8. MEG
DEG
TEG
Óxido de
etileno
Agua
• Gas a T y P
ambiente.
• Incoloro.
• Inflamable.
• Efectos nocivos
ante su
exposición.
• Desmineralizada
(conductividad < 5
µS/cm)
02 – MATERIAS PRIMAS
10. MERCADO MUNDIAL DE OE
• El 70% del OE se emplea en la producción de etilenglicoles
• Transacciones mundiales por 512 millones USD
03 ESTUDIO DE MERCADO
11. MERCADO LATINOAMERICANO
MERCADO NACIONAL
• Precio a Granel de OE es de 1.207 USD por tonelada
País Empresa Ubicación de la Planta Capacidad Instalada (ton/año)
Brasil Oxiteno S.A.
Mauá – SP/Camacari –
BA
350.000
México
Pemex Petroquímica La Cangrejera– Veracruz 100.000
Pemex Petroquímica Morelos – Veracruz 290.000
Venezuela PRALCA C.A. Santa Rita – Edo. Zulia 22.000
12. Movimientos por: 2,811 millones USD que representa 16,5 millones
de toneladas
Distribución del mercado de
etilenglicoles
Distribución del mercado de acuerdo a su
aplicacion
Principal consumidor de etilenglicoles
MERCADO MUNDIAL DE ETILENGLICOLES
13. Importación de DEG y TEG
Importación de MEG en Argentina
Monoetilenglicol
AÑO Cantidad (ton)
2011 70.180
2012 80.440
2013 80.660
2014 77.560
2015 73.960
2016 78.270
2017 72.860
2018 71.890
2019 64.930
80% de MEG
importado
proviene de :
DIETILENGLICO TRIETILENGLIC
AÑO
Cantidad
[toneladas]
Cantidad
[toneladas]
2011 3.980 730
2012 3.140 780
2013 3.280 860
2014 3.900 910
2015 3.250 780
2016 3.240 1.050
2017 2.700 1.100
2018 2.770 1.450
2019 2.440 960
85% de DEG importado
proviene de
33% de TEG importado
proviene de
14. Producción máxima anual de MEG: 52.000 ton/año
Producción máxima anual de DEG: 2.440 ton/año
Producción máxima anual de TEG: 960 ton/año
Propuestas
• Cubrir el 80% de la demanda nacional de MEG
• Cubrir la totalidad de la demanda regional latinoamericana de
DEG y TEG
CAPACIDAD DE LA PLANTA
16. MACROLOCALIZACIÓN
• Disponibilidad de mano de obra.
• Costo de transporte de materias primas y productos terminados.
• Disponibilidad de agua para uso industrial.
• Disponibilidad y costo de combustible y energía eléctrica.
• Características del terreno y de la zona.
• Legislaciones vigentes.
• Actitud comercial y social
23. Reacciones de formación de EG
𝑪𝟐𝑯𝟒𝑶 + 𝑯𝟐𝑶 → 𝑪𝟐𝑯𝟔𝑶𝟐 ∆𝑯 < 𝟎
𝑪𝟐𝑯𝟒𝑶 + 𝑪𝟐𝑯𝟔𝑶𝟐 → 𝑪𝟒𝑯𝟏𝟎𝑶𝟑 ∆𝑯 < 𝟎
𝑪𝟐𝑯𝟒𝑶 + 𝑪𝟒𝑯𝟏𝟎𝑶𝟑 → 𝑪𝟔𝑯𝟏𝟒𝑶𝟒 ∆𝑯 < 𝟎
𝑪𝟐𝑯𝟒𝑶 + 𝑪𝟔𝑯𝟏𝟒𝑶𝟒 → 𝑪𝟖𝑯𝟏𝟖𝑶𝟓 ∆𝑯 < 𝟎
𝑪𝟐𝑯𝟒𝑶 + ⋯ → 𝑬𝑻 𝑺𝑼𝑷𝑬𝑹𝑰𝑶𝑹𝑬𝑺 ∆𝑯 < 𝟎
• Sin catálisis.
