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Departamento Ingeniería Química y Ambiental Proyectos Específicos – 2° semestre 2010
Profesores: Enzo Vergara – Daniel Martínez / Ayudante; Carlos Parraguez
REVISIÓN
DI-ISOPROPIL ÉTER
ESTUDIO TÉCNICO-ECONÓMICO
Alumno: Cristóbal Arismendi Contreras
Septiembre, 2010
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ESTUDIO DE MERCADO
1. Tecnología de la producción del DIPE y materias primas utilizadas
Lo Informado:
1.1. Propiedades del DIPE
El Di-isopropil éter (DIPE) es un éter secundario, que a temperatura ambiente es un liquido incoloro y con una solubilidad baja en agua (no así con solventes orgánicos). Sus propiedades físicas se detallan a continuación:
Tabla Nº 1. Propiedades DIPE (C6H14O)
Punto de Ebullición 68,5 ºC (155,3 ºF)Punto de Fusión -86 ºC (-122,8 ºF)Gravedad Especifica 0,7257 (Agua = 1)Presión de Vapor 15,9 [kPa] (a 20 ºC)Densidad de Vapor relativa 3,5 (Aire = 1)
Su volatilidad lo hace ideal como solvente para reacciones química, para extraer sustancias desde soluciones acuosas así como para extraer aceites esenciales, nicotina y vitaminas. Es parte de la familia de los alcoholes y éteres, presenta un peso molecular bajo y un punto de ebullición cercano dentro del rango del manejo de gasolinas, por lo que se utiliza como oxigenante de la misma bencina, para así reducir las emisiones de gases de combustión indeseados, completando la combustión y disminuyendo las perdidas por evaporación (agregando un 12% en volumen)
1.2.Métodos de producción del DIPE
El DIPE se puede producir a través de tres procesos:
Hidratación indirecta (con ácido fuerte o débil) Hidratación directa (alta temperatura, baja temperatura y tecnología ICI) Hidrogenación de acetona
La reacción a partir de propileno (materia prima principal) al realizarse bajo condiciones de hidratación y eterificación de olefinas se obtiene una corriente de salida de DIPE, Isopropil Alcohol (IPA), agua y propileno no reaccionado. Si la corriente de propileno viene acompañada de olefinas (más livianos), estos se encontraran sin reaccionar en la corriente de salida.
El propileno reacciona gracias a una reacción catalizada de hidratación formando IPA (esta determina la cinética de la reacción global). El IPA luego a su vez reacciona en una eterificación para generar DIPE. El catalizador y las condiciones de operación deben favorecer la formación de DIPE a partir de IPA y Propileno, ya que al generarse a partir de IPA con IPA se consume el doble del producto intermediario. De los diversos catalizadores especificados en la literatura, se utiliza de forma exitosa zeolita de aluminosilicatos. Durante la reacción, el catalizador se inactiva durante la formación de DIPE de forma reversible (coquificación) e irreversible (desaluminación). Esto se resuelve adicionando IPA recirculado de la corriente de salida (reduce la tendencia de la mezcla a formar fases separadas), aunque esto desplaza el equilibrio de la reacción disminuyendo la producción de DIPE. Finalmente se soluciona todo utilizando un solvente miscible en ambas fases y permita que estas se mantengan sin separarse. Para esto se presentan patentes en el registro del gobierno Estadounidense (Presentada en los Anexos del Informe Original).
1.3.Los principales proveedores de materias primas y volumen de sus suministros
En el mercado nacional el principal proveedor de Propileno es la Empresa Nacional del Petróleo ENAP. La refinería de Bío Bío tuvo una producción (se encuentra bajo el ítem de “Productos Industriales y Otros” en las memorias de ENAP) equivalente a 552 Mm3 en el 2009. Observando las Memorias Anuales de ENAP desde el año 1999 hasta el 2009, la constante demanda de Propileno producido en refinerías lleva a buscar proveedores internacionales de la materia prima en los diversos mercados internacionales.
El Mercado de las Olefinas es amplio y variado, encontrando al Propileno como uno de sus productos, este se produce y exporta por varios países y conglomerados como Europa, donde se transa entre 520 y 530 [€/Ton] (668 - 680 [US$/Ton]). Dentro del Mercado Asiático se encuentran varios exportadores de Propileno, redondeando los 765
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[US$/Ton] en el Mes de Junio de 2009. Debido a posibles inestabilidades en la entrega de la materia prima, se busca un proveedor confiable, como Estados Unidos. En este mercado, el Propileno inicio el mes de mayo del año 2009 con un precio equivalente a 1367 [US$/Ton). En la Figura Nº 1 se presenta la Información hasta el 15 de Agosto del presente año.
Figura Nº1. Se presentan los precios históricos del Propileno en [US$/Ton] entre enero del año 2004 y Agosto del año 2010. Fuente: www.plastemart.com
La compañía Shell Chemicals (con presencia nacional) tiene plantas productoras de propileno en China, Alemania, Japón, Malasia, Holanda, Singapur, Inglaterra y Estados Unidos. La refinería de Norco en Estados Unidos tiene una capacidad de producción de 5000 miles de toneladas anuales, mientras que la nueva planta instalada en Singapur (Shell Eastern Petrochemicals Complexs SEPC) tiene una capacidad para generar 450 mil toneladas anuales. Se estima un precio FOB de 800 [US$/Ton] de propileno de acuerdo a la información obtenida del mercado de propileno de Estados Unidos y comparándolo con los otros precios internacionales de este producto.
1.4.Logística, Distribución y Comercialización
Como el Propileno debe ser importado (por lo que se le debe agregar valores de flete y seguro) se debe obtener el valor CIF (costo, seguro y flete). Gracias al Tratado de Libre Comercio firmado con Estados Unidos el año 2003, esta materia prima esta libre de impuestos aduaneros para su importación.
El almacenaje del Propileno liquido es almacenado a temperatura ambiente en tanques esféricos a presión con diámetros máximos de 20 [m] (También se puede almacenar sin presurizar a -47 ºC sobre todo para grandes cantidades). Para su transporte terrestre en tren o camiones debe ser en tanques presurizados cilíndricos (el tamaño estándar contiene 42 [Ton] de Propileno) y en el caso de camiones el máximo debe ser de 20 [Ton] (alrededor de 40 [m3]).
Para la recepción de materia prima se realizará una asociación con ENAP Refinerías para utilizar el terminal marítimo de San Vicente en la Región del Bío Bío, desde donde el propileno se transportará mediante un gaseoducto.
El DIPE es utilizado en las gasolinas para automóviles en función de disminuir la emisión de gases contaminantes según el Decreto Nº 115 que establece la norma primaria de calidad del aire para monóxido de carbono (CO). Se pretende instalar una línea directa de la planta de DIPE con la gasolina obtenida de la refinería, evitando así la peligrosidad del almacenamiento y distribución del producto.
Es por esta ultima razón, que la planta procesadora debe instalarse en las cercanías de la refinería, donde se puede conectar una línea directa previa a su distribución. La localización de la planta se ubicará más específicamente en la comuna de Hualpén, conectándose a través de oleoducto a la corriente de gasolina generada en la misma. Para prevenir que el DIPE (al igual que otros éteres) genere cargas electroestáticas resultando en descargas eléctricas, este debe viajar a una velocidad no mayor a 1 – 1,5 [m/s] lo que puede variar dependiendo del diámetro de la tubería. Para evitar que genere peróxidos (características de éteres) previo a la entrega y mezcla con la gasolina se debe adicionar un inhibidor como 1-naftol. Cuando la gasolina esta con un 2% en peso de Oxígeno es transportada por ENAP hasta los distribuidores.
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Lo Realizado:
En este punto se presentan las propiedades, formas de producir y las materias primas del producto a desarrollar en este proyecto. Con respecto a las propiedades del producto, se podrían orientar mejor las propiedades informadas para entregar un argumento más solido en cuanto al porque la utilización de este producto como oxigenante para gasolinas. Con respecto al método de producción no se explica el porque de la elección del método desarrollado luego en el estudio técnico, y tampoco se informa de los 2 métodos mencionados que no se emplean. Seria ilustrativo hacer una comparación de los métodos y así poder dar argumentos más valederos del porque se selecciono el método mencionado con mas detalle. Y en cuanto al máximo proveedor de Chile del las materias primas, se debería mencionar para que comercializa ENAP el Propileno y si es parte de una cadena de negocios evaluar la perspectiva de esos negocios para ver la competitividad de la posibilidad de que ENAP sea proveedor exclusivo y no tenga problemas en su oferta de materia prima, con algún competidor en la demanda de propileno.
2. Producción en el Mercado Objetivo
Lo Informado:
2.1. Calidad de los productos
El DIPE que se utiliza en el mercado es de un 98% en peso de pureza pudiendo alcanzar sobre el 99% mediante etapas de destilación. Las impurezas en la corriente de salida del reactor de DIPE son principalmente IPA, propileno no reaccionado y agua. El DIPE presenta una gran tendencia a formar peróxidos, los cuales son explosivos. Para eliminar ésta posibilidad se agregan estabilizadores como 1-naftol o 2,6-di-tert-butil-p-cresol.
2.2.Volúmenes de producción en el Mercado Objetivo en los últimos cinco años y los principales productores.
El principal productor en Chile es ENAP Refinerías, mediante su planta de DIPE (desde el 2003). La planta está diseñada para producir 178,4 Toneladas métricas por día lo cual equivale a 235 metros cúbicos diarios, manteniéndose constante cada año, supliendo el aumento de la demanda de oxigenante para gasolinas a través de la importación de Metil ter-butil éter (MTBE) (segundo oxigenante que se utiliza en el mercado nacional). Se manejan datos de importaciones de MTBE y estos revelan el aumento de la demanda año a año.
2.3.Situación actual de los mayores productores del DIPE
ENAP obtuvo el año 2009 el mejor resultado histórico logrando una utilidad consolidada de US$ 154,9 millones. El giro principal de la empresa es la exploración, producción y comercialización de hidrocarburos y sus derivados incluyendo la petroquímica. Estas actividades productivas se llevan a cabo a través de sus dos líneas de negocio, Exploración y Producción (E&P) perteneciente a la filial Enap Sipetrol S.A. y Refinación perteneciente a Enap Refinerías S.A.
