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Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo Facultad de Ingeniería Química e Industrias Alimentarias

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Ácido Nítrico Autores: Deza A. / Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Curso: Diseño de Plantas Industriales I - Informe N° 1 (Cap. I, II y III). Profesor: MSc. Pedro Ángeles Chero

Lambayeque, Mayo del 2012. 1 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

INDICE GENERAL INDICE………………………………………………………………………….…………...2 CAPITULO I: ESTUDIO DE MERCADO……………………………………….............7 INTRODUCCION…………………………………………………………………………...8 1.1 INSUMO:NITRATO DE AMONIO…………………………………………………..9 1.1.1 Definición……………………………………………………………………10 1.1.2 Historia y Descripción………………………………………………...…..10 1.1.3 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS………………………………….11 a. Propiedades físicas. b. Propiedades químicas 1.1.4 Usos y aplicaciones …………………………………………………..…..12 1.1.5 Productos Competitivos…………………………………………….…....13 1.1.6 Producción Mundial De Nitrato De Amonio………………….….14 1.2 MATERIA PRIMA……………………………………………………….……….…. 15 1.2.1 Amoniaco……………………………………………………….……………..15 A. Definición……………………………………………………………….... 15 B. Historia…………………………………………………………….……….17 C. Características………………………………………………….……..….18 a. Propiedades químicas…………………………………….…..……...18 b. Propiedades física………………………………………...…………..18 c. Termoquímica…………………………………………..………… …..21 d. Manejo del producto………………………….….………..………….21 e. Usos………………………………………………..………….………….21 1.2.2 Acido nítrico……………………………………………..…………………... 22 A. Definición…………………………………………..……………………... 22 B. Historia……………………………………………………………..……… 23 C. Características………………………………………………...…………. 23 a. Propiedades físicas…………………………………...………………23 b. Propiedades químicas………………………………..……………

1.2.3

24

Diatomita A. Definición………………………………………………….……………….26 B. Características………………………………………...…………………..27 C. Mercado………………………………………………..……………………28 2

Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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1.3 ANALISIS DEL MERCADO…………………………………………………………29 1.3.1 ANALISIS DE LA DEMANDA…………………………………………….....29 A. Consumo histórico (CNA)……………………………………………..29 B. Tasa de crecimiento del nitrato de amonio………………………...31 C. Estimación de la demanda futura…………………………………….32 1.3.2 Análisis de la oferta…………………………………………………………33 A. Tipo de oferta……………………………………………………………..33 a. Proveedores del nitrato de amonio en el perú B. Productores nacionales…………………………………………………37 C. Análisis de la competencia……………………………………………..37 1.3.3 Análisis de la competencia………………………………………………...39 A. Tipo de precio……………………………………………………………..39 B. Estimación del precio……………………………………………………39 1.3.4 Análisis de la comercialización……………………………………………42 A. Canal de distribución…………………………………………………….43 1.4 IMPORTACIONES……………………………………………………………………..44 1.5 EXPORTACIONES…………………………………………………………………….47 1.6 INFLUENCIA DE LOS INDICADORES ECONOMICOS ………………………...47

1.6.1 PBI - Producto Bruto Interno (PBI)……………………………....47 1.6.2

Inflación………………………………………………………………….....49

1.6.3

Renta Nacional…………………………………………………………….50

1.6.4

Aranceles……………………………………………………………………50

1.6.5

Devaluación………………………………………………………………...51

1.6.6

Consumo Per Cápita……………………………………………………...52

1.7 TAMAÑO DE LA PLANTA………………………………………………………. .…..52 .

1.7.1 Análisis de los factores determinantes……………………………........52 A. Materia prima…………………………………………………………….…52 B. Tecnología………………………………………………………………….53 C. Financiamiento …………………………………..………………………..53 D. Demanda…….…………………………….…………………………..…….53 1.7.2 Determinación del tamaño de planta………………………………….….54 1.8 CONCLUSIONES…………………………………………………………………..….55 APENDICE………………………………………………………………………....56 ANEXOS……………………………………………………………………………..61 LINKOGRAFIA………………………………………………………………..65 CAPITULO II: UBICACIÓN DE PLANTAS…………………………..........................66 3 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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INTRODUCION…………………………………………………………………………....67 2.1 UBICACIÓN DE ZONA GEOGRAFICA…………………………………………..68 2.1.1 Zonas geográficas alternativas…………………………………………..68 A. Región La Libertad………………………………………………………68 - Superficie y ubicación geográfica………………………………..68 - Población………………………………………………………………68 - Clima e Hidrografía…………………………………………………..69 - Estructura Productiva……………………………………………….69  Sector agropecuario………………………………………………………...70  Sector pesquero…………………………………………………….71  Sector minero………………………………………………………..71 - Inversión privada……………………………………………………..72 B. Región Ancash - Ubicación……………………………………………………………….75 - Clima……………………………………………………………………..75 - Demografía……………………………………………………………..76 - Manufactura……………………………………………………………76 - Economía……………………………………………………………….77 - Transporte………………………………………………………………78 - Inversión………………………………………………………………...78 C. Región Piura………………………………………………………............81 - Ubicación………………………………………………………………..81 - Clima……..……………………………………………………………….82 - Economía………….…………………………………………………….82  Sector agrícola………………………………………………...83  Sector minero………………………………………………….84  Sector pesquero………………………………………………84 2.1.2 Selección de la zona geográfica…………………………………………..86 2.2 UBICACIÓN DE LA PLANTA……………………………………………………….86 2.2.1 Alternativas de ubicación…………………………………………………..86 2.2.2 Análisis de factores para determinar la ubicación de la planta……86 A. Fuentes de Materia prima………………………………………………. 86 B. Cercanía al mercado ……………………………………………………. 86 C. Suministro de energía…………….………………………………………87 D. Suministro de agua………………………………………………..………87 E. Clima………………………………………………………………………….87 4 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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F. Servicios de Transporte………………………………………………....88 G. Mano de obra……..………………………………………………………..88 H. Contaminación ambiental……………………………………………… 88 I. Leyes reguladoras…………………………………………………………88 J. Factores comunitarios……………………………………………………89 2.2.3

Selección del lugar………………………………………………………. 91

2.2.4

Mapa geográfico…………………………………………………………..91

ANEXO………………………………………………………………………………..92 LINKOGRAFIA……………………………………………………………………...96 CAPITULO III: SELCCIÓN DE PROCESO…………………………………………..…97 INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………...98 3.1 PROCESOS PARA LA OBTENCION DEL NITRATO DE AMONIO 3.1.1 Proceso Kaltenbach…………………………………………………………99 a. Ventajas…………………………………………………………………...101 b. Desventaja………………………………………………………………..101 3.1.2 Proceso stami carbón…………………….………………………………101

a. Desventaja…………………………………………………………………..102 3.1.3 Proceso SBA……………………………………………...………….........103 a.

Ventajas……….…………………………………………………………..105

b. desventajas……………………………………………………………….105

3.1.4 Proceso c.&i./girdler…..……………………………………...............105 a. Ventajas……………………………………………………………………...107 b. Desventaja…………………………………………………………………..107 3.1.5 Proceso Montedison……………………………………………………107 a. ventajas………………………………………………………………………109 b. desventajas…………………………………………………………………109 3.1.6 Proceso Uhde…………………………………………………………..109 a. ventajas……………………………………………………………………...111 b. desventajas…………………………………………………………………111

3.1.7 Proceso Fisons…………………………………………………………111 a. Ventajas……………………………………………………………….113 b. desventajas…………………………………………………………..113 3.1.8 Proceso Stengel………………………………………………………..114 a. desventajas…………………………………………………………..116 3.1.9 Proceso Ici (Nitram)……………………………………………………116 5 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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a. ventajas……………………………………………………………...118 b. desventajas…………………………………………………………118 3.2 SELECCIÓN DELPROCESO .…………………………………………………….118 3.2.1 Descripción detallada del proceso …………………………………….120 3.3 DISEÑO DEL PROCESO………………………………………………………..…122 3.3.1 Termodinámica del proceso……………………………………………..122 A) Sistema de Reacción del nitrato de amonio………………………122 3.3.2 Análisis del comportamiento de las variables………………………..125 A) efecto de la concentración sobre el calor de reacción…………..125 B) Calor de Reacción……………………………………………………….125 3.3.3 Cinética de la reacción……………………………………………………..125 A. Cinética del sistema de reacción del Formaldehido……………..125 3.4 DIAGRAMA DE FLUJO…………………………………………………………….126 3.5 DIAGRAMA DE BLOQUES…………………………………………………………127 3.6 BALANCE DE MATERIALES………………………………………………………128 3.7 BALANCE DE ENERGÍA……………………………………………………………129 APENDICE…………………………………………………………………………………130 BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………150

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CAPITULO I ESTUDIO DE MERCADO

INTRODUCCION

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El presente trabajo, es un estudio técnico-económico de un proyecto detallado que tiende a demostrar, la factibilidad de instalar una Planta Química, para producir Nitrato de Amonio grado fertilizante en el Perú, a partir de Ácido Nítrico al 57% y Amoniaco anhidro. La razón fundamental de este Proyecto radica en la gran demanda de Nitrato de Amonio grado fertilizante, en el departamento de la Libertad, Ancash y Lambayeque. Además se ha tenido en cuenta la puesta en ejecución de grandes proyectos de irrigación, tales como CHAVIMOCHIC, CHINECAS, HUAMACHUCO y GALLITO CIEGO que actualmente está en ejecución; que irrigaran nuevas tierras que actualmente no son cultivadas.

En este capítulo, se estudia todo lo concerniente al Nitrato de Amonio, desde sus propiedades y usos, hasta su estudio de mercado, donde se determinara la demanda así como su estimación al año 2015, y también se establece la capacidad de Planta, el precio de venta y ubicación de la planta.

1.1 PRODUCTO: NITRATO DE AMONIO 1.1.1 Definición 8 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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El nitrato

de

amonio o

nitrato

amónico

es

una

sal

formada

por iones de nitrato y de amonio. Su fórmula es NH4NO3. Se trata de un compuesto incoloro e higroscópico, altamente soluble en el agua. El nitrato de amonio es un producto no inflamable, por lo que un fuego a partir de este es altamente improbable. Bajo circunstancias de calor extremo

(por

ejemplo

un

soplete)

tenderá

a

descomponerse

térmicamente. Se utiliza fundamentalmente como fertilizante, por su aporte de nitrógeno, y también es usado como explosivo.