• Catálisis homogénea:
Se emplean sales inorgánicas, ácidos y bases.
• Catálisis heterogénea:
Catalizadores inmovilizados en resinas de intercambio
iónico
06 SÍNTESIS DE PROCESOS
24. • SHELL-EG Process • Dow’s METEOR process
TECNOLOGÍAS Y PROCESOS INDUSTRIALES VIGENTES
25. El proceso de producción por vía hidrolítica se divide en 3
Acondicionamiento
de materias primas
Etapa de reacción
Separación y
purificación de
productos
26. Factor comparativo
Método
No catalítico Catalítico homogéneo Catalítico heterogéneo
Naturaleza/Tipo de catalizador ------
Anión
Carbonato
Ácido
sulfúrico
Amberjet
4200/HCO3
PS-
DVB/MWNT
IER
Temperatura de operación (° C) 200 120 50-70 85 85-105
Relación molar Agua/OE 20 10
No
disponible
5 8
Selectividad (%) 90 95 90 94 95,6
Madurez tecnológica Alta Media Media Baja Baja
Complejidad del proceso
(etapas y tecnología necesaria)
Media Alta Alta Alta Alta
Aplicación en la industria Se aplica Se aplica Se aplica No se aplica No se aplica
27. Tipo de reactor y modo de operación (isotérmico o adiabático)
Tanque agitado continuo (TAC) Reactor Flujo Pistón (FP)
28. Relación de alimentación (Agua/OE)
Según estudio de mercado es necesario producir:
% MEG = 77.6 %
% DEG = 18.4 %
% TEG = 4.0 %
Se define que la relación de alimentación requerida es 10:1
Acondicionamiento de materias primas:
T(ingreso reactor): 120°C
T(salida del reactor): 223°C
P: 30 bar
30. Componente Punto de ebullición (a 101,3 kPa) [°C]
Agua 100
Monoetilenglicol (MEG) 197,6
Dietilenglicol (DEG) 244,8
Trietilenglicol (TEG) 287,4
Tetraetilenglicol (TTEG) > 329
Etapa de separación
31. • Separador Flash
Pingreso: 30 bar
Psalida: 8 bar
• Evaporadores múltiple efecto
Se dispone de 3 evaporadores operando a presiones decrecientes (desde 8 a 1,5 bar)
• Torres de destilación
Se cuanta con 4 torres operando en vacío.
Torre T-100: Agua
Torre T-101: MEG
Torre T-102: DEG
Torre T-103: TEG
34. TK-100
• Almacenamiento de Agua de proceso
• Tanque Toriesférico
Volumen total: 84 m³
Diámetro interno: 3,66 m
Altura: 8 m
Espesor de pared requerido: 4,53 mm
Espesor de cabezal requerido: 5,52 mm
35. TK-101
• Almacenamiento de OE
• 4 Tanques esféricos
Volumen de cada tanque: 1424 m³
Diámetro interno: 14 m
Espesor de pared requerido: 22,4 mm
36. MIX-100
MIX-100
• Mezcla de corrientes de agua y de OE
• Tiempo de residencia de 15 minutos
Volumen del tanque: 9 m³
Diámetro interno: 2,141m
Espesor de pared requerido: 8,13mm
Espesor de cabezal requerido: 6,49mm
37. Intercambiador de calor (E-100)
• Carcasa y tubos.