Lo Realizado:
En este tópico se deberían explicitar mejor la calidad del DIPE y si las impurezas producen alteraciones a la gasolina o motores. También en cuanto a los volúmenes de producción en el mercado objetivo y la situación de los principales productores, no se define el mercado con claridad absoluta, ya que el mercado objetivo seria el distribuidor y productor de gasolinas en Chile, ósea ENAP, el cual requiere de Oxigenantes para mezclar con las gasolinas y así alcanzar las normativas establecidas en el País en cuanto a emisiones de gases y en directa relación se encuentra el mercado de consumidores de gasolinas, los que año a año crecen demandando mas gasolinas, sobretodo en el sector transporte. La situación actual de ENAP se podría desarrollar un poco más, para estimar si la empresa se encuentra en una buena situación de entorno para poder afianzar una alianza con esta planta, en cuanto a la gestión de las principales materias primas y a la distribución del producto. Si bien ENAP logro numero positivos el año pasado, lo hizo gracias a la reducción de costos operativos y gestión financiera, pero no por un aumento en las producciones de sus distintas líneas de negocios (no todas fueron menores comparadas con el año 2008), es por esto que aunque la empresa creció el año pasado, recién volvió a una estabilidad económica, que hace intuir que para poder optar a alianzas estratégicas el negocio debiera requerir una rentabilidad segura y buena.
ENAP participa en la exploración y producción de hidrocarburos y, más adelante en la cadena productiva, en la refinación, transporte, almacenamiento y comercialización de los productos derivados del petróleo. De estas actividades, una parte substancial de las operaciones de la compañía corresponde a la refinación y comercialización de sus productos en Chile, liderando el abastecimiento del mercado nacional con una participación de mercado que históricamente ha fluctuado en torno al 80%. Asimismo, desde hace algunos años la empresa ha expandido sus actividades a la exportación de estos productos, principalmente a países de América Latina.
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ENAP accede al mercado internacional para el suministro de petróleo crudo y productos, situación que le permite asegurar el abastecimiento y el cumplimiento de sus compromisos comerciales. El abastecimiento de petróleo crudo de ENAP se obtiene mayoritariamente de Sudamérica y el Mar del Norte, siendo los principales proveedores Brasil, Colombia, Ecuador, Argentina y el Reino Unido.
Las refinerías de ENAP cuentan con las instalaciones necesarias para la recepción y el almacenamiento de esta materia prima. En cuanto al origen de las importaciones de productos refinados, durante el último año éstos provinieron principalmente del mercado estadounidense de la costa del Golfo de México, de Canadá y de Corea.
Los riesgos relevantes para el negocio están esencialmente en el margen de refinación y en las fluctuaciones de precios en los mercados internacionales de crudo y productos, para lo cual se efectúan alianzas estratégicas con distintas zonas de extracción de crudo, con el fin de mitigar el riesgo de variación del valor del petróleo importado entre las fechas de embarque de éste y la fecha estimada de fijación de precio de venta de los productos refinados.
Dada la alta volatilidad del precio del crudo, la Administración ha continuado con la política de contratación de coberturas que permitan minimizar el impacto de eventuales bajas repentinas y significativas en el precio del crudo, considerando el ciclo del negocio de refinación, por el desfase entre los precios de venta de los productos y el costo del crudo refinado.
El tipo de cambio es otro de los factores de riesgo del negocio, debido a que parte importante de los ingresos son en pesos y los pasivos en dólares. Este factor se ve minimizado por la política de cobertura de tipo de cambio de cuentas por cobrar y de precios de productos basada en la paridad de importación indexada en dólares, situación que se analiza en forma periódica para mantener una posición competitiva, considerando la libertad de precios y de importación que existe en Chile.
3. Exportación e importación
Lo Informado:
Debido a la peligrosidad de su transporte (genera peróxidos en el tiempo, los cuales son explosivos y pueden causar incendios, debido a que presenta una conductividad eléctrica baja puede generar descargas eléctricas).
Sin embargo los volúmenes de importaciones del sustituto directo se presentan en el grafico (Figura Nº 2) a continuación.
Figura Nº 2: Se muestran los volúmenes en Toneladas anuales de importación de MTBE entre los años 2002 y 2009. Fuente: Legal Publishing.
Lo Realizado:
El MTBE no se importa solo, lo que se importa es realmente la gasolina ya mezclada con el MTBE, por lo que hay que analizar mejor los datos de importación que se presentan y también analizar el destino que tienen estas importaciones, porque como ya existe una planta de DIPE en Chile, ubicada en la planta de la Refinería de ENAP en Con Con, es muy probable que la gasolina importada sea destinada a sectores del sur de Chile o del norte, ya que el sector central debe estar cubierto con la producción de la planta de DIPE de la Refinería de Con Con.
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4. Estudio de los precios
Lo Informado:
4.1. Los precios nacionales
Debido a que no hay un mercado abierto nacional del DIPE (es un monopolio), se analizo la estructura de costos de la producción de DIPE. El análisis arroja que del costo del DIPE, un 93 % del costo esta asociado a las materias primas, un 6% a Servicios relacionados y menos de 1% a costos de operación.
A un precio (en pesos) del dólar de 527, obtenemos un precio de DIPE igual a 940 [US$/Ton] lo cual se encuentra muy cercano al costo por Tonelada de MTBE importado al mercado nacional (805 -1000 [US$/Ton])
Se espera un alza en los precios del MTBE debido a factores como:
Oferta: el cierre de plantas de MTBE, ya que se ha encontrado filtraciones del compuesto en aguas subterráneas y su afinidad con el agua y toxicidad lleva a buscar alternativas para su uso, todo en un contexto ambiental y un aumento en la rigidez de las normativas.
Demanda: el aumento constante de la demanda de gasolinas asegura la necesidad de oxigenantes para cumplir la normativa nacional, siendo el sector transporte el mayor consumidor de gasolina y presentando éste un crecimiento del 1% anual se asegura una demanda creciente del producto.
Materia Prima: en la actualidad hay un alza mantenida del precio del propileno lo que se debe directamente al alza del precio del petróleo crudo (ya que el propileno es un subproducto de la refinación del petróleo).
Lo Realizado:
5. Consumo en el mercado objetivo
Lo Informado:
5.1. Equilibrio de la oferta y la demanda
La oferta en Chile de este producto es echa solo a través de la Empresa Nacional del Petróleo. Pero su producción no es capaz de satisfacer la demanda real (se suple con la importación de MTBE) de oxigenante para mezclarlos con las gasolinas requeridas por las empresas distribuidoras para el sector de transporte en su mayoría. Es por esto que la demanda que se desea cubrir equivale a las importaciones del sustito directo: el MTBE, del cual se presentan los datos históricos de consumo que representan un porcentaje del mercado nacional de oxigenantes:
Figura Nº 3: Se muestran los volúmenes en Toneladas anuales de importación de MTBE entre los años 2002 y 2009. Fuente: Legal Publishing.
5.2. Los principales usos del DIPE
El uso principal del DIPE es como oxigenante para gasolinas.
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5.3. El patrón de consumo de DIPE
Si contabilizamos todas las fuentes de energía, el sector transporte consume un 35% de las producidas, comprendiendo un 99% del sector en derivados del petróleo (más de un 70% entre el petróleo diesel y gasolinas). En países de la OECD el crecimiento en el sector transporte es cercano al 1% anual.
En la Tabla Nº 2 se muestran los datos históricos del consumo nacional de gasolinas sin plomo.
Tabla Nº 2. Datos históricos consumo nacional de gasolinas sin plomo
Año Consumo [Mm3]199
92058
2000
2229
2001
2777
2002
2958
2003
2879
2004
2893
2005
2886
2006
2848
2007
3047
2008
3147
Debido a que el consumo de DIPE esta directamente relacionado con el consumo de gasolinas de tipo 93, 95 y 97 se realiza un estudio (Tabla Nº3) del consumo nacional de gasolinas lo cual nos da una idea del patrón anual de consumo del producto.
Tabla Nº3. Consumo Nacional de Gasolinas para motor en miles de M3
Gasolina motor 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002Producción
bruta3055 3218 3400 3092 3265 3103 2890
Importación 588 949 741 801 631 650 626Exportación 825 807 1006 886 961 930 493
Consumo final 3147 3047 2848 2886 2893 2879 958
5.4. Principales empresas consumidoras.
Las principales empresas son las distribuidoras de gasolinas para el consumidor directo de ellas. En Chile los consumidores serian:
CopecShell ChilePetrobrasTerpel
Lo Realizado:
6. Proyección del consumo y producción
Lo Informado:
El producto DIPE se agrega en forma directa a las gasolinas. El mercado de gasolinas se encuentra en aumento y realizando una proyección del consumo se genero la Tabla Nº 4.
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Tabla Nº 4. Proyección del consumo de gasolina y el uso de Oxigenante DIPE.
Año Consumo [Mm3] DIPE [Ton]2011 3412 1009242012 3492 1029422013 3572 1050012014 3652 1071012015 3732 1092432016 3812 1114282017 3892 1136572018 3972 1159302019 4052 1182482020 4132 1206132021 4212 1230262022 4292 1254862023 4372 1279962024 4452 1305562025 4532 1331672026 4612 1358302027 4692 1385472028 4772 1413182029 4852 1441442030 4932 147027
El consumo de DIPE se encuentra ligado a la producción de gasolinas, sin embargo el mercado objetivo es el reemplazo del uso de MTBE (sustituto directo). Por lo mismo se genera una proyección de la demanda de MTBE mediante los datos históricos antes presentados obteniendo la siguiente demanda futura:
Tabla 5. Proyección del consumo de MTBE y DIPE por año.