Figura 1.1 ESTRUCTURA MOLECULAR DEL NITRATO DE AMONIO

Fuente: Buscador Wikipedia

En estado puro no puede utilizarse en la agricultura debido a su higroscopicidad y su tendencia de apelmazamiento. Para obviar este inconveniente, se mezcla el nitrato amónico, con diversas sustancias inertes, masomenos importantes. En la tabla 1.1 se especifican los tipos de nitrato.

TABLA 1.1

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TIPOS DE NITRATO DESIGNACION

% DE N2

NITRATO DE AMONIO DE

33.5

DOSIFICACIÓN ALTA NITRATO DE AMONIO DE

20.5

DOSIFICACIÓN MEDIA NITRATO DE AMONIO DE

26.5

DOSIFICACIÓN CALCÁREA

Fuente: Buscador Wikipedia

1.1.2 Historia Y Descripción El nitrato de amonio, no se presenta en estado natural. J. R. Glauber fue el primero en sintetizar nitrato de amonio en 1659 por la combinación de ácido nítrico y carbonato de amonio. El nitrato de amonio, que Glauber sintetizo fue llamado "Nitrum Flammans", el cual ocurre en la naturaleza sólo en raras ocasiones y en cantidades muy pequeñas. En 1804 se publicaron importantes descubrimientos en la nutrición mineral de las plantas. En este año el químico francés, Theodore Saussure, que hiso análisis cuantitativos de las cenizas de los vegetales, demostró que estos contenían elementos minerales derivados del suelo, pero no insistían mucho en que eran esenciales para su desarrollo. En 1845 Justus Von Liebig, al que se le llamo “Padre de la química agrícola”, estudio la composición de las plantas y con sus publicaciones condujo a la preparación industrial de “Abonos”. En los siguientes años se desarrolló hasta convertirse en una gran industria de los fertilizantes. El nitrato de amonio como fertilizante tuvo gran importancia después de la segunda guerra mundial. Así en Europa, en Rusia, y en Australia se interesaron bastante en el desarrollo industrial de este producto. La producción de fertilizantes sintéticos empezó en el Perú en 1959 bajo la razón social de fertilizantes S.A. que puso en marcha su planta de fertilizantes nitrogenados en el callao (FERTISA); y en el año 1966, empezó a funcionar, una nueva planta de nitrato de amonio cerca al Cusco.(Cachimayo).

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Actualmente existen proyectos de plantas de nitrato de amonio como La empresa Orica Nitratos Perú S.A. que tiene el deseo de iniciar a comienzos del 2013 la construcción de una planta petroquímica en el puerto de Ilo para producir nitrato de amonio y atender la demanda de este insumo en la actividad minera local. En paralelo, Nitratos del Perú da primeros pasos para construir su planta petroquímica, que producirá amoniaco y nitrato de amonio; las obras comenzarán en los primeros meses del año 2012. La planta de nitrato de amonio empezaría a producir aproximadamente en el último semestre del 2014 mientras que la de amoniaco lo haría meses después.

1.1.3 Propiedades Físicas Y Químicas a) Propiedades físicas 

Aspecto: En estado puro no puede utilizarse en la agricultura por su alta higroscopicidad, por lo que se recurre al granulado y revestimiento con una delgada película de Kieselguhr o caliza.



Punto de fusión: 442 K (168,85 °C)



Punto de ebullición: 483 K (209,85 °C)



Punto de descomposición: 483 K ( °C)



Densidad aparente: 1.1 más o menos (94 litros por 100 kg.)



Solubilidad: A 20 ºC, en 100 libros de agua pueden disolverse 192.3 kg de nitrato amónico.



Higroscopicidad: a 20 ºC = 33.1; a 30 ºC = 40.6 y a 40 ºC = 47.5. El Nitrato amónico tiene tendencia a fraguar.



Reacción del abono: Sal prácticamente neutra. Su índice de acidificación es de 60.



Salinidad: Índice de salinidad = 105

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b) Propiedades químicas Puede dar fácilmente con sales como CLK, reacciones de doble descomposición; propiedad muy utilizada en la fabricación de abonos complejos. Libera fácilmente su amoniaco en presencia de sales alcalinas. Es un agente de oxidación que puede reaccionar y provocar explosiones violentas en presencia de materia orgánica, de ciertos metales, de fósforo, azufre, etc.

1.1.4Usos Y Aplicaciones

El nitrato de amonio se utiliza sobre todo como fertilizante por su buen contenido en nitrógeno. El nitrato es aprovechado directamente por las plantas mientras que el amonio es oxidado por los microorganismos presentes en el suelo a nitrito o nitrato y sirve de abono de más larga duración. En la actualidad, existen en Europa, según EFMA, en torno a diez métodos diferentes para la producción industrial del nitrato de amonio en sus diferentes riquezas, no existe un único procedimiento que pueda ser considerado como el más ventajoso respecto al resto, debido fundamentalmente a dos razones:  Las consideraciones comerciales influirán en la elección de un proceso u otro.  Se puede obtener el mismo producto, con características similares mediante la utilización de métodos distintos. Además el nitrato de amonio en combinación con un derivado del petróleo, da lugar a un explosivo llamado ANFO (ammonium nitrate fuel oil), que ha sido usado en ataques terroristas, por ejemplo el atentado a la AMIA en Argentina en el año 1994, entre otros. También como oxidante en amonales, en el tratamiento de los minerales de titanio y en propelantes sólidos. En el Perú el nitrato de amonio tiene los mismos usos antes citados.

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Como ingrediente de abono tiene gran uso debido a su alto contenido de nitrógeno (35%). Anteriormente se prefería el nitrato sódico, sulfato de amonio, y materias orgánicas como fertilizantes nitrogenados por la razón de la gran facilidad con que se obtienen y la señalada tendencia del nitrato de amonio a aterronarse y formar aglomerados duros y de difícil manejo. En el uso agrícola del nitrato de amonio se suministra directamente al suelo, a todos los cultivos, ya sea mecánicamente o desde aviones. Del consumo total de nitrato de amonio en el Perú, el 96% se emplea como fertilizantes y el 4% como explosivos.

1.1.5 Productos Competitivos

Entre los productos competitivos más importantes del nitrato de amonio en el Perú, se especifican en la tabla 1-2. TABLA 1.2 PRODUCTOS COMPETITIVOS

PRODUCTOS

INDICE DE

%N2

HIGROSPICIADAD NITRATO DE

PRECIO S/. /Tonelada

33.1

33.5

S/.2025

UREA

20.0

45.0

S/.2082

SULFATO DE

19.0

20.5

S/.1491

8.3

12.0

S/.2025

10.0

21.0

S/.4119

AMONIO

AMONIO FOSFATO DE AMONIO FOSFATO DIAMONICO Fuente: http://es.scribd.com/doc/38654248/FERTILIZANTES-NITROGENADOS

Las posibilidades de empleo de los abonos a base de nitrato de amonio son muy grandes, se puede utilizar para todos los cultivos en superficie y enterrados; la urea generalmente se aplica bajo la superficie debido a su bajo índice higroscópico. 13 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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El nitrato de amonio es generalmente usado en el segundo abonamiento por su rápida utilización por las plantas, a diferencia de la urea que su evolución en el suelo es de tres fases: difusión en el agua del suelo; descomposición en amoniaco y gas carbónico, que se realiza por una hidrolisis enzimática y tienen una duración según el suelo; finalmente la nitrificación. Los sulfatos y fosfatos de amonio son desventajosos, por su bajo contenido de nitrógeno con respecto al nitrato de amonio, sus usos están orientados a la fabricación de abonos complejos. Actualmente en el Perú la cantidad de nitrógeno que se suministra al suelo es de 46 Kg por hectárea. Esto nos indica, que para abonar una hectárea de tierra se requiere 198 Kg de sulfato de amonio, equivalente a 131 kg de nitrato de amonio. 1.1.6 Producción Mundial De Nitrato De Amonio

La producción mundial de nitrato de amonio en 2007 aumentó un 13% comparado al 2006. El número total de toneladas fue de 44 millones. El continente europeo produjo más del 50% por ciento; los principales países son, Ucrania, Polonia y Turquía, destinándose un alto porcentaje a exportaciones. América del norte produce un 20%, siendo EE.UU, el principal productor de la zona, y presenta un alto consumo de dicho fertilizante. Si sumamos el consumo de toda la región europea más la americana llegamos al 80% del consumo mundial. En cuanto América latina depende de las importaciones, ya que con la producción no logra abastecerse el mercado.

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GRAFICO 1.1 PARTICIPACION MUNDIAL DE LA PRODUCCION Y CONSUMO APARENTE DE NITRATO DE AMONIO PROMEDIO 2004 2007

Los datos están expresados en miles de toneladas de producto Fuente: base de datos de la IFA

1.2 MATERIA PRIMA 1.2.1 Amoniaco

a) Definición Es un compuesto químico cuya molécula consiste en un átomo de nitrógeno (N)

y

tres

átomos

de hidrógeno (H)

de

acuerdo

a

la fórmulaNH3. Según la teoría de repulsión entre pares de electrones de la capa de valencia, los pares electrónicos de valencia del nitrógeno en la molécula se orientan hacia los vértices de un tetraedro, distribución característica cuando existe hibridación sp3. Existe un par solitario, por lo que la geometría de la molécula es piramidal trigonal (grupo puntual de simetría C3v). En disolución acuosa se puede comportar como una base y formarse el ion amonio, NH4+, con un átomo de hidrógeno en cada vértice de un tetraedro:

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El amoníaco, a temperatura ambiente, es un gas incoloro de olor muy penetrante

y

nauseabundo.