• Requerimiento de vapor
𝑊
𝑐 =
𝑊𝑓 × 𝐶𝑝𝑓 × 𝑡2 − 𝑡1
𝜆𝑣
= 𝟓. 𝟔𝟗𝟓
𝒌𝒈
𝒉
• Cálculo del área de intercambio
(U propuesto)
𝐴𝑡𝑒𝑛𝑡𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 =
𝑊
𝑓 × 𝐶𝑝𝑓 × 𝑡2 − 𝑡1
𝑈 × ∆𝑇𝑀𝐿𝐷𝑇 × 𝐹
𝑇
= 𝟐𝟎, 𝟓𝟕 𝐦
𝟐
Agua/OE
120 °C
E-100
Vapor (12 bar – °C)
Condensado
Agua/OE
24 °C – bar
38. • Se recalcula área
𝐴𝑟𝑒𝑐 = 𝑁𝑡 × 𝜋 × 𝑑𝑒𝑖 × 𝐿𝑡 = 21,01 𝑚
2
• Se recalcula
𝑈𝑟𝑒𝑐 =
𝑊𝑓 × 𝐶𝑝𝑓 × 𝑡2 − 𝑡1
𝐴𝑟𝑒𝑐 × ∆𝑇𝑀𝐿𝐷𝑇 × 𝐹𝑇
= 1370
𝐽
𝑠 × 𝑚2 × 𝐾
• Se verifica que el factor de ensuciamiento calculado sea
mayor al teórico.
• Se verifica caída de presión menor a 10 psi.
40. Variable Nombre
rij Velocidad de formación de la especie i en la reacción j
∆Hij
Calor de reacción respecto de la especie i en la reacción
j.
Fi Flujo molar de la sustancia i
Cpi Capacidad calorífica de la especie i
41.
42. V-100
• Disminución de carga
𝑯𝑭𝟖 = 𝝋 × 𝑯𝑭𝟗 + 𝟏 − 𝝋 × 𝑯𝑭𝟏𝟎
Variable Valor
Constante del tambor (𝐾𝑡𝑎𝑚𝑏) 0,1198 ft/s (0,1198
m/s)
Velocidad máxima permisible de
(𝑢𝑝𝑒𝑟𝑚)
5,88 ft/s (1,79 m/s)
Área de la sección transversal (𝐴𝑡) 3,654 ft2 (0,3395
Diámetro del recipiente (𝐷𝑟𝑒𝑐) 30 in (0,762 m)
Altura del tambor (ℎ𝑡𝑜𝑟𝑟𝑒) 8,75 ft (2,667 m)
ℎ𝑉 48 in (1,2192 m)
ℎ𝐹 18 in (0,4572 m)
ℎ𝐿 39 in (0,9906 m)
Reserva de líquido en el tambor 11,877 ft3 (0,33632
m3)
43. TREN DE EVAPORADORES (V-101 / V-102 / V-103)
• Selección
Vapor fuera de los tubos.
Circulación natural.
De tubos largos.
Paso simple.
44. Consideraciones
Eliminación del 75% del agua.
No hay pérdidas de glicol.
El medio calefactor: vapor saturado a 12 bar
absolutos.
Presiones decrecientes 8 bar, 4,7 bar y 1,5
bar respectivamente.
Aumento del punto de ebullición (EPE) en los
efectos.