Año MTBE [Kg] Volumen MTBE [m3] Volumen DIPE [m3]2010 126308984 170596 1364762011 128835164 174008 1392062012 131411867 177488 1419902013 134040105 181037 1448302014 136720907 184658 1477272015 139455325 188351 1506812016 142244431 192118 1536952017 145089320 195961 1567692018 147991106 199880 1599042019 150950929 203878 1631022020 153969948 207955 166364
Lo Realizado:
7. Oportunidades y amenazas del proyecto.
Lo Informado:
7.1 Amenazas del proyecto
La principal amenaza del proyecto es el uso de alcoholes en las gasolinas. El etanol y sus derivados se utilizan como oxigenantes en la gasolina mezclados en un 5,6 % en volumen para obtener el 2 % en peso de oxigeno requerido. Los avances a nivel de país hacia el uso de alcoholes son los siguientes:
El 9 de mayo de 2008 se promulga el Decreto Supremo Nº 11 en el cual se autoriza la comercialización de mezclas bio-etanol con gasolinas y de bio-diesel con petróleo diesel compuestos en un 5 % del biocombustible, porcentaje que se fija para poder utilizar los motores convencionales sin modificaciones. Además se liberaron de impuestos y se generaron acuerdos con Brasil para la importación y pruebas de combustibles con etanol. Otros decretos que apoyan el consumo de derivados de alcoholes son la Resolución 142 Exenta y D.S. 128.
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Se han realizado concursos para presentar soluciones innovadoras que alcancen altos niveles de impacto en la dotación de biocombustibles de segunda generación cuyos resultados debieran generar un impacto cuantificable en la matriz energética desde el año 2002.
7.2.Oportunidades del Proyecto
Dentro de la legislación nacional se encuentra el D.S. 54 y 55, estos establecen normas de emisión aplicables a vehículos motorizados medianos y pesados respectivamente, a través del D.S. 4 se presentan los procedimientos para el control de las emisiones donde se establece la necesidad del uso de oxigenantes en las gasolinas con el objetivo de disminuir las emisiones de monóxido de carbono.
En el contexto de emisiones, el MTBE es usado para cumplir con la normativa de un 2% en peso de oxigeno. Su uso ha conllevado problemas ambientales, su afinidad con el agua y la toxicidad que significa su consumo humano lleva a la búsqueda de alternativas a su uso.
Como sustituto directo el DIPE no presenta problemáticas ambientales y su producción es novedosa a nivel mundial.
Un producto secundario que se genera en la síntesis de DIPE, el Isopropil Alcohol, un solvente utilizado en una amplia gama de productos además de ser desinfectante y deshidratante. El uso como solvente equivale al 62% de la demanda total de IPA en el 2008.
Se espera que el mercado del IPA crezca a una tasa de 1 a 1,5 % anual durante el periodo 2008-2013 y hasta el 2008 presento un precio cercano a los 1,7 [US$/Kg] (FOB) lo que presenta un posible mercado para este subproducto de la planta.
Lo Realizado:
ESTUDIO TÉCNICO
1. Descripción del Proceso y PFD
Lo Informado:
En el proceso se identifican 6 etapas principales:
1.1 Reactor:
En el Reactor de DIPE se llevan a cabo dos reacciones, la hidratación del Propileno y su posterior eterificación. La hidratación de propileno es exotérmica y reversible y produce isopropil alcohol (IPA o 2-propanol). Este producto intermedio reacciona con propileno para formar di-isopropil éter en una reacción exotérmica reversible de eterificación.
C3H6 + H2O C3H7OH (Ec. 1)
C3H6 + C3H7OH C6H14O (Ec. 2)
El catalizador a utilizar es zeolita beta el cual presenta un tamaño de poro entre 5-8 [Å] y una fracción de hueco de 0.40 equivalente al diámetro del pellet de 1/8 [in]. La reacción presenta una conversión del 40,5 % y una selectividad de DIPE del 86,4 % según:
La alimentación del reactor es de 6300 [kmol/h] equivalente a 370 mil [Kg/h]. Las condiciones de esta corriente son de 100 [MPa] de presión y 167 ºC de temperatura. Las reacciones se llevan a cabo en una fase homogénea, lo cual se logra a través de una alta presión de operación en el reactor y de recirculaciones de efluente enfriado. Esta recirculación no solo tiene por objetivo mantener la temperatura dentro del reactor, sino que mantiene
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los porcentajes apropiados de cada componente para evitar la formación de cúmulos de componentes puros que pueden inhabilitar permanentemente el catalizador. El efluente del reactor es una mezcla de propileno, agua, 2-propanol y DIPE y se encuentra en estado liquido según lo dispuesto anteriormente, la temperatura de salida es de 177 ºC y se genera una caída de presión de 5,4 [MPa] en el reactor.
1.2 Recuperación de Liviano
En esta torre se purificara el producto y recuperara el propileno no reaccionado para reingresarlo al reactor. Se trabaja a 2,5 [MPa] y una recirculación de 3,4. Por el tope sale una corriente de propileno recuperado a una temperatura de 58 [ºC]. Por el fondo sale una corriente de agua, IPA y DIPE a 180 [ºC].
1.3 Separación de DIPE/IPA
La corriente del fondo de la torre anterior ingresa a una columna que trabaja a una presión de 0,18 [MPa] y una recirculación de 1,85 con el fin de separa el DIPE (producto final) del IPA además de mezclarse con una corriente de lavado que es principalmente agua. En el tope (a 96 [ºC]), se obtiene una corriente rica en DIPE más IPA y agua la cual se lleva a la etapa de lavado. En el corte lateral a 94 [ºC] se recupera una corriente rica en IPA la cual se recircula al reactor. Finalmente por el fondo de la torre se obtiene una corriente de agua a 116 [ºC] la cual se enfría e ingresa al lavado de DIPE.
1.4 Lavado de DIPE
Esta torre opera a 0,64 [MPa] y su función es terminar de purificar el DIPE hasta un 98 % de pureza, lavando la corriente que sale por el tope en la torre se separación DIPE/IPA con la corriente que sale en el fondo (entra a 38 [ºC]) de la torre antes descrita arrastrando el IPA restante en la corriente rica en DIPE. Las corrientes de salida son la del fondo que se recircula a la torre de separación de DIPE/IPA y el producto final: DIPE con una pureza superior al 98 % (grado químico).
1.5 Adición de estabilizador
La alta tendencia a formar peróxidos del DIPE impide almacenarlo en tanques a mayor proporción de 20% DIPE 80% gasolina (v/v). Por lo que se debe adicionar estabilizadores como 1-naftol o 2,6-di-tert-butil-p-cresol, esto se realiza en la línea debido al peligro mencionado. Se almacena el producto en la proporción señala y luego es mezclado directamente en la línea para su posterior distribución.
Lo Realizado:
2. Balance de masa y Energía
Lo Informado:
2.1 Criterios del Balance de Masa
Los criterios para la elaboración del balance de masa son los siguientes:
La planta funciona en forma continua y en estado estacionario. La reacción se lleva a cabo en una fase homogénea sin formación de fase orgánica/inorgánica. La reacción de formación de DIPE a partir de dos moles de IPA no ocurre, sin embargo la presencia de IPA
se mantiene en el reactor para mantener una fase liquida homogénea. Ambas reacciones que ocurren en el reactor son reversibles con cinética de primer orden y su dependencia
con la temperatura puede expresarse mediante Arrhenius.
(Ec. 3)
Y que presenta una velocidad de reacción modelada según:
(Ec. 4)
(Ec. 4)
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(Ec. 5)
Para el balance de masa en el reactor se supone que la conversión es de un 40,5 % y la selectividad un 100%.
Para las etapas de recuperación de livianos, separación de DIPE/IPA y lavado de DIPE se utilizan columnas de fraccionamiento continuo.
2.2 Resumen del Balance de Masa
En esta planta hay 2 materias primas que se requieren de forma continua: el agua desmineralizada que equivale a la alimentación fresca de ésta y corresponde a 138,3 [kmol/h] (2,5 mil [kg/h]) y una razón estequiométrica de agua:DIPE de 1:1. El otro insumo es el Propileno, el cual como se recircula por la planta nunca presenta una corriente de salida y tiene un flujo de ingreso a la planta fresco de 269 [kmol/h] (11,3 mil [kg/h]) con una razón estequiométrica de propileno:DIPE igual a 2:1.
Tabla Nº 6. Resumen de las corrientes de entrada y salida de la planta
Corriente 11 16 17Flujo másico [kg/h] 8113 11320 2473Flujo molar [kmol/h] 137 268 137
Composición [% mol.]
Propileno 0 1 0Agua 0,0240 0 1DIPE 0,9760 0 0IPA 0 0 0
Composición [% p/p]Propileno 0 1 0
Agua 0,0073 0 1DIPE 0,9927 0 0IPA 0 0 0
2.3 PFD y tabla del balance de masa.
A continuación se presenta el PFD de la planta de DIPE junto con la tabla de balance de masa de las principales corrientes de la misma:
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Figura N° 4. Diagrama de flujo de la planta
Tabla N° 7. Resumen del Balance de Masa de la planta, se incluyen las corrientes que contienen DIPE:
Corriente 1 3 4 6 7 9 11
Flujo másico [kg/h] 311907 53050 24882,54 17524 21710 17524 8113
Flujo molar [kmol/h] 6297,94 1025,5 608,5 212,6 470,5 212,6 137,3Composición %
mol.Propileno 0,4319 0,4066 0 0 0 0 0
Agua 0,1707 0,156 0,26290,136
40,3316
0,1364
0,0240
DIPE 0,1044 0,1313 0,22120,670
70,0013
0,6707
0,9760
IPA 0,293 0,3061 0,51590,192
90,6671
0,1929
0
Composición % p/p
Propileno 0,367 0,3307 0 0 0 0 0
Agua 0,062 0,0543 0,0811 0,03 0,1293 0,03 0,0073
DIPE 0,2154 0,2593 0,3875 0,14 0,0029 0,14 0,9927
IPA 0,3555 0,3556 0,5315 0,83 0,8678 0,83 0
(*) El Balance de masa completo de la planta se presenta en los Anexos
Lo Realizado:
3. Listado de Equipos
Lo Informado:
A continuación se presenta el listado de los equipos principales de la planta:
3.1 Reactor
Figura N° 5. Equilibro líquido-líquido del sistema ternario de DIPE (1) + agua (2) + 2-propanol (3).