Se

produce

naturalmente

por

descomposición de la materia orgánica y también se fabrica industrialmente. Se disuelve fácilmente en el agua y se evapora rápidamente. Generalmente se vende en forma líquida. La cantidad de amoníaco producido industrialmente cada año es casi igual a la producida por la naturaleza. El amoníaco es producido naturalmente en el suelo por bacterias, por plantas y animales en descomposición y por desechos animales. El amoníaco es esencial para muchos procesos biológicos. La mayor parte (más del 80%) del amoníaco producido en plantas químicas es usado para fabricar abonos y para su aplicación directa como abono. El resto es usado en textiles, plásticos, explosivos, en la producción de pulpa y papel, alimentos y bebidas, productos de limpieza domésticos, refrigerantes y otros productos. También se usa en sales aromáticas. Su nombre fue dado por el químico sueco Torbern Bergman al gas obtenido en los depósitos de sal cerca del templo de Amón, en Libia y viene del griego, ammōniakón, que significa lo perteneciente a Amón.

Figura 1.2 ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AMONIACO

Fuente: Buscador Wikipedia

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b) Historia El amoniaco era conocido por los antiguos alquimistas, que describieron su obtención y sus propiedades. Primeramente se obtuvo calentando orina con sal común y tratando el producto

resultante

con

álcalis.

El

gas

así

obtenido

se

denominó espíritu volátil. El cloruro amónico se importó por primera vez en Europa desde Egipto, donde se preparaba a partir del sublimado que se formaba al quemar los excrementos de los camellos. Se cree que los antiguos sacerdotes egipcios conocían ésta sustancia, pues el nombre de sal amoniaco parece tener alguna relación con el dios egipcio Ra Ammon. Calentando en retornas algunas sustancias orgánicas, tales como pezuñas o cuernos de animales, desprendías amoniaco, y su disolución acuosa fue conocida primitivamente por espíritu de asta de ciervo; PRIESTLEY lo llamó aire alcalino En 1784 Berthollet descubrió que el amoniaco estaba formado por nitrógeno e hidrógeno. En 1795 Hildebrandt intentó su síntesis a partir de la homogeneización de sus elementos a temperatura ambiente. Biot y De Laroche, en 1811, utilizaron presiones mayores a la atmosférica para su síntesis. En 1860 proliferaron propuestas acerca de síntesis indirectas de amoniaco usando nitrógeno contenido en compuestos que se descomponían con vapor o reaccionaban con hidrógeno para formarlo.

La formación de amoniaco a partir de sus elementos con ayuda de descargas eléctricas ha sido estudiada frecuentemente pero no tiene importancia industrial. A principios del siglo XIX se empezaron a realizar experimentos para sintetizar amoniaco con la ayuda de catalizadores como el hierro. Alrededor de 1900 Haber empezó a investigar el equilibrio del amoniaco. En 1913 se establece la primera planta de producción de amoniaco a escala industrial.

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c) Características  Propiedades físicas  Estado físico :Gas; puro, Líquido; solución  Peso Molecular (g/mol) 17,03  Punto de Ebullición (ºC) ) (760 mmHg) -33,35  Punto de Fusión (ºC) -77,7  Presión de Vapor (mmHg) 6080 (20 ºC anhidro)

447 (20 ºC aq al 28%)  Gravedad Específica (Agua = 1) 0,6818 (Líquido a -33,35 ºC)  Densidad del Vapor (Aire = 1) 0,59  Velocidad de Evaporación (Acetato de Butilo = 1) No disponible  Constante de la Ley de Henry (atm*m3/mol) 1,6X10-5; 25 ºC  Solubilidad en Agua (g/ml) 0 °C

895 g/litro

20 °C 529 g/litro 40 °C 316 g/litro 60 °C 168 g/litro  Límites de Inflamabilidad (% vol.) 16% - 25%  Temperatura de Auto ignición (ºC) 650  Punto de Inflamación (ºC) No disponible  pH 11,6; solución acuosa 1N  Propiedades químicas:

El Amoniaco se disocia parcialmente en el agua formando soluciones básicas de acuerdo al siguiente equilibrio: NH3 + H2O

[NH4OH]

NH4+ + OH-

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La constante de disociación del Amoniaco, Kb, es 1.774x10 -5 a 25 ºC (pKb es 4.751) y se incrementa sensiblemente con el incremento en la temperatura, a pH 9,25 la mitad del Amoniaco estará en estado anhidro (NH3) y la mitad estará en forma de Ión Amonio (NH4+), a pH 8,25 y 7,25, 90, y 99% del Amoniaco estará ionizado, respectivamente. Como resultado, muchas propiedades físicas y químicas del Amoniaco serán función del pH. Por ejemplo, la solubilidad del Amoniaco en agua se incrementa con la disminución en el pH. La volatilidad del Amoniaco se incrementa con el incremento en el pH; de esta forma, esta sustancia se volatilizará libremente de sus soluciones con agua a pH altos. Las sales de Amonio como el cloruro, nitrato y sulfato se disocian y solubilizan fuertemente en el agua y por eso los cambios en el pH no generarán normalmente la formación de precipitados de Amonio. El Amoniaco gaseoso se adsorbe fácilmente en ciertos sólidos. Las características de adsorción del Amoniaco en ciertas superficies metálicas son importantes en su síntesis y en otras reacciones catalíticas. Los productos de combustión son principalmente Nitrógeno y agua, pero también se forman pequeñas trazas de nitrato de Amonio (NH4NO3) y Dióxido de Nitrógeno. Otra reacción importante que involucra la oxidación del Amoniaco es su oxidación catalítica a Óxido Nítrico (NO) y Óxido nitroso (N2O). Esta reacción es un paso importante en la manufactura del Ácido Nítrico. Bajo condiciones atmosféricas normales, el Amoniaco no sufre ninguna reacción fotoquímica primaria a longitudes de onda mayores de 290 nm. Cuando se expone a radicales u otras especies foto químicamente excitadas, el Amoniaco sufre descomposición secundaria 19 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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El Amoniaco también sufre descomposición a Nitrógeno e Hidrógeno cuando se expone a descargas eléctricas. Reacciona con Azufre para formar sulfato de Amonio en la atmósfera. El Amoniaco acuoso puede tomar parte en reacciones de substitución con haluros orgánicos, sulfonatos, compuestos hidroxílicos y nitrosos y en la presencia de catalizadores metálicos, se usa para producir amino ácidos a partir de ácidos.

El Amoniaco reacciona con el Ácido hipocloroso

(HOCl) para formar monocloramina, dicloramina otricloruro de Nitrógeno. La formación de estas cloraminas depende del pH, la concentración relativa del Ácido hipocloroso y el NH3, el tiempo de reacción y la temperatura. La presencia de estas cloraminas puede contribuir al olor y sabor del agua potable y puede estar asociado con problemas de la salud. El

Amoniaco

interviene

en

numerosas

reacciones

industrialmente importantes con compuestos orgánicos. La reacción con haluros de alquilo o con alcoholes se usa en la producción de aminas e iminas. Con haluros orgánicos ácidos la reacción genera amidas ácidas con subproducto cloruro de Hidrógeno. De la misma manera, las amidas ácidas resultan de la acilación del amoniaco con esteres ácidos, anhídridos ácidos o incluso ácidos a temperaturas arriba de 100 ºC. La adición de amoniaco a aldehídos y cetonas con liberación de agua lleva a compuestos intermedios amínicos inestables. Con óxidos de etileno y propileno,

el amoniaco acuoso

reacciona para dar etanolamina o propanlamina. Por reacción de olefinas con el amoniaco se pueden obtener alquilaminas. La oxidación catalítica en fase gaseosa de olefinas en presencia de amoniaco sobre catalizadores de vanadio o de amoniaco genera nitrilos ácidos de alta importancia comercial.

20 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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 Termoquímica

ΔfH0gas:-45,92 kJ/mol kJ/mol ΔfH0líquido: -40,2 kJ/mol kJ/mol S0gas, 1 bar:192,77 J/mol·K J·mol-1·K-1 Calor específico: 4,700 kJ/kg·K (liq) 80,08 kJ/mol·K cal/g d) Manejo del producto



Límite inflamable inferior: 19% en volumen.



Límite inflamable superior: 25% en volumen.



Temperatura de auto ignición: 651 °C.



Extinción del fuego: riego de agua o niebla de agua, dióxido de carbono, espuma de alcohol, productos químicos secos.



Medidas de control: protección respiratoria adecuada como máscaras o equipos de respiración asistida. Procedimientos de trabajo seguro. Fuentes para el lavado de los ojos y duchas de seguridad en el lugar de trabajo.



Manipular con guantes.



No ingerir.

e) Usos La disolución del amoniaco se emplea en usos domésticos. Como elimina la dureza temporal del agua, se emplea para limpiar y lavar, con el ahorro consiguiente de jabón. Recientemente se ha ideado un método para descomponer el amoniaco mediante un catalizador y producir una mezcla del 75% de hidrógeno y 25% de nitrógeno, en volumen, que puede utilizarse en sopletes oxhídricos para soldar metales raros y aceros especiales. El amoniaco líquido es emplea en máquinas frigoríficas y en la fabricación de hielo. Cuando se evapora, 1 g de líquido absorbe 317.6 cal (a -20ºC), calor necesario para congelar casi 4 g de agua. La mayoría del Amoniaco producido se usa con fines agrícolas, ya sea por aplicación directa o como intermediario en la producción de fertilizantes. 21 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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El Amoniaco y los compuestos de Amonio usados en fertilizantes representan cerca del 89% del Amoniaco producido comercialmente. El uso directo del Amoniaco puede caer en las siguientes categorías: Amoniaco Anhidro 30%, soluciones de urea/nitrato de Amonio 24%, urea 17,5%, nitrato de Amonio 5%, sulfato de Amonio 2% y otras formas 21,5%. Muchos compuestos de Amonio y Ácido Nítrico se usan directamente en la producción de fertilizantes. Las proporciones pequeñas de Amoniaco producido no incorporado en fertilizantes se usan como inhibidor de corrosión.

1.2.2 Ácido Nítrico

a) Definición

El Ácido Nítrico es un ácido fuerte, corrosivo y de vapores sofocantes; su forma común en la naturaleza correspondea sales del tipo (X (NO3)n) y no a su forma ácida debido a la alta reactividad que exhibe frente a muchas sustancias. Esun líquido incoloro o amarillento pero puede llegar a tomar coloraciones rojizas si contiene suficiente cantidad de dióxido de Nitrógeno disuelto. Posee un olor irritante muy fuerte en concentraciones altas. Es completamente solubleen el agua formando un azeótropo a 69,2% de contenido de ácido. El Ácido Nítrico se descomponepor el calentamiento formando agua, oxígeno y Dióxido de Nitrógeno; este comportamiento hacedifícil la determinación de muchas de sus propiedades a temperaturas arriba de los 50 ºC. Sedescompone también en presencia de alcoholes.

