucra dos tipos de
proceso: aquellos en donde es separada la mezcla de benceno, tolueno y los xilenos; y los
procesos que convierten una forma de producto en otra. Un ejemplo de este último punto es
la hidroalquilación del tolueno, utilizada para ajustar las proporciones de benceno y tolueno
a como dictan la demanda de los mismo y la economía.
Los procesos de producción son llamada complejos aromáticos, el tipo más simple
produce únicamente benceno, tolueno y la mezcla de xilenos. Los sistemas más complejos
son diseñados para optimizar la producción de benceno, para-xileno y en algunos casos el
orto-xileno. Los modelos más importantes son los proporcionados por UOP y AXENS.
1.9.1 Complejos aromáticos simples
El complejo mostrado en la figura 1.3, consiste en las siguientes unidades de proceso,
presentes en todos los complejos:
Hidrotratamiento de nafta: utilizado en la remoción de contaminantes sulfurosos y
nitrogenados.
Reformado catalítico: para la producción de aromáticos a partir de la nafta.
Extracción de aromáticos: para la extracción final del BTX
Marco Teórico 13
Figura 1.3 Complejo aromático simple. Fuente: (OSHA, 2010)
1.9.2 Hidrotratamiento de naftas
El proceso de hidrotratamiento es referido también como: hidroprocesamiento o
hidrodesulfuración. En esta unidad de proceso se realiza la separación del sulfuro y el
nitrógeno, además del mejoramiento de la entrada olefinica pesada, saturándola con
hidrógeno para producir parafinas. Se realiza también remoción de elementos como
oxígeno, haluros y trazas de metal provenientes de las alimentaciones, efectuando este
proceso mediante reacciones con hidrógeno.
En una unidad de hidrotratamiento típica en donde la alimentación es mezclada con gas
enriquecido con hidrógeno antes de entrar al reactor de lecho fijo. En la presencia de un
metal oxidante catalítico, el hidrógeno reacciona con la alimentación para producir ácido
sulfúrico, amoniaco, hidrocarburos saturados y otros metales libres. El metal se mantiene
en la superficie del catalítico y los otros productos abandonan el reactor con el flujo de
nafta e hidrógeno.
La reacción predominante es la de hidrodesulfuracion, aunque también ocurren otras
reacciones como: denitrogenación, deoxidación, dehalogenación, hidrogenación e
hidrocraqueo. Casi todas las reacciones son exotérmicas dependiendo de las condiciones
específicas de operación. (OSHA, 2010)
Marco Teórico 14
En los parámetros del proceso, la presión parcial del hidrógeno al aumentar produce un
efecto directo en la velocidad de las reacciones, convirtiendo compuestos inestables en
estables. Con la temperatura su elevación produce un aumento en la velocidad de las
reacciones a un flujo de alimentación constante, la temperatura de arranque se fija según el
nivel de desulfuración deseado llegando a un máximo de 415ºC (Speight, 2007). La
alimentación es de gran importancia en el diseño ya que existe una relación entre el
porcentaje en peso de azufre presente en el flujo de entrada y la cantidad de hidrógeno
requerida. En el siguiente Cuadro 1.4 se muestran las condiciones para el proceso de
hidrodesulfuración según el tipo de fracción de nafta alimentada.
Cuadro 1.4. Condiciones para la hidrodesulfuración según el tipo de nafta alimentado.
Alimentación Rango de ebullición
(ºC)
Azufre
(wt %)
Desulfuración
(%)
Nafta visbreaker 65 – 230 1,00 90 Nafta straight-run 85 – 170 0,04 99
Nafta catalítica 95 – 225 0,18 – 0,24 71 – 89
1.9.3 Reformado catalítico
El proceso del reformado catalítico convierte naftas en componentes mezclables de alto
octanaje. La alimentación y la salida del reformador están compuestas de cuatro grupos de
hidrocarburos: parafinas, olefinas, naftenos y aromáticos. Durante el proceso el valor del
octanaje del producto se incrementa con la formación de aromáticos.
En lugar de combinar o romper las moléculas para obtener el producto deseado, el
reformado catalítico esencialmente reestructura las moléculas de hidrocarburos que tienen
el tamaño adecuado pero no la configuración o estructura deseada. Existen cuatro tipos de
reacciones que ocurren durante el reformado, estas se muestran en Cuadro 1.5
conjuntamente con reacciones específicas típicas de cada prototipo de reacción:
Marco Teórico 15
Cuadro 1.5. Reacciones existentes en el proceso de reformado catalítico de naftas. Reacción Ejemplo típico
1. Deshidrogenación de naftenos a
compuestos aromáticos (altamente
endotérmica)
a) Deshidrogenación de alquilciclohexanos a
aromáticos b) Deshidroisomeración de alquilciclopentanos
a aromáticos
Metilciclohexano → Tolueno + 3 H2
Metilciclopentano → Ciclohexano → Benceno + 3 H2
2. Deshidrociclización de parafinas a
aromáticos
n-Heptano → Tolueno + 4 H2
3. Isomerización (reacciones rápidas sin
efectos térmicos)
a) Isomerización de n-parafinas a isoparafinas b) Isomerización de parafinas a naftenos
n-Hexano → Isohexano
Metilciclopentano → Ciclohexano
4. Hidrocraqueo (exotérmico, relativamente
lento)
n-Decano → Isohexano + n-Butano
Fuente (OSHA, 2010)
Los procesos de reformado se clasifican en continuos, cíclicos y semirregenadores;
dependiendo de la frecuencia de regeneración del catalizador. El equipo para los procesos
continuos está diseñado para permitir el retiro y sustitución del catalizador durante el
funcionamiento, así el catalizador puede regenerarse continuamente y mantenerse a un alto
nivel de actividad.
La unidad semirregenadora se halla en el otro extremo de operación y posee la
ventaja de costos de operación mínimos, la regeneración requiere de intervalos de 3 a 24
meses. Para evitar pérdidas de actividad del catalizador se utilizan caudales de reciclado y
Marco Teórico 16
altas presiones. El proceso cíclico se caracteriza por tener un reactor de reserva además del
que está en funcionamiento, esto permite regenerar el catalizador sin parar la unidad. Los
catalizadores del reformado utilizados contienen platino soportado sobre una base de sílice
o de alumino-silice. (Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, 2006)
En el proceso de reformado catalítico se cuenta con un sistema de calentadores y
reactores en serie, en donde en el primer reactor se da la reacción principal de
deshidrogenación de naftenos a aromáticos. Al ser una reacción endotérmica la temperatura
desciende en un gran intervalo, por lo que para mantener la velocidad de reacción los gases
se recalientan antes de entrar al catalizador del segundo reactor y así sucede sucesivamente
en los demás reactores de la batería. La mezcla de reacción procedente del último reactor,
se enfría y los productos líquidos se condensan.
La corriente de gas rica en hidrógeno se divide en una corriente de reciclado y otro
flujo de producción secundaria de hidrogeno neto que se utiliza en las operaciones de
tratamiento de hidrogenación, o como combustible. (Gary, J. & Handwerk, G. 2001)
1.9.4 Extracción de aromáticos
La extracción con solventes se utiliza ampliamente en la industria de refinado de
petróleo. Este proceso consiste en la remoción de hidrocarburos aromáticos mediante
extracción con solventes líquidos que presentan un alto poder de solvencia por cierto
componente de la mezcla (Matar, 2000). Existen tres tipos básicos de sistemas de
extracción con solventes:
- Destilación azeotrópica: utiliza un solvente con bajo punto de ebullición y que
tenga afinidad con los compuestos no aromáticos. El solvente es destilado y
extraído de la parte superior conjuntamente con el rafinado.
- Destilación extractiva: se emplea un solvente con alto punto de ebullición con
afinidad para los aromáticos. Los compuestos no aromáticos son destilados de la
Marco Teórico 17
parte superior de la columna, y el producto de los fondos estará constituido por el
solvente cargado de aromáticos.
- Extracción líquido/líquido: se utilizan solventes que forman una fase separada de
líquido. Los aromáticos son mas solubles en el solvente empleado que los no
aromáticos, los hidrocarburos son extraídos de la alimentación en un contactor
donde se da la operación líquido/líquido, el flujo de extracto es luego separada para
obtener el solvente y los aromáticos.
En general las extracciones líquido/líquido tienen un costo mayor de capital y de
operación, pero producen un mayor rendimiento en la extracción y son preferibles en la
producción de BTX. La destilación extractiva tiene menos requerimientos de capital, es
obtenido de este proceso un menor rendimiento y son útiles en separación del benceno.
El solvente utilizado debe cumplir con ciertas características como (Gary, J. &
Handwerk, G. 2001):
Alta selectividad hacia los aromáticos.
Baja o nula selectividad hacia compuestos que no sean aromáticos.
Capacidad para formar dos fases a temperaturas razonables.
Capacidad para lograr una rápida separación de fases.
Buena estabilidad térmica.
No sea corrosivo ni reactivo
También los solventes deben presentar ciertas propiedades físicas:
Temperatura de cristalización baja.
Temperatura de ebullición más alta que la del xileno (140 ºC) que es el compuesto
menos volátil de los aromáticos.
Gravedad específica mayor o igual a 1,1.
La viscosidad debe ser alta a temperatura ambiente pero menor a 2,5 mPa s a la
temperatura de operación.
Marco Teórico 18
1.10 Complejo aromático UOP
Este complejo de aromáticos está constituido como se muestra en la figura 1.4, de tal
forma que aumenta el rendimiento sobre de benceno y para-xileno, el mismo incluye en el
proceso las siguientes tecnologías UOP:
CCR Platforming*: para la producción de aromáticos a partir de nafta.
Sulfolane* o Carom: destilación extractiva en la recuperación de benceno y tolueno.
Parex*: recuperación de para-xileno por adsorción separativa continua.
Isomar*: isomerización de xilenos y la conversión de etilbenceno.
Tatoray: para la conversión de tolueno y aromáticos pesados a xilenos y benceno.
* Marca registrada o servicio de UOP (UOP, 2010)
1.10.1 CCR Platforming
El proceso de CCR Platforming es un proceso utilizado en la producción de aromáticos
e hidrogeno a partir de de naftenos y parafinas. La alimentación de nafta está restringida a
las fracciones de C6 hasta C10, con el fin de maximizar la producción de los compuestos del
BTX.
La distribución de los tipos de hidrocarburos presentes determinará la facilidad con que
la nafta pueda ser reformada. Los compuestos aromáticos atraviesan el equipo sin cambios
relativos, los naftenos reaccionan rápidamente a aromáticos y las parafinas lo harán más
lentamente y con menor selectividad.
Las cuatro reacciones principales presentes en los reactores para obtener los productos
deseados son las siguientes:
Deshidrociclización de las parafinas a anillos de 6 o 5 miembros.
Isomerización de anillos de 5 miembros a compuestos de 6 miembros.
Deshidrogenación de los compuestos de 6 carbonos a aromáticos.
Hidrocraqueo de grandes hidrocarburos a compuestos de menor tamaño.
Marco Teórico 19
1.10.2 Sulfolane
Proceso utilizado para la recuperación de aromáticos del grado BTX, combinando
procesos de extracción líquido/líquido y destilación extractiva. El benceno es recuperado
por extracción o destilación extractiva con el fin de llegar a una pureza determinada por la
aplicación petroquímica.
El proceso de Sulfolane consiste en un extracción líquido/líquido a temperaturas
moderadas, seguido de un stripper para el solvente a presión atmosférica. Se tiene un
proceso de tres lazos internos de flujo: agua, solvente e hidrocarburos.
1.10.3 Parex
El Parex es un proceso que utiliza un método de separación por efectos de adsorción. El
proceso tiene como fin recuperar el para-xileno de la mezcla de xilenos, para producir un
producto de mayor pureza, una eficiencia mayor y extender la vida del adsorbente.
Los isómeros de la mezcla de xilenos tienen puntos de ebullición muy cercanos por lo que
no es práctico realizar la separación por destilación. Es entonces que se utiliza la zeolita
como adsorbente, siendo este selectivo del para-xileno. El Parex simula un lecho fluidizado
de adsorbente con flujos contracorriente de alimentación sobre el adsorbente. La
alimentación y productos entran y salen en forma continua, a composiciones constantes.
1.10.4 Isomar
El proceso Isomar es utilizado para convertir mezclas de aromáticos C8 agotado en un
isómero o a un equilibrio en el flujo de mezcla de isómeros. Es también utilizado con
frecuencia en complejos con donde él para-xileno es producido de una mezcla de xilenos,
pero también puede ser utilizado para maximizar el rendimiento de orto y meta-xilenos.
Marco Teórico 20
Figura 1.4 Complejo aromático UOP integrado
Fuente: (OSHA, 2010)
1.10.5 Tatoray
El proceso de Tatoray es utilizado para la producción de xilenos y benceno por la
disproporcionación y transalquilación del tolueno además de aromáticos C9. La
incorporación del proceso Tatoray en un complejo aromático es casi duplicar el
rendimiento de producción de para-xileno.
Si el benceno es el producto principal, puede ser obtenido realizando ajustes en el rango
de ebullición de la nafta alimentada para incluir mayores precursores de benceno y tolueno.
(Meyers, 2004)
Estudio de Mercado 21
2. ESTUDIO DE MERCADO
2.1 Caracterización de los productos
2.1.1 Descripción y caracterización del producto principal y subproductos.
El producto principal de comercialización es el BTX (Benceno, Tolueno y Mezcla de
Xilenos), compuestos hidrocarburos aromáticos generados a partir de las naftas unificadas
de petróleo, provenientes de la destilación de crudo y del reformado catalítico,
extrayéndose de la parte alta de la torre atmosférica y de la Unidad de Platformado
respectivamente.
Las naftas pesadas procesadas en el plantel de RECOPE en Moín, son una mezcla de
hidrocarburos parcialmente refinados. Además de ser una materia prima para el BTX es
utilizada también como solvente de productos agrícolas, en la industria de la pintura como
diluyente y la mayoría de compradores la manejan en la producción de aguarrás comercial
y procesado para desodorizarlo.
Las propiedades físicas y químicas de la nafta pesada comercializada por RECOPE se
muestran en el siguiente cuadro.
Cuadro 2.1. Propiedades físicas y químicas de las naftas pesadas.
Propiedad Promedio Mínimo Máximo Límite o
Especificación Método
Densidad a 15°C a muestra de tope (kg/m3)
760,47 731,00 775,40 No aplica ASTM D-1298
Densidad a 15°C a muestra compuesta
(kg/m3) 743,30 700,90 763,30 No aplica
Fracción de volumen agua y sedimento (%)
0,00 0,00 0,00 No aplica
Presión de vapor Reid a 37,8 °C (kPa) 83,07 64,20 95,90 Reportar
ASTM D-323
Estudio de Mercado 22
Cuadro 2.1. (Cont.) Propiedades físicas y químicas de las naftas pesadas.
Propiedad Promedio Mínimo Máximo Límite o
Especificación Método
Presión de vapor (mini-método) a 37,8 °C (kPa)
34,83 11,00 81,70 Reportar ASTM D-5191
Fracción de masa de azufre
0,01 0,00 0,08 Máximo 0,20 ASTM D-
4294 Numero de Octano RON
(octanos) 65,91 58,51 84,30 Reportar ASTM D-
2699 Masa de gomas por 100
cm3 de muestra (mg) 0,70 0,00 1,00 No aplica ASTM D-
381 Temperatura de
recuperado destilación de: ASTM D-
86 Punto inicial (°C) 75,17 28,00 108,00 No aplica Fracción volumen
10 % (°C) 99,87 51,70 119,50 Máximo 130,0
Fracción volumen 50 % (°C)
123,51 79,90 134,70 No aplica
Fracción volumen 90 % (°C) 150,40 122,80 162,00 No aplica
Punto final 169,19 157,00 199,50 Máximo 215,0 Fracción de volumen de
recuperado (%) 98,49 98,00 99,00 No aplica
Fracción de volumen de residuo (%) 1,00 1,00 1,00 Máximo 2,0
Fuente: Análisis de Laboratorio: Departamento Control de Calidad RECOPE Especificaciones Nacionales: Decreto N°15993-MEIC Gaceta N°32 del 14 de febrero de 1985
Uno de los subproductos obtenidos del proceso de producción de BTX, sería el
raffinate derivado de la extracción con solventes, este es la corriente liquida remanente
después de la extracción con un líquido inmiscible, utilizado para eliminar los solutos del
licor madre original. La composición del mismo es principalmente compuestos no
aromáticos, provenientes de la unidad de Platformado.
Otro subproducto es la corriente de compuestos constituidos por 10 carbonos o más.
La misma es conseguida a partir de una batería de separadores que permiten la obtención de
Estudio de Mercado 23
los constituyentes del BTX, su constitución es primariamente de naftenos y parafínicos
remantes del proceso global.
2.1.2 Productos sustitutos o similares
El benceno como materia prima es utilizado en una gran variedad de procesos
productivos, sus derivados abarcan un gran mercado de la petroquímica por lo que es difícil
encontrar un producto sustituto para este hidrocarburo.
En el caso de las mezclas de xileno en su utilización como solvente, en el mercado
existen varios productos similares y sustitutos, tal es el caso del White Spirit, solvente
extraído del petróleo que consiste en una mezcla de alcanos, cicloalcanos y alquil
hidrocarburos aromáticos. No existe producción nacional de este producto, por lo que el
total de la cantidad demanda es importada por las empresas Transmerquin de Costa Rica
S.A. y Química del Norte S.A. Estas importan el solvente de países como Nicaragua,
Estados Unidos, Bélgica y El Salvador mayoritariamente. También sustitutos del xileno son
otros hidrocarburos utilizados como solventes como el caso del ciclohexano en la industria
agroquímica y los aceites derivados del petróleo.
Para el tolueno dependiendo de su área de uso existen diferentes productos sustitutos,
en la industria del calzado utilizado en el proceso de unión del cuero a la suela y la cubierta
de la misma puede ser sustituido por: acetona, diclorometano, MEK, acetato de etilo y
heptano. En las imprentas el uso del tolueno para tratamiento de superficies y
encuadernación se sustituye con: acetato de etilo, etanol, tolueno, 2-Propanolacetato y
acetona. Y por ultimo en la industria de las pinturas en la fabricación de pinturas de base
acuosa con un máximo de 10% de disolvente orgánico, su uso es sustituido por: xileno,
butanol, 2-propanol, etilenglicol, butilenglicol y acetato de butilo.
Agregando sobre este último punto la sustitución del uso de pinturas a base de
disolventes orgánicos por pinturas a base de agua, supone un descenso en el uso de los
disolventes orgánicos como el tolueno. También cabe mencionar la sustitución de los
disolventes para limpieza de piezas, por métodos como: limpieza acuosa automatizada,
Estudio de Mercado 24
lavado acuoso con potencia, limpieza ultrasónica, flujos bajos en sólidos y soldadura en
atmósfera inerte.
2.2 Población objeto y zona de influencia
2.2.1 Ubicación geográfica del área de mercado del proyecto
El área del mercado meta para los productos BTX se centrara en la región de Centro
América, excluyéndose a los países de Belice y Panamá, ya que presentan mercados
complejos, difíciles de estudiar y cuantificar, además de problemas de logística para la
comercialización de los productos en estos países.
Los productos del BTX serán producidos en Costa Rica y a su vez exportados a los
demás países del área centroamericana y también comercializados en el interior del país,
por medio de transporte terrestre. Los insumos y materias primas serán importados ya que
el país no cuenta con extracción de hidrocarburos fósiles, pero si se cuenta con una planta
refinadora para el tratamiento y obtención de las naftas pesadas.
2.2.2 Tamaño y características de la población de referencia del proyecto
El tamaño de la población de referencia en el proyecto está referido a las empresas o
industrias que utilizan los productos petroquímicos como materias primas para su
producción, para cada componente del BTX existe un sector de industrias específico y
común en Centro América.
En el caso del benceno su uso como solvente y en otros procesos, como se mostrara
adelante, ha presentado una baja en su demanda como materia prima. Principalmente
debido a las consecuencias perjudiciales que presenta para la salud humana. Por lo que se
transformara el benceno obtenido, en otro de los compuestos aromáticos, aumentando así la
producción de estos, cuya demanda sea significante para el estudio.
Para los xilenos, como mezcla, la población o mercado serán las empresas
productoras de agroquímicos, en específico las dedicadas en la formulación de plaguicidas
Estudio de Mercado 25
(insecticidas o fungicidas). Son utilizados como solventes en el proceso de extracción, esto
para la formulación húmeda en donde el xileno se utiliza como vehículo líquido para los
componentes activos del producto. Dentro de los plaguicidas líquidos se encuentran:
concentrados emulsionables, líquidos miscibles, microencapsulados, fumigantes líquidos y
aerosoles.
En la región centroamericana las empresas consumidoras del xileno para la
fabricación de agroquímicos son: Agroquímica Industrial Rimac S.A., Agroquímicos Daf
De C.R. S.A., Elfatochem Agri Costa Rica S.A. (Costa Rica); Quirsa, Agrofon, ECASSA
(Guatemala); Agro Industrias Homberger, S.A. de C.V., Agroquímica Internacional S.A. de
C.V., Agro Industrias Esco-Barr S.A. de C.V. (El Salvador), DUWEST Nicaragua S.A.,
Agroquimico Madriz (Nicaragua); AGROFESA, S. de R.L de C.V y Agrícola Comercial
(Honduras).