12
El reactor de DIPE opera a 10 [MPa] y una temperatura de 167 [ºC]. Se recupera el efluente a 193,5 [ºC] y 4,73 [MPa]. En su interior se mantiene una fase liquida homogénea a través de 3 condiciones de operación: la Presión del Reactor, temperatura del reactor y composición del flujo. La composición debe mantenerse por fuera de la campanada del equilibrio ternario de DIPE+IPA+AGUA que se presenta en la Fig. Nº 5 y se logra mediante la recirculación del efluente de tres zonas del reactor: al principio, entre el primer y segundo lecho y entre el segundo y el tercer lecho. Esta recirculación previamente enfriada no solo mantiene la fase homogénea, sino que también mantiene la temperatura y presión del reactor para favorecer las reacciones deseadas.
Tabla Nº 8. Balance de masa de Reactor de DIPE
Corriente 15 1 2 3Flujo másico [kg/h] 53058 311907 258885 53050Flujo molar [kmol/h] 1293 6298 5004 1026
Composición [% mol.]
Propileno0,530
40,4319 0,4066 0,4066
Agua0,226
70,1707 0,1560 0,1560
DIPE0,000
50,1044 0,1313 0,1313
IPA0,242
50,2930 0,3061 0,3061
Composición [% p/p]
Propileno0,544
10,367 0,3307 0,3307
Agua0,099
50,062 0,0543 0,0543
DIPE0,001
20,2154 0,2593 0,2593
IPA0,355
20,3555 0,3556 0,3556
3.2 Columna Recuperadora de Livianos
Esta columna opera a 2,5 [MPa] con una temperatura de tope de 58 [ºC] y una temperatura de fondo de 180 [ºC]. En el tope se obtiene una corriente de propileno en estado de vapor saturado, el cual es condensado en el condensador total. Se genera una razón de recirculación de 3,4. En el fondo se obtiene una corriente de la mezcla DIPE, IPA y agua en estado de líquido saturado el cual es bombeado a la siguiente etapa de la planta. A continuación se presenta el resumen del balance de masa del equipo:
Tabla Nº 9. Balance de masa de Columna recuperadora de livianos
Corriente 3 4 5Flujo másico [kg/h] 53050 24883 17548Flujo molar [kmol/h] 1025 609 417
Composición [% mol.]Propileno 0,4066 0 0
Agua 0,1560 0,2629 1DIPE 0,1313 0,2212 0IPA 0,3061 0,5159 0
Composición [% p/p]Propileno 0,3307 0 0
Agua 0,0543 0,0811 1DIPE 0,2593 0,3875 0IPA 0,3556 0,5315 0
3.3 Columna Separadora IPA/DIPE
Esta columna ingresa la corriente que proviene de la columna recuperadora de livianos y una recirculación de la columna de lavado de DIPE, opera a 0,18 [MPa], por el tope sale una corriente a 96 [ºC] rica en DIPE en estado de vapor la cual es alimentada al lavador de DIPE y por el fondo sale una corriente a 116 [ºC] de agua en estado de liquido saturado el cual es enfriado e ingresado a la torre de lavado de DIPE. Finalmente se presenta una corriente
13
lateral rica en IPA la cual se recircula al reactor junto con la corriente de alimentación fresca de agua desmineralizada.
Tabla Nº 10. Balance de masa de Columna separadora de IPA/DIPE
Corriente 4 6 7 8 12Flujo másico [kg/h] 24883 17524 21710 13547 18701Flujo molar [kmol/h] 609 213 471 752 827
Composición [% mol.]
Propileno 0 0 0 0 0
Agua 0,26290,136
40,3316 1 0,7491
DIPE 0,22120,670
70,0013 0 0,2232
IPA 0,51590,192
90,6671 0 0,0276
Composición [% p/p]Propileno 0 0 0 0 0
Agua 0,0811 0,03 0,1293 1 0,9402DIPE 0,3875 0,14 0,0029 0 0,0494IPA 0,5315 0,83 0,8678 0 0,0104
3.4 Columna Lavadora de DIPE
La columna lavadora de DIPE opera a 1,08 [MPa], se alimenta el efluente rico en DIPE proveniente de la separadora de IPA/DIPE, por el tope sale una corriente de DIPE en estado vapor a 138 [ºC], el cual debe ser condensado y mezclado con un inhibidor de formación de peróxidos (1-naftol). Por el fondo sale agua a 48 [ºC] la cual se reingresa a la columna.
Tabla Nº 11. Balance de masa de Columna Lavadora de DIPE
Corriente 9 10 11 12Flujo másico [kg/h] 17524 13547 8113 18701Flujo molar [kmol/h] 213 752 137 827
Composición [% mol.]Propileno 0 0 0 0
Agua0,136
41
0,0240
0,7491
DIPE0,670
70
0,9760
0,2232
IPA0,192
90 0 0,0276
Composición [% p/p]Propileno 0 0 0 0
Agua 0,03 10,007
30,9402
DIPE 0,14 00,992
70,0494
IPA 0,83 0 0 0,0104
Lo Realizado:
4. Diseño equipo Principal
Lo Informado:
4.1 Criterio de selección de equipo principal
El equipo principal de la planta es el reactor, debido a las altas presiones en las que opera y que deben mantenerse para que las reacciones deseadas sean favorecidas además de ser la etapa limitante de la producción de DIPE. La caída de presión dentro del reactor es de 5,3 [MPa], tiene un flujo de 6300 [kmol/h], equivalente a 367 [ton/h].
14
4.2 Criterios de diseño del equipo principal
Para efectos del diseño del reactor se considero la siguiente secuencia de reacción:
C3H6 + H2O C3H7OH (Ec. 6)
C3H6 + C3H7OH C6H14O (Ec. 7)
El reactor presenta una conversión de propileno de 40,5 % y se considera una selectividad del 100% a DIPE. La composición de ingreso al reactor debe estar posicionado fuera de la campanada del diagrama ternario de (DIPE+C3)+Agua+IPA. La velocidad espacial horaria en peso del reactor es de 0,33 [1/h]. La razón entre los diámetros interno externo utilizada para el reactor corresponde a aquella para equipos de alta presión y equivale a 1,01.
4.3 Diseño del equipo principal
El reactor consta de una carcasa cilíndrica con un diámetro interno de 10,4 [m], diámetro externo de 10,5 [m] y 28,3 [m] de largo. Construido de acero al carbono con aleación de níquel (Ni- resist corrosion resistant cast iron, ductile; 24 Ni; bal. Fe) presenta tres lechos fijos catalíticos de Zeolita beta espaciados por 0,5 [m] debido al uso de redistribuidores de líquido y del reingreso de recirculaciones. La razón entre el diámetro externo y el interno es la recomendada para equipos operando a altas presiones.
El reactor opera a 10 [MPa] de presión y tiene una caída de presión de 5,27 [MPa]. La temperatura de operación es de 167 [ºC] y debido a que es una reacción exotérmica el efluente del reactor se encuentra a 177 [ºC]. El flujo de que ingresa al reactor es 312 [ton/h] y corresponde a una mezcla de propileno fresco, agua desmineralizada fresca y recirculaciones de la planta.
El catalizador utilizado es zeolita beta, tiene un diámetro promedio de 1/8 [in] y presenta tamaño de poro entre 5 y 8 [Å]. Los lechos de catalizador son fijos y equitativos en peso y volumen. La masa total del catalizador es de 903,5 [ton] equivalentes a 2007 [m3]. Esta configuración de catalizador presenta una conversión de un 40,5 % en base al propileno la cual es puede estimar a través de la Figura Nº 6. El largo de cada lecho es de 8,4 [m] y se genera una caída de presión de 1,76 [MPa] en cada uno de ellos.
Figura N° 6. Esquema representativo de un reactor por etapas que alcanza la conversión deseada para una reacción exotérmica reversible. Fuente: Ingeniería de las reacciones químicas.
La recirculación total del reactor se divide en tres partes iguales, la primera se alimenta en el tope del reactor junto con las recirculaciones de la planta mezcladas con las alimentaciones frescas, la segunda se alimenta después del primer lecho de catalizador luego de ser enfriado al igual que el tercer reciclo (alimentado entre el segundo y tercer lecho catalizador) como se muestra en la Figura Nº 7.
15
Figura N° 7. Diagrama representativo del Reactor.
Para efectos del cuidado del catalizador se debe mantener una fase homogénea dentro del reactor mediante las condiciones de operación antes mencionadas y de las recirculaciones, cuyo objetivo es disminuir la temperatura (reacciones exotérmicas) y mantener los porcentajes de IPA (favorece la presencia de una fase homogénea).
Lo Realizado:
5. Especificaciones de otros Equipos
Lo Informado:
5.1 Criterios de diseño de los otros equipos
Para el diseño de los estanques de almacenamiento se utilizó el cálculo de volumen de tanques presurizados que aparece en la página 87 del capítulo 6 del Manual del Ingeniero Químico. Para la elección de los materiales de construcción de los equipos se utilizó la tabla 23-4 del capítulo 23 donde se especifican las propiedades generales de corrosión de distintos metales y aleaciones.
Para el diseño del estanque de agua desmineralizada se consideró el volumen necesario para operar durante un mes, mientras que para el propileno se considero un tanque con capacidad para el consumo anual.
Para el diseño de columnas se consideraron los flujos de alimentación, tope, lateral (si corresponde) y de fondo de cada uno. También las temperaturas de ebullición de los compuestos a separar y de las mezclas así como la presión de operación de cada columna.
5.2 Listado por tipo de equipo y sus especificaciones
5.2.1 Columna recuperadora de Livianos
Tabla Nº 12. Especificaciones de la columnaAt [m2] 141,4
Diámetro plato [m] 2Cantidad de platos 45
Espaciamiento entre platos [m]
0,7
Altura [m] 32,2Material Acero al carbón
16
5.2.2 Columna separadora IPA/DIPE
Tabla Nº 13. Especificaciones de la ColumnaAt [m2] 56,5
Diámetro plato [m] 1,5Cantidad de platos 32
Espaciamiento entre platos [m]
0,7
Altura [m] 23,1Material Acero al carbón
5.2.3 Columna lavado DIPE
Tabla Nº 14. Especificaciones de la ColumnaAt [m2] 190,85
Diámetro plato [m] 3Cantidad de platos 27
Espaciamiento entre platos [m]
0,7
Altura [m] 19,6Material Acero al carbón
5.2.4 Estanque de almacenamiento de propileno (esfera)
Tabla Nº 15. Especificaciones del estanqueDiámetro plato
[m]20
Altura [m] 20Material Acero al carbón
5.2.5 Estanque de almacenamiento de Agua desmineralizada
Tabla Nº 16. Especificaciones del estanqueDiámetro plato
[m]3,3
Altura [m] 1,9Material Acero al carbón
Lo Realizado:
6. Especificación de servicios
Lo Informado:
6.1 Criterios de selección de servicios
Para efectos del proyecto los servicios son vapor para los re-hervidores e intercambiadores de calor. Ingresara a la planta vapor saturado de alta presión y se retira como liquido saturado para reingresarla a la caldera. El agua debe ser tratada y así evitar la formación de sales en las cañerías y equipos (precipitan a temperaturas altas). Una vez que se utiliza el agua de servicio debe ser enfriada y recirculada a la planta. Para el servicio de bombas se estima una eficiencia adiabática del 75% en cada bomba.