22 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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Figura 1.3 ESTRUCTURA MOLECULAR DEL ACIDO NITRICO

Fuente: Buscador Wikipedia

b) Historia

Se cuenta que en los antiguos egipcios ya conocían en ácido nítrico y que a partir del siglo VIII ya los alquimistas lo usaban con el nombre „aqua frotis” para separar la plata del oro. Hacia elaño 1200 se fabricaba por calcinación del salitre (KNO3), o por tratamiento de dicho sal con vitriolos (mezcla de sulfato), como alumbre y sulfato de cobre. En 1648 Glauber obtuvo ácido nítrico destilando nitrato de potasio con ácido sulfúrico. En

1776

Lavoisier

demostró

que

contenía

oxígeno.

En 1784 Cavendish determino su composición que fue finalmente establecida por Gay Lussac en 1816. En 1903 se descubre en método del arco eléctrico par obtención del ácido. c) Características

 Propiedades físicas  Peso Molecular (g/mol) 63,0  Estado físico Líquido  Punto de Ebullición (ºC) )(760 mmHg) 83-87; 100%  121,8; 69,2% en agua 60; fumante rojo  Punto de Fusión (ºC) -41,6; 100%

-41; 69,2% en agua -52; fumante rojo 23 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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 Presión de Vapor (mmHg) 62; 100% 42; 69,2% en agua

103; fumante rojo  Densidad del Vapor (Aire = 1) 2-3; a ebullición de ácido nítrico puro.  Gravedad Específica (Agua = 1) 1,50; 100%

1,41; 69,2% en agua 1,55; fumante rojo  pH 1,0; solución acuosa 0,1M.  Solubilidad en agua; g/100 Soluble en toda proporción.  Límites de Inflamabilidad No Inflamable.  Temperatura de Auto Ignición No Reportado.  Punto de Inflamación No Reportado.

 Propiedades químicas: El Ácido Nítrico concentrado es un agente oxidante muy fuerte y ataca metales nobles como el Cobre y la Plata aunque no eloro y ni el Platino; no obstante, estas propiedades oxidantes desaparecen cuando se encuentra en forma diluida. De estamanera, el Ácido Nítrico interviene de dos formas diferentes en las reacciones dependiendo de su concentración: 1 - NO3-+ 4H NO + 2H2O 2 - HNO3 + H2O H3O+ NO3La primera de las semireacciones corresponde a su forma concentrada y la segunda a la diluida. Este ácido reacciona con metales de carácter básico liberando Hidrógeno y dando lugar al correspondiente nitrato delmetal; si los metales se encuentran en forma de polvo, la reacción se desarrolla con un violento desprendimiento deenergía generando por lo regular explosiones. El ácido 24 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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Nítrico no ataca metales nobles como el oro, pero éste se puededisolver en una mezcla de tres partes de ácido nítrico concentrado y una de Ácido Clorhídrico concentrado conocidacomo agua regia. Cuando el ácido nítrico ataca metales como el aluminio y el cromo, se genera en la superficie deestos metales una capa de óxido que les impide seguir siendo atacados y los protege contra ataques posteriores de químicos de otra naturaleza, este fenómeno se conoce como pasivación. De forma general, ataca algunas formas de plásticos, cauchos y recubrimientos; reacciona de forma violenta consustancias

fácilmente

oxidables

como

madera,

combustibles y solventes como la Trementina o el etanol. A nivel industrial, se fabrica mediante la síntesis del amoniaco y oxígeno. Ambos elementos se combinan en un reactor de grandes proporciones ante la presencia de un catalizador metálico. Debido a las altas temperaturas que se soportan (700-900 grados Celsius), se utilizan metales que mantengan sus características físicas a estas temperaturas, siendo el más apropiado el platino, en combinación con rodio (5-10%) que le aporta más rigidez.

d) Usos De forma general se usa en la manufactura de nitratos orgánicos e inorgánicos, como intermediario en materiales colorantes, en la elaboración de medicamentos para veterinaria, en joyería, en la industria del fotograbado y en la industria de los explosivos. Su principal aplicación es la industria de los fertilizantes donde se consume en alrededor de un 75% del total producido. El Ácido Nítrico en intervalos de concentraciones de 55% a 60% se usa aquí como materia prima en la producción de fertilizantes nitrogenados.

25 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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También productos farmacéuticos y explosivos tales como la nitroglicerina, nitrocelulosa y trinitrotolueno (TNT). El ácido nítrico también se emplea en metalurgia y para procesar combustibles nucleares no consumidos. El ácido nítrico ocupa alrededor del decimocuarto lugar, en producción en masa, entre los productos químicos más fabricados en los Estados Unidos. 1.2.3 Diatomita

a)

Definición La diatomita es una roca silícica, sedimentaria de origen biogénico, compuesta por esqueletos fosilizados de las frústulas de las diatomeas. Se forma por la acumulación sedimentaria de los esqueletos microscópicos de algas unicelulares y acuáticas. Está compuesta de esqueletos opalinos fosilizados de la diatomea; los esqueletos se componen de la sílice amorfa. La diatomita se forma por la acumulación sedimentaria hasta formar grandes depósitos con un grosor suficiente para tener un potencial comercial. La diatomita también es de uso preferencial como agente acondicionante para prevenir el endurecimiento y/o adherencia del nitrato de amonio de uso en la agricultura y otros productos químicos fertilizantes; así como de diversos materiales industriales.

26 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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TABLA 1.3 COMPOSICON QUÍMICA DE DIATOMITAS EN ALGUNOS YACIMIENTOS PERUANOS

Fuente: L, F,verdeja, et. Al, las diatomitas en el Perú

b) Características

Las características y propiedades principales de las diatomitas se resumen a continuación:  El color por lo regular es blancoaunque pueden estar coloreadas.  Baja densidad.  Alta porosidad.  Dureza (Mohs) 1,5 a 2.  Capacidad abrasiva suave.  Conductividad térmica muy baja.  Alta resistencia a la temperatura.  Área superficial 10 a 30 m2/g (la calcinación la reduce a 0,5 a 5 m2/g).  Índice de refracción 1,40 a 1,46 (la calcinación la incrementa a 1,49).  Químicamente inerte.

27 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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c) Mercado El mercado nacional de diatomitas se basa en la exportación de la materia prima en bruto y la importación de dicha materia prima ya procesada para su uso en la industria nacional (principalmente industria cervecera). En el Perú la producción de diatomita se centra en la región Arequipa que genera más del 90% de la producción nacional. GRAFICO 1.2 PRODUCCION DE DIATOMITA EN EL PERU

Fuente: Ministerio de energía y minas

FIGURA 1.4 EXPORTACION DE DIATOMITA EN EL PERU POR PAISES DE DESTINO AÑO 2009

Fuente: Ministerio de energía y minas

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FIGURA 1.5 IMPORTACION DE DIATOMITA EN EL PERU POR PAISES DE ORIGENEN EL AÑO 2009

Fuente: Ministerio de energía y minas

1.3 ANALISIS DEL MERCADO

1.3.1 Análisis de la demanda

a) Consumo histórico (CNA) El Perú no produce NITRATO DE AMONIO como para satisfacer la demanda nacional, es por eso que se importa de diferentes países ya sean Europeos o de América Latina entonces la demanda del Metanol se puede expresar como:

DEMANDA = CNA = IMPORTACIÓN

29 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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TABLA 1.4 DEMANDA DE NITRATO DE AMONIO EN LOS ÚLTIMOS 17 AÑOS EN EL PERU

AÑO

TONELADAS

1995

2065

1996

4224

1997

1602

1998

21500

1999

9913

2000

13190

2001

15547

2002

34591

2003

39145

2004

63036

2005

61216

2006

66922

2007

109160

2008

117545

2009

22971

2010

32466

2011

31037

Fuente: Ministerio de agricultura – Oficina de Estudios Económicos y Estadísticos – Unidad de Estadística

30 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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GRAFICO 1.3 DEMANDA DE NITRATO DE AMONIO EN LOS ÚLTIMOS 17 AÑOS EN EL PERU 140000 120000 100000 80000

y = 4205.6x + 157.44 R² = 0.3673

60000 40000 20000

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

0

TONELADAS METRICAS

Linear (TONELADAS METRICAS)

Fuente: Los autores del proyecto

b) Tasa de crecimiento del nitrato de amonio

Como

se

muestra

en

los

datos

estadísticos

expresados

anteriormente el nitrato de amonio a nivel mundial tiene una gran demanda, por lo que se le debe tener importancia en su estudio e impulsar la producción de este insumo en el Perú. Pues esto generaría puestos de trabajo para la población e ingreso de divisas para el país producto de la exportación de este insumo químico. Considerando que el nitrato de amonio es un insumo que se utiliza en mayor porcentaje para lo que es la producción de fertilizantes entonces se aplicara el Método de la Razón para calcular la Tasa de Crecimiento. Por lo tanto aplicando este método a los datos de la tabla 1.10 obtenemos una tasa de crecimiento de 4.76% anual, con lo cual podremos estimar la demanda futura del nitrato de amonio en el Perú.

31 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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c) Estimación de la demanda futura

Se realiza una demanda futura para un período de 5 años por razones del comportamiento de los indicadores económicos. Dicha demanda se muestra en la tabla 1.11 TABLA 1.5 ESTIMACION DE LA DEMANDA FUTURA DEL METANOL

AÑO

DEMANDA FUTURA NACIONAL (TM)

2012

4552.43

2013

4769.13

2014

4996.14

2015

5233.95

2016

5483.09

Fuente: Autores Del Proyecto

Grafico 1.4 REPRESENTACIÓN DE LADEMANDA FUTURA DEL METANOL

TM 6000 5000 4000 3000

TM

2000 1000 0 2012

2013

2014

2015

2016

Fuente: Autores Del Proyecto

32 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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1.3.2 Análisis De La Oferta

La oferta no es una determinada cantidad sino una descripción completa de la cantidad que desearían vender los productores a diferentes precios. Como se puede observar

a medida que el

precio de un bien normal aumenta, la cantidad ofrecida de ese bien también aumenta, pero cuando el precio disminuye, la cantidad de ese bien también disminuye, por lo tanto, se dice que existe una relación directa entre el precio y la cantidad ofrecida. a) Tipo De Oferta

La

oferta

de

fertilizantes

en

Perú

está

constituida

fundamentalmente por productos importados. Como se observa en el gráfico 1, la producción nacional es insignificante, según datos de 2002, únicamente representa el 2,5% de la oferta total de fertilizantes. Así mismo, desde 1990 se ha reducido de una forma significativa, de una producción de 126.942 toneladas en 1990, se ha pasado a producir en 2002 únicamente 16.000 toneladas,

lo

que

implica

una

reducción

del

87%,

aproximadamente.