En el caso del tolueno su mercado se encuentra centrado en los productores de
pinturas y solventes. En la etapa final del proceso de producción de las pinturas el tolueno
se utiliza como disolvente, teniendo como función reducir la velocidad de secado de la
pintura en la aplicación por su bajo calor de vaporización. Los tipos de pinturas donde el
tolueno es empleado son: las alquídicas de secado al horno utilizadas en la industria
automotriz y electrodomésticos, las vinílicas que son altamente anticorrosivas y del tipo
cloro – caucho utilizadas como pinturas ignífugas y para protección anti herrumbre.
Otro uso convencional para tolueno en este mercado es para la preparación de
solventes en especifico la preparación de thinner o adelgazador, su función es la de
participar como diluyentes capaces de provocar reducción en el contenido de sólidos en la
pintura. Compañías con grandes consumos de tolueno en Centroamérica son las siguientes:
Celco de Costa Rica S.A., Grupo SUR, LANCO & HARRIS Manufacturing Corporation
Sociedad Anónima, Pinturas Comex y Sherwin-Williams.
Estudio de Mercado 26
2.2.3 Características de la población de referencia del proyecto
Los principales aspectos económicos que caracterizan a la población, que en este
caso son las empresas centroamericanas consumidoras de BTX como materias primas para
sus productos, son: PIB (Producto Interno Bruto) y el IMAE (Índice Mensual de Actividad
Económica).
Cuadro 2.2. PIB de los países centroamericanos (1999-2010).
Año PIB (millones de dólares, a precios corrientes)
Costa Rica El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua
1999 15 664 12 857 18 617 5 697 3 782
2000 15 946 13 134 19 288 6 024 3 938
2001 16 118 13 358 19 738 6 181 4 054
2002 16 584 13 671 20 182 6 349 4 085
2003 17 646 13 985 20 613 6 570 4 188
2004 18 377 14 242 21 179 6 900 4 403
2005 19 470 14 634 21 849 7 180 4 579
2006 21 202 15 298 21 016 9 588 4 779
2007 22 845 16 009 22 352 10 233 4 929
2008 23 437 16 417 23 253 - 5 088
2009 24 235 16 627 23 250 11 089 5 195
2010 25 077 16 995 23 702 11 617 5 338
Primeramente se toma el PIB ya que es un indicador directo de la producción de
productos y servicios en un país, tomando en cuenta sus exportaciones y exportaciones o
contabilidad nacional. Siendo entonces una guía del crecimiento económico de un país o
una zona. Con los datos que se muestran en el Cuadro 2.2 se observa como en los países de
Centroamérica en los cuales se realiza el estudio de prefactibilidad, existe un evidente
crecimiento sostenido. Lo que indica que la actividad productiva de estos países va en
aumento y es posible invertir con la producción de estas materias primas, ya que al
Estudio de Mercado 27
aumentar la producción en la región su motivación por compra de los solventes aromáticos
también aumentará.
El IMAE es un índice que reporta la actividad económica mensual de cada país, que
relaciona todas las variables de la producción que estén relacionadas directa o
indirectamente con ella. El IMAE únicamente busca reflejar en el corto plazo la tendencia,
ascendente o descendente, ya sea más o menos dinámica, de la actividad económica
nacional, lo cual provee una valiosa herramienta en el diseño.
Así con los valores para este índice que se muestran en la Figura 2.1 graficados para
cada país, se observa que el comportamiento del PIB se confirma con los de este índice,
confirmándose el alza en la actividad económica de los países. Solo con una leve baja en la
actividad productiva de El Salvador. Así también se refuerza la idea de que el consumo de
materias primas irá en crecimiento constante y mantenido.
Figura 2.1. IMAE de los países centroamericanos (1995-2010).
0
50
100
150
200
250
300
350
IMA
E
Años
Costa Rica
Guatemala
Honduras
El Salvador
Nicaragüa
Estudio de Mercado 28
2.3 Análisis de la Demanda
2.3.1 Análisis histórico de la demanda
Se realiza un análisis histórico de la demanda de cada producto, en cada país que se
ha incluido en el estudio. Por la forma en que se da comercialización, el precio de cada
producto, se fija en forma separada. Se toman los datos de las importaciones anuales
realizadas de cada producto, con información de los Banco Centrales de cada país y el
International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade).
Los solventes orgánicos del BTX ingresan en el capítulo 29 (productos químicos
orgánicos) de las partidas arancelarias como: compuestos orgánicos de constitución
química definida presentados aisladamente, aunque contengan impurezas y las mezclas de
isómeros de un mismo compuesto orgánico. Las partidas arancelarias para cada compuesto
son las siguientes:
- Benceno: 2902.20.00
- Tolueno: 2902.30.00
- Xileno: 2902.4
- Orto xileno: 2902.41.00 - Para xileno: 2902.43.00
- Meta xileno: 2902.42.00 - Mezcla de isómeros de xilenos: 2902.44.00
Iniciando con Honduras se observa en la Figura 2.2 y la Figura 2.3, como la
demanda de benceno se ha reducido considerablemente ya que se llegaban a importar hasta
7000 toneladas de producto y en el 2009 se redujo a cero la importación. El tolueno
presenta un comportamiento más estables que el benceno, y los xilenos (orto, meta, para y
la mezcla) en especial el orto tiene una demanda constante, los demás no tienen una
solicitud significativa. El orto-xileno como los otros productos tienen su punto de demanda
más bajo en el año 2001.
Estudio de Mercado 29
Figura 2.2. Importaciones de benceno y tolueno en Honduras (1995-2009). Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade).
Figura 2.3. Importaciones de xilenos en Honduras (1995-2009). Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade).
En el caso de Costa Rica que se muestra en la Figura 2.4, la mayor demanda se da por
los productos de tolueno y la mezcla de los isómeros de xilenos. Aunque ha tenido una baja
por su demanda, el tolueno es el producto de mayor consumo como materia prima en el
país. Para los demás productos su comercialización en el mercado nacional es
0
1,000,000
2,000,000
3,000,000
4,000,000
5,000,000
6,000,000
7,000,000
Imp
ort
acio
ne
s (k
g)
Años
Benceno
Tolueno
0
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
140,000
160,000
Imp
ort
acio
ne
s (k
g)
Años
O-xileno
M-xileno
P-xileno
Mezcla de xilenos
Estudio de Mercado 30
prácticamente nula en los últimos años y algunos en la mayoría de los primeros años de
esta serie de datos.
Figura 2.4. Importaciones de BTX en Costa Rica (1996-2010). Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade).
Figura 2.5. Importaciones de BTX en Nicaragua (1995-2009). Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade).
0
1,000,000
2,000,000
3,000,000
4,000,000
5,000,000
6,000,000
7,000,000
8,000,000
9,000,000
Imp
ort
acio
ne
s (k
g)
Años
Benceno
Tolueno
O-xileno
M-xileno
P-xileno
Mezcla xilenos
0
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
900,000
1,000,000
Imp
ort
acio
ne
s (k
g)
Años
Benceno
Toleuno
O-xileno
M-xileno
P-xileno
Mezcla xilenos
Estudio de Mercado 31
Con Nicaragua se observa en la figura 2.5 anterior, la demanda por tolueno y la
mezcla de xileno representa el consumo actual de ese país, por el BTX. Aunque por un
tiempo los xilenos, en sus diferentes isómeros, fueron importados luego dejaron de serlo.
Para el benceno su demanda es escasa, la misma situación que se da con los demás países
del área mencionados anteriormente.
En El Salvador el mercado de BTX mostrado en la figura 2.6, tuvo un
comportamiento similar al de la región, con el tolueno y la mezcla de xilenos como los
productos con mayor demanda. En este país en específico el consumo de orto y meta xileno
presentan un comportamiento histórico estable. Para el otro isómero y el benceno no existe
un mercado de introducción.
Figura 2.6. Importaciones de BTX en El Salvador (1995-2009). Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade).
Por último en Guatemala el comportamiento histórico de la demanda que se muestra
en la figura 2.7, nos muestra que el consumo de tolueno, orto-xileno así como para la
mezcla de isómeros de xilenos va en incremento y es constante a lo largo del periodo de
datos mostrado. Para los demás isómeros y el benceno como es común en todos los países
estudiados, el mercado es nulo o de muy poco consumo.
0
1,000,000
2,000,000
3,000,000
4,000,000
5,000,000
6,000,000
Imp
ort
acio
ne
s (k
g)
Años
Benceno
Tolueno
O-xileno
M-xileno
P-xileno
Mezcla xilenos
Estudio de Mercado 32
Figura 2.7. Importaciones de BTX en Guatemala (1995-2009). Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade).
En el cuadro 2.3 se muestra un resumen del análisis realizado, sobre la demanda
histórica de los productos aromáticos en los países centroamericanos. Siendo el producto de
menos consumo el benceno y el de mayor demanda el tolueno.
Cuadro 2.3. Resumen de histórico de demanda para el BTX.
País Mercado
En crecimiento o estable En decrecimiento o Nulo
Costa Rica
Tolueno, mezcla de isómeros de xileno
Benceno, m-xileno, o-xileno y p-xileno
Honduras
Tolueno, o-xileno
p-xileno, benceno, m-xileno y la mezcla de xilenos
Guatemala
Tolueno, o-xileno y mezcla de isómeros de xilenos
Benceno, p-xileno y m-xileno
El Salvador
Tolueno, o-xileno, m-xileno y mezcla de los isómeros
Benceno, p-xileno y m-xileno
Nicaragua Tolueno p-xileno, benceno, m-xileno, o-xileno y la mezcla de xilenos
0
2,000,000
4,000,000
6,000,000
8,000,000
10,000,000
12,000,000Im
po
rtac
ion
es
(kg)
Años
Benceno
Tolueno
O-xileno
M-xileno
P-xileno
Mezcla xilenos
Estudio de Mercado 33
2.3.2 Factores que determinan el comportamiento de la demanda
Uno de los factores que determinan el comportamiento de la demanda de los
productos del BTX, es el precio internacional del crudo de petróleo. Siendo la nafta la
materia prima para el BTX, y un derivado directo del petróleo, cualquier aumento en su
precio se transforma directamente en un aumento del precio de los productos.
Eso implica que las empresas consumidoras, al aumentarse el precio reducirán su
demanda del BTX, e iniciaran la búsqueda de sustitutos que reduzcan los costos de
producción. El costo marginal de utilizar estos solventes en el proceso productivo,
determinara su demanda en el mercado.
Otro factor determinante es la toxicidad de estos solventes, en especial el caso del
benceno. El benceno produce efectos nocivos en la médula de los huesos y puede causar
una disminución en el número de glóbulos rojos, lo que conduce a anemia. El benceno
también puede producir hemorragias y daño al sistema inmunológico, aumentando así las
posibilidades de contraer infecciones.
El benceno ha producido intoxicaciones agudas y crónicas en su obtención y en sus
múltiples aplicaciones en la industria química. A causa de su elevada toxicidad, se sustituye
por bencina y otros solventes menos tóxicos. Esto reduce considerablemente su demanda
como se observa en los históricos de la demanda analizados.
2.3.3 Estimación de la demanda actual (análisis del crecimiento histórico y
elasticidad)
Como ya se mencionó anteriormente, la producción se enfatizará en satisfacer el
mercado del tolueno y la mezcla de isómeros del xileno (constituido por m-Xileno 70%,
20% de Etilbenceno y el resto de o y p-Xilenos). Aunque los isómeros orto y meta xileno
presentan una demanda en los países centroamericanos, se mostrara más adelante como su
separación conlleva procesos costosos y complejos por lo que no se tomaran en cuenta para
la estimación de la demanda ya que no serán comercializados.
Evaluando la elasticidad solo en dos casos con las demandas de tolueno en Costa
Rica y Nicaragua, existe poca elasticidad entre el precio y la demanda como se muestra en
las Figuras 2.8 y 2.9. Su tendencia demuestra que es pequeño el cambio en la demanda con
Estudio de Mercado 34
respecto a cambios en el precio, este valor no influye en el consumo de tolueno en estos
países. Esto puede tener explicación en que el tolueno es una materia prima que es fácil en
su manejo en los procesos de producción y eficiente, por lo que tiene ventaja por sobre los
demás productos sustitutos.
Figura 2.8. Elasticidad en la demanda de tolueno en Nicaragua.
Los otros productos muestran elasticidad en la demanda con respecto al precio, en
algunos casos al aumentar el precio aumenta la demanda como sucede con la demanda de
tolueno en Guatemala mostrado en la Figura 2.10. En donde el manejo de este producto
como materia prima es indispensable y no existen sustitutos para este el mercado, y al
incrementarse la producción de thinner y pinturas en ese país la compra de tolueno aumenta
aunque se incrementen los precios. Transformándose en un bien santuario o de lujo, siendo
su demanda más rápida en crecimiento que la renta para su compra.
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
0 200,000 400,000 600,000 800,000 1,000,000
Pre
cio
($
)
Cantidad (kg)
Estudio de Mercado 35
Figura 2.9. Elasticidad en la demanda de tolueno en Costa Rica.
Figura 2.10. Elasticidad en la demanda de tolueno en Guatemala.
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0 2,000,000 4,000,000 6,000,000 8,000,000 10,000,000
Pre
cio
($
)
Cantidad (kg)
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
4,000,000 6,000,000 8,000,000 10,000,000 12,000,000
Pre
cio
($
)
Cantidad (kg)
Estudio de Mercado 36
2.4 Pronóstico y proyección de la demanda
Para realizar el pronóstico y la proyección de la demanda se elaboraron modelos
econométricos, en donde se toman en cuenta variables económicas de cada país que
tuvieran algún efecto sobre la demanda de los productos. Las variables que formaron parte
del análisis de estos modelos son las siguientes: precio ($/kg), PIB, IMAE, IPC (índice de
precios al consumidor) y población.
El modelo escogido es del tipo de relación exponencial multivariable, que es de la
siguiente forma:
(1)
Siendo y la variable dependiente o demanda, x las variables explicativas aplicándole a
cada una el logaritmo natural y α,β y los parámetros especificados por el modelo.
El peso de cada parámetro se determinó de la siguiente manera, primero se les
asignaba un valor inicial a cada uno y se obtenía un valor de demanda estimado, de ahí se
obtenía la diferencia con el valor real para cada año y luego este valor se elevaba al
cuadrado. Por último se obtenía la suma de los cuadrados de las diferencias, y así se
variaban los valores de los parámetros por medio de la herramienta del paquete de Excel
Solver. El programa determina la combinación que permitiera obtener la menor suma de
valores y así se le asignaba el peso a cada variables, por consecuencia los que tuvieran
mayor valor estaban principalmente relacionados con la demanda y afectaban su valor
proyectado. Los valores obtenidos se muestran en el apéndice del estudio.
Con el modelo listo se obtenía los valores futuros de demanda para los próximos 15
años de vida del proyecto, las variables antes mencionadas debían ser también proyectadas
para ser aplicadas en el modelo. Para pronosticar estos valores de las variables se utiliza el
modelo ARIMA (Modelos Autorregresivos Integrados de Medias Móviles).
Se define un modelo como autorregresivo si la variable endógena de un período t es
explicada por las observaciones de ella misma correspondientes a períodos anteriores
añadiéndose, como en los modelos estructurales, un término de error. Un modelo de medias
Estudio de Mercado 37
móviles es aquel que explica el valor de una determinada variable en un período t en
función de un término independiente y una sucesión de errores correspondientes a períodos
precedentes, ponderados convenientemente. Se puede comenzar la proyección de la
demanda a partir del año 2012, pero es importante tomar en cuenta que una planta similar
al complejo de aromáticos tiene una alta cantidad de equipos, estos pueden tomar hasta 2
años en instalarse, por esta razón se tomaran las proyecciones a partir del 2014 hasta el
2028.
Se obtienen así los valores proyectados primero para el tolueno en los diferentes
países, como se muestra en el Cuadro 2.4. Teniendo un decrecimiento en la demanda en
Honduras y El Salvador.
Cuadro 2.4. Demanda proyectada para el tolueno para el periodo 2014-2028.
Año Demanda proyectada (Toneladas/año)
Costa Rica Guatemala Honduras Nicaragua El Salvador
2014 5 830 13 926 1 206 1 010 3 747 2015 5 955 14 436 1 122 1 104 3 707 2016 6 115 14 961 1 049 1 200 3 670 2017 6 294 15 495 987,01 1 303 3 633 2018 6 478 16 038 931,54 1 412 3 598 2019 6 674 16 588 882,29 1 527 3 563 2020 6 885 17 146 838,40 1 649 3 530 2021 7 109 17 711 799,08 1 778 3 498 2022 7 349 18 284 763,69 1 914 3 467 2023 7 604 18 864 731,72 2 057 3 437 2024 7 875 19 450 702,73 2 208 3 408 2025 8 162 20 045 676,36 2 367 3 379 2026 8 466 20 646 652,38 2 533 3 352 2027 8 786 21 254 630,24 2 708 3 326 2028 9 124 21 870 610,02 2 892 3 300
Por último se realiza la proyección de la demanda de la mezcla de xilenos, se
muestra en el cuadro 2.5. Presentando en Costa Rica un descenso apreciables en la
demanda proyectada para el año 2028.
Estudio de Mercado 38
Cuadro 2.5. Demanda proyectada para la mezcla de xilenos para el periodo 2014-2028.
Año Demanda proyectada (Toneladas/año)
Costa Rica Guatemala El Salvador
2014 3 121 1 836 108,70 2015 3 087 2 098 135,88 2016 3 017 2 360 163,78 2017 2 925 2 622 200,29 2018 2 821 2 884 242,54 2019 2 705 3 146 294,38 2020 2 580 3 408 355,84 2021 2 448 3 670 429,68 2022 2 312 3 932 517,33 2023 2 175 4 194 621,46 2024 2 037 4 457 744,44 2025 1 901 4 719 889,28 2026 1 768 4 981 1 059 2027 1 639 5 243 1 257 2028 1 515 5 505 1 455
2.5 Caracterización de la demanda
La demanda es satisfecha y no es saturada, esto ya que la población ha logrado
acceder al producto y además está satisfecha con él. La demanda no es saturada ya que el
mercado va en crecimiento y permite que se produzca mayor cantidad del bien para
satisfacer a la población.
La demanda del BTX es continua ya que no presenta una condición estacionaria, la
producción de pinturas, agroquímicos y detergentes se produce a lo largo del año, por lo
que las materias primas para estos productos se adquieren en cualquier momento que se
necesite reabastecer el inventario y que no se presenta de una forma estacionaria.
Estudio de Mercado 39
2.6 Análisis de la oferta actual
2.6.1 Tipo de mercado
El tipo de mercado existente en Centroamérica para el BTX es de competencia
perfecta, ya que la cantidad de oferentes y consumidores de estos productos es tal que
ninguno tiene influencia en la determinación del precio.
La interacción entre la oferta y la demanda determina los precios del BTX a escala
global. Además existe una homogeneidad de los productos en el mercado, no existe
diferencia entre la manera de comerciar los productos ni aditivos que los diferencien de
otros. También hay transparencia del mercado, todos los participantes tienen pleno
conocimiento de las condiciones generales en que opera el mercado.
Los únicos factores capaces de condicionar los precios son la oferta y la demanda,
como ya se menciono y el precio del crudo de petróleo. Al ser las naftas, la materia prima
del BTX, un derivado del petróleo, el precio de este y su oferta son directamente
proporcionales a las capacidades de producir BTX y su precio final.
2.6.2 Estrategias de la oferta, número y tipo de oferentes
La oferta de estos productos es variada, algunos ofrecen solo tolueno y otros solo
xileno, y así diferentes combinaciones de estos productos. Algunas empresas son
importadoras de estos productos y luego los distribuyen entre las diferentes empresas
consumidoras, otras compañías importan las materias primas directamente de los
productores de BTX.
La producción de estos componentes se da en los siguientes países: México y Estados
Unidos. Las empresas presentes en este mercado son: Petróleos Mexicanos en el Complejo
Petroquímico Cangrejera y Exxon Mobil Corp. con ubicación en Estados Unidos y puntos
de distribución en los países centroamericanos.
Como se menciono también existen empresas importadoras y distribuidoras en los
distintos países, las mismas son las siguientes: RECA QUIMICA S.A., Químicos Holanda
Estudio de Mercado 40
Costa Rica S.A., TRANSMERQUIM de Costa Rica S.A., Productos Quimicos
Incorporados S.A. de Guatemala, BASF The Chemical Company entre otras.
2.7 Características de la oferta
En la caracterización de la oferta se realiza un estudio de la situación competitiva de
la empresa en el mercado y de las características internas de la misma. Para esto se elabora
un análisis FODA, en donde se estudia la situación interna de la empresa que se compone
de dos factores controlables como lo son las: fortalezas y debilidades, y la situación externa
que se compone de dos factores no controlables: oportunidades y amenazas.
Fortalezas
RECOPE como empresa cuenta con más años de prestar servicios de
refinería, que cualquiera de las empresas importadoras de petroquímicos. Por
lo que tiene más trayectoria y respeto en el mercado.
Se facilita la venta de los productos, por la experiencia en manejos de
distribución y despacho, que es una de las más fuertes operaciones dentro
del plantel.
Se tiene acceso a la materia prima de manera inmediata y más barata que lo
que se podría conseguir en el mercado.