6.2 Listado de Equipos y sus servicios
En la tabla siguiente se muestran los equipos y que servicios requiere cada uno.
Tabla Nº 17. Equipo Servicios
Reactor Agua de enfriamientoElectricidad
17
Columna Recuperadora de Livianos
Agua de enfriamientoVapor de media presión
Columna separadora de IPA/DIPE Vapor de baja presiónColumna de lavado de DIPE Agua de enfriamiento
Electricidad
6.3 Listado de equipos, servicios y flujos requeridos
6.3.1 Reactor
El reactor necesita una bomba que ingresa los reactivos a 10 [MPa] y un enfriador que disminuye la temperatura de la recirculación. Para el intercambiador se utiliza agua de servicio.
Tabla Nº 18.Servicio Unidad ValorIntercambiador de CalorAgua [ton/h] 169,5
BombaElectricida
d[kW] 75,59
6.3.2 Columna recuperadora de Livianos
La columna necesita un Re-hervidor, que evapora el efluente del fondo de la torre que se encuentra como liquido saturado. El producto del tope es propileno puro como vapor saturado, el cual debe ingresar a un condensador total del cual se recupera líquido saturado.
Tabla Nº 19.Servicio Unidad Valor
Re-hervidorVapor de media
presión[ton/h] 28,61
Condensador TotalAgua [ton/h] 53,08
6.3.3 Columna separadora IPA/DIPE
La columna funciona con un re-hervidor en el fondo de la torre que evapora el efluente que se obtiene (es agua pura), y para su funcionamiento se requiere vapor de baja presión en una cantidad de 29,6 [ton/h].
6.3.4 Columna de lavado de DIPE
Esta columna tiene 2 servicios, la electricidad del compresor y bomba y el otro es agua de enfriamiento. El compresor lleva el producto del tope de la columna anterior desde 176 [kPa] hasta los 637 [kPa] a los que opera la torre. El agua de enfriamiento se utiliza en un intercambiador que sub-enfría el efluente de fondo de la columna separadora IPA/DIPE hasta 37,5 [ºC], esta corriente es luego bombeada a la columna de lavado de DIPE.
Tabla Nº 20.Servicio Unidad Valor
Intercambiador de CalorAgua [ton/h] 59,26
BombaElectricida
d[kW] 4,55
CompresorElectricida
d[kW] 457,2
6.4 Resumen de Necesidades de Servicio
18
Para efectos de la energía retirada o entregada desde el punto de vista del fluido, será positiva si es entregada y negativa para la retirada. Los requerimientos de vapor de baja presión se suprimen de este listado ya que se utiliza la misma corriente de media presión mediante la expansión de esta a la salida del re-hervidor de la columna recuperadora de livianos hasta una presión de 60 [psi] y una temperatura de 420 [K].
Tabla Nº 21. Resumen Necesidades de Servicios
ServicioCondición de
ingresoEstado Flujo total
Energía retirada/entregada
Agua de enfriamiento 17 [ºC]Liquido sub-
enfriado281,84 [ton/h]
8938 [MJ/h]
Vapor de media presión
150 [psi]; 453 [K] Vapor saturado 29 [ton/h] 120417 [MJ/h]
Electricidad - - 537,34 [kW] 2139 [MJ/h]
7. Aspectos ambientales
La Constitución de la República de Chile asegura a todas las personas el derecho a vivir en un medio ambiente libre de contaminación. Es deber del Estado velar que este derecho no sea afectado y tutelar la preservación de la naturaleza según el Art. 19 No. 8 Constitución Política de la República de Chile. En función del cumplimiento de este deber este proyecto se ve en la obligación de enmarcarse en la Ley de Bases Generales del Medio Ambiente (Ley No. 19300/94 del Ministerio Secretaría General de la Presidencia).
7.1 Normativas Generales
7.2 Normativas Especificas7.2.1 Regulación Emisiones Atmosféricas7.2.2 Regulación Descargas Liquidas 7.2.3 Regulación Manejo Residuos Sólidos 7.2.4 Regulación Sobre Ruidos7.2.5 Regulación sobre información y formulación de productos químicos
7.3 Análisis de Pertinencia
El objetivo de este ítem es analizar si el proyecto ingresa al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA).
El proyecto ingresa al SEIA mediante:
- Art. 3, letra k; Instalaciones fabriles, tales como metalúrgicas, químicas, textiles, productos de materiales para la construcción, de equipos y productos metálicos y curtiembres, de dimensiones industriales.
- Art. 3, letra i; Proyectos de desarrollo minero, incluidos los de carbón, petróleo y gas, comprendiendo las prospecciones, explotaciones, plantas procesadoras y disposición de residuos y estériles.
- Art. 3, letra j; Oleoductos, gasoductos, ductos mineros u otros análogos: Se entenderá por ductos análogos aquellos conjuntos de canales o tuberías y sus equipos y accesorios, destinados al transporte de sustancias, que unen centros de producción, almacenamiento, tratamiento o disposición, con centros de similares características o con redes de distribución.
El proyecto debe presentar un Estudio de Impacto Ambiental según se estipula en los siguientes artículos del decreto supremo N°95:
1. Art. 5: El titular deberá presentar un Estudio de Impacto Ambiental si su poyecto o actividad genera o presenta riesgo para la salud de la población, debido a la cantidad y calidad de los efluentes, emisiones o residuos que genera o produce.
2. Art. 6: El titular deberá presentar un Estudio de Impacto Ambiental si su proyecto o actividad genera o presenta efectos adversos significativos sobre la cantidad y calidad de los recursos naturales renovables, incluidos el suelo, agua y aire.
3. Art. 10: El titular deberá presentar un Estudio de Impacto Ambiental si su proyecto o actividad genera alteración significativa, en términos de magnitud o duración, del valor paisajístico o turístico de una zona
19
Lo Realizado:
ESTUDIO FINANCIERO
1. Bases de la evaluación económica
Lo Informado:
1.1 Mercado global, Objetivo, % de participación, proyección de la Producción.
El mercado global corresponde al mercado nacional de oxigenantes, el cual es insumo directo en el mercado nacional de gasolinas. Este mercado se encuentra en constante aumento y su proyección se muestra a continuación:
Tabla Nº 22. Proyección del consumo anual de gasolina sin plomo a nivel nacional.
Año
Consumo nacional gasolina [Mm3]
2011
3412,2
2012
3492,2
2013
3572,2
2014
3652,2
2015
3732,2
2016
3812,2
2017
3892,2
2018
3972,2
2019
4052,2
2020
4132,2
2021
4212,2
2022
4292,2
2023
4372,2
2024
4452,2
2025
4532,2
2026
4612,2
2027
4692,2
2028
4772,2
2029
4852,2
2030
4932,2
20
El porcentaje de participación del mercado corresponderá al que hoy en día está cubierto por el sustituto directo: el MTBE. El objetivo es desplazar el MTBE debido a problemáticas ambientales que ha presentado en los países que lo han utilizado, por lo tanto el porcentaje del mercado a abordar corresponde al 36 % del mercado global.
El consumo necesario de DIPE para los años de proyección se puede obtener mediante la proyección del consumo de gasolinas y el consecuente asociado de DIPE como oxigenante. Al obtener los metros cúbicos anuales de gasolina y conociendo el porcentaje en volumen de DIPE para llegar al 2 % en peso de oxígeno, obtenemos los metros cúbicos y toneladas de DIPE que el mercado requiere (siendo éste el único Oxigenante utilizado).
Figura Nº 8. Proyección del consumo necesario de oxigenante a nivel nacional si solamente se utilizara DIPE.
Sin embargo, como el mercado de oxigenantes ya cuenta con una producción de DIPE por parte de ENAP, el porcentaje del mercado total corresponderá a aquel que en la actualidad se encuentra utilizado por el MTBE. Este sustituto se utiliza en un porcentaje volumétrico distinto al DIPE, por lo que mediante la proyección del MTBE y la razón volumétrica de uso de ambos oxigenantes se obtendrá el volumen anual de DIPE necesario para llenar ese porcentaje del mercado.
Tabla Nº 22. Consumo proyectado de DIPE en el mercado objetivo de acuerdo a la participación deseada.
Años
Proyección del consumo de MTBE Proyección del consumo equivalente de DIPE
[Ton] [m3]201
1128835,164 139206
2012
131411,867 141990
2013
134040,105 144829
2014
136720,907 147726
2015
139455,325 150681
2016
142244,431 153694
2017
145089,32 156768
2018
147991,106 159903
2019
150950,929 163102
2020
153969,947 166364
2021
157049,346 169691
2022
160190,333 173085
2023
163394,14 176546
21
2024
166662,023 180077
2025
169995,263 183679
2026
173395,168 187352
2027
176863,072 191100
2028
180400,333 194922
2029
184008,34 198820
2030
187688,507 202796
1.2 Precios y su Proyección
Los precios de DIPE se obtuvieron mediante la suma de los costos asociados a las materias primas, servicios y costos directos. La estructura de costos se presenta a continuación.
Figura Nº 9. Estructura de costos del precio de DIPE.
Debido a que las componentes del precio de DIPE son variables en el tiempo, se proyectaron los precios de las materias primas, que son el porcentaje más relevante de la estructura de costos. Mediante esta proyección de costos más un ingreso del 27 % por unidad vendida se confecciono el precio de venta de DIPE para el proyecto que se presenta a continuación.