GRAFICO 1.5 OFERTA TOTAL DE FERTILIZANTES (TONELADAS) PERÚ 1990-2002

FUENTE INEI

33 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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La principal causa explicativa de la reducción registrada en la producción nacional de fertilizantes se encuentra en que actualmente no existen yacimientos de fertilizantes químicos en explotación y únicamente se está explotando un abono orgánico, el guano de las islas, cuya producción se ha venido reduciendo desde la década de los 40. Dicha reducción se ha producido como consecuencia de la disminución de las aves marinas que producen guano. En este sentido cabe señalar que aunque las previsiones indican que se va a producir un incremento en la producción nacional de guano, el tope máximo de producción se estima en 20.000 toneladas2, mientras que el consumo de fertilizantes del mercado peruano se establece en unas 700.000 toneladas. Por lo tanto, como mucho, en caso de que se alcanzara la cuota máxima de producción de guano, no llegaría a representar más que un 3% del consumo total, lo que representa una cantidad insignificante. Actualmente toda la producción de guano se encuentra a cargo del Proyecto Especial de Promoción del aprovechamiento de Abonos Provenientes de Aves Marinas PROABONOS, organismo que trata de gestionar la extracción, procesamiento y comercialización del guano.

Respecto a la producción nacional de fertilizantes químicos, cabe mencionar que anteriormente existía una industria nacional productora de fertilizantes de propiedad estatal, pero con el proceso de privatización llevado a cabo en los 90 esta industria se ha desmantelado. De esta forma, en noviembre de 1996, la empresa cementera Yura S.A. adquirió del Estado peruano los equipos, maquinarias e inmuebles de Industrial Cachimayo S.A., principal planta productora de nitrato de amonio en Perú. Así mismo, en 1998 se privatizó una planta petroquímica llamada Fertilizantes Sintéticos S.A. (Fertisa) que fue adquirida por la empresa Nitratos S.A.

34 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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GRAFICO 1.6 OFERTA TOTAL DE FERTILIZANTES (MILES DE TN) PERÚ 1993-2012

TABLA 1.6 OFERTA TOTAL DE FERTILIZANTES POR ANO, PRODUCCION NACIONAL EIMPORTACION PERÚ (TONELADAS)

Fuente: INEI dato p/ datos provisionales

35 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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 Proveedores de nitrato de amonio en el Perú En el periodo enero-setiembre las importaciones de nitrato de amonio para uso minero ascendieron a US$ 36 millones, registrando una disminución de 30.7% respecto de similar período del año anterior, informó la Sunat. Asimismo, la cantidad importada de este insumo se redujo en 10% Según origen, Chile, Suecia, Rusia y Francia fueron los principales mercados de origen de nitrato de amonio para uso minero, registrando en conjunto una participación de 98% del total importado. En el acumulado enerosetiembre

fueron

cuatro

las

empresas

que

efectuaron

importaciones de nitrato de amonio para uso minero, entre las que destacan: Orica Mining Services Perú (US$ 23 millones), Exsa (US$ 7 millones), Famesa Explosivos (US$ 5 millones) y Shougang Hierro Perú (US$ 1 millón) TABLA 1.7 PROVEEDORES DE NITRATO DE AMONIO EN EL PERÚ

PROVEEDORES

EMPRESAS

CHILE

SOAMIL-SOCIEDAD AGRICOLA MILENIO

SUECIA

FEMSSA

RUSIA

AZTEK HARVEST

FRANCIA

PROMP TO AGRI BUSINESS.

ESTADOS UNIDOS

PANAMERICAN CHEMICAL MARKETING

BULGARIA

PANAMERICAN CHEMICAL MARKETING

36 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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PROVEEDORES

EMPRESAS

CHILE

SOAMIL-SOCIEDAD AGRICOLA MILENIO

SUECIA

FEMSSA

RUSIA

AZTEK HARVEST

FRANCIA

PROMP TO AGRI BUSINESS.

ESTADOS UNIDOS

PANAMERICAN CHEMICAL MARKETING

BULGARIA

PANAMERICAN CHEMICAL MARKETING

Fuente: Autores del proyecto

b) Productos Nacionales Actualmente, Perú no es productor de fertilizantes, por lo que ha de proveerse del exterior. Sus principales proveedores son Rusia y algunos países del Este, Estados Unidos y Canadá. En cuanto a los principales fertilizantes consumidos, es la urea la que tiene la mayor parte del mercado, seguido del fosfato de amonio, nitrato de amonio y el cloruro de potasio. La participación de España en este sector es casi inapreciable, ya que las importaciones que se realizan corresponden en su mayoría a muestras comerciales o pruebas para laboratorios.

c) Análisis De La Competencia

Como no se cuenta con producción nacional se analizara el mercado internacional. Entre los principales países productores de nitrato de amonio tenemos: CHILE, SUECIA, RUSIA, FRANCIA, ESTADOS UNIDOS Y CANADÁ. 37 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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TABLA 1.8 EMPRESAS IMPORTADORAS DE NITRATO DE AMONIO

EMPRESAS

USO DEL NITRATO DE AMONIO

IMPORTADORAS CORPORACION MISTI S.A

Molinos & CIA S.A. es una empresa 100% peruana dedicada a la importación y comercialización de fertilizantes de alta calidad y nuestros productos van dirigidos al agro

MOLINOS &CIA S.A

Ofrece a sus clientes productos,

servicios y la

atención necesaria para su desarrollo agrícola.

SERVICIOS AGRICOLAS

Uso para la agricultura y para la minería

DEL PERÚ S.A SQM PERÚ S.A ABONOS Y FERTILIZANTES AGRO COSTA S.A AGRICOLA SILVESTRE

Venta mayorista para la agropecuaria Empresa líder en la fabricación de productos destinados para la agricultura. Venta mayorista de materias primas agropecuarias Venta para agricultura industrial

S.A.C F. N JONES S.R.L FERTILIZANTES

Para insumos agrícolas Fabricación de abono y compuestos de nitrógeno

QUIMICOS DEL PERÚ S.R.L GALEON TRADING S.A IMPORTADORA BIOPLASMA PERU S.A.C FARMAGRO S.A FARMEX

Venta de fertilizantes para abonos

Fabricación de abono y compuestos de nitrógeno Para fertilizantes y pesticidas Es una empresa nacional líder en el mercado peruano de fitosanitarios, semillas y salud pública. Cuenta con amplia experiencia en el sector agrícola

FUENTE: Los Autores

38 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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1.3.4 ANÁLISIS DEL PRECIO

La determinación de los precios comerciales del producto es un factor muy importante, pues servirá de base para el cálculo de los ingresos probables del proyecto en el futuro. También servirá como la base para la comparación entre el precio comercial y el precio probable al que se pudiera vender en el mercado el producto objeto de este estudio, tomando en cuenta el precio CIF promedio en el periodo 2003 – 2012.Como en el Perú no hay producción de Nitrato de Amonio, no se dispone

de datos

estadísticos sobre precio, por lo que siempre ha estado sujeto al precio del mercado mundial, ya que la demanda del Nitrato de Amonio, ha sido cubierta por importaciones.Para estimar el Precio de Venta, se tomará como referencia las fluctuaciones que experimenta el precio de CHILE Y USA siendo estos los mayores exportadores de Nitrato de Amonio al PERU, también se tomó en cuenta UCRANIA Y LETONIA por ser los dos países con menos costo en su exportación, se tomara un promedio entre estos cuatro países para poder tomar nuestro precio del producto, además este precio se encuentra en continua variación, debido a los aranceles e impuestos que están sujetos a las leyes peruanas.

39 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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TABLA 1.9 PRECIO PROMEDIO DE IMPORTACION SEGÚN EL PAIS(en US$ por TN)

PAISES

2003

BULGARIA

144.881

ESTONIA

2004

2005

2006

2007

150.084

194.042

389.804

263.197

283.363

433.098

269.944

226.619

283.363

2011

2012

296.113

RUSIA

188.189

LATVIA

195.46 807.723

PROMEDIO

166.535

PAISES

2008

2009

2010

BULGARIA

423.4475

144.881

265.128

ESTONIA

568.95

RUSIA

1505.136

LATVIA

542.932

PROMEDIO

823.838

609.821

988.116

732.124

1056.2

377.351

626.622

732.124

812.575

Fuente: Los Autores del Proyecto

GRAFICO 1.7 PRECIOS DE NITRATO DE AMONIO IMPORTADOSEGÚN PAIS DE ORIGEN (SOLES/KG) EN EL AÑO 2011

0.6 0.5 $/Kg

0.4 0.3 0.2 0.1 0

Pais de Origen

Fuente:http://www.scavage.com.ar/trade?menu=pe.import&query=section:06+chapter:31+headi ng:3102+product:3102300020&group=2,-1&resolve=1&inquiry=country:

40 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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TABLA 1.10 TIPO DE PRECIO PROMEDIO DE ACUERDO AL AÑO DE IMPORTACIÓN ($/TN)

AÑO

PROMEDIO

2003

166.535

2004

433.098

2005

269.944

2006

226.619

2007

283.363

2008

823.838

2009

377.351

2010

626.622

2011

732.124

2012

812.575

Promedio

475.207

Fuente: Los Autores Del Proyecto

PRECIO PROMEDIO ACTUAL ES 475.207 US$ /TN

41 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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TABLA 1.11 TIPO DE PRECIO PROMEDIO DE ACUERDO AL AÑO DE IMPORTACIÓN ($/kg) AMONIACO