RECOPE es la única industria refinadora en el área centroamericana, que
tendría un proyecto para la recuperación de solventes aromáticos. Las demás
empresas como Perenco en Guatemala o Cuesta del Plomo en Managua por
ejemplo, solo cuentan con equipos de refinería pero para obtención y la
venta de: disel, kerosen, jet fuel y gasolina.
Estudio de Mercado 41
Debilidades
La junta directiva de RECOPE tiene una duración de 4 años en su puesto, y
terminado este se da una rotación de sus miembros. Por lo que dificulta la
toma de decisiones a largo plazo y mantenencia activa de los proyectos.
Como refinadora RECOPE nunca se ha involucrado en negocios de
petroquímica, en donde ellos funjan como vendedores de estos productos y
su comercialización.
Se debe invertir en la compra de equipos y la posterior instalación de la
planta para la producción de BTX. Además del entrenamiento del personal
para que se encuentre capacitado en la operación de la planta.
Oportunidades
Las tendencias de crecimiento en el comportamiento económico y
productivo de los países de la región, atrae inversión y uso para los
productos del BTX como materia prima.
Al tener RECOPE operaciones y negocios con países del área, se facilitaría
la inclusión de estos productos en estos mercados, alivianando las trabas
legales y ambientales.
Aunque existe una disminución en el uso de ciertos aromáticos como
elementos de formulación, siguen siendo productos de alto valor comercial.
Estudio de Mercado 42
Amenazas
El recurso de capital está condicionado a la aprobación por parte de la junta
y el consejo consultivo.
Los solventes aromáticos son considerados como cancerígenos o dañinos
para el ser humano en altas concentraciones. Por lo que pueden incurrirse en
problemas de disminución en la demanda de estos productos o problemas
legales.
Las carreteras en mal estado en la región, la falta de un ferrocarril que
comunique a todos los países y los problemas burocráticos en los muelles
nacionales pueden presentar problemas para la comercialización del BTX.
Según los resultados del análisis FODA, se observa que el proyecto cuenta con
escenarios que podrían dificultar obtener las ventas proyectadas. El problema más grave
está en las características de la administración, de la empresa encargada del proyecto. El
cambio de directivas y el tiempo que se toma para la probación de un nuevo proyecto,
demoran los tiempos de acción, y puede ser un tiempo en donde se sumen mas oferentes o
existan otros factores que afecten la viabilidad del proyecto, como: aumentos de precios de
materia prima y el comportamiento de la macro economía.
Con respecto a los otros problemas, por los años de funcionamiento que tiene la
empresa, no le sería tan complicada la puesta en marcha de un nuevo proyecto, la misma
cuenta con la organización necesaria para implementar la idea una vez que se dé el visto
bueno.
También el mercado centroamericano se muestra en crecimiento y las tendencias,
aunque existan nuevos productos, llevan a confirmar que durante la vida del proyecto los
aromáticos son productos que seguirán siendo consumidos, por encima de otros productos.
Estudio de Mercado 43
2.8 Determinación del precio del producto
2.8.1 Mecanismo de formación del precio
Para determinar el precio, se hará con respecto al resultado de los análisis de los
históricos de precios, y que el mercado ha dictado con respecto a las fuerzas de oferta y
demanda de los años anteriores.
Esto sería lo mismo que realizarlo a partir del precio fijado por la competencia,
facilitándose así la incursión en el mercado. Si el precio del BTX no supera los costos de
producción se procederá a cambiar el valor por un 20% por encima de este costo.
2.8.2 Análisis de series históricas de precios
Analizando los valores históricos para los precios en los países del estudio, en los
bienes que se ofrecerán en el mercado, se observa en la Figura 2.11 que para el tolueno el
comportamiento de los precios ha sido de tendencia creciente, pero con una leve baja en el
último año registrado, siendo El Salvador el país que presenta el mayor precio para el
tolueno.
Por último el comportamiento histórico de los precios para la mezcla de xilenos en
los países seleccionados para la comercialización, que se muestra en la Figura 2.12, es
similar al presentado con los otros solventes con un incremento en el precio en la última
década pero una caída en el 2009.
Estudio de Mercado 44
Figura 2.11. Histórico de precios para el tolueno en Centroamérica.
Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade).
Figura 2.12. Histórico de precios para la mezcla de xilenos en Centroamérica.
Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade).
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
Pre
cio
($
/kg)
Años
CR
Guat
Hond
El Salv
Nic
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cio
($
/kg)
Años
CR
Guatemala
El Salvador
Estudio de Mercado 45
2.8.3 Factores que determinan el precio del producto
El principal factor que determina el precio del BTX en el mercado es el precio y la
demanda del crudo de petróleo, de donde proviene la nafta materia prima de los bienes. Es
posible identificar en los históricos de los precios una caída en el año 2009, esto
corresponde con el mismo comportamiento que atravesó el crudo en el año 2008 cerrando
el crudo estadounidense en $35,35 dólares, mientras que el crudo Brent, de referencia en
Europa, cayó por debajo de los $40 dólares, para cerrar en $36,61 dólares, la cifra más baja
desde julio de 2004. Esta caída viene luego de que los precios del crudo llegaran a precios
record cercanos a los $110 dólares americanos.
El efecto de los precios del crudo no es instantáneo en los mercados, este se producen
posteriormente. Por esto la caída en precios del 2008 se manifiestan en los precios del BTX
en el año 2009.
Confirmando el efecto de este factor tenemos el comportamiento de los precios en
Costa Rica en donde luego de la caída, los mismos tiene un repunte concordando con lo
sucedido con el precio del petróleo a nivel mundial. En el año 2009 el precio del crudo
llego a un máximo de $81,98 dólares y un promedio de $76,89 dólares, recuperándose así
de su caída en el 2008.
Otro factor que puede afectar el precio de la comercialización del BTX es el pago de
impuestos en las aduanas. Si existiera un aumento del pago de impuestos estos serian
trasladados al consumidor, y por lo tanto una elevación sustancial de los precios en el
mercado. Lo mismo con el costo de fletes y transporte, así como los seguros de la carga.
Cualquier cambio en estos valores tendrá un efecto directo en el precio del BTX.
Estudio de Mercado 46
2.9 Estrategias de comercialización del producto
2.9.1 Volúmenes estimados de producción
Como se está realizando la introducción en el mercado del BTX en Centroamérica
en donde ya existen importadores y consumidores directos, se proyecta acaparar un 15%
del mercado existente durante el tiempo de vida del proyecto (2014-2028). Así entonces en
el cuadro 2.6 se muestran los volúmenes estimados de producción con la demanda
proyectada anteriormente calculada, para cada país combinando la producción de los
diferentes compuestos aromáticos.
Cuadro 2.6. Volúmenes estimados de producción en Centroamérica (2014-2028).
Año Demanda proyectada (Toneladas/año)
Costa Rica Guatemala Honduras Nicaragua El Salvador
2014 1 342 2 375 193,88 151,62 578,48 2015 1 356 2 489 181,50 165,62 576,44 2016 1 369 2 605 170,90 180,09 575,09 2017 1 383 2 723 161,72 195,56 575,10 2018 1 395 2 843 153,66 211,88 576,12 2019 1 407 2 964 146,52 229,18 578,73 2020 1 419 3 086 140,20 247,46 582,96 2021 1 433 3 209 134,56 266,78 589,21 2022 1 449 3 334 129,51 287,16 597,69 2023 1 466 3 460 124,97 308,64 608,79 2024 1 486 3 587 120,89 331,26 622,88 2025 1 509 3 715 117,19 355,05 640,38 2026 1 535 3 844 97,84 380,05 661,77 2027 1 563 3 974 94,53 406,29 687,58 2028 1 596 4 106 91,50 433,81 713,38
Estudio de Mercado 47
2.9.2 Descripción de los canales de comercialización
Para comercializar el producto se va a utilizar inicialmente un canal de
comercialización indirecto en donde varios distribuidores van a comerciar el producto con
los diferentes importadores y consumidores directos, esto mediante asociaciones que tiene
RECOPE con otras empresas.
El punto negativo de este tipo de canal de comercialización es que crea un aumento
en los precios del producto debido a los intermediarios y el traslado del producto. Se
intentara que en el futuro del proyecto se integre un canal directo de comercialización, con
toda la logística adquirida de la experiencia en producción.
La comercialización del producto se realizara por vía terrestre en carrotanques o vía
marítima con buquetanques, en envases para transportar materiales peligrosos, que deben
estar herméticamente cerrados, identificados con los datos de la sustancia, visibles y
legibles. Las unidades de transporte deben portar una placa metálica inoxidable visible y
deberán tener cuatro carteles que identifiquen al material peligroso que se transporte.
Estudio Técnico 48
3. ESTUDIO TÉCNICO
En esta sección el objetivo es especificar el tamaño, ubicación y distribución del
proyecto y los elementos de tipo tecnológico que gobernaran durante su implementación.
Incluye la selección de los equipos, la descripción del proceso mediante un diagrama de
flujo, los balances de masa y energía del proceso, el costeo de los equipos principales y la
estimación de los costos de construcción, el capital de trabajo y el costo total de la
inversión.
3.1 Tamaño del proyecto
Con las proyecciones realizadas de la demanda para los productos y el porcentaje del
mercado a ocupar, la capacidad aproximada del proyecto debe ser de 345 bbl/diarios de
producto combinando la mezcla de xilenos y el tolueno. Esto asegura el uso de la capacidad
plena ya que este tipo de proyectos intensivos de capital no aconseja la capacidad ociosa.
3.2 Localización
3.2.1 Micro y macro-localización del proyecto
A nivel macro, la localización del proyecto será en las cercanías del puerto de Moín,
en la provincia de Limón de Costa Rica, la cual está localizada en la zona este del país. Se
encuentra a 157 km de la capital San José, sobre la ruta 32. En la Figura 3.1 se muestra la
macro-localización del proyecto, con el punto B señalado como Moín, Limón y más
específicamente se señala el camino desde San José (punto A).
Estudio Técnico 49
Fuente: Google Earth, 2011. Figura 3.1 Macro-localización del proyecto.
A nivel micro la ubicación del proyecto será dentro de las instalaciones físicas del
plantel de la Refinería de Costa Rica, ubicada en Moín, Limón que se muestra Figura 3.2
con una imagen área del sitio. El plantel fue construido en 1967 con la primera refinería de
tipo “hydroskimming” con una unidad de destilación atmosférica de 8 000 bbl/día,
aumentada luego a 25 000 bbl/día en el 2001, y una unidad de destilación al vacío de 600
bbl/día.
Fuente: RECOPE. Figura 3.2 Micro-localización: Plantel físico de RECOPE, Moín.
Estudio Técnico 50
Para el año 2007 se firma un acuerdo de marco de cooperación entre RECOPE y China
National Petroleum Corporation (CNPC), que permitirá la modernización del plantel de
Moín. El proyecto esta dimensionado para una capacidad de procesamiento de crudo de 65
000 barriles diarios, el área neta estimada del proyecto de modernización es de 271 194 m2.
La planta productora de BTX se construirá adyacente a esta nueva etapa y obtendrá las
materias primas de nafta reformada de la nueva unidad de reformado que ocupa 12 000 m2.
(Estudio de Factibilidad para el Proyecto de la Expansión y Modernización de la Refinería
en Moín, 2012.)
3.2.2 Características del sitio
Con más detalle se evalúan diferentes aspectos importantes correspondientes al
terreno que se utilizará para la localización que tendrá la planta
- Vías de Comunicación: El terreno se sitúa adyacente a la carretera número 32, carretera
principal que comunica San José con Limón, y cuenta con un poliducto de acceso
directo al puerto de Moín donde se puede realizar la descarga de producto terminado
para exportación en buques tanques. Se puede también trasladar el producto por tierra
hacia el puerto por la ruta 240 que es acezada desde la carretera 32. Ambas carreteras
cuentan con dos carriles y se mantienen en buenas condiciones a lo largo del año.
- Servicios básicos: El plantel de RECOPE está ubicado a 7 km por carretera del centro
de la ciudad de Limón, por lo que cuenta con todos los servicios básicos como agua
potable, luz, teléfono, internet, servicio de recolección de desechos sólidos, así como
servicio de transporte público. El agua utilizada para el enfriamiento de las corrientes
de proceso, la producción de vapor y así como en la extracción de aromáticos con el
solvente, se tomara del río Bartolo. Aunque este río presenta variación en los niveles de
caudal dependiendo de los periodos de lluvia, proporciona una composición química
más estable que el río Moín que se ve afectado por mareas y cambia los contenidos de
iones como calcio, magnesio, cloro y sulfuro.
Estudio Técnico 51
- Localización con respecto a la oferta de trabajo: La zona en que se ubica el proyecto
es bastante poblada, en general la provincia de Limón cuenta con el índice de
crecimiento demográfico más alto de Costa Rica y el nivel de educación es variado por
lo que conseguir trabajadores no es una tarea complicada.
- Clima: En la zona costera de la provincia de Limón existen dos periodos relativamente
secos, uno que va de febrero a marzo y otro de setiembre a octubre. Los meses más
lluviosos, son julio y diciembre. En términos generales, la temperatura promedio a lo
largo del año oscila entre los 25° y 27° centígrados en la zona costera, siendo la
máxima de 31° centígrados y la mínima de 20° centígrados.
- Fenómenos naturales: La provincia de Limón se ha visto afectada por terremotos, el
más recordado y de mayor incidencia fue el terremoto Telire-Limón ocurrido en abril
de 1991. El sito del plantel no es propenso a inundaciones y por estar en la costa del
lado del mar Caribe puede ser afectada directamente por huracanes y provocar atrasos
en la importación y exportación de materiales.
- Localización con respecto a las fuentes de materias primas e insumos
complementarios: al estar situada la planta dentro del Plantel de RECOPE contara con
acceso directo a los insumos necesarios, los equipos para generación de vapor, la nafta
reformada, el agua para proceso y la electricidad utilizada en los equipos. También se
facilita la importación del solvente para el proceso de extracción por la cercanía del
puerto Moín con la planta.
- Localización con respecto al mercado de consumo: Como se definió en el estudio de
mercado, el mercado de consumo será para Centroamérica, por lo que se realizara la
exportación de producto a través de buques tanques que saldrán del puerto de Moín
adyacente a la planta y para el país se realizara por medio de carros tanques, que
distribuirán el producto a las diferentes empresas consumidoras.
- Localización con respecto a las políticas de zonificación y planes reguladores: Según
la Ley de Construcciones del 2 de noviembre de 1949, y la Ley Orgánica, Reglamentos
y Procedimientos del Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica, de
enero del 2005, en proyectos de instalación de procesos industriales se debe contar con
Estudio Técnico 52
los permisos avalados por la municipalidad y la aprobación de los planos y materiales
de construcción a utilizar por parte del Colegio de Ingenieros. También califica como
una obra mayor por lo que según la Ley Orgánica del Colegio de Ingenieros Químicos
y Profesionales Afines, deberá contar para su elaboración el cálculo, diseño, dirección
técnica y administración de un profesional responsable y debidamente incorporado.
3.3 Proceso productivo, tecnología y tamaño de la planta
3.3.1 Selección de los equipos
Como se muestra en la sección 1.10.1 la selección de los equipos está ligada a las
especificaciones que el proceso tenga con respecto a la demanda de productos, y así a partir
de lo que se conoce como complejo aromático simple se adecuan las unidades y equipos a
utilizar. Como se detalló en el estudio de mercado la planta tendrá como fin la producción
en específico de tolueno y la mezcla de xilenos.
Existen diferentes tecnologías para la producción de aromáticos en la industria
petrolera química. Siendo la intención principal del proyecto la producción de tolueno y
xilenos, las unidades a seleccionar serán para el reformado de la nafta y la extracción final
de los aromáticos. No existe una licencia de proceso especial o tecnología que se utilice en
la purificación de los productos en las etapas intermedias. Para cada una se elaborara una
matriz de selección que se utilizará como herramienta de selección.
En la matriz de selección se aplican criterios predeterminados que permitirán elegir el
equipo y la tecnología que mejor se adapten a las necesidades de la planta, otorgándole un
peso a cada criterio correspondiendo a su relevancia en la decisión. Al final sumando todos
los valores obtenidos para cada equipo o tecnología individualmente estudiada, se
seleccionara el que tenga mayor puntaje final. Los criterios escogidos para el reformado se
detallan a continuación:
- Porcentaje de aromáticos obtenido del reformado:
Dependiendo del porcentaje de aromáticos obtenidos del tipo de tecnología en la
corriente del reformado, específicamente en la producción de benceno se obtendrá la
Estudio Técnico 53
tecnología optima que permita reducción en el diseño de los equipos así como el aumento
de rendimiento de la planta, por lo que este criterio tiene un peso de 40% en la selección.
- Vida del catalizador y precio
La vida útil del catalizador utilizado en el reformado está directamente relacionado
con la regeneración del mismo. Entre más tiempo tenga de vida menores serán los ciclos de
regeneración y por ende los costos de operación, así su peso en matriz de selección será de
un 20%.
- Disponibilidad de la tecnología
Cada proveedor de tecnología especifica tendrá un país como base de operación y un
equipo especializado que dará soporte durante y después de la instalación del equipo, por lo
que dependiendo del proveedor escogido pueden existir diferencia de precios y oferta de
servicios. El riesgo de este criterio en la implementación del proyecto le da un peso de
30%.
- Menor espacio físico ocupado
Al estarse realizando la modernización de la refinadora en RECOPE, el espacio
ocupado por los equipos de cada tecnología debe minimizarse para optimizar la utilización
del espacio dentro del plantel. Este criterio tiene menor peso ya que el espacio ocupado por
los equipos no debe estar por encima de la calidad del producto a obtener, es de 10%.
Las tecnologías que existen para el reformado de la nafta y que serán parte de la
herramienta de selección son las siguientes: UOP (CCR Platforming), Amoco
(Ultraforming), Exxon Research (Power forming), BP (Magnaforming), Axens
(Aromizing). En el Cuadro 3.1 se muestra la matriz de selección del equipo y los
resultados.
El criterio que se considera más importante a la hora de seleccionar el equipo de
desinfección es su eficacia ya que esto representa si este está cumpliendo o no con su
Estudio Técnico 54
función. Por otro lado, el costo de capital, el costo de operación y la disponibilidad del
equipo, de sus repuestos y de la materia prima son tres características de bastante peso a la
hora de elegir el equipo. En el Cuadro 3.1 se muestra la matriz de selección del equipo.
Cuadro 3.1. Matriz de selección del equipo de reformado catalítico de la nafta.
Consideraciones Ponderación CCR
Platforming
Ultra
forming
Power
forming
Magna
forming Aromizing
Porcentaje de aromáticos 40 % 9 6 2 6 8
Vida útil del catalizador y
precio 20 % 8 6 7 5 8
Disponibilidad 30 % 10 7 8 3 5
Menor espacio físico ocupado 10 % 6 8 5 6 6
Total 100 % 8.8 6.5 5.1 4.9 6.9
Se observa entonces en el Cuadro 3.1 que la tecnología que obtuvo un mayor puntaje
por sus distintas características es la unidad de Platformado CCR de UOP. Teniendo en
cuanta que esta tecnología presenta una mayor conversión de parafinas y naftenos hacia
aromáticos, y el porcentaje de benceno es menor. Además de que cuenta con un sistema de
continua regeneración del catalítico, su disponibilidad es la más alta al ser una compañía de
mayor cercanía geográfica para negociación y en el pasado han existido negociaciones con
la empresa que permiten mayor facilidad de implementación. Por último aunque existen
tecnologías que ocupan un menor espacio físico con menor cantidad de reactores, al final
resulta una menor calidad de producto y menor costo de operación.
Para separar durante el proceso, a los componentes aromáticos de los que no lo son,
se utilizará una destilación extractiva con un solvente que presente alta selectividad por los
aromáticos.
Estudio Técnico 55
Los procesos como la destilación, extracción, rectificación o cristalización, son
variantes que pueden ser utilizadas para la separación, pero al poseer alta carga energética
puede resultar de alto costo en la producción y en el mantenimiento (Katarzynski & Staud-
Bickel, 2005).
Con las características anteriores, se encuentra dentro de los procesos a la extracción.
Este es el proceso seleccionado, ya que la destilación no es posible, porque los compuestos
a separar presentan puntos de ebullición cercanos lo que limita a este procedimiento. La
rectificación solo permite separar vestigios de productos más ligeros de otros más pesados,
lo que impide la purificación del producto. Por último la cristalización no permite la
selectividad necesaria, sobre los componentes aromáticos.
Como proceso alternativo existe el uso de membranas para la separación de
aromáticos. Empleando un proceso conocido como Pervoparación, en donde se da una
transición de fases donde la alimentación líquida es separada y evaporada al pasar por una
membrana no porosa (Katarzynski).
El anteriormente descrito, es un proceso que involucra poca carga energética y una
disminución de equipos a utilizar. Para la década de 1980 se dio una fuerte investigación
del proceso y mejoramiento de su funcionamiento y se pensó que podía llegar a sustituir la
destilación en industria de la petroquímica. Mediante la experimentación de este proceso, se
llegó obtener la separación de aromáticos, de los no aromáticos con factores de 10, pero en
la práctica a nivel industrial la tecnología no competía contra la destilación. (Pereira &
Klaus-Viktor, 2006)
Para el año 2020, se perfila la tecnología como la alternativa que suplantará los
procesos actuales. Sin embargo, por ahora no es un proceso viable, ya que todavía deben
realizarse mejoras en la selectividad de la membrana, la cual lo convertiría en un proceso
económicamente factible. (Pereira & Klaus-Viktor, 2006)
Al aplicarse la tecnología en la extracción de solventes, los criterios a estudiar y que
serán implementados en la matriz de selección son los siguientes: (Stewart, 2000).