Tabla Nº 23. Proyección de los costos de producción y precio de venta de DIPE en el horizonte de evaluación.
Año
Costo Producción
Precio venta
[US$ / Ton] [US$ / Ton]201
4943 1198
2015
943 1198
2016
944 1199
2017
945 1200
2018
945 1200
2019
946 1201
2020
946 1202
202 949 1205
22
1202
2951 1208
2023
954 1211
2024
956 1214
2025
959 1218
2026
961 1221
2027
964 1224
2028
966 1227
2029
969 1231
2030
972 1234
2031
974 1237
2032
977 1240
2033
979 1244
1.3 Precios de Insumos y Servicios y su proyección
Dentro de las materias primas el propileno representa casi la totalidad del gasto en el ítem de costos del precio del producto. Debido a la volatilidad en los precios del propileno se utilizó un valor estandarizado de 1090 [US$/Ton] con una desviación estándar de 232 [US$/Ton]. El agua desmineralizada, se obtiene a un precio de 0,8 [US$/Ton] que corresponde al precio de venta a nivel industrial del agua por un factor equivalente a la desmineralización. Se obtiene el precio del agua de servicio a 0,43 [US /Ton]. El vapor y la electricidad se detallan a continuación:
Tabla Nº 24. Proyección en el horizonte de evaluación de los costos de servicio asociados al funcionamiento de la planta.
Año
Proyección precios Electricidad Proyección precios Vapor
[$ / kWh] [US$ / kWh] [US$ / m3] [US$ / Ton]201
058 0,1077 0,468 38
2011
64 0,119 0,455 37
2012
70 0,1302 0,442 36
2013
76 0,1414 0,429 35
2014
82 0,1526 0,416 34
2015
88 0,1639 0,403 33
2016
94 0,1751 0,039 32
2017
100 0,1863 0,377 31
201 106 0,1975 0,364 30
23
8201
9112 0,2088 0,351 29
2020
118 0,22 0,338 27
2021
124 0,2312 0,325 26
2022
130 0,2425 0,312 25
2023
136 0,2537 0,299 24
2024
142 0,265 0,286 23
2025
148 0,2761 0,273 22
2026
154 0,2874 0,026 21
2027
160 0,2986 0,247 20
2028
166 0,3098 0,245 20
2029
172 0,3211 0,244 20
2030
178 0,3322 0,243 20
2031
184 0,3435 0,241 19
2032
190 0,3547 0,24 19
2033
197 0,366 0,239 19
1.4 Moneda seleccionada para la evaluación
Se debe definir una moneda dura, cuyo valor no varíe en el tiempo, asegurando eliminar los efectos de pérdida o ganancia de poder adquisitivo en el tiempo. Las proyecciones, costos y flujos de caja serán en dólares debido a que es una moneda suficientemente conocida y utilizada, lo cual facilita la comprensión de terceros, es una moneda con historia económica, garantizando su permanencia en el tiempo y muchos de los bienes y equipos que serán adquiridos tienen precios expresados en dólares.
Para obtener el precio del terreno se utilizo originalmente la UF y luego el cambio a dólares según el siguiente cambio expresado a continuación:
Tabla Nº 25. Conversión de monedas.Fech
a5 de Julio del 2010
UF 21216,28 [clp]Dóla
r538,36 [clp]
1.5 Antecedentes financieros
El proyecto se enmarca en una asociación con ENAP, no solo para la venta, sino que para la adquisición de insumos y en el contexto nacional se realiza en un escenario donde los alcoholes no han entrado al mercado de las gasolinas (como oxigenante) ni menos de la matriz energética.
El horizonte de evaluación del proyecto es a 20 años, debido a alto monto de inversión que significa llevar a cabo el proyecto y la lenta evolución de la tecnología asociada, lo que se traduce en una vida útil larga.
La tasa de interés de descuento se compone de la rentabilidad base (valor promedio de la rentabilidad para la industria a la que pertenece el proyecto) que es un 10 % y la prima de riesgo (porcentaje que se agrega según el nivel de riesgo que presente el proyecto) que también es de un 10 %. Con esto se obtiene una tasa de descuento
24
igual al 20 %. Al generar el flujo de caja del proyecto financiado se utiliza una tasa de descuento menor, debido a que el riesgo del proyecto disminuye al tener el monto de la inversión.
El monto total de la inversión corresponde a 180 millones de dólares, el cual se financia en un 70 % mediante fondos de inversión privado y un 30 % con fondos de inversionistas. El crédito que se obtiene de los fondos de inversión privado tiene un interés que se descompone en el costo más el spread. A su vez el costo de fondo se desglosa en la tasa Libor (Libor 360) y el encaje (que corresponde al riesgo país). De esta forma obtenemos una tasa de interés de 4,15 %.
De acuerdo al flujo de caja anual se obtiene una tasa interna de retorno de 18 % la cual es superior a la tasa de descuento utilizada (16 %) mientras que el Payback es al año 6 y el Valor Actualizado Neto es de 7.509.857 [US$].
1.6 Vida Útil del Proyecto
La vida útil se considera como la vida útil del equipo principal de la planta (el reactor) que son 20 años. Además se considera la vida útil del proyecto esta directamente relacionada con la velocidad de evolución de la tecnología asociada (por ejemplo, un proyecto que se base en una tecnología electrónica tendrá una vida útil mas corta), que en el caso de las tecnologías asociadas a las gasolinas los esfuerzos están enfocados a introducir cada vez mas a los combustibles derivados de fuentes renovables debido a la disposición limitada de combustibles derivados del petróleo.
1.7 Criterios de Depreciación
La información sobre la depreciación de los equipos se obtuvo desde la página oficial del Servicio de Impuestos Internos. Para cada equipo se considero la vida útil y para ingresarlo al flujo de caja se considero una depreciación acelerada, esto permite disminuir el monto imponible del flujo de caja, disminuyendo el impuesto en los primeros años y ayudando a obtener mejores resultados del ejercicio.
1.8 Listado de Inversiones
Tabla Nº 26. Listado de Inversiones en activo fijo.
Equipo Costo Inversión [US$] Vida útil [año] Depreciación acelerada [año]
Reactor 1721992 15 5
Columna recuperadora 599911 15 5
Columna Splitter 282306 15 5
Columna Lavadora 711313 15 5
Compresor 357653 15 5
Bombas 1286753 10 3Estanques
Almacenamiento11832279 15 5
Piping 5828807 18 6
Instrumentos de Control 7286008 10 3
Construcciones 18287881 80 26
Instalación Electrica 3643004 20 6
Facilidades de servicio 10200412 50 16
1.9 Detalles de los costos
Los costos se dividen en costos de inversión y costos de operación.
Los costos operacionales se subdividen en:
Costos directos: aquellos que se generan siempre que la planta este operando, no varían en el tiempo, se desembolsan anualmente. Se compone de costos de servicio, mano de obra directa y mantención.
Costos indirectos: se generan de forma indirecta por la operación de la planta y no varían en el tiempo. Servicios de iluminación, internet, teléfono, mano de obra indirecta.
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Gastos generales: gastos que no son indispensables para la operación de la planta ni de la empresa. Mano de obra (guardias), seguros y beneficios de la mano de obra.
Costos variables: costos indispensables para el funcionamiento de la planta pero que varían en el tiempo. Materias primas.
El conjunto de los costos operacionales se puede expresar mediante el siguiente grafico del costo:
Figura Nº 10. Estructura costos operacionales.
Se presenta a continuación el desglose de los costos operacionales:
Tabla Nº 27. Costos operacionales.
COSTOS OPERACIONALES
Ítem Unidad [US$/unidad] [US$]
Costos Directos
Vapor de servicio [ton] $ 19,769 $ 4.376.570
Agua de servicio [ton] $ 0,490 $ 1.054.287
Electricidad [kWh] $ 0,153 $ 626.135
Mano de Obra [h] $ 108.592
Mantención $ 994.869
Total Costos directos $ 7.160.453
Costos Indirectos
Gastos en iluminación $ 13.002
Internet y teléfono $ 1.665
Mano de Obra [h] $ 4.915
Total Costos Indirectos $ 19.582
Gastos Generales
Mano de Obra [h] $ 480.091
Seguros $ 1.445.054Beneficios mano de
obra$ 4.569.840
Total Gastos Generales $ 6.494.984
Costos Variables
Materias Primas
Agua desmineralizada [ton] $ 0,730 $ 13.782
Propileno [ton] $ 11.892 $ 94.183.648
Total Costos Variables $ 94.197.430
Total Costos Operacionales $ 107.872.450
26
Los costos de inversión incluyen costos fijos, costos intangibles y el capital de trabajo. Los costos fijos corresponden a la inversión necesaria para los activos fijos de la planta mientras que los costos intangibles son todos aquellos que están directamente relacionados con los activos fijos.
A los costos intangibles se debe agregar el costo de la patente del reactor. Las patentes emitidas en EEUU antes del año 1995 tienen una vigencia de 17 años. Como la patente utilizada fue emitida en el año 1994 la vigencia termina el año 2011, lo que significa que no se deben considerar dentro de los costos. Sin embargo un análisis mas exhaustivo de la ley de patentes debe ser llevada a cabo, costo que se agrega a gastos legales.
El capital de trabajo se define como el monto necesario para obtener un periodo de operación de la planta. En este caso se calcula de forma anual y corresponde a los costos operacionales generados por un año de producción, asumiendo que los pagos por concepto de venta pueden no generarse de forma inmediata mensual, sino que en forma anual (el peor de los escenarios de ingresos por ventas). A continuación se presenta un desglose de los costos de inversión.
Tabla Nº 28. Costos de Inversión.