PAISES

2007

2008

2009

2010

2011

COLOMBIA

12.18

10.24

15.48

9.67

11.84

CHILE

24.48

41.26

19.21

20.87

33.63

MEXICO

12.28

EE.UU PROMEDIO

7.46 23.45

16.31

24.98

17.35

12.65

PRECIO PROMD MEDIO ESES DE DE 22.73$/TN $/KG FUENTE: LOS AUTORES

TABLA 1.12 TIPO DE PRECIO PROMEDIO DE ACUERDO AL AÑO DE IMPORTACIÓN ($/kg) ACIDO NITRICO

PAISES

2007

2008

2009

2010

2011

COLOMBIA

9.46

8.94

13.68

10.63

12.52

CHILE

24.62

36.14

17.45

18.30

28.49

MEXICO

6.25

EE.UU PROMEDIO

7.42 12.35

13.44

19.14

15.56

12.12

20.50

PRECIO PROMEDIO PRRJR PROMD ES DE 16.15$/KG Fuente: Los Autores del Proyecto

42 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

1.3.3 Análisis De La Comercialización

En

el

ámbito

de

los

fertilizantes

actualmente

la

importación y

comercialización de ellos se realiza a través de empresas privadas, las cuales se encuentran ofertando una gran variedad de fertilizantes simples (nitrogenados, fosfatados y potásicos). En los últimos cinco años se ha iniciado la incorporación al mercado de productos con valor técnico agregado, como son las mezclas NPK, de la cual Corporación Misti S.A., es empresa líder en el mercado peruano en este ramo y el uso de fertilizantes de especialidad para sistema de riego moderno (fertirrigación), de la cual también Corporación Misti S.A. ofrece una de las líneas más completas de fertilizantes solubles. Los aspectos que se analizarán en este apartado son la determinación de los canales más apropiados de distribución de nuestro producto haciéndole llegar al consumidor con los beneficios de tiempo y lugar, así como también la selección de los distribuidores los cuales ayudaran a la transferencia de nuestro producto desde la planta de proceso hasta el consumidor. El primer punto, y de acuerdo a nuestras investigaciones, indica que las ventas de NITRATO DE AMONIO se canalizan principalmente a través de un mayorista - distribuidor final en un 100% de la importación. Estas cifras nos sugieren que se debe localizar a los principales distribuidores del producto, pues a través de ellos es donde se vende el mayor porcentaje. El problema de este canal es que se genera un intermediario con un determinado porcentaje de ganancia, por lo que el precio final de venta será más alto. Para atender el mercado nacional las tareas cotidianas del departamento de comercialización o de ventas dentro de la empresa serán elaborar la factura correspondiente para que el producto sea liberado del almacén, cargar al vehículo correspondiente que lo entregará, llevarlo al distribuidor correspondiente y regresar a la planta para realizar otra entrega para el mismo procedimiento. 43 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

a) Canales De Distribución Por tratarse de un producto intermedio o de insumo, donde las características principales serían la calidad, pureza, y precio competitivo; el NITRATO DE AMONIO dentro de este proyecto requiere de mayor estrategia de comercialización. Se sabe que el NITRATO DE AMONIO es de uso industrial la forma de distribución será a través de Productor – Usuario industrial, es decir que el fabricante venderá directamente el producto a la empresa distribuidora del producto.

USUARIO INDUSTRIAL

PRODUCTOR

Por consiguiente, como además de cubrir la demanda nacional, también se pretende exportar este insumo, el canal más adecuado para su distribución debe tener cuenta la presencia de un Agente para completar el Canal de distribución, siendo el siguiente:

PRODUCTOR INDUSTRIAL

DISTRIBUIDORA INDUSTRIAL

USUARIO

1.4 IMPORTACIÓN

En el mercado de fertilizantes peruano prácticamente toda la gama de productoses completamente importada (en 2002 el 97,5% de la oferta total fue importada).Como se observa en el gráfico 2, a lo largo de la última década lasimportaciones han registrado una crecimiento constante, siendo mucho másacusado en los últimos años. En concreto, el crecimiento registrado desde1990hasta el 2002 ha sido del 350%, pasando de 138.413 toneladas importadas a623.122 toneladas en el año 2002. Este favorable comportamiento

44 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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se debefundamentalmente al buen comportamiento registrado en el sector agrícola.

GRAFICO 1.8 VOLÚMENES Y VALORES DE IMPORTACIÓN DE FERTILIZANTES

Fuente INEI

GRAFICO 1.9 EVOLUCIÓN DE LAS IMPORTACIONES (TONELADAS)

Fuente INEI

GRAFICO 1.10 IMPORTACIÓN DE PRINCIPALES FERTILIZANTES EN PERÚ

45 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

Fuente INI

TABLA 1.13 VOLUMEN DE IMPORTACIÓN DE FERTILIZANTES (TONELADAS)

NITRATO SULFATO FOSFATO SUPER.FOS. CLORURO SULFATO DE DE DE CALCIO DE DE AMONIO AMONIO AMONIO TRIPLE POTASIO POTASIO

SULFATO MAGNESIO POTASIO

AÑO TOTAL

UREA

1975

73431

20500

22000

8012

-

12419

10500

-

-

1976

76434

20139

11854

30341

-

-

5000

9100

-

1977 149787

55511

24779

34027

-

11998

16972

5000

1500

1978 138455

43136

26780

36478

-

10513

14375

5173

2000

1979 108863

6923

34653

30653

-

13901

16902

3831

2000

1980 111856

443

21885

26460

19459

15076

19400

5473

3660

1981 102372

-

27050

17699

18849

14659

16626

5914

1575

80108

10500

13650

10480

14167

12136

11302

6298

1575

1983 115744

61229

6825

13594

12341

11757

9998

-

-

1984 107244

41063

-

19681

11352

10399

18974

4725

1050

-

-

22491

18892

15730

14400

3000

1050

1986 263916 106352

28175

32971

30790

32493

24525

5775

2835

1987 366853 155117

42664

34153

35103

52211

39259

5846

2500

1988 324198 114856

47201

30450

44544

35122

40200

8150

3675

1989 314326 154548

36354

21850

31223

27974

21301

14520

6556

1990 209860

78641

10500

-

10500

10492

-

-

-

1991

20998

5700

-

6184

-

-

2100

-

1982

1985

75563

66629

1992 241349 159031

...

...

...

...

...

...

...

1993 302507 209112

2614

3599

20546

28314

30123

6049

2150

1994 365842 220510

-

11536

31416

42424

55036

4242

678

1995 318565 235796

-

11523

44451

7017

8185

8345

3248

1996 363051 221907

4224

35631

51878

12645

17705

13721

5340

1997 406655 223193

1602

36767

74410

20427

28204

12180

9872

1998 495105 285073

21500

46353

68851

17437

35429

14778

5684

1999 156047 296183

9913

36969

78510

8395

30265

14486

7834

FUENTE: MINISTERIO DE AGRICULTURA - Oficina de Información Agraria

Fuente MINISTERIO DE AGRICULTURA

46 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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1.5 EXPORTACIONES Como se ha señalado anteriormente, la producción nacional en este sector escasi inapreciable y se encuentra en una senda decreciente, por lo tanto, laproducción destina al mercado exterior es mínima. Únicamente se registranexportaciones de abonos orgánicos y las cantidades exportadas son tanpequeñas que no ofrecen información de relevancia. Según datos del año 2002, las exportaciones peruanas han rodado las 2.422 toneladas, mientras que lasimportaciones han alcanzado una cifra de 623.122 toneladas, lo que supone quelas exportaciones ni tan siquiera representan el 0,5% de las cantidadesimportaciones. GRAFICO 1.11 EXPORTACIONES E IMPORTACIONES FOB REALES EN LOS AÑOS 2004-2012

Fuente SUNAT

1.6 INFLUENCIA DE LOS INDICADORES ECONOMICOS 1.6.1 PBI - Producto Bruto Interno (PBI)

En el año 2011 la economía peruana creció 6.9%, no obstante un entorno internacional menos favorable debido a la crisis de dudas en varios países de la eurozona. 47 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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En ese contexto, la actividad económica paso de crecer a una de 7.8 en el primer semestre a un incremento de 6.1 por ciento en el segundo semestre, convergiendo así hacia tasas más cercanas asu nivel potencial. En términos desestacionalizados, el PBI registro un crecimiento anualizado de 4.7% en el cuarto trimestre de 2011, luego de crecer 6.0% en el trimestre previo. GRAFICO 1.12 VARIACIÓN PORCENTUAL DEL PBI EN PERÚ EN LOS AÑOS 2004-2013

Fuente INEI

GRAFICO 1.13 CRECIMIENTO DEL PBI EN PERÚ EN LOS AÑOS 2012-2013

Fuente banco de crédito del Perú

48 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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1.6.2 Inflación

En los primeros meses del año la inflación últimos 12 meses se ha venido reduciendo con el inicio de la recesión de los choques de oferta ubicándose a febrero en 4.17%, por encima del límite superior del rango meta. Esta disminución gradual que se viene observando en las presiones inflacionarias es consistente también con un ciclo económico natural a lo largo del 2012 lo cual facilita la convergencia de la inflación hacia la meta. GRAFICO 1.14 VARIACIÓN DE LA INFLACIÓN EN PERÚ EN LOS AÑOS 2012-2013

Fuente banco de crédito del Perú

Las expectativas de infla ion para el próximo año-horizonte relevante para las acciones de política monetaria, se han mantenido dentro del rango meta y se vienen reduciendo en los últimos meses en línea con la menor tasa de inflación. La inflación repercute de forma directa con respecto al proyecto, debido a que refleja realmente la situación de económica del país, estimulando a la inversión en lo que respecta a instalaciones de nuevas plantas.