Estudio Técnico 56
- Condiciones de operación y equipo de contacto
Las condiciones de operación tanto temperatura como presión definen una parte
importante del costo de operación del equipo en la planta y la determinación de los equipos
auxiliares para la operación y las utilidades necesarias. Además la complejidad del diseño
del equipo aumenta el costo de mantenimiento, tendrá por ende un peso de 30%.
-Selectividad y Propiedades del solvente
La selectividad afectara directamente la cantidad de solvente a utilizar y por ende
podría elevar o disminuir los costos de operación, además de que las propiedades del
solvente podrían afectar el estado del equipo, por ejemplo que sea corrosivo se deben tomar
en cuenta diferentes materiales o disminuir la vida útil del equipo. Este criterio tendrá un
peso importante en la selección por lo que el porcentaje será de 40%.
- Disponibilidad del solvente y tecnología
De igual forma como ocurrió con la selección para la tecnología del reformado de la
nafta, con el solvente la disponibilidad también es un criterio a tomar en cuenta ya que se
produce una rebaja de costo, los tiempos de instalación y se facilita la comunicación
durante el proyecto.
En el Cuadro 3.2 se muestra un resumen de las tecnologías existentes y la
descripción, forma de operación y características de los mismos.
Cuadro 3.2. Tecnologías existentes de el mercado y sus características Compañía/
Proceso Solvente
Temperatura de
Operación (°C)
Equipo de
Contacto Comentarios
Shell Process, UOP Sulfolane 120 Extractor con platos perforados
La alta selectividad y
capacidad, lleva a bajos radios de alimentación
menor tamaño equipos
Estudio Técnico 57
Continuación Cuadro 3.2. Tecnologías existentes de el mercado y sus características. Compañía/
Proceso Solvente
Temperatura de
Operación (°C)
Equipo de
Contacto Comentarios
UOP Udex Dietilenglicol Trietilenglicol
Tetraetilenglicol 150
Disco rotatorio de contacto,
con diámetro de
4 metros
Tetraetilenglicol y mezclas con
agua incrementan la capacidad y no requiere agente
anti-espuma
Union Carbide Tetra Process
Tetraetilenglicol 100
Extractor de plato
reciprocado
El extracto que sale está libre de
componentes alifáticos, y no necesita una
purificación extra
Institut Français de Petróle
Dimetil Sulfóxido (DMSO)
Ambiente
Extractor de hoja
rotatoria, de 10 a 12 platos
La baja corrosión permite el uso de acero al carbono, el solvente es no toxico y presenta
bajo punto de enfriamiento
Lurgi Arosolvan Distapex
N-metil-2-pyrrolidionone
monoetilenglicol 60
24–30 etapas, hasta 8
metros en diámetro
La cantidad mezclada de los
componentes depende del contenido de aromáticos.
Fuente: (p. 164) Kirk-Othmer. 1999. Encyclopedia of Chemical Technology. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
Con respecto al Cuadro 3.2 se toma la informacion completar la matriz de selección y
obtener el puntaje de las diversas tecnologías, la matriz se muestra en el Cuadro 3.3 a
continuación.
Estudio Técnico 58
Cuadro 3.3. Matriz de selección del solvente y tecnología.
Consideraciones Ponderación Sulfolane Udex Tetra
Process DMSO Distapex
Condiciones de operación y equipo de contacto
30 % 7 6 7 9 6
Selectividad y propiedades del
solvente 40 % 9 8 8 7 7
Disponibilidad 30 % 10 8 7 5 5
Total 100 % 8.7 7.4 7.4 5.7 6.1
Como se muestra en el cuadro anterior la tecnología que será utilizada es la
distribuida por UOP con el solvente Sulfolane, el mismo permite recobrar el 99% de
aromáticos alimentados, su bajo consumo de 3:1 con respeto a la alimentación así como sus
bajos puntos de ebullición que permiten una mejor remoción del Sulfolane del extracto
final, lo ponen por encima de los demás solventes.
Entre sus puntos negativos con respectos a los glicoles se puede mencionar que
aunque el Sulfolane presente una mayor polaridad y por ende ser mejor solvente, es más
difícil de remover que los componentes glicoles que son menos polares del extracto final.
Además los glicoles se degradan con oxígeno produciendo ácidos orgánicos más débiles y
que son menos corrosivos que los producidos por la degradación del Sulfolane. Se puede
realizar el cambio de Sulfolane a solventes de glicoles, si se produjeran problemas por
corrosión de una manera fácil. ( Sulfolane Technical Assistance And Evaluation Report)
3.3.2 Descripción del Proceso de Producción
La descripción del proceso inicia desde la salida del reformado catalítico, efectuado
en el equipo de Platformado CCR de la UOP, que toma el corte de Nafta obtenido de la
torre atmosférica y de la torre de vacío para transformar mediante una batería de reactores
los componentes orgánicos: naftenos, olefinas y paranínficos en los compuestos
Estudio Técnico 59
aromáticos. Los resultados obtenidos para las especificaciones del proceso, así como para
los balances de energía y masa, se consiguieron mediante la simulación con el software
Hysys de Aspen. La descripción completa de los equipos con materiales de construcción y
capacidades se presentará en las siguientes secciones.
El corte proviene del crudo conocido como Pennington de Nigeria, que presenta una
composición baja en azufre y con base parafínica. Los porcentajes de los compuestos
orgánicos presentes en el corte son los siguientes: 39,8% parafinas totales, 43% naftenos y
17,1% aromáticos iníciales. (Estudio de Factibilidad para el Proyecto de la Expansión y
Modernización de la Refinería en Moín, 2012.)
Cuando se tiene una nafta enriquecida en naftenos, la conversión típica es
principalmente de naftenos a aromáticos mediante isomerización, consumiéndose casi en su
totalidad, esto se observa más claramente en la Figura 3.3. El porcentaje de parafinas que se
convierte es menor, por lo que se mantiene un porcentaje alto de parafinas que deben ser
separadas en la siguiente purificación del producto. (Meyers, 2004).
Figura 3.3. Perfil de los componentes en el reformado catalítico. Fuente: (Meyers, 2004)
El objetivo de la refinadora de petróleo es maximizar la producción de diesel, jet
kerosene y gasolina. Por lo que el producto del reformado se utiliza para aumentar el
octanaje de la gasolina, que tiene un porcentaje máximo de 35% de aromáticos presentes en
su composición. Es por esto que posteriormente en el estudio técnico y económico, aunque
Estudio Técnico 60
se toma la nafta como materia prima para el BTX, se estudiará la factibilidad del proyecto a
partir de la ganancia obtenida entre comercializar gasolina o los compuestos aromáticos.
El flujo de 52 kgmol/hr obtenido del reformado tendrá una presión de 1500 kPa y 450
°C, por lo que debe ser condicionado para entrar a la primera columna de separación, se
coloca un intercambiador de calor para enfriar el flujo y llevarlo a una temperatura de 50
°C mediante agua de enfriamiento. La composición inicial del flujo en porcentaje de peso
se muestra en el Cuadro 3.4 a continuación.
Cuadro 3.4. Composición flujo de proceso inicial. Componente Composición (% p/p)
Benceno 11,38 Tolueno 19,13
Xylenos (o-, m-, p-) 8,66 Etilbenceno 1,81
Metilciclohexano 12,43 Metilciclopentano 17,16
Ciclopentano 2,62 3-Metilhexano 7,18
n-Hexano 12,96 n-Octano 2,10
1-Metil-3-Etilbenceno 2,27 Di-isopropilbenceno 2,27
Total 100 %
Se coloca una primera torre de separación, de 20 platos reales que permite la
obtención del 98% del benceno por la parte alta de la columna, así como de los compuestos
no aromáticos residuales que son: metilciclopentano, ciclopentano, 3-metilhexano y n-
hexano. El tolueno y la mezcla de isómeros de xilenos continúan por la parte de los fondos
de la columna, en su porcentaje total, acompañados de: etilbenceno, metilciclohexano, n-
octano, 1-metil-3-etilbenceno y Di-isopropilbenceno. La capacidad de la primera columna
será de 967,5 bbl/día, contará con un condensador parcial y un rehervidor.
Estudio Técnico 61
Es por esto que se debe instalar una segunda columna que permita separar los xilenos
del tolueno y las trazas de benceno, la misma trabajará con un flujo de 27,88 kgmol/hr.
Mediante destilación a presión de 120 kPa y temperatura de 117,8 ªC para la alimentación,
se obtienen el primer producto siendo la mezcla de xilenos, que se recupera a la salida de
los fondos de la columna. La composición final del producto se muestra en el Cuadro 3.5,
en donde se consigna que la mezcla de xilenos en grado de solvente que será
comercializado cumple con las especificaciones del mercado en sus componentes, con un
porcentaje de no aromáticos menor al 4% en peso y densidad especifica mayor a 0,865.
Cuadro 3.5. Propiedades de la mezcla de xilenos con grado de solvente. Propiedad Valor
Composición por Componente (% p/p) Orto-xileno 15,97 Meta-xileno 29,23 Para-xileno 13,38 Etilbenceno 10,67
n-Octano (no aromático) 3,86 1-Metil-3-Etilbenceno 13,41 Di-isopropilbenceno 13,41
Total 100 % Densidad específica de la mezcla 0.867
Punto de ebullición 155 ªC
El producto final se obtendrá a una razón de 211 bbl/día, a una temperatura de 145 ªC
y a presión atmosférica.
Las corrientes que contienen el tolueno y el benceno en conjunto con los no
aromáticos restantes, serán unidas en un tanque que permitirá homogenizar el flujo y
facilitar una alimentación consistente a la unidad de extracción siguiente. El tanque de
recepción operara a 1 atm de presión y a 80 ºC de temperatura.
La extracción y purificación del tolueno se llevará a cabo en un complejo de
unidades, que utilizarán el solvente Sulfolane para extraer los aromáticos con tecnología de
la UOP. Se dosifica la alimentación a una torre de extracción, que opera mediante
Estudio Técnico 62
destilación extractiva en platos perforados. El flujo inicial entrante será de 43,19
kgmol/hora de mezcla de no aromáticos y aromáticos, será introducido en el plato inferior
de la torre para actuar en contracorriente con la alimentación de Sulfolane, que tendrá una
composición de 96.4% en peso y el restante será agua. El flujo de Sulfolane a utilizar
durante la extracción total será de 578,32 kgmol/hora. La columna opera por la parte
superior a 600 kPa de presión con una caída máxima de presión de 0.1 psi por etapa, y las
temperaturas de operación oscilarán en un rango entre 40-200 ºC. (Choi, Kwon & Yeo,
2000)
Por la parte superior del extractor se obtendrán los compuestos no aromáticos casi en
su totalidad, por la parte inferior se obtendrá solo trazas de estos componentes siendo el
porcentaje más elevado en peso el del metilciclopentano con un 0,7%. También en el flujo
de extracción superior se obtiene tolueno y benceno, además del solvente Sulfolane en un
porcentaje bajo de 3% en peso. Por lo que es necesario continuar con una columna
empacada de lavado con agua, que permitirá separar completamente los componentes no
aromáticos, para esto se introduce por la parte inferior el flujo de los no aromáticos y a
contracorriente agua, se utiliza un gran flujo de agua de hasta 90,26 m3/hora pero en su
totalidad puede ser separada y reutilizada en el proceso lo que reducen los costos de
operación.
Se obtiene entonces por la parte superior y a una presión de 600 Kpa y una
temperatura de 50 ºC, un flujo bajo en los componentes aromático: benceno y tolueno, con
un porcentaje en peso de 0,28% y 0,63% respectivamente. Para aumentar la efectividad de
la extracción la mitad de esta corriente será realimentada a la columna de extracción por la
mitad de la torre, el restante porcentaje será enviado como un subrproducto final conocido
como raffinate, ya que puede ser utilizado como un componente más para la gasolina. Su
composición final será la que se muestra en el Cuadro 3.6 con un flujo de producción de
461 bbl/día.
Estudio Técnico 63
Cuadro 3.6. Composición flujo de Raffinate. Componente Composición (% p/p)
Benceno 0,63 Tolueno 0,28
Metilciclohexano 28,22 Metilciclopentano 21,45
Ciclopentano 3,18 3-Metilhexano 13,77
n-Hexano 24,37 Agua 8,01 Total 100 %
El flujo obtenido en la parte inferior, que en su mayoría es agua en un 98% en peso
conjuntamente con los componentes aromáticos restantes y el Sulfolane, se unirá con una
corriente que proviene de una columna Splitter que se utiliza para separar el flujo
proveniente de la parte inferior de la columna extractiva. La columna Splitter operara con
un rehervidor, que permitirá obtener un flujo de vapor que actuara en contracorriente con la
corriente entrante por la parte superior de la columna, que tiene una temperatura de 100 ºC.
La columna estará operando a entre 258-327 ºC y 190,5-225 kPa, entre la parte superior e
inferior respectivamente.
Por la parte inferior del Splitter se obtiene un flujo que es puramente Sulfolane y que
corresponde al 60% del flujo alimentado inicialmente en el extractor y que puede ser
reciclado para la continuidad del proceso. El flujo obtenido por la parte superior se enfría a
80 ºC, mediante un intercambiador de tubos con agua de enfriamiento, esto para que la
corriente esté en su estado líquido y así poder ser introducido en un separador por
densidades, en donde el flujo más denso con los hidrocarburos será reciclado hacia la
columna extractora para lograr mayor eficiencia sobre los productos.
El flujo menos denso será específicamente en su mayoría agua, con el solvente
Sulfolane y los componentes orgánicos aromáticos en mayor porcentaje de los compuestos
residuales. Esta corriente será la que se unirán con la corriente del lavado como se
mencionaba previamente, para ser introducidos en otra columna splitter de 40 platos reales,
Estudio Técnico 64
que permite la final obtención del total del solvente Sulfolane, con un 4,3% en peso de agua
y que sea nuevamente utilizado en el proceso. Del plato 35 de la columna es extraída una
corriente que es agua pura que será reciclada en el proceso.
En la parte superior del Splitter se obtiene una corriente con una gran cantidad de
agua que debe ser removida, por esto se recicla el 90% de esta corriente y se alimenta
conjuntamente al separador por densidades anteriormente descrito. El restante 10% del
flujo es enfriado a 50 ºC e introducido a un separador por densidad que permitirá separa el
agua de los hidrocarburos, este flujo de agua será introducido directamente a la columna de
lavado.
El flujo de hidrocarburos ahora si libre de agua y del solvente, es introducido a una
columna de separación, alimentado en el plato 15 de una columna de 30 platos reales. El
flujo que abandona por el condensador parcial tendrá la composición que se muestra en el
Cuadro 3.7, donde se muestra un flujo con mínimas cantidades de tolueno y que se
considera como un subproducto, que puede ser purificado mediante otros procesos
extractivos para obtener el benceno que puede ser comercializado y los compuestos no
aromáticos importantes en el mercado de las gasolinas. Este flujo abandona con una
temperatura de 65,46 ºC y a presión atmosférica.
Cuadro 3.7. Composición flujo de benceno y orgánicos no aromáticos. Componente Composición (% p/p)
Benceno 60,90 Tolueno 0,51
Metilciclohexano 20,26 Metilciclopentano 4,18
Ciclopentano 4,71 3-Metilhexano 1,81
n-Hexano 7,60 Total 100 %
La corriente que sale por la parte inferior de la torre que viene a unas condiciones de
108,5 ºC y presión atmosférica, son introducidos a una última columna de separación que
Estudio Técnico 65
cuenta con 20 platos reales y un condensador parcial. La corriente que escapa por la parte
superior de la columna es reciclada en su totalidad para aumentar la eficiencia del proceso,
es así como se obtiene en la parte inferior de la columna un producto que tiene una pureza
de 98,99% en peso de tolueno, con una producción de 119,3 bbl/diarios. La composición
final del producto de comercialización se muestra en el Cuadro 3.8, se obtiene a una
temperatura de 110 ºC y a presión atmosférica, por lo que debe ser enfriado a 30 ºC para su
posterior distribución.
Cuadro 3.8. Composición flujo del tolueno comercial. Componente Composición (% p/p)
Tolueno 98,99 Metilciclopentano 0,87
3-Metilhexano 0,11 Total 100 %
3.4 Diagrama de flujos del proceso
3.4.1 Diagrama con balance de materia y energía
En las Figuras 3.4, 3.5 y 3.6 se muestra el diagrama de flujo del proceso con sus
respectivos balances de masa y energía, los mismos se realizaron con el simulador Hysys
de Aspen. El dimensionamiento de los equipos y sus características se presentan en el
siguiente apartado.
Estudio Técnico 66
Figura 3.4. Diagrama de Flujo No 1 del proceso de producción para el BTX.
Estudio Técnico 67
Figura 3.5. Continuación Diagrama de Flujo No 2 del proceso de producción para el BTX.
Estudio Técnico 68
Figura 3.6. Continuación Diagrama de Flujo No 3 del proceso de producción para el BTX.
Estudio Técnico 69
3.4.2 Descripción y especificación de los equipos a instalar
En el Cuadro 3.9 se muestra el resultado final del dimensionamiento de cada uno de los
equipos de los diagramas de flujo de las Figuras 3.4, 3.5 y 3.6. En este cuadro se presenta la
descripción y especificación de cada uno de los equipos.
Cuadro 3.9. Resumen de características de los equipos. Equipo Características Dimensionamiento Costo Unitario ($)
H-101 Enfriador de alimentación
Intercambiador de carcasa y tubos, material de construcción acero al
carbón. Emplea 24,30 kg/s de
agua a 20ºC.
Área: 12,85 m2
U: 700 * Calor: 1,64x106 kJ/s
17 000
T-101 Torre de
destilación
Torre de destilación de platos perforados en la cual se da la primera
separación de aromáticos. Material de
construcción acero inoxidable.
Relación de reflujo: 2,91
Número de etapas reales: 20
Diámetro: 1,5 m Altura: 12,19 m
Eficiencia de la torre: 85%
Plato de alimentación: 10
200 000
C-101 Condensador torre T-101
Condensador de carcasa y tubos 1-2, emplea
11,27 kg/s de agua a 20 ºC la cual fluye por la carcasa. Material de construcción acero
inoxidable.
Carga en el condensador: 7,61x105 kJ/s
Capacidad: 3 m3/h
8 000
R-101 Rehervidor torre
T-101
Rehervidor de carcasa y tubos 1-2, emplea 1
007,78 kg/h de vapor de agua a 201 ºC como
fluido de calentamiento,
Carga en el rehervidor:
9,07x105 kJ/s Capacidad: 4 m3/h
8 000
Estudio Técnico 70
Cuadro 3.9. (Cont.) Resumen de características de los equipos. Equipo Características Dimensionamiento Costo Unitario ($)
que fluye por la carcasa. Material de construcción
acero inoxidable.
I-101 Enfriador de torre T-101
Intercambiador de carcasa y tubos, material de construcción acero al
carbón. Emplea 0,15 kg/s de
agua a 20ºC.
Área: 0,23 m2
U: 700 * Calor: 9,89x103 kJ/s
800
T-102 Torre de
destilación
Torre de destilación de platos perforados en la cual se da la obtención de los xilenos. Material de construcción acero
inoxidable.
Relación de reflujo: 3,62
Número de etapas reales: 30
Diámetro: 1,50 m Altura: 18,29 m
Eficiencia de la torre: 85%
Plato de alimentación: 16
220 000
C-102 Condensador torre T-102
Condensador de carcasa y tubos 1-2, emplea
11,14 kg/s de agua a 20 ºC la cual fluye por la carcasa. Material de construcción acero
inoxidable.
Carga en el condensador: 7,52x105 kJ/s
Capacidad: 3 m3/h
8 000
R-102 Rehervidor torre
T-102
Rehervidor de carcasa y tubos 1-2, emplea
877,78 kg/h de vapor de agua a 201 ºC como
fluido de calentamiento, que fluye por la carcasa. Material de construcción
acero inoxidable.
Carga en el rehervidor:
7,90x105 kJ/s Capacidad: 4 m3
8 000
Estudio Técnico 71
Cuadro 3.9. (Cont.) Resumen de características de los equipos. Equipo Características Dimensionamiento Costo Unitario ($)
I-102 Enfriador de torre T-102
Intercambiador de carcasa y tubos, material de construcción acero al
carbón. Emplea 0,15 kg/s de
agua a 20ºC.
Área: 1,07 m2
U: 700 * Calor: 5,49x104 kJ/s
1 000
V-101 Tanque de
dosificación
Tanque vertical de coraza cilíndrica y techo
elipsoidal que almacena la alimentación del
proceso de extracción. Debe contar con techo flotante y material de construcción acero al carbono. El tanque
cuenta con chaqueta de enfriamiento que utiliza
0,24 kg/s de agua a 20ºC.
Diámetro: 1,67 m Altura: 2,51 m
Capacidad: 5,5 m3
Espesor: 8,0 mm
4 400
T-103 Torre de
extracción
Torre de destilación extractiva de platos
perforados por intercambio
líqudio/líquido. Material de construcción acero
inoxidable.