COSTOS DE INVERSIÓN
Ítem Unidad [US$/unidad]
[US$]
Costos FijosTerreno [m2] $ 63 $ 157.636Equipos [unidad] $ 18.215.021
Sistema Eléctrico $ 3.643.004Instrumentación y
control$ 7.286.008
Piping $ 5.828.807Instalación $ 8.633.920
Obras Civiles y edificación
$ 28.488.293
Total Costos Fijos $ 72.252.690Costos Intangibles
Ingeniería y Supervisión $ 1.457.202Gastos Legales $ 182.150
Gastos de construcción $ 1.457.202Gastos contratistas $ 182.150
Total Costos Intangibles $ 3.278.704Capital de trabajo
Capital de trabajo $ 107.872.450Total Costos de
Inversión$ 183.403.844
Lo Realizado:
2. Evaluación Económica
Lo Informado:
2.1 Criterios de evaluación económica del proyecto
La evaluación se realizo con la UF a 21.216,3 pesos chilenos [clp] y el dólar a 538,4 [clp]. Los volúmenes de venta están considerados de acuerdo a la demanda equivalente al porcentaje de mercado definido en forma previa y el precio de venta se estipula como 1,27 veces el costo de producción unitario.
El precio de venta, insumos y materias primas tienen una evolución en su valor en el horizonte de evaluación.
27
La tasa de descuento utilizada en el caso del proyecto puro (o sin financiamiento) corresponde a 20 %, mientras que en el proyecto financiado, al haber un menor riesgo, se fija a un 16 %.
2.2 Flujo de Caja
A continuación se presenta el flujo de caja para todo el horizonte de evaluación.
Tabla Nº 29. Flujo de Caja del Proyecto Financiado.
28
Año 0 1 2 3 4 5 6Ingresos
[kg] vendidos 0 107101737,14 109243771,88 111428647,32 113657220,26 115930364,67 118248971,96precio -$ 1,179$ 1,179$ 1,180$ 1,181$ 1,181$ 1,182$
Ing. Por venta -$ 126.255.007$ 128.850.658$ 131.500.003$ 134.204.152$ 136.964.236$ 139.781.412$
Total Ingresos -$ 126.255.007$ 128.850.658$ 131.500.003$ 134.204.152$ 136.964.236$ 139.781.412$ Costos Operacionales
Directos -$ 6.165.584$ 6.357.960$ 6.555.608$ 6.758.662$ 6.967.260$ 7.181.541$ Indirectos -$ 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$
Gastos Generales -$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ Variables -$ 94.207.250$ 96.091.395$ 98.013.223$ 99.973.488$ 101.972.957$ 104.012.416$
Total Costos Operacionales -$ 106.887.401$ 108.963.921$ 111.083.397$ 113.246.716$ 115.454.784$ 117.708.524$ Resultado Operacional -$ 19.367.607$ 19.886.737$ 20.416.606$ 20.957.436$ 21.509.452$ 22.072.888$
Pérdida ejercicio anterior (-) -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ Depreciación (-) -$ 8.779.183-$ 8.779.183-$ 8.779.183-$ 5.921.596-$ 5.921.596-$ 2.820.505-$
Resultado antes de impuestos 10.588.424$ 11.107.554$ 11.637.423$ 15.035.840$ 15.587.857$ 19.252.383$ Impuestos -$ 1.800.032$ 1.888.284$ 1.978.362$ 2.556.093$ 2.649.936$ 3.272.905$
Resultado después de impuestos -$ 8.788.392$ 9.219.270$ 9.659.061$ 12.479.747$ 12.937.921$ 15.979.478$ Depreciación (+) -$ 8.779.183$ 8.779.183$ 8.779.183$ 5.921.596$ 5.921.596$ 2.820.505$
Pérdida ejercicio anterior (+) -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ Capital de trabajo (-) 107.882.270$ -$ -$ -$ -$ -$ -$
Inversión (-) 72.252.690$ -$ 292.332$ -$ 292.332$ -$ 292.332$ Flujo Antes de Financiamiento 180.134.960-$ 17.567.575$ 17.706.120$ 18.438.244$ 18.109.011$ 18.859.517$ 18.507.650$
Flujo Actualizado 15.144.461$ 13.158.532$ 11.812.602$ 10.001.445$ 8.979.261$ 7.596.322$ Flujo Acumulado 180.134.960-$ 164.990.499-$ 151.831.967-$ 140.019.365-$ 130.017.919-$ 121.038.658-$ 113.442.336-$
Efecto Deuda 126.094.472$ 8.512.310-$ 8.541.722-$ 8.572.355-$ 8.604.259-$ 8.637.487-$ 8.672.094-$ Flujo Financiado 54.040.488-$ 9.055.264$ 9.164.398$ 9.865.889$ 9.504.751$ 10.222.029$ 9.835.556$
Año 7 8 9 10 11 12 13Ingresos
[kg] vendidos 120.613.951$ 123.026.230$ 125.486.755$ 127.996.490$ 130.556.420$ 133.167.548$ 135.830.899$ precio 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$
Ing. Por venta 142.656.859$ 145.899.157$ 149.214.454$ 152.604.373$ 156.070.574$ 159.614.750$ 163.238.635$
Total Ingresos 142.656.859$ 145.899.157$ 149.214.454$ 152.604.373$ 156.070.574$ 159.614.750$ 163.238.635$ Costos Operacionales
Directos 7.401.650$ 7.873.636$ 8.361.583$ 8.865.942$ 9.387.175$ 9.925.753$ 10.482.164$ Indirectos 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$
Gastos Generales 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ Variables 106.092.665$ 108.214.518$ 110.378.808$ 112.586.385$ 114.838.112$ 117.134.875$ 119.477.572$
Total Costos Operacionales 120.008.882$ 122.602.720$ 125.254.958$ 127.966.893$ 130.739.854$ 133.575.195$ 136.474.303$ Resultado Operacional 22.647.977$ 23.296.437$ 23.959.496$ 24.637.480$ 25.330.720$ 26.039.555$ 26.764.332$
Pérdida ejercicio anterior (-) -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ Depreciación (-) 1.241.870-$ 1.241.870-$ 1.586.268-$ 1.586.268-$ 2.015.186-$ 2.015.186-$ 2.086.716-$
Resultado antes de impuestos 21.406.107$ 22.054.567$ 22.373.228$ 23.051.212$ 23.315.534$ 24.024.370$ 24.677.616$ Impuestos 3.639.038$ 3.749.276$ 3.803.449$ 3.918.706$ 3.963.641$ 4.084.143$ 4.195.195$
Resultado después de impuestos 17.767.069$ 18.305.291$ 18.569.779$ 19.132.506$ 19.351.894$ 19.940.227$ 20.482.421$ Depreciación (+) 1.241.870$ 1.241.870$ 1.586.268$ 1.586.268$ 2.015.186$ 2.015.186$ 2.086.716$
Pérdida ejercicio anterior (+) -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ Capital de trabajo (-) -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$
Inversión (-) -$ 2.014.324$ -$ 1.579.085$ -$ 292.332$ 357.653$ Flujo Antes de Financiamiento 19.008.939$ 17.532.836$ 20.156.047$ 19.139.689$ 21.367.079$ 21.663.080$ 22.211.485$
Flujo Actualizado 6.725.924$ 5.347.961$ 5.300.093$ 4.338.654$ 4.175.488$ 3.649.424$ 3.225.698$ Flujo Acumulado 106.716.412-$ 101.368.451-$ 96.068.358-$ 91.729.705-$ 87.554.216-$ 83.904.792-$ 80.679.094-$
Efecto Deuda 8.708.138-$ 8.745.677-$ 8.784.774-$ 8.825.493-$ 8.867.902-$ 8.912.072-$ 8.958.074-$ Flujo Financiado 10.300.801$ 8.787.160$ 11.371.274$ 10.314.196$ 12.499.177$ 12.751.008$ 13.253.411$
Año 14 15 16 17 18 19 20Ingresos
[kg] vendidos 138.547.517$ 141.318.468$ 144.144.837$ 147.027.734$ 149.968.288$ 152.967.654$ 156.027.007$ precio 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$
Ing. Por venta 166.943.999$ 170.732.653$ 174.606.444$ 178.567.265$ 182.617.045$ 186.757.760$ 190.991.426$
Total Ingresos 166.943.999$ 170.732.653$ 174.606.444$ 178.567.265$ 182.617.045$ 186.757.760$ 190.991.426$ Costos Operacionales
Directos 11.056.904$ 11.650.484$ 12.263.428$ 12.896.273$ 13.549.570$ 14.223.884$ 14.919.794$ Indirectos 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$ 19.582$
Gastos Generales 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ 6.494.984$ Variables 121.867.123$ 124.304.466$ 126.790.555$ 129.326.366$ 131.912.894$ 134.551.152$ 137.242.175$
Total Costos Operacionales 139.438.594$ 142.469.517$ 145.568.550$ 148.737.206$ 151.977.031$ 155.289.602$ 158.676.535$ Resultado Operacional 27.505.405$ 28.263.136$ 29.037.894$ 29.830.058$ 30.640.014$ 31.468.157$ 32.314.890$
Pérdida ejercicio anterior (-) -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ Depreciación (-) 1.313.400-$ 1.313.400-$ 1.313.400-$ 1.313.400-$ 1.241.870-$ 1.241.870-$ 1.241.870-$
Resultado antes de impuestos 26.192.005$ 26.949.735$ 27.724.494$ 28.516.658$ 29.398.145$ 30.226.287$ 31.073.021$ Impuestos 4.452.641$ 4.581.455$ 4.713.164$ 4.847.832$ 4.997.685$ 5.138.469$ 5.282.414$
Resultado después de impuestos 21.739.364$ 22.368.280$ 23.011.330$ 23.668.826$ 24.400.460$ 25.087.819$ 25.790.607$ Depreciación (+) 1.313.400$ 1.313.400$ 1.313.400$ 1.313.400$ 1.241.870$ 1.241.870$ 1.241.870$
Pérdida ejercicio anterior (+) -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$ Capital de trabajo (-) -$ -$ -$ -$ -$ -$ -$
Inversión (-) 292.332$ -$ 292.332$ -$ 292.332$ -$ 1.579.085$ Flujo Antes de Financiamiento 22.760.432$ 23.681.681$ 24.032.398$ 24.982.226$ 25.349.997$ 26.329.688$ 25.453.392$
Flujo Actualizado 2.849.500$ 2.555.893$ 2.235.987$ 2.003.758$ 1.752.807$ 1.569.437$ 1.307.934$ Flujo Acumulado 77.829.594-$ 75.273.701-$ 73.037.714-$ 71.033.956-$ 69.281.149-$ 67.711.712-$ 66.403.777-$
Efecto Deuda 9.005.985-$ 9.055.885-$ 9.107.856-$ 9.161.983-$ 9.218.356-$ 9.277.070-$ 9.338.219-$ Flujo Financiado 13.754.447$ 14.625.796$ 14.924.542$ 15.820.243$ 16.131.641$ 17.052.619$ 16.115.173$
Para efectos del cierre de la planta se considera que las ganancias que se obtienen por la venta de activos fijos al valor residual se compensa con el egreso de caja que significa el tratamiento que debe realizarse para restaurar el terreno (junto con otros gastos indirectos) por lo que no se genera un ingreso en el ultimo año.