49 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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GRAFICO 1.15 EXPECTATIVAS DE LA INFLACIÓN EN PERÚ PARA LOS PRÓXIMOS AÑOS

Fuente banco de crédito del Perú

1.6.3 Renta Nacional

El comportamiento expansivo de la demanda, que se refleja en el aumento del consumo y la inversión privada y pública, impulsó el crecimiento en 8.73% de la actividad económica. Según los datos proporcionados por el INEI, el sector pesquero, la actividad comercial y la construcción reportaron un mayor dinamismo. 1.6.4 Aranceles

Respecto al arancel aplicable es conveniente precisar que el arancel peruano ha sido elaborado según las normas de la NANADINA (nomenclatura común de los países de la comunidad andina), con algunas particularidades específicas para Perú. Se debe precisar que hasta octubre del 2002 todos los fertilizantes se encontraban exonerados de aranceles por estar sujetos a la Ley N° 27400 sobre emisión de documentos cancela torios para el pago de tributos. Sin embargo, a partir de esta fecha solo se encuentran sujetos a la ley anteriormente citada la urea para uso agrícola, el fosfato de amonio y el sulfato de potasio, el resto se encuentran gravados con un impuesto ad valorem del 4% y un IGV del 19%. 50 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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1.6.5 Devaluación

El valor del dólar viene elevándose desde el comienzo de la crisis global, a pesar del serio deterioro de la economía de EE.UU., porque es un activo de refugio con liquidez inmediata y aceptación mundial. Adicionalmente, EE.UU. como potencia cumple un rol en la seguridad mundial, por lo que nadie está interesado en provocar una caída abrupta del dólar vendiendo masivamente las tenencias en dólares para reemplazarlas por otra moneda, ya que afectaría ese rol. Por consiguiente, aun cuando los "fundamentos" de la economía de EE.UU. estén por el suelo, el dólar seguirá alto mientras dure la crisis. Cuando comience la recuperación económica de esta crisis, tenderá a verificarse un descenso del dólar pero difícilmente su colapso por la razón expuesta. Ello cuestiona la idea de que el dólar debería reflejar los "fundamentos" de su economía. El valor de cualquier moneda depende de varios factores y no solo de sus "fundamentos". En la actualidad en Perú, como sostiene el FMI, los "fundamentos" sugerirían que el valor del sol debería situarse entre 2.646 y 2.656.La elevación del dólar beneficia a los exportadores, al turismo y a toda la producción competitiva con importaciones, ya que mejora la rentabilidad y competitividad de estos tres sectores. Esos sectores, constituyen el grueso del núcleo dinámico de la economía peruana, por lo que para enfrentar una gran caída de los ingresos de exportación que generará tendencias recesivas, no es solo necesario si no imprescindible que el BCRP, manteniendo su capacidad de regulación, permita un alza significativa del dólar. De otro modo, el desequilibrio externo se transformará en una crisis de balanza de pagos y con ello enfrentaríamos una recesión interna seria que afectaría a todos, incluyendo a los bancos.

51 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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1.6.6 Consumo Per Cápita

El PIB per cápita es el promedio de Producto Bruto por cada persona. Se calcula dividiendo el PIB total por la cantidad de habitantes de la economía

este indicador influye a nivel de empresa para analizar

quienes son nuestro mercado objetivo y poder hacer llegar nuestro producto. GRAFICO 1.16 PBI PER CÁPITA EN PERÚ ENTRE LOS AÑOS 1991-2011

Fuente INEI

1.7 TAMAÑO DE PLANTA 1.7.1 Análisis de los factores determinantes a) MateriaPrima

La materia prima es un factor muy importante para la ejecución de nuestro proyecto, es por ello que se debe tener en cuenta de donde provendrá esta y así tener en cuenta los medios de transporte y distribución. En l presente proyecto la materia prima es un factor determinante ya que la podemos adquirir aquí, es por ello que lo ideal sería ubicar la planta en la parte costera. 52 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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b) Tecnología

En nuestro país no se produce nitrato de amonio, las plantas de producción actualmente solo son proyectos, por lo tanto la tecnología para la producción de éste es deficiente por lo mismo que no hay producción, la tecnología para la producción de nitratoestá muy avanzada así que podemos importar esta tecnología, y por las investigaciones sabemos que el tamaño de nuestra planta es factible ya que los equipos a construir son accesibles y pueden encontrarse en el mercado. c) Financiamiento

Este proyecto será financiado con capital propio de los autores del mismo y ayuda del capital privado, es decir se recurrirá a entidades crediticias para la realización del mismo. De acuerdo con las investigaciones realizadas el financiamiento para un proyecto como estos cuenta con el apoyo de COFIDE para proyectos de manufactura que es una ayuda para todo lo que es crédito financiero. d) Demanda

En cuanto a la demanda de nitrato de amonio en el Perú, este es solo considerado importador. Entonces: C=I

C = I

Por lo tanto este sería un factor determinante para la instalación de la planta, ya que no se cuenta con productores nacionales para abastecer el mercado nacional del producto.

53 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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GRAFICO 1.16 FACTORES DETERMINANTES PARA EL TAMAÑO DE LA PLANTA DE PRODUCCION DE NITRATO DE AMONIO A PARTIR DE ACIDO NITRICO Y AMONIACO

FACTORES DETERMINANTES PARA EL TAMAÑO DE LA PLANTA DE PRODUCCION DE NITRATO DE AMONIO A PARTIR DE ACIDO NITRICO Y AMONIACO DEMANDA TECNOLOGIA FINANCIAMIEN…

PRIORIDAD

MATERIA PRIMA 0

2

4

6

8

FUENTE: LOS AUTORES

1.7.2 Determinación Del Tamaño De Planta

Teniendo en cuenta que el factor determinante para nuestra capacidad de planta es la Demanda, considerando como base la demanda futura del año 2015 siendo esta de 57264.766 TM/año y asumiendo un factor de seguridad del capacidad de planta

35% se tendría una

de 20043.0181 TM/Año; considerando un

proceso continuo 8000 h/Año el tamaño de planta sería 2.5 TM/hr ; pero como la demanda a nivel de Sudamérica es muy elevada, se tiene como finalidad la exportación es por esto que tomamos 2.5 TM/h adicionales para el tamaño de planta = 5Tn/h. Esta capacidad de planta abastecería el mercado del país y una futura exportación.

54 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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1.8 CONCLUSIONES

 El nitrato de amonio es un producto que presenta un mercado principalmente destinado a fertilizantes, material explosivo y para la minería.  En el Perú el nitrato de amonio sustituirá importaciones a partir de la producción nacional,logrando satisfacer la demanda interna del país, asegurando laviabilidad y competitividad de fertilizantes y la minería peruana.

 Actualmente, Perú no es productor de nitrato de amonio, por lo que ha de proveerse del exterior. Sus principales proveedores son Rusia y algunos países del Este, Estados Unidos y Canadá.  En cuanto a los principales fertilizantes consumidos, es la urea la que tiene la mayor parte del mercado, seguido del fosfato de amonio y el nitrato de amonio.

 El nitrato de amonio presenta un tipo de oferta de Libre mercado.  El precio estimado para el nitrato de amonio será de S/.1.23 por kilo.

55 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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APENDICE

56 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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

ANÁLISIS DE LA DEMANDA

La demanda del Nitrato de amonio está dada por la importación y está dada por:

C=I

Dado que el Nitrato de amonio que se consume en el país como fertilizante es considerado un producto final, entonces se utiliza el Método de Regresión lineal (Linearización por Mínimos cuadrados) para hallar la tasa de crecimiento anual. Y = A + BX Ec. 1 (Y) = nA + B(X) Ec. 2 (XY) = A (X) + B (X) 2 Ec. 3 Donde : n = Puntos de registro A = Parámetro de ajuste B = Razón de crecimiento del consumo, Unidades/año. X = Serie analógica de periodos de tiempo. TABLA Nº 1 CONSUMO HISTORCIO Y VARIACIÓN DEL CONSUMO

AÑO 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

TONELADAS 2065 4224 1602 21500 9913 13190 15547 34591 39145 63036 61216 66922 109160 117545 22971 32466 31037

57 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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 Calculo de tasa de crecimiento El calculo de la tasa de crecimiento se hace a partir de los datos de la siguiente tabla: AÑO 1995

CONSUMO TM/AÑO

X

X^2

XY

2065

0

0

0

1996

4224

1

1

4224

1997

1602

2

4

3204

1998

21500

3

9

64500

1999

9913

4

16

39652

2000

13190

5

25

65950

2001

15547

6

36

93282

2002

34591

7

49

242137

2003

39145

8

64

313160

2004

63036

9

81

567324

2005

61216

10

100

612160

2006

66922

11

121

736142

2007

109160

12

144

1309920

2008

117545

13

169

1528085

2009

22971

14

196

321594

2010

32466

15

225

486990

2011

31037

16

256

496592

136

1496.00

6884916

17

646130

a) Luego hallamos: 

Y = A + BX 64130=17A + B136



(XY) = A (X) + B (X) 2 6884916= A 136 -B(136^2) 6884916=136A-1496B

b) Finalmente resolvemos A y B en un sistema de ecuaciones:

A=23499.52 B=-2465.896

58 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

c) Reeplazando A y B: LA TASA DE CRECIMIENTO ES: 43319.956 +664.0386X

TONELADAS METRICAS 57500 y = 664.04x + 53945 R² = 1

57000 56500 56000

TONELADAS METRICAS

55500 55000

Linear (TONELADAS METRICAS)

54500 54000 53500 53000 2012

2013

2014

2015

2016

 Estimación de la Demanda Futura del Nitrato de Amonio La proyección de la demanda futura se determino por el metodo de la linearizacion por ser el nitrato de amonio un producto, se considero como año base a 1995.

