36619820 Produccion de Etanol

7/27/2019 36619820 Produccion de Etanol

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1.0 PRINCIPIOS TERICOS

El alcohol etlico o Etanol, es el componente activo esencial de las bebidasalcohlicas. Puede obtenerse debido a la hidratacin del etileno. El alcoholetlico; no slo es el producto qumico orgnico sinttico ms antiguoempleado por el hombre, sino tambin uno de los ms importantes, sususos ms comunes son industriales, domsticos y medicinales. En laindustria se emplea mucho el alcohol etlico como disolvente para lacas,barnices, perfumes y condimentos; como medio para reacciones qumicas, ypara recristalizaciones.

Adems, es una materia prima importante para sntesis, su obtencin puededarse de dos maneras fundamentalmente: preparamos alcohol etlico por

hidratacin del etileno o bien por fermentacin de melazas (a veces dealmidn). El alcohol etlico es el alcohol de las bebidas alcohlicas,medicinalmente, el alcohol etlico se clasifica como hipntico (que producesueo); es menos txico que otros alcoholes.Excepto para bebidas alcohlicas, prcticamente todo el alcohol etlico quese consume es una mezcla de 95% de alcohol y 5% de agua, conocidasimplemente como alcohol de 95%. Cualquiera que sea su mtodo depreparacin, primero se obtiene alcohol etlico mezclado con agua, y luegose concentra esta mezcla por destilacin fraccionada.

La tendencia de la produccin a nivelmundial describe un comportamientoascendente, lo cual supone unademanda de mercado, cabe pensar quedicho comportamiento podra atribuirsea la necesidad internacional de sustituirlos combustibles tradicionales debido alas sucesivas crisis que se experimentanen este campo, del mismo modo, elconsumo mundial de bebidas alcohlicasest en crecimiento. Todo parece indicarque la demanda seguir aumentando enlos prximos aos.

El mercado del alcohol puede subdividirse en tres, de acuerdo a susdestinos fundamentales como: combustible, uso industrial y bebidas. El usocomo combustible representa el 61% de la produccin mundial, ya sea paramezclar o reemplazar petrleo y derivados, alrededor del 23% se destina ala industria procesadora (cosmticos, farmacutica, qumica, entre otras), yel 16% restante se destina a la industria de bebidas. La produccin dealcohol destinada al uso como combustible, por lo general se encuentrasubsidiada por el impacto positivo del uso del Etanol carburante sobre elmedio.


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2.0 DETALLES DEL PROCESO

OBJETIVO: Producir 30.000 toneladas / ao de etanol a partir deetileno.MTODO: Hidratacin de etileno

La alimentacin de etileno es del 99% de pureza, con un 1,0% de impurezasetano que no reacciona, el etileno es disponible de un oleoducto en 5000KPa y 25 C, se mezcla con una corriente de reciclado en caliente yposteriormente se mezcla con agua de alimentacin de calderas (muy puro)que ya ha sido bombeado a 5000 KPa a 90 C. La alimentacin del reactores calentada, reacciona adiabticamente y produce una mezcla en equilibriode etanol, el etileno y el agua, es posteriormente enfriada. El flujo enfriadopasa a travs de una vlvula de estrangulacin para reducir la presin a 500KPa. En el Flash se separa la fase vapor de la fase lquida, se considera queel etileno y el etano se encuentran en la fase vapor y que el etanol y el aguaen la fase lquida. De la fase vapor se recicla pues presenta cantidadimportante de etileno y otra parte es purgada para evitar la acumulacin deinerte. La mezcla de etanol y agua se destila para producir mayorporcentaje molar de etanol adems se obtiene un flujo de aguas residualesque deben ser enviados a tratamiento de residuos.

2.1 REACCIN QUMICA

La mayora del etanol fabricado se genera mediante un proceso defermentacin, sin embargo una pequea cantidad se fabrica a travs de lahidratacin del etileno. La reaccin que se produce en el reactor esreversible. En el rango de temperatura de funcionamiento normal, no hayreacciones secundarias.