Economía:
3,67 kg agua evaporada / kg vapor
45. T-100
• Eliminación completa del agua en la corriente de proceso
T-100
CT-100
RT-100
19
20
13
Parámetro Referencia
Altura total de la torre (m) 9,754
Cantidad de platos totales 10
Espaciado entre platos (in) 24
Cantidad de platos sección de rectificación 8
Cantidad de platos sección de agotamiento 1
Diámetro sección rectificación (m) 0,45
Diámetro sección agotamiento (m) 0,62
Energía térmica requerida en el hervidor (kW) 12.002
Flujo másico de vapor saturado (kg/h) 22.864,53
Energía térmica requerida en el condensador (kW) 7.075,5
Flujo másico de agua de refrigeración (kg/h) 110.614,5
46. T-101
• Obtención de monoetilenglicol en calidad de venta 99,9%
T-101
CT-101
RT-101
21
L
22
20
Parámetro Referencia
Altura total de la torre (m) 20,117
Cantidad de platos totales 27
Espaciado entre platos (in) 24
Cantidad de platos sección de rectificación 7
Cantidad de platos sección de agotamiento 19
Diámetro sección rectificación (m) 1
Diámetro sección agotamiento (m) 1
Energía térmica requerida en el hervidor (kW) 6.825,13
Flujo másico de Hot Oil en el hervidor (kg/h) 81.091
Energía térmica requerida en el condensador (kW) 5.605,7
Flujo másico de agua de refrigeración (kg/h) 96.400,98
47. T-102
• Obtención de dietilenglicol en calidad de venta 99,9%
T-102
CT-102
RT-102
23
24
22
Parámetro Referencia
Cantidad de días en operación 66
Altura total de la torre (m) 18,898
Cantidad de platos totales 25
Espaciado entre platos (cm) 60,96
Cantidad de platos sección de rectificación 3
Cantidad de platos sección de agotamiento 21
Diámetro sección rectificación (m) 0,8
Diámetro sección agotamiento (m) 0,922
Energía térmica requerida en el hervidor (kW) 4.323,9
Flujo másico de Hot-oil (kg/h) 67.386,1
Energía térmica requerida en el condensador (kW) 3.769,7
Flujo másico de agua de refrigeración (kg/h) 64.826,4
48. T-103
• Obtención de trietilenglicol en calidad de venta 99,9%
T-103
CT-103
RT-103
25
26
24
Parámetro Valor
Cantidad de días en operación 6,6
Altura total de la torre (m) 18,898
Cantidad de platos totales 25
Espaciado entre platos (cm) 60,96
Cantidad de platos sección de rectificación 3
Cantidad de platos sección de agotamiento 21
Diámetro sección rectificación (m) 0,84
Diámetro sección agotamiento (m) 0,83
Energía térmica requerida en el hervidor (kW) 2.404
Flujo másico de Hot-oil (kg/h) 49.737,7
Energía térmica requerida en el condensador (kW) 1.746,81
Flujo másico de agua de refrigeración (kg/h) 30.039,7
51. Flujo total requerido: 411 Ton/h Flujo Total requerido: 199 Ton/h
Agua de enfriamiento Agua de caldera
Agua de
proceso
Se
emplean
Se
recupera
Se añade
24,3 Ton/h 91,40% 1,8 Ton/h
52. Los equipos que requieren vacío en el presente proyecto son:
53. Equipo T-100 T-101 T-102 T-103
Numero de etapas 1 1 2 3
Presión de operación (Torr) 387 224 74 7
Temperatura de operación (°C) 89 160 173 154
Capacidad del eyector (kg/h) 46 21 21 10
Consumo especifico de vapor
motor (Rc)
1,40 2,70 4,00 18,00
Vapor motriz por eyector (kg/h) 64 57 42 94
Vapor motriz total por equipo(kg/h) - - 84 188
Vapor motriz total para todo el
sistema de eyectores (kg/h)
- - - 394
Parámetros necesarios para el diseño de eyectores:
54. Requerimiento de vapor
Variable operativa
Equipo
Presión
(bar)
Temperatura
(°C)
Flujo másico
(kg/h)
E-100 12 188 5695,00
V-101 12 188 2753,00
T-100 15 212 22864,53
Eyectores 7 170,48 394,14
Flujo de vapor
total
31706,67
55. Caldera seleccionada:
caldera humotubular marca Bosch, modelo Universal ZFR/X.
Diseño
Humotubular de una sola llama de
tres pasos
Producción (kg/h) 18000-55000
Presión de
seguridad (bar)
Hasta 30
Temperatura
máxima (°C)
300
Combustible
Gas natural, biogás, oíl, hidrogeno,
combustibles especiales
56. Aceite para calentamiento indirecto (“hot-oil”)
Variable
Equipo Temperatura entrada (°C) Flujo másico (kg/h)
T-101 315 81.091,06
T-102 315 67.775,1 (66 días)
T-103 315 49.833,2 (6,6 días)
58. Intercambiador de calor E-100
30274 kg/h
24 °C
120 °C
5695 kg/h
188 °C / 12 bar
Flujo mezcla
Temperatura
mezcla
Rango de
temperatura
-196 a 600 °C
Elemento sensor Pt 100 ohm
Salida 4 a 20 mA
Material Acero
inoxidable 316
T y P máx 220 °C / 16 bar
Apertura 20 – 80 %
Modo Cerrada en falla
Electroválvula MC-COS-16.