Número de etapas reales: 8
Diámetro: 1,0 m Altura: 4,88 m
Eficiencia de la torre: 85%
Platos de alimentación: 1, 4 y 8
170 000
T-104 Torre de lavado
con agua
Torre de lavado empacada con anillos de
Balast de 1 pulgadas. Material de construcción
acero inoxidable.
Número de etapas reales: 30
Diámetro: 1,5 m Altura: 18,28 m
Eficiencia de la torre: 85%
Platos de alimentación: 1, 15 y
30
232 811
Estudio Técnico 72
Cuadro 3.9. (Cont.) Resumen de características de los equipos. Equipo Características Dimensionamiento Costo Unitario ($)
P-101 Bomba
centrífuga
Bomba centrífuga de una sola etapa. Transporta el agua de alimentación a la torre de lavado. Material de construcción acero al
carbono.
Eficiencia: 75% Trabajo: 17,25 kW/h
Cabeza: 52,73 m 1 500
X-101 Calentador de torre T-104
Intercambiador de carcasa y tubos. Emplea 687,78 kg/h de vapor de
agua a 201 ºC como fluido de calentamiento, que fluye por la carcasa. Material de construcción
acero al carbón.
Área: 9,56 m2
U: 700 * Calor: 6,19x105 kJ/s
12 000
Splitter S-101 Columna Splitter
Columna splitter de platos perforados en la cual se da la primera
recuperación de Sulfolane. Material de
construcción acero inoxidable.
Número de etapas reales: 8
Diámetro: 1,5 m Altura: 4,88 m
Eficiencia de la torre: 85%
Plato de alimentación: 1
170 000
R-103 Rehervidor torre
S-101
Rehervidor de carcasa y tubos 1-2, emplea 15
750,0 kg/h de vapor de agua a 201 ºC como
fluido de calentamiento, que fluye por la carcasa. Material de construcción
acero inoxidable.
Carga en el rehervidor:
1,42x107 kJ/s Capacidad: 44 m3
18 000
V-102 y V-103 Separador por
densidad
Dos tanques horizontales elipsoidales que realizan
la separación por densidad de agua e
hidrocarburos. Material de acero inoxidable.
Diámetro: 7,62 m Largo: 11,43 m
Capacidad: 540 m3
Espesor: 8,0 mm
40 000
Estudio Técnico 73
Cuadro 3.9. (Cont.) Resumen de características de los equipos. Equipo Características Dimensionamiento Costo Unitario ($)
P-102 Bomba
centrífuga
Bomba centrífuga de una sola etapa. Transporta el reciclo al splitter S-102. Material de construcción
acero al carbono.
Eficiencia: 75% Trabajo: 43,28 kW/h
Cabeza: 11,47 m 1 000
Splitter S-102 Columna Splitter
Columna splitter de platos perforados en la cual se da la segunda y final recuperación del Sulfolane. Material de
construcción acero inoxidable.
Número de etapas reales: 40
Diámetro: 1,5 m Altura: 24,38 m
Eficiencia de la torre: 85%
Plato de alimentación: 1
250 000
R-104 Rehervidor torre
S-102
Rehervidor de carcasa y tubos 1-2, emplea 845,7 kg/h de vapor de agua a 201 ºC como fluido de
calentamiento, que fluye por la carcasa. Material de construcción acero
inoxidable.
Carga en el rehervidor:
2,74x109 kJ/s Capacidad: 44 m3
25 000
V-104 Separador por
densidad
Tanque horizontal elipsoidal que realiza la separación por densidad de agua e hidrocarburos. Material de construcción
acero inoxidable.
Diámetro: 5 m Largo: 6,85 m
Capacidad: 120 m3
Espesor: 8,0 mm
10 000
T-105 Torre de
destilación
Torre de destilación de platos perforados en la cual se da la primera
separación del tolueno. Material de construcción
acero inoxidable.
Relación de reflujo: 1,3
Número de etapas reales: 30
Diámetro: 1,5 m Altura: 18,25 m
Eficiencia de la torre: 85%
Plato de alim.: 10
225 000
Estudio Técnico 74
Cuadro 3.9. (Cont.) Resumen de características de los equipos. Equipo Características Dimensionamiento Costo Unitario ($)
C-103 Condensador torre T-105
Condensador de carcasa y tubos 1-2, emplea 6,68 kg/s de agua a 20 ºC la
cual fluye por la carcasa. Material de construcción
acero inoxidable.
Carga en el condensador: 4,51x105 kJ/s
Capacidad: 1 m3/h
5 000
I-103 Enfriador de torre T-105
Intercambiador de carcasa y tubos, material de construcción acero al
carbón. Emplea 0,15 kg/s de
agua a 20ºC.
Área: 1,07 m2
U: 700 * Calor: 5,49x104 kJ/s
1 000
R-105 Rehervidor torre
T-105
Rehervidor de carcasa y tubos 1-2, emplea 611,8 kg/h de vapor de agua a 201 ºC como fluido de
calentamiento, que fluye por la carcasa. Material de construcción acero
inoxidable.
Carga en el rehervidor:
5,50x105 kJ/s Capacidad: 1 m3
5 000
T-106 Torre de
destilación
Torre de destilación de platos perforados en la
cual se da la última separación del tolueno.
Material de construcción acero inoxidable.
Relación de reflujo: 1,3
Número de etapas reales: 30
Diámetro: 1,5 m Altura: 18,25 m
Eficiencia de la torre: 85%
Plato de alimentación: 10
200 000
C-104 Condensador torre T-106
Condensador de carcasa y tubos 1-2, emplea
120,8 kg/s de agua a 20 ºC la cual fluye por la carcasa. Material de
acero inoxidable.
Carga en el condensador: 8,15x106 kJ/s
Capacidad: 15 m3/h
8 000
Estudio Técnico 75
Cuadro 3.9. (Cont.) Resumen de características de los equipos. Equipo Características Dimensionamiento Costo Unitario ($)
R-106 Rehervidor torre
T-106
Rehervidor de carcasa y tubos 1-2, emplea 9
058,9 kg/h de vapor de agua a 201 ºC como
fluido de calentamiento, que fluye por la carcasa. Material de construcción
acero inoxidable.
Carga en el rehervidor:
8,15x106 kJ/s Capacidad: 1m3
8 000
* Fuente: (Ulrich & Palligarnai, 2004)
Los intercambiadores de calor deben cumplir con la norma TEMA R. y
configuración BEU, para el caso de los tanques el acero al carbón de construcción debe
seguir la Norma ASTM A283 C o ASTM A 516 70.
Las bombas centrífugas bajo la norma API 610. En el caso de las torres los
materiales de construcción conforme la norma AISI 304 para el acero inoxidable y también
la reglamentación de norma ASME VIII.
3.4.3 Distribución de Planta
Para la distribución de planta se toma en cuenta el plan de modernización del plantel
en Moín y la ubicación que tendrán los nuevos equipos de la refinería a instalar. Según lo
dimensionado para los equipos en la producción de BTX en los puntos anteriores, se
muestra en las Figuras 3.7 y 3.8 el espacio que sería reservado para los mismos. En la
Figura 3.7 se muestra la extensión que comprenderá la localización de la nueva refinería,
mientras que en la Figura 3.8 se detalla el espacio físico que ocuparan los equipos
enlistados y dimensionados.
Estudio Técnico 76
Figura 3.7. Ubicación de la nueva refinería según el proyecto de modernización de
RECOPE. Fuente: Estudio de Factibilidad para el Proyecto de la Expansión y Modernización de la Refinería
en Moín, 2012.
Figura 3.8. Localización de los equipos de la planta productora de BTX. Fuente: Estudio de Factibilidad para el Proyecto de la Expansión y Modernización de la Refinería
en Moín, 2012.
Estudio Técnico 77
A continuación se determino la distribución de los equipos, de la forma que permitiera
un uso adecuado del terreno con respecto al flujo de los productos y subproductos, así
como la entrada de insumos. Se muestra en la figura 3.4 el layout de la planta de BTX, el
área ocupada por los equipos será de 328,85 m2 y agregando espacio para las tuberías y la
instalación de los servicios de planta, se tiene un total de 394,62 m2. Las etapas del proceso
se separan en: unidad de separación de xilenos (37,05 m2), equipos de extracción de
aromáticos (10,21 m2), unidad de recuperación de Sulfolane (197,89 m2) y unidad de
separación de benceno y tolueno (83,70 m2), todas están representadas en el diagrama de
distribución de equipos.
En la Figura 3.9 se muestra la distribución final de los equipos en el área previamente
descrita.
Figura 3.9. Distribución de los equipos de la planta productora de BTX.
Estudio Técnico 78
3.5 Análisis de Materias Primas
Se realiza un análisis de las materias primas a utilizar para el proyecto, la ubicación
de los puntos de importación de las materias primas u obtención, las características y
especificaciones así como el comportamiento histórico de su oferta.
Como se detallo en la descripción del proceso existen dos materias primas para la
producción del BTX, estas son: el solvente Sulfolane y las naftas de petróleo. Como lo
indica el tema del proyecto el BTX será formado a partir de las naftas de petróleo que se
formaran los aromáticos, pero en la refinería existe un costo de oportunidad entre la
producción de aromáticos y su comercialización o la utilización del reformado para
aumentar el octanaje de la gasolina y venderla.
Es por esto que para el análisis se toma la nafta como especificación de materia prima
de producción, pero en términos de costos y factores que determinan la producción se toma
la gasolina super como referencia.
3.5.1 Ubicación Geográfica de las Materias Primas
Para el caso de la Nafta como se describió anteriormente, su obtención será a partir
del corte de crudo que se realiza en la torre atmosférica de refinación en RECOPE. Según
el estudio de factibilidad existen varios crudos que pueden utilizarse en la modernización
de la refinería, como posibilidades existen: Olmeca de México, Escalate de Argentina,
Vasconia de Colombia, Oriente de Ecuador, Mesa 30 de Venezuela, Roncador y Tupi de
Brasil y el Pennington de Nigeria.
Con respecto al solvente Sulfolane este debe ser importado directamente de los
Estados Unidos, ya que no existe producción nacional o centroamericana de dicho solvente.
El mayor productor de Sulfolane en esa región de Norteamérica es Chevron Phillips
Chemicals (Stewart, 2000).
Estudio Técnico 79
3.5.2 Características y Especificaciones de la Materia Prima
Todos los crudos antes mencionados comparten las características de tener una
densidad aproximada (API) con un rango entre 22,8-39,6 APIº, una cantidad de azufre entre
0,17-1,16 (%S) y un número total de ácidos (TAN) entre 0,05-0,44 (mgKOH/g). Pueden
existir variaciones en la producción del BTX dependiendo del crudo utilizado, pero la
diferencia en porcentaje de aromáticos producidos por el reformado de las naftas extraídas
no varía sustancialmente.
Para el caso del Solvente comercialmente se puede adquirir como Sulfolane anhídrido
o Sulfolane acuoso. La empresa Chevron lo comercializa en la forma acuosa con un
aproximado entre 3 a 5% en peso de agua, esto para asegurar que el químico se mantenga
líquido durante su transporte y almacenamiento, ya que el Sulfolane es sólido a 27 ºC
(Sulfolane Reporte Final). El Sulfolane permite disolver altas cantidad de aromáticos en
pequeñas cantidades de solventes dado a su alta selectividad.
3.5.3 Precio y Comportamiento Histórico de Consumo
Como se especifico anteriormente para el caso de los precios y el comportamiento
histórico de consumo de las materias primas, no se tomara en cuenta la información sobre
las naftas sino específicamente sobre la gasolina super. Como lo detalla el estudio de
factibilidad de modernización de RECOPE, se muestra como la gasolina ha mantenido un
aumento en el precio de venta desde el 2005 hasta el 2010 y se proyecta que continúen en
aumento como se muestra en el Figura 3.10. Además de que su consumo en la población
también lleva un crecimiento similar al mostrado por los precios.
Estudio Técnico 80
Figura 3.10 Comportamiento de precios para la gasolina super en Costa Rica Fuente: Estudio de Factibilidad para el Proyecto de la Expansión y Modernización de la Refinería
en Moín, 2012.
Para el caos del Sulfolane se tiene que es un compuesto caro para la industria ya que
presenta precios entre 20-40 $/gal, por lo que en caso de reposición por pérdidas se debe
realizar una importante inversión para reponer el solvente. Se estima que cada 5 años que
el proceso se tenga en producción se debe hacer una reposición completa del solvente, por
lo que es recomendable tener en inventario un 20% por sobre la capacidad de uso para
solventar la pérdida de Sulfolane en el proceso. (Stewart, 2000).
3.6 Costos e inversiones
Los costos e inversiones del proyecto se estiman utilizando la metodología descrita en
el libro Diseño de Planta y su Evaluación Económica para Ingenieros Químicas (Peters &
Timmerhaus, 1991), realizando modificaciones que permitan adaptar al tipo de planta a
instalar.
En el Cuadro 3.10 se resumen los resultados de la estimación para la inversión,
utilizando el método de porcentaje del equipo comprado. En donde se toma en costo de los
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Pre
cio
($
/bb
l)
Periodo (años)
Estudio Técnico 81
equipos como punto de partida para valor las diferentes inversiones y los costos, tomando
en cuenta factores establecidos en la literatura aplicable a la industria, el método se describe
más detalladamente en la muestra de cálculos.
Cuadro 3.10 Estimación de la inversión por el método de porcentaje del equipo comprado.
Requerimientos de la Inversión Factor Valor ($) Porcentaje de la
inversión de capital
Costos Directos
Compra del equipo en fabrica 1 856 511 18,44% Flete terrestre + costos de aduana +
transporte al sitio 0,40 742 604 7,36%
Subtotal de los equipos en sitio 2 599 115 25,77% Costo instalación del equipo 0,47 1 221 584 12,11%
Instrumentación y control instalado 0,36 935 682 9,28% Tubería y accesorios instalados 0,68 1 767 398 17,53%
Sistema eléctrico instalado 0,11 285 903 2,84% Acondicionamiento terrenos y
urbanización 0,10 259 912 2,58%
Costo del terreno 0 0,0% Total de costos directos 2,60 7 069 594 70,10%
Costos Indirectos
Ingeniería y supervisión 0,33 857 708 8,51% Gastos de construcción 0,41 1 065 637 10,57%
Gastos legales 0,10 259 912 2,58% Utilidad del contratista 0,22 571 805 5,67%
Contingencias 0,44 259 911 2,58% Total de costos indirectos 1,50 3 014 974 29,90%
3.6.1 Inversiones fijas
Tomando en cuenta el tamaño del proyecto y el tipo de proceso a utilizar, se
especifican las inversiones fijas y sus costos que fueron estimadas mediante el método
resumido del Cuadro 3.10.
Estudio Técnico 82
- Equipos de producción y proceso productivo: El precio total de los equipos en el sitio
se fijo en $ 2 599 115,6. El costo de instalación se considera del 47% de su valor, esto
debido a la complejidad de los equipos y el tamaño de los mismos. De la misma forma
el requerimiento de equipos de control para el proceso es alta, por lo que el costo es de
un 36% del total estimado de los equipos. La instalación tuberías también es compleja
por sistema de reflujo del proceso de extracción por lo que se toma como un 68% sobre
el costo de equipos. En cuanto a instalaciones, no se toman en cuenta los costos para
las edificaciones que incluyen los servicios y la instalación de facilidades de servicios
para la planta (vapor, agua de servicio, etc.), ya que estos mismos se encuentran
presentes en la refinería y no se requiere una instalación física extra. Solamente se
tomo en cuenta el costo del sistema eléctrico para los equipos con un 11% sobre el
valor de los mismos.
- Terreno: No se debe realizar la compra del terreno ya que el mismo pertenece a la
refinería que utilizara la planta.
- Adecuación del terreno: Se requiere adecuar el terreno para poder construir la planta
de BTX. Se estimó que este proceso cuesta 10 % del costo total de los equipos.
- Equipos de distribución y venta de productos: Para realizar la distribución y venta de
los productos, se utilizarán los camiones que utiliza RECOPE y los buques que se
mueven en los puertos, y además se contratara en cada país un distribuidor oficial de
los mismos.
- Infraestructura civil y obras civiles: Entre los gastos de ingeniería y supervisión,
gastos de construcción, la utilidad del contratista, los costos legales en Costa Rica y las
contingencias se estima gastar $ 3 014 974.
- Equipo administrativo y equipo de laboratorio: La refinería cuenta con equipo
administrativo necesario e instalaciones, además de un laboratorio equipado para la
comprobación de la calidad del producto así como de los insumos necesarios.
Estudio Técnico 83
3.6.2 Costos y gastos
3.6.2.1 Costos materias primas
Como se estableció anteriormente el costo de las materias primas se dividirá en el
costo del disolvente extractor Sulfolane y el de la gasolina super. Esta última se establece
en lugar de la nafta ya que se debe evaluarse el costo de oportunidad entre producir los
solventes aromáticos o continuar utilizando la nafta como una corriente productora de
gasolina.
La nafta se obtiene directamente de la refinería y el Sulfolane será importado cada 4
años, que es el tiempo necesario para realizar una regeneración del solvente que se haya
perdido en el producto y por fugas en los equipos.
3.6.2.2 Costos de energía eléctrica
Según las especificaciones de los equipos descritas en el Cuadro 3.9, se estima que el
consumo total de los mismos será de: 60,53 kW por hora. Considerando que estos equipos
se van a utilizar las 24 horas del día, durante 350 semanas, el consumo eléctrico anual será
de 508 452 kW-h. Según este dato y con el costo reportado por el Instituto Costarricense de
Electricidad para las industrias de $ 0,130 por kWh, se tiene que el costo anual por energía
eléctrica será de $ 66 098.
3.6.2.3 Costo de servicios
Los servicios que son generalmente utilizados en una planta industrial son: aire
comprimido para instrumentación, vapor saturado para calentamiento, y agua para
enfriamiento o de uso general del proceso.
El consumo de aire comprimido para el control automatizado de la planta anualmente
será de 602 millones de m3 y a un costo de $ 0,90 por cada 100 m3 de aire, se tiene un costo
anual de $ 542 250.
El consumo de vapor saturado utilizado en los intercambiadores de calor y en los
reboilers de las torres de separación y splitters, como se especifica en el cuadro 3.7, será de
Estudio Técnico 84
116 254 toneladas de vapor con un costo unitario de $ 24 por tonelada. Con esto el costo
total anual será de $ 2 790 091.
Por último el consumo de agua que se utilizará para el enfriamiento y en los
condensadores será de 5 272 millones de m3, el costo por metro cubico es de 0,00012 $/m3
por lo que el costo anual será de $ 632 644. En el caso del agua de uso general de proceso
se estima el costo para el agua utilizada en la recuperación del Sulfolane, anualmente se
utilizaran 758 184 m3 y con un precio de 0,53 $/m3, teniendo entonces un costo anual de
$ 401 837.
3.6.2.4 Costo de mano de obra
El costo de mano de obra se puede subdividir en tres clases de empleados que estarán
presentes en el manejo de la planta. Se cuenta con la mano de obra directa, la mano de obra
indirecta, los costos administrativos además de los costos por ventas y distribución. Se
describen más detalladamente estas divisiones a continuación.
Costo mano de obra directa: Al contar proceso productivo con una amplia cantidad
de equipos a operar, se requiere de una alta fuerza laboral directa. Intervienen entonces 22
operarios por turno, con 3 turnos diarios. Estos operarios serán los encargados de velar por
el funcionamiento de la planta y su mantenimiento. El costo ponderado por operador
incluye cargas sociales es de $ 12/hora, por lo que por año se tendrán que devengar $ 2 312
640 para cubrir con la planilla de los operadores.
Costo mano de obra indirecta: Este costo ira asociado a la supervisión operacional de
la mano de obra productiva, como un valor típico en la industria se toma que el costo anual
será de un 15% sobre el costo de mano de obra directa, el resultado siendo $ 346 896
anuales.
Costo salarios en distribución y ventas: Para la distribución de los productos en el
territorio nacional y centroamericano se utilizaran carros tanques y buques tanques, que
serán directamente contactados por RECOPE, se estima como un 5% sobre la capacidad de
la planta, con lo que se tiene un costo anual de $ 2 186 689.
Estudio Técnico 85
Costos salarios administrativos y regalías: Como parte de los costos aplicados a la
producción se agrega el costo administrativo de operación, que será llevado a cabo por
funcionarios de RECOPE pero que tendrá un costo diferenciado al de la mano de obra
directa. Se estima como un 20% sobre costo conjunto de la mano de obra directa y
supervisión, además de los costos de mantenimiento. Por lo que se tiene un pago anual de
$ 592 414.
Las regalías consisten pagos de permisos para utilizar patentes y tecnologías en el
proceso, se estima como un 1% de costo total de producción por lo que se costea a $ 437
337 anuales.
3.6.2.5 Costo mantenimiento, suministros operacionales y repuestos
Según lo mencionado por Peters y Timmerhaus, una estimación del costo de
mantenimiento sería de un 3 % de la inversión de capital, por lo que se tiene un total anual
de $ 302 537. Por otra parte pero directamente relacionado con el equipo y el
mantenimiento de los mismos, se tiene el costo de los suministros operacionales y los
repuestos, que equivaldrían al 15% del costo de mantenimiento. El costo de estos
suministros será de $ 45 380.