C2 H4 H2OC2H5OHEsta es una reaccin de equilibrio, y la conversin de equilibrio (X eq) deetileno se obtiene mediante la solucin de

0)]1)(1[()1( 2 =++++ KPNXNKPXKP eqeq

donde P es la presin en atm, el N es la relacin de nmero de moles deagua / moles de etileno en la alimentacin del reactor, y

=

RT(K)

(kJ/kmol)47215exp1027825.1 7K

En el reactor, se obtiene el 90% de la conversin de equilibrio.

2.2 DIAGRAMA DEL PROCESO ( SIMULADOR CHEMCAD)


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2

3

R-201

E-201

6

7

15 14

16

1

E-202

valve

mixer 2

divider

C-201

mixer 1

5

4

11

12

8

9

10


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2.3 DETALLES DE EQUIPOS

Intercambiador de calor (E-201)

La alimentacin del reactor, se calienta a T> 200 C por medio de vapor de

alta presin. En nuestro caso se utiliz una temperatura de salida igual a227C para garantizar que los componentes se encuentren en estado vapor.

Reactor (R-201)

Se trata de un reactor adiabtico, esencialmente es una gran pipa llena decatalizador. El equilibrio de conversin se puede calcular sobre la base deuna seleccin de la presin de funcionamiento y la temperatura de salidapor lo tanto la conversin en el reactor es del 90% en el equilibrio,considerando para ello al reactivo limitante al etileno. El reactor puedeoperar a cualquier presin entre 10 40atm, en nuestro caso se trabaja a10atm y a una temperatura por encima de 200C, de forma que no hay

lquido presente. El calor para el proceso proviene del vapor y del calor de lareaccin exotrmica, si estuviera en el estado estacionario el calor tendraque ser extrado del reactor para mantener la temperatura constante. Estedetalle no es considerado en este proyecto.


Este intercambiador de calor se enfra y se condensa parcialmente elefluente del reactor hasta una temperatura de 50 C. La vlvula posteriorreduce la presin a 500 kPa. La temperatura y la presin pueden seroptimizadas.

Compresor (C-201)

El compresor aumenta la presin de la corriente de reciclaje a la presin delas corrientes de alimentacin, de 500 a 5000 kPa. El compresor se puedesuponer que se adiabtica. En ese caso, la potencia del compresor sW (Kw)puede calcularse como

= 1(kmol/s)500,12(kW)

286.0

in

out

sP

PmW

Dnde (kmol / s) es el caudal molar total de Flujo 15. El costo de laelectricidad para hacer funcionar el compresor es un costo til. El compresoraumenta la temperatura de la corriente se comprime segn

286.0

=

in

out

in

out

P

P

T

T

donde Tes la temperatura absoluta. Tiene una eficiencia del 70%.

Recipiente (V-201)

Esta recipiente (Flash) permite que el vapor y el lquido producido en la E-202 se separe. Las salidas de vapor en la corriente arriba y las salidas delquido en el flujo de fondo. El Flujo 9 contiene casi todo el etano y etileno

del Flujo 8 y el Flujo 10 agua y etanol.Columna de destilacin (T-201)


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Esta columna se ejecuta en 500 KPa, donde ocurre la separacin de etanolde la mezcla de ambos. Se utiliza una columna scds, que cuenta con 35bandejas, adems se considera que el Flujo 10 entra a la altura de labandeja 18, por otro lado la temperatura de salida de fondo es deaproximadamente 130C y la razn de reflujo en el condensador es de 0.9.


En este intercambiador de calor, el contenido de la parte superior de la T-201 son condensados de vapor saturado de lquido saturado a la presin dela columna. Se obtiene etanol en agua en mayor porcentaje que del Flujo10, esto debido a que se condensa a su temperatura de punto de roco a lapresin de la columna. Hay un costo por la cantidad de agua derefrigeracin necesaria, esto es un costo de servicios pblicos. El agua derefrigeracin dejando E-203 debe ser siempre a una temperatura menor quela de la corriente de ser condensado, de preferencia al menos 10 C menor.


En este intercambiador de calor, la parte de los contenidos de la corrienteque sale del fondo del T-201 y entrar en E-204 se vaporizan y regres a lacolumna. Hay un costo por la cantidad de vapor de agua necesaria parasuministrar energa para vaporizar el flujo de fondo, esto es un costo deservicios pblicos. La temperatura del vapor debe ser siempre superior a latemperatura de la corriente que se vaporiza, de preferencia al menos 10 Cms alta.