TLV International.
Termorresistencia WIKA. Modelo TR12-B
59. Controlador
• Sintonización: Ziegler – Nichols de lazo abierto.
𝐺𝑐𝑝 = 1630
1
𝐾
𝐺𝑐𝑝𝑖 = 1554
1
𝐾
× (1 +
1
0,00014ℎ × 𝑠
𝐺𝑐𝑝𝑖𝑑 = 2070
1
𝐾
× (1 +
1
0,000079ℎ × 𝑠
+ (0.0000059ℎ) × 𝑠
salto escalón de amplitud igual
a -10% en Fm.
salto escalón de amplitud
igual a 10% en Tm.
64. Programa de gestión ambiental
• Plan de Protección Ambiental (PPA).
• Plan de Monitoreo Ambiental (PMA).
• Plan de Contingencias Ambientales (PCA).
• Plan de Manejo de Residuos (PMR).
• Plan de Cierre o abandono (PC).
67. RÉGIMEN Y SALARIOS
FUNCIONES RÉGIMEN
Dirección General y Gerencias Lunes a Viernes Diurnos
Jefe y supervisores Lunes a Viernes
Técnicos y operarios Rotativos
69. Equipo CÓDIGO Costo (USD)
Tanque de alimentación de agua de proceso TK-100 53.870
Tanques de almacenamiento de óxido de etileno TK-101 2.600.000
Bomba de agua P-100 5.800
Bomba de mezcla de reactivos P-101 49.200
Tanque mezclador de reactivos MIX-100 19.200
Intercambiador de calor de reactivos E-100 32.969
Reactor RFP-100 58.700
Separador flash V-100 24.600
Evaporador 1er efecto V-101 617.899
Evaporador 2do efecto V-102 617.899
Evaporador 3er efecto V-103 617.899
Torre de secado T-100 1.571.200
Torre de destilación MEG T-101 186.000
Torre de destilación DEG / TEG T-102 82.500
Total 6.537.736
INVERSION FIJA – COSTO DE EQUIPOS
• Factor de Nacionalizacion: 1.8
• Costo de equipos
nacionalizados 11.674.559
70. Inversión Directa (ID)
ITEM % Eq. Principales Costo (USD)
Inversión en equipamiento principal 100% 11.674.559
Instalación de equipos 45% 5.253.551
Aislamiento 8% 933.965
Instrumentación y control 3% 350.237
Cañerías y tuberías 66% 7.705.209
Instalaciones Eléctricas 12% 1.400.947
Edificaciones 45% 5.253.551
Mejoras y Urbanización del terreno 15% 1.751.184
Servicios Auxiliares 90% 10.507.103
Montaje Industrial 65% 7.588.463
Terreno 6% 700.474
Total de Inversión Directa (ID) (A) 53.119.243
INVERSION FIJA - DIRECTA
71. • TOTAL
Inversión Indirecta (IID)
ITEM Ponderación
Costo
(USD)
Gastos de
construcción
10% de inversión directa 5.311.924
Ingeniería y
supervisión
3% de inversión directa 1.593.577
Pago a los contratistas 6% de inversión directa 3.187.155
Costos Indirectos sin imprevistos y sin asociados a Inversión
Total (B)
10.092.656
Imprevistos 10% de (A + B) 6.321.190
Costos Indirectos con imprevistos y sin asociados a
Inversión Total (C)
16.413.846
Estudios previos de
ingeniería
5% de Inversión total 4.090.182
Estudios de
factibilidad
6% de Inversión total 4.908.218
Constitución y
Organización
2% de Inversión total 1.636.073
Arranque y puesta en