3.6.2.6 Costos fijos de planta
Siendo la refinería una empresa estatal esta no devenga impuestos sobre la propiedad
ni la renta como se expone en la ley 7092 de Costa Rica, por lo que este rubro de los costos
fijos de la planta es eliminado. También se elimina el costo por seguros, ya que la empresa
cuenta con un seguro propio, en donde se asegura el equipo de mayor valor que se
encuentra en la refinería y a partir de este se realiza la protección de los demás equipos. Los
equipos para producir BTX estarán asegurados con la misma póliza.
La depreciación es el costo de tener una inversión en equipos, edificios, vehículos,
entre otros, y se basa en la vida útil de estos. El cálculo se realizará mediante el método de
la reducción de saldos, en donde se da una depreciación acelerada, por lo que en los
primeros años donde el proyecto puede sufrir más ya que se da una menor producción y
Estudio Técnico 86
afectan más los costos, se carga un valor más elevado para aumentar los gastos y disminuir
el impacto sobre la utilidades con los impuestos.
Para realizar este cálculo se requiere de un valor de salvamento para el total de los
equipos. El valor a tomar será de 10% sobre el costo de los equipos, se estima este valor
tomando en cuenta que, funcionaran la jornada completa por 350 días al año, durante 15
años. Por lo que influyen factores como desgaste de equipos, corrosión y daño o pérdida
total de los mismos durante el proyecto.
Los cálculos realizados se detallan en la muestra de cálculo y los valores para la
depreciación se observan en el flujo de caja proyectado para el proyecto.
3.6.3 Capital de trabajo
El capital de trabajo o capital circulante es el fondo que ocupa una empresa para
continuar con el normal desarrollo de sus actividades en el corto plazo, conocido también
como activo corriente. Para que una planta industrial pueda operar, generalmente se
requiere de recursos para cubrir necesidades de: insumos, materia prima, mano de obra,
entre otros.
El capital de trabajo mantiene una relación directa con la capacidad de la empresa de
genera flujo de caja o efectivo. Este será el que se encargue de mantener o de incrementar
el capital de trabajo, por lo que se estimara este valor como un 20% de las ventas anuales
de BTX, que es un valor común para la industria química. Este valor debe ser capaz de
generar los recursos para operar la empresa, para reponer los activos, para pagar la deuda y
para distribuir utilidades a los inversionistas.
3.6.4 Plan de Manejo Integral de Procesos
La mayoría de los contaminantes producidos por la planta serán contenidos en el agua
de desecho. El agua de desecho del proyecto consiste en agua aceitosa, aguas sulfurosas,
agua de desechos salinas, en donde los mayores contaminantes serán los aceites, sulfitos,
COD y NH-N. El flujo de agua aceitosa será de 1.5 Ton/h, el de aguas sulfurosas 0.8 Ton/h
Estudio Técnico 87
y el de desechos salinos 0.5 Ton/h. La nueva planta de modernización de RECOPE contara
con una planta de tratamiento de desechos con capacidad de 230 m3/h, por lo que los flujos
presentes podrán ser tratados en esta planta que se ajustara a las medidas del decreto del
MINAE Especificación para el Uso y el Desuso de las Aguas de Desecho (Nº 33601-
MINAE-S)
Los desechos de agua aceitosa provendrán de las unidades de operación, incluyendo
el agua de enfriamiento de los compresores y bombas, el mayor contaminante serán los
productos aromáticos. El tratamiento de este efluente será remoción de aceites y
tratamientos bioquímicos, para después ser desechado en el Rio Moín.
Los desechos sulfurosos serán obtenidos de las unidades de tratamiento de la Nafta, el
mayor contaminante serán los sulfuros. El tratamiento de estas aguas será primeramente
como desulfurizarla y purificarla, para luego ser utilizada como agua desalinizada de
proceso, el resto irá con los flujos normales de desecho.
Por último los desechos salinos provienen de aguas de desecho de la generación de
vapor y así como del reformado catalítico. Los mayores contaminantes son los alcalinos y
NaOH. Su tratamiento será un enfriamiento y tratamiento para reducción de aceites y
orgánicos.
En lo que a la reglamentación nacional el proyecto deberá presentar los formularios
D1 y D2 de la Secretaria Técnica Nacional (SETENA), con el fin de obtener el aval de
manejo de residuos peligrosos emitidas por el Ministerio de Salud y el Ministerio de
Energía y Ambiente.
Estudio Financiero 87
4. ESTUDIO FINANCIERO
4.1 Necesidades de recursos
Como se mostro en el estudio técnico, el total necesario de recursos para poner en
marcha la planta de producción de aromáticos, se divide en dos puntos: inversiones fijas
que se representa como inversión de capital, con un total de $ 10 084 568 conjuntado los
equipos a utilizar y los costos asociados a su instalación. Y por otro lado el costo de
producción anual total para el primer año que une: el costo de la materia prima, la mano de
obra operativa, los servicios de planta y otros gastos administrativos para un total de $ 42
221 562.
Se tiene entonces que estos dos valores dan una inversión total para cubrir la
necesidad de recurso de $ 50 787 931.
4.2 Aporte de socios e inversionistas y posibles fuentes de
financiamiento
El aporte de los inversionistas será de un 30% para la inversión de capital y será
contribuido en efectivo. El restante 70% a invertir, será obtenido mediante préstamos de
bancos, que se ajusten a un interés sobre el préstamo en base al LIBOR (London InterBank
Offered Rate) + 5%, utilizado mundialmente como referencia para instrumentos
financieros.
Estudio Financiero 88
4.3 Condiciones de los préstamos solicitados y amortización de los
créditos
Las condiciones del préstamo serán a un plazo de 15 años, se comenzara con una tasa
de interés anual de 5,76% temporalmente referenciando al valor antes mencionado. Este
interés puede cambiar a lo largo del tiempo de vida del proyecto, es por esto que
posteriormente se realizara un análisis sobre la sensibilidad del proyecto hacia esta variable.
El monto a obtener será de $7 059 197. El pago del préstamo se realizara anualmente al
finalizar el año fiscal, a partir de estos datos se crea la tabla de amortización del proyecto la
cual se muestra en el Cuadro 4.1.
Cuadro 4.1 Tabla de amortización del préstamo. Año Interés Anualidad Amortización Deuda después del pago
0 $ 7 059 197
1 $ 406 327 $ 715 291 $ 308 963 $ 6 750 234
2 $ 388 543 $ 715 291 $ 326 747 $ 6 423 486
3 $ 369 735 $ 715 291 $ 345 555 $ 6 077 930
4 $ 349 845 $ 715 291 $ 365 445 $ 5 712 485
5 $ 328 810 $ 715 291 $ 386 480 $ 5 326 004
6 $ 306 564 $ 715 291 $ 408 726 $ 4 917 278
7 $ 283 038 $ 715 291 $ 432 252 $ 4 485 025
8 $ 258 158 $ 715 291 $ 457 133 $ 4 027 892
9 $ 231 845 $ 715 291 $ 483 445 $ 3 544 446
10 $ 204 018 $ 715 291 $ 511 273 $ 3 033 173
11 $ 174 589 $ 715 291 $ 540 701 $ 2 492 471
12 $ 143 466 $ 715 291 $ 571 824 $ 1 920 646
13 $ 110 552 $ 715 291 $ 604 738 $ 1 315 907
14 $75 743 $ 715 291 $ 639 547 $ 676 360
15 $38 931 $ 715 291 $ 676 360 $ 0,0
Estudio Financiero 89
4.4 Punto de Equilibrio
El punto de equilibrio permite determinar la cantidad mínima a producir, que permita
equilibrar la ganancia con los costos de producción. Para estimar el punto de equilibrio del
proyecto se calculan los costos fijos y variables de producción.
Los costos fijos de producción incluyen la suma de los costos fijos de producción con
cero producción (se incorporan mayoritariamente costos de mantenimiento de equipos y
supervisión de mando de obra), los costos fijos de manufactura y la depreciación.
Los costos variables son los que se resumen en el Cuadro 4.2, los mismos están
resumidos para la producción total.
Cuadro 4.2. Gastos variables anuales. Concepto 2014
Costos materia prima $ 31 178 696 Mano de obra operativa $ 2 312 640 Supervisión operacional $ 346 896 Servicios de planta $ 4 432 923 Mantenimiento y reparaciones $ 302 537 Suministros operacionales y repuestos $ 45 380 Regalías $ 437 337
Total $ 39 056 411
El gasto total variable de producción se divide entre la producción para obtener el
costo variable unitario, la misma operación se realiza para el costo unitario fijo. La
multiplicación de cada valor por la producción y la suma de ellos nos darán los costos
totales de producción, para el caso de los ingresos unitarios se toma individualmente el
precio de cada producto y se calcula por separado el ingreso obtenido por cada uno y luego
así obtener el total. Tomando en cuenta lo anterior se obtiene la figura 4.1 que se muestra a
continuación.
Estudio Financiero 90
Figura 4.1 Punto de equilibrio del proyecto.
En la figura anterior se observa que el punto de equilibrio se encuentra cercano a los
22 millones de litros producidos combinando tolueno, la mezcla de xilenos y los no
aromáticos C8-C9.
Para el año 2014 se producirán 27, 178 millones de litros de producto combinado, que
a su vez es la menor producción a lo largo del proyecto, por lo que la operación se
encuentra por encima del punto de equilibrio.
4.5 Estados Financieros proyectados
4.5.1 Flujo de Fondos proyectado sin financiamiento
Con la información del valor de salvamento de los equipos, el presupuesto de
ingresos, el resumen de costos y gastos anuales, el capital de trabajo requerido por año y la
necesidad de recursos se construye el flujo de efectivo del proyecto que se presentan en el
Cuadro 4.3. En este cuadro se muestra el flujo neto de fondos para el proyecto sin
financiamiento. A cada año del proyecto se le debe sumar a la ganancia neta, el valor de las
depreciaciones y se le tiene que restar el capital de trabajo en flujo. En el último año se le
suma además, el valor de recuperación de los equipos.
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
Mill
on
es
de
do
lare
s ($
)
Produccion (millones de litros)
COSTO FIJO (millones $)
COSTOS TOTALES (millones $)
Estudio Financiero 91
Cuadro 4.3. Flujo de Fondos del proyecto sin financiamiento (Cantidades en miles)
0 1 2 3 4 5 6
Concepto AÑO 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Ventas Tolueno 4 434 4 538 4 654 4 778 4 906 5 040
Precio del tolueno ($/L)* 1,10 1,16 1,21 1,26 1,31 1,35
Ventas Mezcla de Xilenos 5 823 6 116 6 370 6 607 6 837 7 065
Precio del tolueno ($/L)* 3,61 3,62 3,65 3,96 4,07 4,27
Ventas de no aromáticos 16 919 17 573 18 183 18 778 19 369 19 966
Precio del C8-C9 ($/L)* 0,92 0,97 1,02 1,07 1,11 1,16
Ingresos por venas
$ 41 516 $ 44 428 $ 47 398 $ 52 177 $ 55 765 $ 60 199
(-) Costo de producción $ 42 221 $ 44 898 $ 47 903 $ 50 854 $ 53 926 $ 57 206
(=) Utilidad de operación $ (705,2) $ (469,7) $ (505,3) $ 1 322 $ 1 840 $ 2 992
(+) Depreciación $ 264,2 $ 226,6 $ 194,3 $ 166,7 $ 142,9 $ 122,6
(=) Ganancia Neta $ (441,0) $ (243,1) $ (311,0) $ 1 489 $ 1 983 $ 3 114 Capital de Trabajo (20% Ventas) $ 8 303 $ 8 885 $ 9 479 $ 10 435 $11 153 $ 12 039
(-) Capital de trabajo en Flujo $ 582,5 $ 593,9 $ 955,7 $ 717,7 $ 886,6 $ 955,6
(-) Depreciación $ 264,2 $ 226,6 $ 194,3 $ 166,7 $ 142,9 $ 122,6 Recuperación de Capital de Trabajo
Recuperación de Ventas de equipos
(=) FNF $ (10 084) $ (1 023) $ (837,1) $ (1 266) $ 771,8 $ 1 096 $ 2 159
Estudio Financiero 92
Cuadro 4.3. (Cont.) Flujo de Fondos del proyecto sin financiamiento (Cantidades en miles) 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028
5 181 5 327 5 479 5 637 5 800 5 970 6 146 6 328 6 516
1,40 1,45 1,50 1,55 1,59 1,64 1,69 1,74 1,79
7 293 7 527 7 773 8 036 8 321 8 632 8 976 9 356 9 743
4,51 4,70 4,95 5,19 5,43 5,68 5,94 6,20 6,46
20 573 21 201 21 857 22 551 23 290 24 084 24 941 25 869 26 817
1,21 1,24 1,28 1,32 1,36 1,39 1,45 1,49 1,54
$ 64 976 $ 69 534 $ 74 675 $ 80 123 $ 85 977 $ 92 392 $ 99 845 $ 107 615 $ 115 801
$ 60 472 $ 63 713 $ 66 770 $ 70 199 $ 73 918 $ 77 778 $ 83 020 $ 87 925 $ 93 048
$ 4 504 $ 5 820 $ 7 904 $ 9 923 $ 12 058 $ 14 614 $ 16 825 $ 19 690 $ 22 752
$ 105,2 $ 90,2 $ 77,4 $ 66,4 $ 56,9 $ 48,8 $ 41,9 $ 35,9 $ 30,8
$ 4 609 $ 6 084 $ 7 981 $ 9 989 $ 12 115 $ 14 662 $ 16 866 $ 19 726 $ 22 783
$ 12 995 $ 13 906 $ 14 935 $ 16 024 $ 17 195 $ 18 478 $19 969 $ 21 523 $ 23 160 $ 911,4 $ 1 028 $ 1 089 $ 1 170 $ 1 283 $ 1 490 $ 1 554 $ 1 637 - $ 105,2 $ 90,2 $ 77,4 $ 66,4 $ 56,9 $ 48,8 $ 41,9 $ 35,9 $ 30,8
$ 23 160
$ 1 825
$ 3 698 $ 5 056 $ 6 891 $ 8 818 $ 10 832 $ 13 172 $ 15 312 $ 18 088 $ 47 769
* Precio unitario
Estudio Financiero 93
En el cuadro anterior se puede observar que al inicio del proyecto se tienen flujos
negativos de efectivo, causa del efecto de los costos. A medida que avanza la vida del
proyecto este empieza a generar ganancias debido al aumento en la producción, hasta llegar
al último año donde se suma el valor de recuperación de los equipos y capital de trabajo.
4.5.2 Flujo de Fondos proyectado con financiamiento
Con la información de la amortización del préstamo (Cuadro 4.1), el valor de
recuperación del proyecto, el presupuesto de ingresos, el resumen de costos y gastos
anuales, el capital de trabajo requerido por año y la necesidad de recursos se construye el
estado de resultados y el flujo de fondos del proyecto que se presentan en el Cuadro 4.4.
Al tener financiamiento de los bancos se reduce la inversión de capital en un 30% ya
que esto será dinero aportado por los inversionistas directamente. En esta representación de
los flujos de caja se agrega el pago por intereses sobre la deuda y la amortización de la
misma. Las ventas proyectadas serán las mismas, así como los precios de los productos por
lo que en este cuadro se resume la información como ingresos por ventas.
Estudio Financiero 94
Cuadro 4.4. Flujo de Fondos del proyecto con financiamiento. (Cantidades en miles)
0 1 2 3 4 5 6
Concepto AÑO 0 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Ingresos por venas
$ 41 516 $ 44 428 $ 47 398 $ 52 177 $ 55 765 $ 60 199
(-) Costo de producción $ 42 627 $ 45 287 $ 48 273 $ 51 204 $ 54 254 $ 57 513
(=) Utilidad de operación $ (1 111) $ (858,3) $ (875,1) $ 973,0 $ 1 511 $ 2 685
(+) Depreciación $ 264,2 $ 226,6 $ 194,3 $ 166,7 $ 142,9 $ 122,6 (-) Amortización de la Deuda $ 308,9 $ 326,7 $ 345,5 $ 365,4 $ 386,5 $ 408,7
(=) Ganancia Neta $ (1 156) $ (958,4) $ (1 026) $ 774,3 $ 1 267 $ 2 399 Capital de Trabajo (20% Ventas) $ 8 303 $ 8 885 $ 9 479 $ 10 435 $11 153 $ 12 039
(-) Capital de trabajo en Flujo $ 582,5 $ 593,9 $ 955,7 $ 717,7 $ 886,6 $ 955,6
(-) Depreciación $ 264,2 $ 226,6 $ 194,3 $ 166,7 $ 142,9 $ 122,6 Recuperación de Capital de Trabajo
Recuperación de Ventas de equipos
(=) FNF $ (7 059) $ (1 738) $ (1 552) $ (1 982) $ 56,5 $ 381,1 $ 1 443
* Precio unitario
Estudio Financiero 95
Cuadro 4.4. (Cont.) Flujo de Fondos del proyecto con financiamiento. (Cantidades en miles) 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028
$ 64 976 $ 69 534 $ 74 675 $ 80 123 $ 85 977 $ 92 392 $ 99 845 $ 107 615 $ 115 801
$ 60 755 $ 63 797 $ 67 002 $ 70 403 $ 74 093 $ 77 921 $ 83 130 $ 88 000 $ 93 087
$ 4 221 $ 5 736 $ 7 672 $ 9 719 $ 11 883 $ 14 470 $ 16 714 $ 19 614 $ 22 713
$ 105,2 $ 90,2 $ 77,4 $ 66,4 $ 56,9 $ 48,8 $ 41,9 $ 35,9 $ 30,8
$ 432,2 $ 457,1 $ 483,4 $ 511,2 $ 540,7 $ 48,8 $ 41,9 $ 35,9 $ 30,8
$ 4 609 $ 6 084 $ 7 981 $ 9 989 $ 12 115 $ 571,8 $ 604,7 $ 639,5 $ 676,3
$ 12 995 $ 13 906 $ 14 935 $ 16 024 $ 17 195 $ 18 478 $19 969 $ 21 523 $ 23 160 $ 911,4 $ 1 028 $ 1 089 $ 1 170 $ 1 283 $ 1 490 $ 1 554 $ 1 637 - $ 105,2 $ 90,2 $ 77,4 $ 66,4 $ 56,9 $ 48,8 $ 41,9 $ 35,9 $ 30,8
$ 23 160
$ 1 825
$ 2 982 $ 4 341 $ 6 176 $ 8 103 $ 10 116 $ 12 457 $ 14 597 $ 17 373 $ 47 054
Estudio Financiero 96
En el cuadro anterior se puede observar que los flujos iniciales de caja son negativos,
misma situación que se presenta con el flujo sin financiamiento, debido a que la capacidad
de la planta no permite obtener los ingresos necesarios, como si sucede al avanzar la vida
del proyecto. Además se puede denotar que la ganancia final del proyecto financiado es
menor que si no existe financiamiento, pero esto no será el punto final para evaluar la
rentabilidad del proyecto con respecto a esta variable de financiamiento. Para esto ser
realiza una evaluación financiera para conocer el verdadero retorno de la inversión.
4.6 Evaluación financiera
4.6.1 Cálculo de la tasa de descuento (K) aplicable al proyecto
La tasa de descuento es un valor financiero que permite determinar el valor futuro de
una inversión actual, se utiliza en conjunto con un valor nominal esperado y el valor actual
de inversión. La tasa de descuento aplicable al proyecto depende de si este es financiado o
no.
Si el proyecto se realiza sin financiamiento por lo tanto con más riesgo, la tasa de
descuento será de un 16%, y si es financiada por los bancos ellos pondrán una tasa del
5,76% y los inversionistas no pondrán un retorno a la inversión ya que es solo un 30% de la
inversión total y se reduce considerablemente el riesgo al tener que invertir menos dinero
directamente.
Las tasas se corrigen por la inflación que se considera del 2 %, ya que el préstamo es
en dólares. En el Cuadro 4.5 se resumen las tasas de descuento para los distintos escenarios.
Cuadro 4.5 Tasas de descuento.
Concepto Sin Financiamiento Con Financiamiento
Sin inflación Con inflación Sin inflación Con inflación
Tasa de descuento (k) 16 % 18,32 % 4,03 % 6,11 %
Estudio Financiero 97
4.6.2 Valor actual neto (VAN), tasa interna de retorno (TIR) e índice de
deseabilidad (ID) para el proyecto sin y con financiamiento
El valor actual neto (VAN) nos provee la diferencia entre los flujos de efectivo
traídos a valor presente y la inversión inicial del proyecto. Para traer los flujos de efectivo a
valor presente se utiliza la tasa de descuento antes mencionada. La tasa interna de retorno
(TIR) es la tasa de descuento que hace que el valor actual de los flujos de efectivo sea igual
a la inversión inicial del proyecto. El índice de deseabilidad (ID) expresa la relación entre
el beneficio y el costo del proyecto, indica el número de veces que los flujos de efectivo
final traídos a valor presente superan la inversión inicial.
Analizando las definiciones de estos índices financieros, para que el proyecto sea
financieramente rentable se requiere de la siguiente combinación de escenarios:
- TIR > K
- VAN > 0
- ID > 1
Cuando el TIR supera a la tasa de descuento, esto quiere decir que las expectativas de
los inversionistas con respecto al retorno de la inversión han sido sobrepasadas, en el caso
del proyecto significa que se podrá realizar el pago de los préstamos utilizados como
inversión.