2.4 DETALLES DE FLUJOS

Flujo 1: Etileno a 25 C y 5000 kPa, contiene 1% en peso de etanoimpureza, se considera como inerte.

Flujo 2: alimentacin de calderas de agua a 90 C y 5000 kPa aguamuy pura.

Flujo 4: La relacin agua / alimentacin de etileno se puede ajustardesde 1:1 a 5:1, en nuestro caso se trabaja con la relacin de1:1 entre el Flujo 1 y el Flujo 2, sin embargo al realizar elreciclado aumente la proporcin de etileno en el Flujo 4.

Flujo 5: La temperatura se incrementa pues pasa por unintercambiador de calor (calentador), sale a una temperaturamayor de 200C para asegurarnos que los componentes seencuentran en estado vapor antes de entrar al reactor, lapresin se mantiene.

Flujo 6: Sale a la misma temperatura, presin y composicin que en elreactor.

Flujo 7: El flujo se enfra hasta la temperatura hasta 50C, pues pasapor un intercambiador de calor (enfriador).


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Flujo 8: La presin se reduce a 500kPa, pues se pasa por una vlvulareductora.

Flujo 9: En su mayora se encuentra etileno y etano solamente.

Flujo 10: Presenta en mayor parte etanol y agua.

Flujo 11: 30.000 toneladas / ao de etanol en esta corriente,considerando que un ao es de 330 das se obtiene un flujo desalida de 3750kg/h.

Flujo 12: Flujo de aguas residuales, temperatura aproximada de salida130C hay un costo para el tratamiento de orgnicos.

Flujo 14: Purga de combustible de gas para horno, para nuestro casobase se considera 90% de reciclaje el 10% de purga.

Flujo 15: Reciclado del Flujo 9, con alto contenido de etileno, la presinse encuentra 500kPa.

Flujo 16: Sale del compresor con una presin de 5000kPa igual a lapresin de los flujos de alimentacin.

3.0 RESULTADOS

3.1 BALANCE DE MATERIA

CHEMCAD 6.1.3Job Name: PRODUCCIN DE ETHANOL Date: 01/24/2010 Time: 20:46:07

Overall Mass Balance kmol/h kg/hInput Output Input Output

Ethylene 83.494 0.935 2342.340 26.225Water 131.335 48.773 2366.000 878.641Ethane 0.787 0.787 23.660 23.663Ethanol 0.000 82.562 0.000 3803.569

Total 215.616 133.057 4732.000 4732.098

3.2 REPORTE DE FLUJOS

CHEMCAD 6.1.3

Job Name: PRODUCCIN DE ETHANOL Date: 01/24/2010 Time: 03:29:57

Stream No. 1 2 3 4Stream Name ethylene boiler waterTemp C 25.0000* 90.0000* 86.4872 86.9891Pres kPa 5000.0001* 5000.0001* 5000.0001 5000.0001Enth kJ/h 3.7291E+006 -3.6878E+007 3.5729E+006 -3.3305E+007Vapor mole fraction 1.0000 0.00000 1.0000 0.43449Total kmol/h 84.2808 131.3350 100.2729 231.6079Total kg/h 2366.0000 2366.0000 2836.0004 5202.0011Total std L m3/h 6.7588 2.3660 8.0478 10.4138Total std V m3/h 1889.04 2943.70 2247.48 5191.18Flowrates in kg/h

Ethylene 2342.3401 0.0000 2573.4709 2573.4709Water 0.0000 2366.0000 3.3539 2369.3541Ethane 23.6600 0.0000 236.2179 236.2179


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Ethanol 0.0000 0.0000 22.9577 22.9577

Stream No. 5 6 7 8Stream NameTemp C 227.0000* 440.5320 50.0000 44.3224Pres kPa 5000.0001* 3986.7502 3986.7502 500.0000

Enth kJ/h -2.7583E+007 -2.7583E+007 -3.6915E+007 -3.6915E+007Vapor mole fraction 0.91518 1.0000 0.11398 0.11922Total kmol/h 231.6079 149.0490 149.0490 149.0490Total kg/h 5202.0011 5202.0981 5202.0981 5202.0981Total std L m3/h 10.4138 7.0855 7.0855 7.0855Total std V m3/h 5191.18 3340.73 3340.73 3340.73Flowrates in kg/hEthylene 2573.4709 257.3559 257.3559 257.3559Water 2369.3541 881.9949 881.9949 881.9949Ethane 236.2179 236.2210 236.2210 236.2210Ethanol 22.9577 3826.5261 3826.5261 3826.5261