marcha
2% de Inversión total 1.636.073
Costos Indirectos asociados a Inversión Total (D) 12.270.545
Total de Inversión Indirecta (IID) (C + D) 28.684.391
𝑰𝒏𝒗𝒆𝒓𝒔𝒊ó𝒏𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑰𝑫 + 𝑰𝑰𝑫
= 𝑼𝑺𝑫 𝟓𝟑. 𝟏𝟏𝟗. 𝟐𝟒𝟑 + 𝑼𝑺𝑫 𝟐𝟖. 𝟔𝟖𝟒. 𝟑𝟗𝟏
= 𝑼𝑺𝑫 𝟖𝟏. 𝟖𝟎𝟑. 𝟔𝟑𝟒
INVERSION FIJA – INDIRECTA (IID)
72. Ítem Costo
(USD/año)
Materia prima 50.351.782
Servicios Auxiliares 2.175.266
Mano de obra 813.927
Mantenimiento 2.454.109
Laboratorio 122.089
Total 55.917.173
Ítem Costo
(USD/año)
Impuestos y seguros 1.227.055
Gastos generales 2.494.805
Administración 40.696
Comercialización 1.217.954
Total 4.981.423
COSTO DE PRODUCCIÓN
INGRESOS POR VENTAS
Producto Producción (kg/año)
Precio
(USD/kg)
Ingresos
(USD/año)
Monoetilenglicol 50.545.440 1,9 96.036.336
Dietilenglicol 10.151.064 2,2 22.758.685
Trietilenglicol 1.117.987 3,8 4.205.868
Total 123.000.889
73. • Horizonte económico de 15 años
• Tasa de corte 10% en USD
• Producción Primer año a 60% de la capacidad, segundo año al 80% de la
• Valor residual igual al 40% de la inversión fija
FLUJO DE CAJA - ECONÓMICO
75. FLUJO DE CAJA - FINANCIERO
• Préstamo del BID de 49.082.180 USD que representa el 60% de la inversión
fija
• Devolución en 5 años
• Tasa de interés de 1,77% Anual
76. Indicadores de Rentabilidad
Valor actual neto (VAN) USD
207.126.571
Tasa interna de retorno (TIR) 37,75%
Índice de Utilidad 251%
Indicadores de Endeudamiento
Tiempo de repago simple 2,94
Tiempo de repago con actualización de fondos
3,51
Periodo de máxima exposición 0
FLUJO DE CAJA - FINANCIERO
Indicadores de Rentabilidad
Valor actual neto (VAN) USD
207.126.571
Tasa interna de retorno (TIR) 37,75%
Índice de Utilidad 251%
Indicadores de Endeudamiento
Tiempo de repago simple 2,94
Tiempo de repago con actualización de fondos
3,51
Periodo de máxima exposición 0
77. ANALISIS DE SENSIBILIDAD
1. Aumento del 5% en el costo del óxido de etileno.
2. Aumento del 10% en el costo del óxido de etileno.
3. Aumento del 20% en el costo del óxido de etileno.
4. Aumento del 40% en el costo del óxido de etileno.
5. Disminución del 5% del precio de los productos.
6. Disminución del 10% del precio de los productos.
7. Disminución del 20% del precio de los productos.
8. Disminución del 40% del precio de los productos.
Caso VAN (USD) TIR Índice de utilidad Variación
Base 207.126.571 37,75% 251% 0
1 195.546.199 36,33% 237% -6%
2 183.965.827 34,90% 223% -11%
3 160.805.083 32,02% 195% -22%
4 114.483.595 26,10% 139% -45%
5 178.835.444 34,27% 217% -14%
6 150.544.317 30,73% 183% -27%
7 93.962.063 23,40% 114% -55%
8 -19.202.446 6,96% -23% -109%