Si el VAN es positivo, significa que se obtienen ganancia trayendo el flujo de caja
final a valores presentes, sobre la inversión inicial. Con el ID, siendo mayor a 1se garantiza
cubrir la inversión inicial, el costo de capital y la generación de riqueza.
En el Cuadro 4.6 se resume los resultados del cálculo del TIR, el VAN y el ID para
los flujos netos de fondos del Cuadro 4.3 (sin financiamiento) y los flujos netos de fondos
del Cuadro 4.4 (con financiamiento).
Según los resultados obtenidos en el Cuadro 4.9 el proyecto sin financiamiento es
financieramente rentable. La tasa de retorno obtenida con la inflación es de 22,61% que es
superior a la tasa de descuento estimada. El ID obtenido es mayor a 1 y el VAN calculado
es superior a 0 y da una ganancia sustancial.
Estudio Financiero 98
Cuadro 4.6 Cálculo del TIR, VAN e ID para el proyecto con y sin financiamiento.
Concepto Sin Financiamiento Con Financiamiento
Sin inflación Con inflación Sin inflación Con inflación
Tasa de descuento (k) 16,00 % 18,32 % 4,03 % 6,11 % TIR 22,61% 22,61% 22,62% 22,62%
VAN $ 10 076 140 $ 5 671 457 $ 63 816 560 $ 47 396 795 ID 2,0 1,56 10,04 7,71
Por otro lado, el proyecto con financiamiento también es financieramente rentable.
Para el caso del TIR se tiene que este es de 22,62 % siendo muy superior a la tasa de
descuento. De la misma forma el valor actual neto es mayor a cero y según el valor del ID
se devuelve la inversión hasta 10 veces al final del proyecto.
En resumen al analizar el TIR, el VAN y el ID del proyecto, este parece ser
financieramente rentable ya sea con y sin financiamiento. Aunque se denota que si se toma
menos riesgo realizando apalancamiento financiero con los prestamos, se obtiene mayor
rentabilidad sobre la inversión.
4.6.3 Análisis de sensibilidad
Se realiza un análisis de sensibilidad del proyecto realizando variaciones en variables
que puedan afectar directamente al flujo de caja, y se evalúan luego de estos cambios los
valores obtenidos de VAN y TIR. Se busca determinar el punto en donde la variación
resulta en valores de VAN iguales a 0 y que el TIR se iguale a la tasa de descuento. La
sensibilización se realizo con el escenario en donde el proyecto es financiado por el banco y
los inversionistas, utilizando la tasa de descuento con inflación, se elige este escenario ya
que es mejor en este tipo de proyectos distribuir el riesgo de la inversión en diferentes
entidades, ya que no es recomendable asumir todo el riesgo de un proyecto.
Para obtener los resultados del Cuadro 4.7, se varía en la hoja de cálculo el valor
buscado hasta encontrar cuando el valor actual neto se iguale a 0. En el cuadro se observa
cómo influye cada una de las variables en el proyecto. Según los resultados la variable más
sensible es el mercado, si se da una caída en las ventas del 7,3% el proyecto deja de ser
rentable. También es sensible relacionado con los costos y gastos, ya que si estos aumentan
Estudio Financiero 99
un 7,49% los mismos, no existirá retorno sobre la inversión. Si se considera que el estudio
de mercado realizado tiene un 30 % de error, se puede considerar que el proyecto es
sensible al volumen de ventas y a los costos totales de producción.
Por otro lado el proyecto no es sensible a cambios en la tasa de interés sujeta al
préstamo, o a un incremento en la inversión inicial de equipos.
Cuadro 4.7 Sensibilidad del proyecto ante distintos escenarios. Concepto Cambio máximo tolerado por el proyecto
Sensibilidad de la Tasa de Interés 17,45 % (285%*) Sensibilidad del Mercado - 7,30 %
Sensibilidad Costos y Gastos 8,01 % Sensibilidad Inversión Inicial 246,0 %
*Este valor representa el aumento porcentual, el cambio es el aumento en la tasa de corte
total de 6,11% a 23,56%.
4.6.4 Análisis de riesgo
Se realiza un análisis de riesgo sobre el proyecto utilizando las variables que
representan mayor sensibilidad para el mismo, en este caso el volumen de ventas y los
costos de producción totales. Para analizar el riesgo de este proyecto se utiliza el método de
Montecarlo, el cual consiste en analizar 3 escenarios distintos (pesimista, esperado y
optimista) y su probabilidad de ocurrencia. En el escenario pesimista, se le restan o suman
las desviaciones estándar estimadas a las variables analizadas para obtener el peor escenario
posible, y con los valores proyectados se vuelven a calcular el TIR y el VAN. Se realiza el
mismo procedimiento para el escenario optimista, en el caso del escenario esperado se
analiza solo la posibilidad de ocurrencia del mismo. Este método se describe más
detalladamente en la muestra de cálculos del apéndice. En los cuadros resumen 4.8 y 4.9 se
muestran los resultados obtenidos con el método Montecarlo.
Estudio Financiero 100
Cuadro 4.8 Análisis de riesgo por el método de Montecarlo. Concepto Valor
Probabilidad Escenario Pesimista 22,07 % Probabilidad Escenario Esperado 52,98 % Probabilidad Escenario Optimista 24,95 %
Tasa de descuento 6,11 % TIR Pesimista 12,62% TIR Esperado 27,61 % TIR Optimista 16,86 % VAN Pesimista $ 13 308 509 VAN Esperado $ 43 593 624 VAN Optimista $ 26 610 893
Desviación estándar TIR 7,73 % Desviación estándar VAN $15 179 782
Cuadro 4.9 Estimación del TIR y VAN para el proyecto según el método Montecarlo. Concepto Valor
TIR Estimado 21,62 % VAN Estimado $ 32 672 066
Con la combinación de los tres escenarios y su probabilidad de ocurrencia se observa
en el Cuadro 4.9, como el proyecto seguiría siendo financieramente rentable ya que el TIR
sobrepasa en gran medida la tasa de descuento y el VAN obtenido proyecta un retorno muy
amplio sobre la inversión, casi 3 veces el valor de la misma. Se denota que el riesgo de
invertir en el proyecto es bajo ya que hasta en el caso del escenario pesimista es proyecto
sigue siendo beneficioso.
Conclusiones y Recomendaciones 101
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los productos a comerciar en el proyecto serán el tolueno y la mezcla de xilenos
como solventes aromáticos, dejando de lado al benceno por su baja demanda.
La producción de la planta será de 345 bbl/diarios, combinando la producción de
tolueno y la mezcla de xilenos.
La operación unitaria de reformado catalítico para obtener la materia prima, la nafta
reformada será mediante el uso del CCR Platforming, y la tecnología para la
purificación del tolueno será con el solvente Sulfolane.
La inversión inicial del proyecto se estimó en $ 50 787 931; de los cuales $ 10 084
568 son para las inversiones fijas y $ 40 703 362 de capital de trabajo.
Para el proyecto con financiamiento e inflación se tiene que el Valor Actual Neto es
de $ 47 396 795; la Tasa Interna de Retorno de 22,62 % y el Índice de Deseabilidad
de 7,71. Mientras que para el proyecto sin financiamiento e inflación el VAN es de
$ 5 671 457,6; el TIR de 22,61 % y el ID de 1,56. El proyecto con financiamiento es
mejor para los inversionistas, ya que se obtiene un mayor retorno a partir de una
menor inversión.
El proyecto es sensible ante los cambios en el mercado, además sensible ante los
cambios en los costos y gastos de producción, pero el proyecto no es sensible a
aumentos en la tasa de interés del financiamiento o al costo de la inversión inicial de
los inversionistas.
El proyecto presenta un bajo nivel de riesgo, según los valores obtenidos en los
distintos escenarios, inclusive en el escenario pesimista los valores de TIR, VAN e
ID son valores que indican que es un proyecto rentable.
La empresa cuenta con una fortaleza que es su amplia experiencia en los procesos
petroquímicos, por lo que facilitaría la entrada del nuevo proyecto por experiencia
de personal y un espacio adecuado.
Estudio Financiero 102
El nombre de la empresa le da respaldo a los productos, por lo que le daría una
ventaja sobre los demás oferentes y su estrategia de inmersión al mercado.
Se recomienda del el análisis FODA, revisar según los procesos administrativos de
la empresa, cual es el mejor camino que permita agilizar la aceptación del proyecto,
con respecto a toda la normativa y documentación pertinente.
Se recomienda realizar un estudio de las tecnologías futuras para la producción de
aromáticos, que permitan reducir el número de equipos y así los costos de energía
para su funcionamiento.
Se recomienda investigar sobre los mercados fuera del centroamericano, con el fin
de aumentar la capacidad productora de la planta y también la exportación de otros
derivados de la Nafta y que no son aprovechados.
Se recomienda realizar un estudio más a fondo de la oferta, para afianzar un plan de
marketing y comercialización, el cual no se realizó en este estudio y que es
necesario para la inserción de los productos al mercado.
Se recomienda refinar el método para la estimación del capital de trabajo, con el fin
de reducir la incertidumbre para un estudio futuro de factibilidad del proyecto, y
realizar un cálculo más personalizado del proyecto.
Se buscar un mercado para exportar el Benceno que quedara como remanente del
proceso de producción, con el fin de aumentar las ventas y la rentabilidad del
proyecto.
Bibliografía 103
6. BIBLIOGRAFÍA
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Jiménez, X. (2002). Efectos del Tolueno sobre la Salud de las Personas, su Uso y
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noviembre del 2010 de
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UOP. Aromatics Complex. Extraído el 12 de noviembre del 2010 de
http://www.uop.com/aromatics/3050.html.
Nomenclatura 106
7. NOMENCLATURA
Símbolo Significado Unidades
PIB Producto interno Bruto Millones de dolares/año IMAE Índice Mensual de Actividad Económica Adimensional IPC Indice de precios al consumidor Adimensional Coeficiente para la estimación de la demanda Adimensional Coeficiente para la estimación de la demanda Adimensional Coeficiente para la estimación de la demanda Adimensional Coeficiente para la estimación de la demanda Adimensional x Variable independiente Varias y Variable dependiente Varias m Pendiente de la curva Varias b Intersección de la recta con el eje y. Varias P Precio $ V Ventas Cantidad/año C Costo $ PU Precio unitario $ CapT Capital de Trabajo $/año
Símbolo Significado Unidades
i Tasa de interés anual del préstamo Adimensional n Número de cuotas para pagar el préstamo Adimensional Cv Costo Variable $/garrafón CVTot Costos Variables Totales $/año Cf Costos Fijos $/año FNF Flujo neto de Fondos $/año d Tasa de descuento del proyecto Adimensional TIR Tasa Interna de Retorno Adimensional VAN Valor Actual Neto $ ID Índice de Deseabilidad Adimensional Subíndices
est Estimada $ Dólares Ton Toneladas 0 Producción en 0 Tot Total
APÉNDICE
Apéndice 108
A. Resultados Intermedios
Cuadro A.1 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de tolueno para Guatemala del año 1995 al 2009.
Año Demanda
Toneladas*
Precio
promedio
($/kg)*
PIB**
(en
millones de
dolares)
Población
(miles de
personas)***
IMAE IPC
1995 7 918 0,200 - - 82,0 - 1996 5 138 0,326 - 10 236 84,0 - 1997 5 563 0,366 - 10 471 86,0 75,2 1998 6 786 0,313 - 10 713 88,8 85,5 1999 7 084 0,289 18 617 10 963 93,19 95,40 2000 6 318 0,412 19 288 11 225 99,11 106,0 2001 6 557 0,438 19 738 11 501 100,00 116,2 2002 9 635 0,412 20 182 11 778 103,38 125,1 2003 9 479 0,520 20 613 12 084 104,64 134,7 2004 10 451 0,750 21 179 12 389 108,85 145,7 2005 7 854 0,813 21 849 12 700 111,98 158,5 2006 9 643 0,957 21 016 13 048 116,97 167,4 2007 10 405 0,919 22 352 13 336 123,51 179,0 2008 7 850 1,086 23 253 13 668 126,37 199,4 2009 10 214 0,786 - 14 010 - 210,3
*: Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade). **: PIB del sector Comercio ***: Instituto Nacional de Estadística de Guatemala, 2011.
Cuadro A.2 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la demanda de tolueno en Guatemala.
( )
15,7734 9,8318 9,3023 -1,2406 4,5347 4,5581 15,7345 1,508E-03 15,6590 9,8673 9,3259 -0,8875 4,5962 4,6634 15,7906 1,731E-02 15,6961 9,8903 9,3502 -0,8254 4,6052 4,7553 15,8455 2,234E-02 16,0809 9,9126 9,3740 -0,8879 4,6385 4,8291 15,8966 3,397E-02
Apéndice 109
Continuación Cuadro A.2 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la demanda de tolueno en Guatemala.
( )
16,0647 9,9337 9,3996 -0,6535 4,6505 4,9031 15,9507 1,299E-02 16,1623 9,9608 9,4246 -0,2882 4,6900 4,9815 16,0043 2,495E-02 15,8765 9,9919 9,4494 -0,2067 4,7183 5,0658 16,0586 3,318E-02 16,0818 9,9531 9,4764 -0,0435 4,7619 5,1204 16,1123 9,310E-04 16,1578 10,0147 9,4982 -0,0843 4,8163 5,1874 16,1585 5,279E-07 15,8761 10,0542 9,5228 0,0831 4,8393 5,2953 15,7345 1,508E-03
= - 0,011 = 1,618
Mínimo
Total 0,147
Cuadro A.3 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la mezcla de xilenos para Guatemala del año 1999 al 2008.
Año Demanda
Toneladas*
Precio
promedio
($/kg)*
PIB**
(en
millones de
dolares)
Población
(miles de
personas)***
IMAE IPC
1999 38 4,526 18 617 10 963 93,19 95,4 2000 203 1,980 19 288 11 225 99,11 106,0 2001 0 1,544 19 738 11 501 100,00 116,2 2002 5.187 1,641 20 182 11 778 103,38 125,1 2003 2.329 1,648 20 613 12 084 104,64 134,7 2004 3.437 1,622 21 179 12 389 108,85 145,7 2005 37.000 0,913 21 849 12 700 111,98 158,5 2006 526.086 1,127 21 016 13 048 116,97 167,4 2007 525.020 1,139 22 352 13 336 123,51 179,0 2008 607.066 1,285 23 253 14 010 126,37 199,4
*: Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade). **: PIB del sector Comercio ***: Instituto Nacional de Estadística de Guatemala, 2011.
Apéndice 110
Cuadro A.4 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la demanda de la mezcla de xilenos en Guatemala.
( )
3,6376 9,8318 9,3023 1,5099 4,5347 4,5581 -0,1277 1,630E-02 5,3132 9,8673 9,3259 0,6832 4,5962 4,6634 -1,5215 2,315E+00
- 9,8903 9,3502 0,4347 4,6052 4,7553 4,2583 1,813E+01 8,5539 9,9126 9,3740 0,4951 4,6385 4,8291 -2,3482 5,514E+00 7,7532 9,9337 9,3996 0,4998 4,6505 4,9031 -0,4305 1,854E-01 8,1424 9,9608 9,4246 0,4839 4,6900 4,9815 1,0533 1,109E+00 10,5187 9,9919 9,4494 -0,0908 4,7183 5,0658 -1,5611 2,437E+00 13,1732 9,9531 9,4764 0,1196 4,7619 5,1204 -0,4038 1,630E-01 13,1712 10,0147 9,4982 0,1303 4,8163 5,1874 1,0773 1,161E+00
= 3,139 = 32,17 = 16,06 Mínimo
Total 31,03
Cuadro A.5 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la tolueno para Costa Rica del año 2001 al 2008.
Año Demanda
Toneladas*
Precio
promedio
($/kg)*
PIB**
(en
millones de
dolares)
Población
(miles de
personas)***
IMAE IPC
2001 4 124 0,512 16 118 4 008 152,8 58,2 2002 5 566 0,425 16 584 4 089 157,6 63,5 2003 3 915 0,502 17 646 4 167 177,9 69,5 2004 6 680 0,550 18 377 4 245 185,0 78,1 2005 5 122 0,711 19 470 4 322 196,6 88,9 2006 8 388 0,832 21 202 4 399 214,1 99,1 2007 5 929 0,935 22 845 4 462 230,2 108,3 2008 4 379 1,261 23 437 4 536 234,8 122,9
*: Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade). **: PIB del sector Comercio ***: Instituto Nacional de Estadística y Censos de Costa Rica, 2011.
Apéndice 111
Cuadro A.6 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la demanda de tolueno en Costa Rica.
( )
15,5322 9,6877 8,2960 -0,8562 5,0294 4,0637 -0,1277 4,780E-02 15,1804 9,7162 8,3161 -0,6899 5,0601 4,1514 -1,5215 3,293E-02 15,7147 9,7783 8,3350 -0,5970 5,1812 4,2417 4,2583 4,765E-03 15,4492 9,8189 8,3535 -0,3409 5,2202 4,3578 -2,3482 7,659E-02 15,9424 9,8766 8,3715 -0,1843 5,2809 4,4871 -0,4305 9,513E-02 15,5955 9,9619 8,3891 -0,0674 5,3663 4,5957 1,0533 1,570E-02 15,2924 10,0365 8,4034 0,2317 5,4390 4,6851 -1,5611 6,079E-04 15,0976 10,0621 8,4198 0,0273 5,4587 4,8111 -0,4038 9,966E-03
= -10,86 = -1,26 = 10,09 Mínimo
Total 0,283
Cuadro A.7 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la mezcla de xilenos para Costa Rica del año 2001 al 2008.
Año Demanda
Toneladas*
Precio
promedio
($/kg)*
PIB**
(en
millones de
dolares)
Población
(miles de
personas)***
IMAE IPC
2001 1 910 0,461 16 118 4 008 152,8 58,2 2002 2 102 0,441 16 584 4 089 157,6 63,5 2003 1 555 0,514 17 646 4 167 177,9 69,5 2004 449,26 0,709 18 377 4 245 185,0 78,1 2005 1 916 0,897 19 470 4 322 196,6 88,9 2006 2 940 1,027 21 202 4 399 214,1 99,1 2007 2 414 1,206 22 845 4 462 230,2 108,3 2008 2 720 2,229 23 437 4 536 234,8 122,9
*: Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade). **: PIB del sector Comercio ***: Instituto Nacional de Estadística y Censos de Costa Rica, 2011.
Apéndice 112
Cuadro A.8 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la demanda de la mezcla de xilenos en Costa Rica.
( )
14,5587 9,6877 8,2960 -0,8562 5,0294 4,0637 -0,1277 4,780E-02 14,2575 9,7162 8,3161 -0,6899 5,0601 4,1514 -1,5215 3,293E-02 13,0154 9,7783 8,3350 -0,5970 5,1812 4,2417 4,2583 4,765E-03 14,4662 9,8189 8,3535 -0,3409 5,2202 4,3578 -2,3482 7,659E-02 14,8940 9,8766 8,3715 -0,1843 5,2809 4,4871 -0,4305 9,513E-02 14,6970 9,9619 8,3891 -0,0674 5,3663 4,5957 1,0533 1,570E-02 14,8165 10,0365 8,4034 0,2317 5,4390 4,6851 -1,5611 6,079E-04 14,8188 10,0621 8,4198 0,0273 5,4587 4,8111 -0,4038 9,966E-03
= -10,86 = -1,26 = 10,09 Mínimo
Total 0,283
Cuadro A.9 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la tolueno para Honduras del año 2001 al 2007.
Año Demanda
Toneladas*
Precio
promedio
($/kg)*
PIB**
(en
millones de
dolares)
Población
(miles de
personas)***
IMAE IPC
2001 160,5 1,067 6 181 6 356 204,21 116,2 2002 3 762 0,498 6 349 6 485 213,48 125,1 2003 3 602 0,707 6 570 6 617 218,57 134,7 2004 3 327 0,747 6 900 6 753 227,97 145,6 2005 3 145 1,019 7 180 6 893 233,79 158,5 2006 3 628 1,307 9 588 7 029 255,19 167,3 2007 2 786 1,358 10 233 7 169 270,71 178,9
*: Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade). **: PIB del sector Comercio ***: Instituto Nacional de Estadística de Honduras, 2011.
Apéndice 113
Cuadro A.10 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la demanda de tolueno en Honduras.
( )
11,9864 8,7293 8,7572 -0,8562 5,3192 4,7553 0,0072 5,120E-05 15,1405 8,7567 8,7772 -0,6899 5,3635 4,8295 -0,0322 1,038E-03 15,0971 8,7903 8,7974 -0,5970 5,3871 4,9034 0,0551 3,040E-03 15,0178 8,8393 8,8177 -0,3409 5,4292 4,9814 -0,0179 3,205E-04 14,9616 8,9113 8,8383 -0,1843 5,4544 5,0659 0,0233 5,449E-04 15,1042 9,1683 8,8578 -0,0674 5,5420 5,1201 -0,0761 5,789E-03 14,8403 9,2333 8,8775 0,0273 5,6010 5,1872 0,0597 3,561E-03
= 0,618 = -3,32 = 3,60 Mínimo
Total 0,014
Cuadro A.11 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de tolueno para El Salvador del año 1999 al 2007.