Stream No. 9 10 11 12Stream Name waste water

Temp C 44.3224 44.3224 32.3544 130.0000Pres kPa 500.0000 500.0000 500.0000 500.0000Enth kJ/h -3.5094E+005 -3.6564E+007 -2.5949E+007 -1.0438E+007Vapor mole fraction 1.0000 0.00000 0.00000 0.00000Total kmol/h 17.7690 131.2800 93.2312 38.0489Total kg/h 522.2227 4679.8755 3750.0661 929.8092Total std L m3/h 1.4322 5.6533 4.6208 1.0325Total std V m3/h 398.27 2942.46 2089.65 852.81Flowrates in kg/hEthylene 256.8121 0.5438 0.5438 0.0000Water 3.7266 878.2683 349.7352 528.5332Ethane 236.1755 0.0455 0.0455 0.0000Ethanol 25.5085 3801.0177 3399.7415 401.2760

Stream No. 14 15 16Stream Name fuel gas purTemp C 44.3224 44.3224 310.3443Pres kPa 500.0000 500.0000 5000.0001Enth kJ/h -35094. -3.1585E+005 -1.5628E+005Vapor mole fraction 1.0000 1.0000 1.0000Total kmol/h 1.7769 15.9921 15.9921Total kg/h 52.2223 470.0004 470.0004Total std L m3/h 0.1432 1.2890 1.2890Total std V m3/h 39.83 358.44 358.44Flowrates in kg/hEthylene 25.6812 231.1309 231.1309Water 0.3727 3.3539 3.3539Ethane 23.6176 212.5580 212.5580

Ethanol 2.5509 22.9577 22.9577

3.3 REPORTE DE EQUIPOS

CHEMCAD 6.1.3

Job Name: PRODUCCIN DE ETHANOL Date: 01/24/2010 Time: 20:55:21

HEAT EXCHANGER SUMMARYEquip. No. 2Name E-201Stream T Out C 227.0000

Calc Ht Duty kJ/h 5.7226e+006LMTD Corr Factor 1.0000Stream P out kPa 5000.0000


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EQUILIBRIUM REACTOR SUMMARY

Equip. No. 1Name R-201

Thermal mode 1Pressure Drop kPa 1013.2500Temperature C 440.5191Reaction phase 3No of Reactions 1Temp Units 3Press Units 5Calc IG Ht of Rxn -3.7493e+006 (kJ/h)Reaction no. 1Base component 1Frac.conversion 0.9000

HEAT EXCHANGER SUMMARY

Equip. No. 3

Name E-202Stream T Out C 50.0000Calc Ht Duty kJ/h -9.3320e+006LMTD Corr Factor 1.0000Stream P out kPa 3986.7502

VALVE SUMMARY

Equip. No. 4Name valvePressure out kPa 500.0000

FLASH SUMMARY

Equip. No. 5Name vesselType 1K Values:

Ethylene 3488.859Water 0.031Ethane 38386.941Ethanol 0.050

SCDS RIGOROUS DISTILLATION SUMMARY

Equip. No. 6Name T-201No. of stages 35feed stage 18

Condenser mode 1Condenser spec 0.9000Reboiler mode 3Reboiler spec. 130.0000Est. dist. rate 68.0722 (kmol/h)Est. reflux rate 61.2650 (kmol/h)Est. T top C 32.5720Est. T bottom C 130.0000Est. T 2 C 125.3333Top pressure kPa 500.0000Calc Cond duty kJ/h -8.3587e+006Calc Reblr duty kJ/h 8.5360e+006Initial flag 6Calc Reflux mole 83.9081 (kmol/h)

Calc Reflux ratio 0.9000Calc Reflux mass kg/h 3375.0610


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COMPRESSOR SUMMARY

Equip. No. 7Name C-201Pressure out kPa 5000.0000Type of Compressor 1

Efficiency 0.7000Actual power kW 44.3225Theoretical power kW 31.0257Calc Pout kPa 5000.0000Calc. mass flowrate 470 (kg/h)

4.0 ANLISIS ECONMICO

El coste de equipo

Los gastos de equipo para la planta de etanol se indican a continuacin.Cada costo es de una pieza del equipo, incluyendo la instalacin.