2.3 Evaluación de Indicadores de Rentabilidad
Los indicadores utilizados en esta evaluación económica fueron el TIR, VAN y Pay-back. Para el flujo de caja del proyecto financiado se obtuvieron los siguientes indicadores:
Tabla Nº 30. Indicadores del Proyecto financiado.Tasa de
Descuento16 %
VAN [US$] $ 7.509.857TIR 18 %
Pay - Back Año 6
El calculo del VAN es un procedimiento que permite calcular el valor presente de los flujos de caja futuros del proyecto mediante el uso de la tasa de descuento. Cuando el VAN es positivo la inversión produce ganancias por sobre la rentabilidad exigida (16 % en este caso) por lo que el proyecto puede aceptarse o puede entregar una recomendación de inversión positiva.
La tasa interna de retorno (TIR) corresponde a la tasa de interés con la cual el VAN es cero. Para obtener una recomendación de inversión a partir de la TIR se debe comparar esta con la tasa de descuento (o tasa mínima). Al ser la TIR mayor a la tasa de descuento se puede entregar una recomendación de inversión positiva.
El Pay-back o plazo de recuperación corresponde al plazo en que se recuperará la inversión que no corresponde al monto financiado por el crédito. Se utiliza para conocer cuantos periodos se requieren para recuperar la inversión y su análisis se limita a decidir si este plazo es adecuado o no. En este caso el Pay-back se considera adecuado (al año 6 se recupera la inversión) considerando el monto de inversión.
2.4 Análisis de Resultados
Estos análisis van en función de predecir y evaluar posibles cambios del escenario que se define para realizar la evaluación económica del proyecto. En este caso se realizaron dos procedimientos, usando el programa Cristal Ball, el cual es un software de análisis de riesgo y de pronóstico, se analiza mediante un proceso denominado Simulación Monte Carlo, el cual entrega el rango de resultados posibles para las variables que se simulen y la probabilidad de alcanzar cada uno de ellos.
En primera instancia se sensibilizó el efecto del precio de las materias primas en el costo por unidad (US$/Kg) de producto.
Para esto se utilizaron los siguientes rangos de evaluación de variación de precios:
Tabla Nº 31. Rangos de variación.Servicio o Materia
PrimaMínimo Máximo
Agua desmineralizada 0,600 [US$/ton] 0,860 [US$/ton]Electricidad 0,137 [US$/kWh] 0,168 [US$/kWh]
Vapor 17,792 [US$/ton] 21,745 [US$/ton]Agua de servicio 0,400 [US$/ton] 0,580 [US$/ton]
Media Desviación estándarPropileno 1090 [US$/ton] 232 [US$/ton]
El costo de producción por unidad se ve afectado en un 99% por el valor de la tonelada de propileno, mientras que el resto de los insumos y servicios aportan el 1 % del efecto. El cambio en el costo de propileno se supuso como una distribución normal con una media de 1090 [US$/ton] y una desviación estándar de 232 [US$/ton]. Esta información se extrajo de los datos históricos del valor de la tonelada de propileno.
Habiendo fijado el precio de venta en 1,27 veces el costo de producción (ambos por unidad) preocupa la posibilidad de que debido a cambios en los mercados este precio de venta se viera alcanzado por el costos de producción. Sin embargo al revisar las graficas podemos observar que la probabilidad que esto ocurra es de un 22 %
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lo que refleja una probabilidad de un 78 % de que el proyecto genere ganancias por ingresos a variar los costos de insumos y materias primas.
Figura Nº 11. Distribución del precio de DIPE.
Debido a que el costo de producción unitario de DIPE se ve afectado en un 99 % por el precio del propileno, se genero la siguiente grafica para encontrar el precio de esta materia prima ates el cual el proyecto no genere ingresos considerando un precio de venta de 1,198 [US$/Kg] (precio al cual el DIPE es competitivo frente al MTBE).
Figura Nº 12. Sensibilidad del costo de DIPE frente al precio de propileno.
El precio por tonelada de propileno al que los ingresos por ventas se hacen cero es de 1418,5 [US$].
Para obtener el mismo análisis para la TIR y para el VAN se debe considerar la tasa de interés del crédito además de los precios de insumos y servicios, con lo cual tenemos una tabla de variación:
Tabla Nº 32. Rangos de variaciónServicio o Materia
PrimaMínimo Máximo
Agua desmineralizada 0,600 [US$/ton] 0,860 [US$/ton]
Electricidad0,137
[US$/kWh]0,168 [US$/kWh]
Vapor 17,792 [US$/ton] 21,745 [US$/ton]Agua de servicio 0,400 [US$/ton] 0,580 [US$/ton]
Propileno 981 [US$/ton] 2000 [US$/ton]Interés Financiamiento Libor 360 Interés Max.
1,15 % 5 %
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Una consideración importante en este análisis es que el precio de venta se fija en el precio que se utilizo para el flujo de caja, que hace al DIPE competitivo frente al MTBE.
Tabla Nº 33. Resultados de las estadísticas de los indicadores económicos y de las variables.
Figura Nº 13. Distribución Weibull del VAN. Fuente Cristal Ball
El grafico de la simulación del VAN nos indica que este se comporta con la forma de una distribución gamma. Además las probabilidades de que el VAN sea mayor a cero son de 30,83 %.
Figura Nº 14. Sensibilidad del VAN frente a diferentes variables. Fuente: Cristal Ball.
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Estadísticas TIR VAN Agua de servicio Agua desmineralizada Electricidad Precio Unitario Propileno Vapor interesMedia 14% ($12.075.166) $ 0,491 $ 0,731 $ 0,261 $ 0,944 1306 26,46 3%Mediana 13% ($11.389.066) $ 0,492 $ 0,731 $ 0,263 $ 0,943 1303 26,10 3%Desviación estándar 7% $23.153.236 $ 0,037 $ 0,051 $ 0,061 $ 0,040 232 3,08 1%Varianza 0% $536.072.327.096.208 $ 0,001 $ 0,003 $ 0,004 $ 0,002 53659 9,49 0%Coef. De asimetría 2,07 -0,2593 -0,0608 0,0341 -0,0325 0,0276 0,1444 0,1985 -0,0723Kurtosis 14,05 3,58 2,35 2,47 1,81 2,30 3,32 2,27 1,70Coef. de Variabilidad 0,4888 -1,92 0,0756 0,0705 0,2347 0,0420 0,1774 0,1164 0,3552Minimo -1% ($113.749.462) $ 0,405 $ 0,606 $ 0,153 $ 0,854 503 19,87 1%Maximo 80% $67.652.567 $ 0,576 $ 0,853 $ 0,366 $ 1,030 2216 33,90 5%Ancho de banda 81% $181.402.029 $ 0,171 $ 0,246 $ 0,213 $ 0,176 1713 14,03 3%Error est. De la media 0% $732.170 $ 0,001 $ 0,002 $ 0,002 $ 0,001 7 0,10 0%
Al realizar el análisis de sensibilidad se encontró que la mayor incidencia en el VAN se logra mediante la variación del precio de la tonelada de propileno, como se puede observar en el grafico de barras, llegando al 96,2 % del efecto.
Ya que el propileno es la variable que afecta de forma mas importante el VAN, se busco a que precios de propileno el VAN es cero, obteniéndose un valor de 1325 [US$/ton], bajo este valor el VAN disminuye en forma progresiva. A este valor la tasa interna de retorno es igual a la tasa de descuento del proyecto.
Figura Nº 15. Distribución LogNormal del TIR. Fuente: Cristal Ball.
La tasa interna de retorno también se sensibilizo con respecto a las mismas variables, obteniendo a grafica presentada anteriormente. De la misma forma el valor limitante de la TIR es cuando esta iguala a la tasa de descuento. Las probabilidades de que la TIR sea mayor a la tasa de descuento son de 130,83 % lo cual es coherente considerando que el TIR es igual a la tasa de descuento cuando el VAN es cero.
Figura Nº 16. Sensibilidad del TIR frente a diferentes variables. Fuente: Cristal Ball.
En forma análoga al VAN el estudio de sensibilidad del TIR muestra que la incidencia que tiene el precio del propileno sobre esta es de un 95,6 % en comparación con las otras variables que podrían afectar.
Lo Realizado:
3. Recomendaciones de Inversión
Lo Informado:
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Luego de llevar a cabo la evaluación financiera podemos observar que los indicadores como TIR, VAN y Pay-back otorgan recomendaciones positivas para la inversión. A partir de los datos del flujo de caja del proyecto financiado y considerando una tasa de descuento del 16 % se obtiene Pay-bacK al año 6, un TIR de 18 % y un VAN de 7 millones de Dólares.
Para los análisis de sensibilidad se observa que el precio de propileno tiene la mayor incidencia en los indicadores. Luego de obtener los resultados de la sensibilización se obtiene que a un precio de 1325 [US$/ton] el proyecto deje de ser rentable.
De acuerdo con los análisis las probabilidades de que los indicadores se mantengan positivos al cambiar variables como el precio de propileno son del 30 % lo que aumenta el riesgo de llevar a cabo el proyecto (manteniendo el precio del producto fijo).
Por otro lado se debe considerar que en la actualidad se presenta un ambiente favorable para realizar grandes inversiones con capital internacional. Como ejemplo podemos recalcar la disponibilidad de capitales europeos para invertir luego de la crisis financiera por la que pasaron.
En conclusión se recomienda invertir en función de establecer un precio de venta que sea un polinomio de las materias primas e insumos necesarios por unidad producida. Con esta medida se amortigua el efecto que tiene en los indicadores económicos la variación del precio de propileno y los análisis de sensibilidad aumentan a un 65 % de probabilidades de mantenerse positivos.
Lo Realizado:
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