Año Demanda
Toneladas*
Precio
promedio
($/kg)*
PIB**
(en
millones de
dolares)
Población
(miles de
personas)***
IMAE IPC
1999 3 681 0,605 12 857 6 154 170,3 153,9 2000 3 501 0,526 13 134 6 276 173,9 157,4 2001 3 822 0,602 13 358 6 397 175,9 163,4 2002 4 830 0,645 13 671 6 518 178,8 166,4 2003 5 244 0,753 13 985 6 638 180,6 169,9 2004 4 964 0,981 14 242 6 757 183,2 177,5 2005 3 839 1,133 14 634 6 875 187,5 185,8 2006 4 054 1,503 15 298 6 991 196,7 193,3 2007 3 481 1,554 16 009 7 093 207,1 202,1
*: Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade). **: PIB del sector Comercio ***: Dirección General de Estadística y Censo de El Salvador, 2011.
Apéndice 114
Cuadro A.12 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la demanda de tolueno en El Salvador.
( )
15,1188 9,4617 8,7249 -0,5021 5,1374 5,0364 15,2228 7,095E-03 15,0688 9,4830 8,7445 -0,6426 5,1586 5,0589 15,1923 1,120E-02 15,1564 9,4999 8,7636 -0,5069 5,1699 5,0962 15,2335 4,002E-03 15,3905 9,5231 8,7823 -0,4380 5,1863 5,1142 15,2507 2,347E-02 15,4727 9,5458 8,8006 -0,2843 5,1960 5,1351 15,3044 3,263E-02 15,4178 9,5640 8,8183 -0,0189 5,2108 5,1787 15,3414 7,183E-03 15,1608 9,5911 8,8356 0,1248 5,2335 5,2245 15,3248 2,575E-02 15,2154 9,6355 8,8524 0,4072 5,2819 5,2641 15,2227 2,722E-05 15,0629 9,6810 8,8669 0,4409 5,3330 5,3089 15,0613 1,244E-07
= 0,137 = -4,188 = -0,261 = 4,355 Mínimo
Total 0,113
Cuadro A.13 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la mezcla de xilenos para El Salvador del año 1999 al 2007.
Año Demanda
Toneladas*
Precio
promedio
($/kg)*
PIB**
(en
millones de
dolares)
Población
(miles de
personas)***
IMAE IPC
1999 2.375 8,955 18 617 10 963 93,19 95,4 2000 0 6,596 19 288 11 225 99,11 106,0 2001 0 6,596 19 738 11 501 100,00 116,2 2002 0 6,596 20 182 11 778 103,38 125,1 2003 0 6,596 20 613 12 084 104,64 134,7 2004 0 6,596 21 179 12 389 108,85 145,7 2005 56 10,643 21 849 12 700 111,98 158,5 2006 226 11,473 21 016 13 048 116,97 167,4 2007 692 9,711 23 253 14 010 126,37 199,4
*: Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade). **: PIB del sector Comercio ***: Dirección General de Estadística y Censo de El Salvador, 2011.
Apéndice 115
Cuadro A.14 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la demanda de la mezcla de xilenos en El Salvador.
( )
7,7728 9,8318 9,3023 2,1922 4,5347 4,5581 -1,7391 4,097E+01 - 9,8673 9,3259 1,8864 4,5962 4,6634 6,8369 3,779E+00 - 9,8903 9,3502 1,8864 4,6052 4,7553 7,2524 2,346E+00 - 9,9126 9,3740 1,8864 4,6385 4,8291 7,3251 3,701E+00 - 9,9337 9,3996 1,8864 4,6505 4,9031 7,3033 2,329E+00 - 9,9608 9,4246 1,8864 4,6900 4,9815 7,7517 1,907E+00
4,0254 9,9919 9,4494 2,3649 4,7183 5,0658 3,1797 2,959E+00 5,4205 9,9531 9,4764 2,4400 4,7619 5,1204 1,6011 3,391E-04 6,5396 10,0147 9,4982 2,2733 4,8163 5,1874 0,6863 3,865E+00
= 0,927 = 111,27 = -19,50 = -26,48 Mínimo
Total 67,55
Cuadro A.15 Demanda, Precio, PIB, Población e IPC de la tolueno para Nicaragua del año 2001 al 2008.
Año Demanda
Toneladas*
Precio
promedio
($/kg)*
PIB**
(en
millones de
dolares)
Población
(miles de
personas)***
IMAE IPC
2001 42,749 0,809 4 054 5 171 147,8 113,0 2002 166,998 0,645 4 085 5 239 148,0 116,9 2003 124,997 0,564 4 188 5 309 153,4 123,3 2004 438,550 0,620 4 403 5 382 163,0 133,8 2005 702,250 0,790 4 579 5 457 171,6 147,0 2006 782,706 0,952 4 779 5 526 178,2 158,8 2007 678,012 1,015 4 929 5 597 186,4 177,4 2008 705,344 1,181 5 088 5 670 190,2 213,1
*: Fuente: International Merchandise Trade Statistics (UN Comtrade). **: PIB del sector Comercio ***: Instituto Nacional de Información de Desarrollo de Nicaragua, 2011.
Apéndice 116
Cuadro A.16 Resumen cálculos para estimación de , y del modelo econométrico de la demanda de tolueno en Nicaragua.
( )
10,6631 8,3076 8,5508 -0,2118 4,9959 4,7274 2,0679 8,550E-01 12,0257 8,3151 8,5639 -0,4377 4,9972 4,7613 0,5174 6,371E-05 11,7360 8,3400 8,5772 -0,5724 5,0330 4,8146 0,7856 3,810E-01 12,9912 8,3902 8,5908 -0,4788 5,0938 4,8963 -0,2435 2,041E-01 13,4620 8,4292 8,6047 -0,2353 5,1452 4,9904 -0,3966 6,183E-01 13,5705 8,4720 8,6172 -0,0491 5,1829 5,0676 -0,2679 5,686E-01 13,4269 8,5030 8,6300 0,0150 5,2280 5,1784 0,0261 2,860E-02 13,4664 8,5348 8,6429 0,1670 5,2480 5,3618 0,1178 4,329E-01
= -1,030 = -3,349 = 5,944 = -17,65 Mínimo
Total 3,089
Cuadro A.17 Inversión de capital. Inversión de capital
$ 50 787 931,1
Cuadro A.18 Resumen de costos fijos de producción. Costo Fijos ($/año) Costo producción en 0 ($/año) Costo Fijos Totales ($/año)
385 204 35 127 852 35 513 056
Cuadro A.19 Resumen de costos variables de producción. Costos
Variables
($/año)
Gastos Generales
Variables de Planta
($/año)
Gastos Generales de
Administración
($/año)
Costos Variables
Totales ($/año)
39 056 411 1 777 244 2 779 103 8 484 905
Cuadro A.20 Datos para el cálculo y punto de equilibrio. Costo Variable unitario
($/total producido)
Precio ($/total
producido)
Costo Fijo
($/año)
Punto de Equilibrio (total
producido/año)
0,416 5,63 35 513 056 22 000 000
Apéndice 117
Cuadro A.21 Resumen de los valores obtenidos del análisis de Sensibilidad variando el valor de la tasa de retorno.
Tasa interna de retorno
(%)
TIR
(%)
VAN
($) ID
10 20,03 23 789 456 3,36 15 20,26 8 748 951 1,87 20 20,43 526 526 1,05 25 20,55 4 138 418 0,59 30 20,63 6 879 799 0,32
Cuadro A.22 Resumen de los valores obtenidos del análisis de Sensibilidad variando las ventas realizadas.
Cambio en las ventas
(%)
TIR
(%)
VAN
($) ID
2 15,65 31 370 232 4,11 4 11,65 18 403 689 2,82 6 7,74 5 437 147 1,54 8 3,86 -7 529 396 0,25
Cuadro A.23 Resumen de los valores obtenidos del análisis de Sensibilidad variando los costos y gastos totales.
Cambio en los costos
y gastos totales
(%)
TIR
(%)
VAN
($) ID
2 15,86 32 504 077 4,22 4 12,16 20 671 380 3,05 6 8,65 8 838 684 1,88 8 5,27 -2 994 013 0,70
Apéndice 118
Cuadro A.24 Resumen de los valores obtenidos del análisis de Sensibilidad variando el capital de inversión.
Cambio en el capital
de inversión
(%)
TIR
(%)
VAN
($) ID
10 18,76 42 538 532 4,83 50 15,34 35 345 565 3,34 100 12,17 26 354 356 2,31 150 9,72 17 363 146 1,69 200 7,71 8 371 937 1,28 250 6,00 -2 994 013 0,98
Cuadro A.25 Resumen de los fondos obtenidos del método Monte Carlo del proyecto con financiamiento.
Año
0 1 2 3 4 5
Escenario 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Pesimista - $7 059 - $2 397 - $ 2 377 - $ 2 822 - $ 1 460 - $ 1 320 Esperado - $7 059 $ 30,27 $ 113,64 - $ 283,35 $1 262 $ 1 489 Optimista - $7 059 - $ 2 444 - $ 2 647 - $ 2 647 - $ 917,14 - $ 602,43
*Cantidades en miles de dólares
Cuadro A.26 Continuación Resumen de los fondos obtenidos del método Monte Carlo del proyecto con financiamiento.
Año
6 7 8 9 10 11
Escenario 2020 2021 2022 2023 2024 2025
Pesimista - $622,43 $ 358,62 $ 1 231 $ 2 437 $ 3 698 $ 5 001 Esperado $ 2 277 $ 3 443 $ 4 429 $ 5 767 $ 7 159 $ 8 593 Optimista $ 314,66 $ 1 625 $ 2 725 $ 4 195 $ 5 717 $ 7 282
*Cantidades en miles de dólares
Apéndice 119
Cuadro A.27 Continuación Resumen de los fondos obtenidos del método Monte Carlo del proyecto con financiamiento.
Año
12 13 14 15
Escenario 2020 2021 2022 2023
Pesimista $ 6 480 $ 7 840 $ 9 588 $ 35 700 Esperado $ 10 202 $ 11 723 $ 13 615 $ 41 119 Optimista $ 9 022 $ 10 704 $ 12 740 $ 41 636
*Cantidades en miles de dólares
Apéndice 120
B. Muestra de cálculo
B.1 Método de mínimos cuadrados para determinar y del modelo econométrico
Para determinar y en el modelo econométrico se utiliza el método de mínimos
cuadrados con la ayuda de la función Solver de Excel®. El método consiste minimizar la
diferencia entre demanda real y la demanda estimada con la población, el precio, el IMAE,
el IPC y el PIB.
Se supuso que el modelo econométrico que estima la demanda es de la forma:
(B.1.1) Por lo que con los datos históricos de demanda, PIB, IMAE, IPC, precio y población se
realiza con la ayuda del Solver lo siguiente: (∑( ( )
) (B.1.2)
Variando , y , hasta encontrar el mínimo de la suma del error al cuadrado.
Como ejemplo en el Cuadro A.2 se muestra el resumen de los cálculos realizados,
utilizando los factores encontrados con la ayuda de la herramienta Solver del Excel®. Para
esto cálculos se utilizaron las columnas 1 a la 6 del Cuadro A.1.
B.2 Volúmenes estimados de producción par el total de producto en Centroamérica
Se determino que el mercado a abarcar fuera del 15% de la demanda total existente durante la vida del proyecto. Así:
( ) (B.2)
Sumando los datos del Cuadro 2.4 y 2.5, las columnas 2, filas 2 se obtiene:
( ) ( )
El cual es el resultado del Cuadro 2.6 columna 2, fila 2. El resto de los resultados se obtuvieron de la misma forma, para este cuadro.
Apéndice 121
B.3 Pronóstico de la demanda estimada de los productos
Como ejemplo se determino el siguiente modelo econométrico que describe la demanda de
tolueno para Guatemala:
O (B.3)
De tal forma, utilizando los valores del Cuadro A.3 fila 2, columnas 2 y 4, se obtiene:
Tal valor está tabulado en el Cuadro A.2 fila 2, columna 7. Este cálculo se repite para los
demás valores.
B.4 Cálculo del valor del equipo en sitio
Al valor del equipo en sitio, se le suma al valor del equipo en la fábrica un 40 % por flete
terrestre, los costos de aduana y el transporte al sitio. Se tiene entonces:
(B.4) Con el dato del Cuadro 3.10, columna 3, fila 3, se tiene:
Tal resultado se halla tabulado en el Cuadro 3.10, columna 3, fila 5.
B.5 Cálculo de la inversión del proyecto mediante el método de estimación de costos
por el método de porcentaje del equipo comprado
Para calcular cada uno de los rubros de la inversión se realiza la siguiente operación:
(B.5)
Tomando los datos del Cuadro 3.10, columna 3, fila 5 y columna 2, fila 6 se obtiene:
El cual es el resultado tabulado en el Cuadro 3.10, columna 3, fila 6. Los demás costos se
calculan de la misma forma que este.
Apéndice 122
B.6 Cálculo del Capital de trabajo
Para calcular el capital de trabajo se utiliza la siguiente fórmula:
(B.6)
Así con el dato del Cuadro 4.3, columna 3 y fila 2 se tiene lo siguiente:
Este resultado se encuentra en el Cuadro 4.3 columna 2, fila 13. Este mismo procedimiento
se realiza para calcular los demás capitales de trabajo de este cuadro.
B.7 Cálculo anualidad del préstamos
Para calcular el pago anual del préstamo se utiliza la siguiente fórmula:
(
( ) ) (B.7)
Así, sabiendo que la tasa de interés del banco es 5,756 %, que préstamo se pagará en 15
años y que el monto es el presentado en el Cuadro 4.1, columna 5, fila 2, se tiene:
(
( ) )
Dato que se encuentra tabulado en el Cuadro 4.1, columna 3, fila 2.
B.8 Cálculo del interés
El interés acumulado durante un año del préstamo se calcula de la siguiente forma:
(B.8)
Así, con el monto de la deuda presentado en el Cuadro 4.1, columna 5, fila 2, se tiene:
Dato que se encuentra tabulado en el Cuadro 4.1, columna 2, fila 3. Los demás datos de
esta columna se obtienen de la misma forma.
Apéndice 123
B.9 Cálculo de la amortización
La amortización se calcula por medio de la igualdad:
(B.9)
Haciendo uso de los valores del Cuadro 4.1, fila 3, columnas 2 y 3:
Dato que se encuentra tabulado en el Cuadro 4.1, columna 4, fila 3. Los demás datos de
esta columna se obtienen de manera similar.
B.10 Cálculo de la deuda anual
La deuda después del pago anual se calcula con la ecuación:
(B.10)
Utilizando los valores del Cuadro 4.1, columna 5, fila 2 y columna 4 fila 3.
Dato que se encuentra tabulado en el Cuadro 4.1, columna 5, fila 3. Este cálculo se realiza
con los demás datos de esa columna.
B.11 Cálculo del ingreso para el proyecto
El ingreso por ventas se calcula usando la ecuación:
(B.11)
Para los datos del Cuadro 4.4, columna 3 filas 2, 3, 4, 5, 6 y 7 se tiene:
( )
Resultado que se muestra en el Cuadro 4.4 columna 3, fila 8. Los demás ingresos se
calculan de manera similar.
B.12 Cálculo del costo variable para la determinación del punto de equilibrio
El costo variable total se calcula de la siguiente forma:
Apéndice 124
(B.12)
Utilizando los datos del Cuadro A.18, fila 2, columnas 3 y Cuadro A.19 fila 2 y columnas
1, 2 y 3.
Dato que se tabula en el Cuadro A.19, columna 4, fila 2.
B.13 Costo Variable por total de producción
El costo variable por el total de producción, se calcula con la ecuación:
(B.13)
Para los datos del Cuadro A.19, columna 4 fila 1, y se utilizan volúmenes de producción
aleatorios para este caso 2 millones de unidades, se tiene entonces:
Resultado que se muestra en el Cuadro A.10, columna 1, fila 2.
B.14 Cálculo del costo por depreciación
El costo por depreciación se calcula utilizando el método de la reducción de saldos,
( (
)( ⁄ )
) (B.14)
Para los datos del Cuadro 3.10 en la fila 3, columna 3 y con un valor de salvamento del
10% para los 15 años del proyecto, se tiene:
( (
)
( ⁄ )
)
Resultado que se muestra en el Cuadro 4.3, columna 2, fila 15.
Apéndice 125
B.15 Cálculo del TIR
Con la ecuación:
( ) ∑( ) ( )
(B.15)
Resolviendo el valor TIR de la ecuación se obtiene la Tasa Interna de Retorno. Si esta tasa
menor a la tasa de descuento, el proyecto no es rentable.
B.16 Cálculo del VAN
Para calcular el Valor Actual Neto (VAN) se utiliza la siguiente fórmula:
( ) ∑( ) ( )
(B.16)
Con los datos del Cuadro 4.3, fila 19, se tiene:
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
Dato tabulado en el Cuadro 4.6, columna 3, fila 5. Los demás valores de este cuadro, así
como los demás VAN del proyecto, se obtienen de esta forma.
B.17 Cálculo de las aéreas para los intercambiadores de calor
Para calcular las aéreas de los intercambiadores de calor se tiene la siguiente fórmula:
Apéndice 126
(B.17)
Con los datos del Cuadro 3.9, columna 3 y fila 3, se tiene que:
Dato tabulado en el Cuadro 3.9, columna 3, fila 3. Las demás áreas se calculan igual.
B.18 Cálculo del ID
Para calcular el Índice de Deseabilidad se realiza lo siguiente:
( ) (B.18)
Con el dato del Cuadro 4.3, columna 2, fila 19 y el dato del Cuadro 4.6, columna 3, fila 5,
se obtiene:
Dato tabulado en el Cuadro 4.6, columna 3, fila 6. Los demás Índices de Deseabilidad se
calculan igual.
B.19 Cálculo de la sensibilidad del proyecto
Para determinar la sensibilidad del proyecto con respecto a la tasa de interés, al mercado o
precio de venta, a los costos y los gastos y a la inversión inicial, se utiliza la Solver de
Excel®. El método consiste lograr alguna de las siguientes igualdades:
Para esto se introduce en el cálculo de los flujos netos de fondos un parámetro que haga
varíe alguno de los factores deseados, y con la ayuda de Solver, se encuentra el valor de
este parámetro que haga que se cumpla cualquiera de los dos igualdades.
Apéndice 127
B.20 Cálculo riesgo por el método de Montecarlo
El método Montecarlo consiste en crear una distribución normal de los datos que se están
analizando para así poder calcular la probabilidad que se den distintos escenarios. Para
logra esto se siguen una serie de pasa descritos a continuación.
Cálculo del promedio y desviación estándar de la variables
Con los datos históricos de las variables buscadas, y los datos proyectados, se calcula el
promedio de la variable y la desviación estándar de la muestra. Las variables buscadas en
este análisis de riesgo son: el volumen de ventas y costos de producción.
Creación de datos aleatorios
El segundo paso de método es generar 10 mil datos aleatorios con media de 0,5 y una
desviación estándar de 0,15. Estos datos se ordenan de menor a mayor.
Elaboración de la distribución normal de las variables
Con la ayuda de la función de distribución normal inversa de Excel® y con la media, la
desviación estándar de cada una de las variables y los datos aleatorios obtenidos (que se
utilizan como probabilidad de ocurrencia), se crea una distribución normal de cada una de
la variables utilizadas.
Creación de escenarios
Con los datos proyectados y la desviación estándar calculada inicialmente, se crean
distintos escenarios, a los cuales se les va a medir la probabilidad de ocurrencia.
- Escenario pesimista: a la demanda y al costo de producción se les resta su
respectiva desviación estándar.
- Escenario optimista: se realiza lo contrario que para el escenario pesimista,
la demanda y al costo de producción se les suma su respectiva desviación estándar.
Apéndice 128
- Escenario esperado: se utilizan los datos proyectados, sin sumarles o
restarles la desviación estándar.
Probabilidad de ocurrencia
Con la ayuda de la función “buscarv” de Excel® se buscar el dato de cada escenario en la
distribución normal creada para cada una de las variables y se encuentra la probabilidad de
que este ocurra. Esto se realiza para todos los años del proyecto. Los resultados de cada uno
de los años se promedian para así obtener la probabilidad promedio de que se tenga ese
valor de la variable en el escenario. A cada una de las probabilidades se les aplica un peso
relativo, que es este caso es de 55 % para el volumen de ventas, 45 % costos de producción
y así se suman las probabilidades con su respectivo peso para obtener la probabilidad de
ocurrencia del escenario.
Si la suma de ocurrencia de los 3 escenarios no da 100 %, se tiene que sacar el porcentaje
relativo de cada uno de los escenarios para obtener así el 100 %.
Cálculos del TIR y VAN para cada uno de los escenarios
Con ayuda de las desviaciones estándar encontradas inicialmente, se varía el flujo neto de
fondos con financiamiento del proyecto, según lo indicado en la parte de creación de
escenarios, y se procede a calcular el TIR y el VAN para cada uno de los escenarios.
Cálculos del TIR y VAN estimado
Con las probabilidades encontradas, y los TIR y VAN encontrados para los distintos
escenarios se calcula el TIR y VAN estimado, realizando la suma de cada uno multiplicado
por la probabilidad de ocurrencia. Estos TIR y VAN estimados, muestran la rentabilidad
del proyecto considerando el riesgo. Si el TIR estimado es mayor que la tasa de descuento y
el VAN estimado mayor a 0, significa que el proyecto es rentable y con poco riesgo.