Equipo Costo deInstalacin

en miles dedlares

Torre, T-201 500

Del reactor, por unidad 500

Recipiente, V-201 100

Cualquier intercambiador decalor

100

Cualquier bomba 40

Cualquier compresor( ) 8.0W][0189.0 sW

Utilidad de los costes

De baja presin de vapor (618 kPa, saturado, costo o crdito)$ 7.78/GJ

Media presin de vapor (1135 kPa, saturado, costo o crdito)$ 8.22/GJ

De alta presin de vapor (4237 kPa, saturado, costo o crdito)$ 9.83/GJ

Gas natural o gas combustible (446 kPa, 25 C)


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un costo de $ 6.00/GJ

crdito de $ 5.00/GJ

Electricidad $ 0.06/kWh

De alimentacin de calderas de agua (a 549 kPa, 90 C)$2.45/1000Kg

(Hay un costo para el agua de alimentacin de calderas slo si el vaporproducido entre corrientes de proceso. Si, por otra parte, el vapor producidoposteriormente se condensa, se puede convertir en vapor de nuevo. En esecaso, no hay ningn costo neto para agua de alimentacin de calderas.)

De agua de enfriamiento $0.354/GJdisponible en 516 kPa y 30 C, presin de retorno 308 kPa

temperature temperatura de retorno no debe ser mayor de 15 C por encima de la temperatura de entrada

El agua refrigerada $4.43/GJdisponible en 516 kPa y 5 C, presin de retorno 308 kPa

temperatura de retorno no debe ser superior a 15 C

Refrigerante de baja temperatura$7.89/GJ disponibles a -20 C

Refrigerante de muy baja temperatura$13.11/GJ disponibles a -50 C

Proceso (Dezionizado) de agua$0.067/1000Kg disponible en la presin deseada y 30 C

Tratamiento de Aguas Residuales$56/1000m3 basado en el volumen total de tratamiento

Costos de material en bruto / Valor del Producto

Materia prima o productos precio

de etileno 0.77/kg

de agua de alimentacin decalderas

0.00245/kg

"En bruto" de etanol 0.97/kg


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Requerimiento de produccin

Equipo Costo deInstalacin

m$

Torre, T-201 500

Del reactor, por unidad 500

Recipiente, V-201 100

Intercambiador de calor 400

Compresor 0.44

A) Activo fijo:m$

Equipo de produccin 1500.44

Laboratorio 30.00

Terreno (1000m2) 70.00

Construcciones civiles 50.00

____________

Sub- Total 1650.44

B) Capital de Trabajom$

Materia prima 16 053.51

Mano de obra 71.82

Gastos generales de manufactura 59.00

Gastos de administracin 60.00

______________


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Sub-Total 16 244.33

Requerimiento total de Capital m$ 17 895.00

Materias Primas e Insumos:

Consumo/kgetanol

Preciounitario($)

Costo/Kg etanolproducido ($)

Costo anual(m$)

Etileno 0.63 0.77 0.4858 14 574.00

Agua paracalderas

0.63 0.0024 0.00151 45.30

Combustible 0.035GJ 6.00 0.21 789.62

Electricidad 0.05 Kw-h 0.06 0.003 90.00

Aguaenfriamiento

8.36 GJ 0.354 2.96 23.68

Vapor de agua 8.53 GJ 7.78 66.36 530.91

Sub Total (m$) 16053.51

Mano de Obra Directa

Se toman 14 meses al ao: 11 meses trabajados + 1 vacaciones + 2aguinaldos

cantidad Costo unitariomensual ($)

Costo total anual (m$)

Calificado 2 200 5.6

Semi-calificado 3 150 6.3

No calificado 4 120 6.72


13/27

Sub Total 18.62

Mano de obra Indirecta

Cantidad Costo unitariomensual ($)

Costo total anual

(m$)

Superintendente 01 1000 14.00

Supervisores 02 700 19.60

Laboratoristas 01 500 7.00

Admi. Y oficina 03 300 12.6

Sub Total (m$) 53.2

COSTO TOTAL DE PRODUCCION (30 000 TM/ao)

$/ unidad de etanol producida Costo anual (m$)

Materia prima e insumos 16053.51

Destilacin $0.47/lb-mol 778.99

Enfriamiento en el reactor $0.03/lb-mol 49.72

Reciclaje compresor $0.03( Pen atm) / lb-mol 2204.40

Tratamiento aguas residualesbasado volumen total de

tratamiento$56/1000m3 0.46


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SUB- TOTAL COSTOS VARIABLES 19087.00

$ costo/TM etanol producido Costo total anual (m$)

Mano de obra directa 0.532 18.62

Mano de obra indirecta 1.52 53.2

Otros costos $0.30/galon producido etanol 2929.46

Sub Total COSTOS FIJOS 3001.28

En resumen:

COSTO DE VENTAS TOTAL 22088.00 m$

GASTOS ADMINISTRATIVOS 60.00 m$

COSTO TOTAL DE PRODUCCION 22 148.00 m$


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INGRESOS:

Precio unitario ($) Precio total (m$)

Etanol en bruto al 90% $0.97/Kg 29100.00

PRECIO DE VENTAS TOTALES (m$) 29100.00

UTILIDAD

M$ ANUAL

VENTAS 29100.00

COSTO TOTAL DE PRODUCCION 22 148.00

UTILIDAD (m$) 6 952.00

Antes de impuestos.

PROYECTO DE INVERSION

CUADRO 1.-

Capacidad Instalada: 30 000 TM/Ao

Dia/ao: 330 dias

Horas/Ao: 8000 horas


16/27

CUADRO 2.-Pro forma de Ventas y Produccin

Horizonte de Anlisis 10 aos

Ao Capacidad

(%)

Exterior

(70%)

Local

(30%)

Total

TM/ao

Ventas

m($)

1

2

3

4

5/10

60

75

80

90

90

12600

15750

16800

18900

18900

5400

6750

7200

8100

8100

18000

22500

24000

27000

27000

17 460

21825

23280

26190

26190

Para un precio de Venta = $0.97/Kg = $970/TM

CUADRO 3.- Plan de Inversin y Financiero

Concepto Inversin Total

m$

Aporte Propio

m$

Crdito

m$

Inversin Fija

Capital de Trabajo

Intereses Pre-Operativo

1650

16 234

67.50

990

-------

67.50

660

16 234

-------

Total 17 951.5 1 057.5 16 894

Para el Inters Pre-Operativo asumimos un crdito de $ 500,000.00 y que al

comienzo comenzamos con 250,000.00 con un inters del 9%.

- Costos Directos Planta Procesa Fluidos


17/27

- % del costo de

equipo

adquiridoCosto

(m$)

Equipo Adquirido

Instalacin Equipo Adquirido

Instrumentacin y Controles (Instalados)

Caeras y Tuberas (Instaladas)

Instalaciones Elctricas (Colocada)

Obras Civiles (Incluyendo Servicios)

Mejoras de Terreno

Instalaciones de Servicios (Montadas)

Terreno (Si es necesario Adquirirlo)

100

47

18

66

11

18

5

70

6

19 087

8970.

3435

12597

2099

3435

954

13 361

1145

Costo Directo Total de la Planta 346 66 041

- Costos Indirectos

Ingeniera y Supervisin

Gastos de Construccin

33

41

6298

7826

Total de Costos Directos e Indirectos de la Planta 420 80 165

Honorarios del Contratista

Eventuales

15

40

2863

7635

Inversin de Capital Fijo 475 90663

Capital del Trabajo 80 15 270

Inversin Total de Capital 555 105 933


18/27

CUADRO 4.- Estructura Costo Variable Unitario

Consumo/kg etanol Precio unitario($) Costo/Kg etanol

producido ($)Etileno 0.63 0.77 0.4858

Agua para calderas 0.63 0.0024 0.00151

Combustible 0.035GJ 6.00 0.21

Electricidad 0.05 Kw-h 0.06 0.003

Agua enfriamiento 8.36 GJ 0.354 2.96

Vapor de agua 8.53 GJ 7.78 66.36

Costos Ventas [5%Pv)

0.049

CVU = 70.00 $/Kg de etanol

Pv= $0.97/Kg =$970/TM

COSTO VARIABLe UNITARIO DE MANUFACTURA= 69.95$/Kg

Costo variable unitario de ventas= 0.049 $/KG

CUADRO 5.- Costos Fijos Operativos (m $)


19/27

Concepto Mensual N M$

Anual

a) Planilla 1577 14 meses

b) Otros Gastos

c) Depreciacion

d) Amortizacin

Intangible

22 088

380

412.5

21

Total de Costos Fijos Operativos (1 5 Aos)

Total de Costos Fijos Operativos (ltimos 5 aos)

Total de Costos Fijos (Desembolsables)

22 902

22 881

22 468

Otros Gastos

Costo Anual

(m$)

Depreciacin 10% (Inversin Capital Fijo)

165

Impuestos 3% (Inversin Capital Fijo) 49.5

Seguros 1% (Inversin Capital Fijo) 16.5

Alquileres 9% (Inversin Capital Fijo) 148.5

379.5

Depreciacin

Edificios 5% 82.5

Maquinarias y Equipos 10% 165

Gastos, Instalacin Mantenimiento 10% 165


20/27

Y Montaje

412.5

Amortizacin Intangible

Gastos Pre-Operativos 40 20% 8

Intereses Pre-Operativos 68 20% 13

21m $

CUADRO 6.- Capital de Trabajo Estructural

Base Operacin: 2 meses

Inversin Fija = 500000 = 83000

6

n = 6 Semestres a partir del 5

Produccin 1er Ao 30 000 x 0,60 = 18 000 TM/Ao

Para 2 meses de operacin

18 000 x 2 = 3273TM

11

Para un costo variable unitario (CVU) = 70.00 $/Kg de etanol = 229 110m$/TM

=> Necesidad de Fondos m$

- Para cubrir costos variables 229110 x 12 = m$ 2749320

- Para cubrir costo fijo efectivo 22 468 2 = m$ 3744.67


21/27

12 ____________

M$ 2753065

CUADRO 7.- Crdito

Semestre Capital Adeudo Inters Principal Servicio Deuda

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

250

500

500

800

800

417

334

251

168

83

0

23

45

45

45

45

37

30

22

15

7

83

83

83

83

83

85

23

45

45

45

128

120

113

105

98

92

CUADRO 8.- Crdito Capital del Trabajo

Monto: 16 234 m $

I: 18% Liq. Semestralmente

Pagos: 6 Semestres incluyen 2 Semestres Periodo de gracia


22/27

Desembolso: Etapa de Inicio de Operaciones

CUADRO 9.- Calculo Punto de Equilibrio

Base para el 1er Ao de Operaciones

Concepto Nc = 22 902 = 78.70 TM/Ao

2910 0.07

Uso de la Capacidad Instalada = 78.70 x 100 = 53,15%

30000

CUADRO 10.- Estructura del Costo Total de Produccin

COSTO TOTAL DE PRODUCCION (30 000 TM/ao)

$/ unidad de etanol producida Costo anual (m$)

Materia prima e insumos 16053.51

Destilacin $0.47/lb-mol 778.99

Enfriamiento en el reactor $0.03/lb-mol 49.72

Reciclaje compresor $0.03( Pen atm) / lb-mol 2204.40


23/27

Tratamiento aguas residualesbasado volumen total detratamiento $56/1000m

3 0.46

SUB- TOTAL COSTOS VARIABLES 19087.00

$ costo/TM etanol producido Costo total anual (m$)

Mano de obra directa 0.532 18.62

Mano de obra indirecta 1.52 53.2

Otros costos $0.30/galon producido etanol 2929.46

Sub Total COSTOS FIJOS 3001.28

En resumen:

COSTO DE VENTAS TOTAL 22088.00 m$

GASTOS ADMINISTRATIVOS 60.00 m$

COSTO TOTAL DE PRODUCCION 22 148.00 m$


24/27

INGRESOS:

Precio unitario ($) Precio total (m$)

Etanol en bruto al 90% $0.97/Kg 29100.00

PRECIO DE VENTAS TOTALES (m$) 29100.00

CUADRO 10.- Estructura del Costo Total de Produccin

1. Costo de Manufactura

Costo Variable 69.95 m$/Kg

Costos Fijos 1270 m$/Kg

2. Gastos Administrativos

Costos Variables 0

Costos Fijos 1589

3. Gastos de Ventas

Costos Variables 10 236

Costos Fijos ---

4. Gastos Financieros (1er Ao) 8983.05

Costo Total de Produccin 22 148.00 m$


25/27

CUADRO 11

UTILIDAD

M$ ANUAL

VENTAS 29100.00

COSTO TOTAL DE PRODUCCION 22 148.00

UTILIDAD (m$) 6 952.00

Impuesto a la renta (30%) 2085.6

UTILIDAD NETA (m$) 4866.4

5.0 DISCUSIN DE RESULTADOS

El objetivo principal es producir 30000tn/ao de etanol, pero considerandoque en un ao es de 330 das el flujo molar de etanol sera de 3750kg/h, sise observa de los resultados obtenidos en el (tem 3.2), se obtiene en elFlujo 11 un valor igual a 3750.0661kg/h de etanol al 90% en peso y al

80%molar.


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Para poder obtener el producto deseado se debe tener en cuenta ciertoscriterios que permiten reducir al mnimo los costos operativos y maximizarlos beneficios. Se tiene flexibilidad en el proceso pues las condicionestermodinmicas se pueden variar segn el objetivo fijado, por ejemplo lapresin del reactor se puede variar de 10-a-40 atm, se utiliz una presin de10atm pero si se incrementara esta favorecera a una reaccin directaobteniendo por lo tanto mayor etanol, adems la temperatura antes deingresar al reactor debe ser mayor de 200C para asegurarnos que loscomponentes se encuentren en estado vapor, en nuestro caso se ingres a227C; la relacin inicial de etileno y vapor de agua est de 1:1 pero alrealizar el reciclado este vara aumentando el porcentaje de etileno; larelacin reciclaje-purga puede ser cambiado del utilizado 9:1 a uno mayorconsiderando que la purga es para que la impureza (etano) no se acumuleen el reactor interfiriendo con la reaccin, adems la purga se vende comocombustible pero no por ello se debe exceder es su flujo.

Como uno de los objetivos es disminuir los costos se debe considerar que el

aumento de la presin del reactor aumenta los costos de compresin para elreciclaje. Si la temperatura es excesivamente mayor a 200C al momentode ingresar al reactor esto implicara mayores costos de enfriamiento de losefluentes incrementando tambin los costos de la destilacin. El aumentodel reciclaje reduce la cantidad de etileno perdido pero aumenta los costosde la compresin.

Respecto al equipo utilizado se opto por aquellos que poseen mayorrendimiento, por ejemplo en el caso de la columna de destilacin se utilizuna scds tambin se debe considerar la cantidad de bandejas de la columnaconsiderando que ha mayor cantidad de bandejas hay una mejordestilacin, pero incrementa el costo. Si el producto obtenido no satisface elobjetivo se puede recurrir al uso de otra columna de destilacin, inclusive sepuede optar por otro tipo de columna.

6.0 CONCLUSIONES


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- Para obtener una mayor cantidad del producto deseado, lasvariables termodinmicas se pueden variar obteniendo mejoresresultados.

- Para favorecer la reaccin se debe ingresar los componentes envapor para ello se incrementa la temperatura, esta no debe serexcesiva pues aumentara los costos en vapor de agua que se usaen el intercambiador de calor, de forma similar en el caso delrefrigerante.

- Las presiones de trabajo deben ser tomadas, no slo parafavorecer la reaccin sino tambin con respecto al uso delcompresor.

- La relacin entre las corrientes de alimentacin vara pues secuenta con el flujo de reciclaje aumentando as el reactivolimitante (etileno) y disminuyendo costos de alimentacin.

- La funcin de la purga no es solo de mantener un porcentajemnimo de inertes adems sta se vende como combustible.

- La eficiencia del destilado se incrementa con el uso adecuado dela columna adems de la cantidad de bandejas utilizadas.

- Las decisiones tomadas en el proceso deben reducir al mnimo loscostos operativos y maximizar los beneficios.

Documents

36619820 Produccion de Etanol