Para determinar la demanda futura de este insumo, se aplico el método de minimos cuadrados (linearizacion) debido a que es un producto final . El cual Se basa en la aplicación de la ecuación de la línea recta cuando se tienen datos regulares. La demanda instisfecha se calcula a partir de la sifuiente formula: Y = A + BX , 43319.956 +664.0386X Entonces:

D(2012)=43319.956 +664.0386*(17)=54608.6122 TM/ ANUALES D(2013)=43319.956 +664.0386*(18)=55272.6508TM/ ANUALES D(2014)=43319.956 +664.0386(*19)=55936.6894TM/ ANUALES D(2015)=43319.956 +664.0386*(20)=56600.728TM/ ANUALES D(2016)=43319.956 +664.0386*(21) =57264.766TM/ ANUALES 59 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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TABLA N ° 1.10 PROYECCION DEL CONSUMO AÑO 2012-2016

X

AÑO 17 18 19 20 21

2012 2013 2014 2015 2016

Y 54608.6122 55272.6508 55936.6894 56600.728 57264.766

Fuente: Autores

 CÁLCULO DE LA DEMANDA INSATISFECHA Se considera como año base para el cálculo: año Consumo en el año 2011 = 54608.6122 TM/año Consumo estimado para el año 2016 = 57264.766/año Demanda insatisfecha = D2016 – P2016 Pero como no hay producción registrada aun, decimos que la P16 = 0

Di  D 2016  P 2016

Di = 57264.766– 0.0000 = 57264.766Tn/año

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ANEXOS

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ANEXO Nº 1 DEPÓSITOS DE DIATOMITAS EN EL PERÚ  DEPÓSITOS DE ORIGEN MARINO

Piura - cuenca Sechura Ica – cuenca Pisco  DEPÓSITOS DE ORIGEN LACUSTRE

Ayacucho – cuenca Ayacucho Arequipa – cuencas lacustres Tacna – cuencas lacustres

Fuente: www.minem.gob.pe

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ANEXO Nº 2 GRAFICO 1 PRECIOS DE FERTILIZANTE EN EL PERÚ (2006-2008)

Fuente: MINAG

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ANEXO Nº 3 GRAFICO 2 CONCENTRACION DE FERTILIZANTES EN PERU)

Fuente: MINAG

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LINKOGRAFIA

1. http://www.inei.gob.pe/biblioineipub/bancopub/Est/Lib0351/7311/c7311012.HT M 2. http://www.sice.oas.org/TPD/CHL_PER/Studies/Assess_2012_s.pdf 3. http://estadisticas.comunidadandina.org/eportal/contenidos/1043_8.pdf 4. http://www.fertilizando.com/estadisticas/estudioMercadoFertilizantesPeru.pdf 5. http://168.96.200.71/gsdl/cgi-bin/library?e=d-000-00---0revagro--00-0-0Date-0prompt-10---4------0-1l--1-es-50---20-about---00031-001-1-0utfZz-800&a=d&cl=CL1.1&d=HASH81a633d29e9c0127a7bc5b.7 6. http://www.inei.gob.pe/ 7. http://www.congreso.gob.pe/congresista/2001/earanda/documentos/Presentaci on_PQ_Congreso_JQuipusco.pdf 8. www.fertilizando.com/estadisticas/estudioMercadoFertilizantesPeru.asp 9. www.fertilizando.com/estadisticas/estudioMercadoFertilizantesPeru.pdf 10. ftp://ftp.fao.org/agl/agll/gateway/recurso_nutrientes.pdf 11. http://www.sunat.gob.pe/

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CAPITULO II

UBICACIÓN DE LA PLANTA

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INTRODUCCION

El fin perseguido en cualquier problema sobre situación o ubicación de fábricas es la elección del lugar que permitirá reunir los materiales necesarios, realizar los procesos de fabricación y entregar el producto a los clientes con el costo total más bajo posible.

Teniendo en cuenta que la materia prima utilizada para una planta de nitrato de amonio son productos químicos , y el mercado donde hay demanda de este producto; se consideran las zonas portuarias de nuestro país utilizado para comercio nacional e internacional como alternativas de ubicación de la planta de nitrato de amonio como Piura, La Libertad y Ancash;se hace uso del método de selección cualitativo por puntos se evalúa los factores relevantes de ubicación como disponibilidad de materia, cercanía al mercado, mano de obra, suministro de energía, etc., éstos nos va a llevar a seleccionar la ubicación adecuada de la planta.

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2.3 UBICACIÓN DE ZONA GEOGRAFICA 2.3.1

Zonas geográficas alternativas

Las alternativas geográficas para la localización de esta planta están influenciadas principalmente por las fuentes de materia prima necesarias para la producción y la cercanía al mercado, en este caso tenemos entre las alternativas a tres regiones, los cuales son: La Libertad, Ancash y Piura. a) Región La Libertad:

- Superficie y ubicación geográfica

El departamento de La Libertad, situada en la costa nor-occidental del país, cubre una superficie de 25 500 Km² (superficie continental más insular), que representa el 2,0 por ciento del territorio nacional. Limita por el norte con los departamentos de Lambayeque, Cajamarca y Amazonas; por el este, con San Martín; por el sur, con Huánuco y Ancash; y por el Oeste, con el Océano Pacífico. Políticamente está dividido en 12 provincias y 83 distritos, siendo su capital la ciudad de Trujillo.

El territorio comprende las tres regiones naturales; sin embargo, el 80 por ciento de su área superficial, es esencialmente andina. Presenta una altitud que oscila entre los 3 m.s.n.m. (distrito de Salaverry provincia Trujillo) y los 4,008 m.s.n.m. (distrito de Quiruvilca provincia de Santiago de Chuco). (1) - Población

El Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI), estima que La Libertad cuenta con una población de 1 725 075 habitantes (5,9 por ciento del total nacional), situándolo como la tercer región más poblada del país, después de Lima (30,8 por ciento) y Piura (6 por ciento).

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Las cifras reflejan una alta concentración en la ciudad capital Trujillo, al albergar al 50,5 por ciento de la población departamental. De otro lado, la población departamental creció a un ritmo anual de 1,3 por ciento, en los últimos cinco años. El 74,6 por ciento de su población es urbana y, según sexo, la distribución es equilibrada (50,2 por ciento, femenina, y 49,8, masculina).

- Clima e hidrografía

La Libertad tiene un clima variado y complejo. En la Costa, el clima es semitropical con una temperatura promedio de 18°C y precipitaciones inferiores a 50 ó 20 mm anuales. En la zona andina, existe un clima variado, cuyas temperaturas, lluvias y vegetación cambian a medida que se asciende en altura; así la temperatura, fluctúa entre 14°C y 2 °C en promedio anual, en invierno; mientras que en verano, fluctúa entre 24°C y 13° C. El sistema hidrográfico está conformado principalmente por seis ríos. Los que se forman en la vertiente occidental de los Andes y riegan los valles costeros, son Jequetepeque, Chicama, Moche, Virú y Chao, cuyos caudales son variables, debido a que se alimentan de precipitaciones pluviales que estacionalmente se registran en verano. En la vertiente amazónica se ubica el río Marañón que dispone de agua todo el año. - Estructura productiva

El aporte de La Libertad al Valor Agregado Bruto nacional, según cifras del INEI, es de 4,8 por ciento, ubicándose como el tercer departamento de mayor contribución, luego de Lima (52,3 por ciento) y Arequipa (5,7 por ciento). La importancia relativa del departamento en el país, es mayor, en el caso de algunos sectores, como agropecuario, con una contribución del 11,4 por ciento; minería, con 8,3 por ciento; manufactura, con 6 por ciento; y construcción, con 5,1 por ciento.

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o Sector agropecuario

El sector agropecuario es la primera actividad de mayor contribución al VAB departamental de 2009 (20,4 por ciento) y se caracteriza por su aporte de 11,4 por ciento al sector a nivel nacional, ocupando el segundo lugar, después de Lima (21,2 por ciento). Su estructura se ha diversificado, en los últimos años, a favor de los productos agroindustriales. En la costa, destacan, principalmente, cultivos de caña de azúcar, arroz y maíz amarillo duro,

orientados,

en su mayoría,

a la

agroindustria de mercado interno; así como cultivos de espárragos, alcachofas y paltas, con destino, básicamente, al mercado externo. En contraste, en la sierra, se continúa con la siembra de cultivos que se orientan, básicamente, al autoconsumo (trigo, cebada, entre otros) a excepción de la papa, cuya producción va al mercado nacional.

La vocación agrícola del departamento se sustenta en las características climáticas de régimen térmico regular y estable, la disponibilidad de suelos aptos para la agricultura y sobre todo, la existencia de riego regulado en cuatro, de los cinco valles costeros. El desarrollo de la agricultura está condicionada, básicamente, a la disponibilidad de agua, que por su estacionalidad (eneroabril) reduce las posibilidades de expansión del sector, además que la torna excesivamente vulnerable por la presencia de sequías e inundaciones (por ejemplo, Fenómeno de “El Niño‟‟ y “La Niña”). Esta vulnerabilidad ha sido enfrentada con la ejecución de los proyectos especiales de irrigación, en su primera etapa ha construido un reservorio (Gallito Ciego) con una capacidad de almacenamiento de 573 millones de metros cúbicos. Por su parte, el PECH capta, del río Santa, un caudal de 105 m3/seg. y contempla, en sus tres etapas, expandir la superficie agrícola en 73,2 mil hectáreas nuevas y mejorar el riego de 108,4 mil hectáreas. A la fecha se encuentra culminada la primera (Chao-Virú) y segunda etapa (Virú70 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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Moche) del Proyecto, habiendo transferido al sector privado, a través de subastas públicas, alrededor de 40 mil hectáreas, de las cuales alrededor de 17 mil hectáreas están en producción, las mismas que han permitido diversificar la oferta exportable de la región y la generación de nuevos puestos de trabajo. o Sector pesquero

Si bien el sector pesquero representa sólo el 0,2 por ciento del VAB departamental, se caracteriza por el desembarque de recursos marinos, destinados principalmente al consumo humano indirecto (elaboración de harina y aceite) y, en menor medida, al consumo humano directo, principalmente, en fresco. Su principal puerto es Malabrigo (Distrito de Rázuri - Provincia de Ascope), ubicado a 80 Km de la ciudad de Trujillo. La actividad pesquera se caracteriza por estar condicionada a efectos climáticos (Fenómenos del Niño y La Niña), así como por las vedas que se establecen para favorecer el ciclo reproductivo de especies como la anchoveta, principalmente. o Sector minero

La minería, es la cuarta actividad más importante, en términos de contribución al VAB departamental (10,9 por ciento) y se caracteriza por producir minerales polimetálicos como oro, cobre, plomo y zinc, en donde el primero, explica el 95,2 por ciento del VBP del sector. A partir del 2005, la actividad ganó importancia relativa en la estructura económica, con el inicio de operaciones de la unidad minera Lagunas Norte, perteneciente a la empresa Minera BarrickMisquichilca, cuya construcción del yacimiento requirió una inversión de US$ 340 millones. o Sector manufacturero

El sector manufacturero es la segunda actividad en importancia con una contribución de 19,8 por ciento, en 2009; sin embargo, cabe indicar que en la década del ochenta su participación fue 71 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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mayor (32,4 por ciento, en promedio). El departamento ocupa el tercer lugar en cuanto a contribución al VAB manufacturero nacional, después de Lima (57 por ciento) y Arequipa (6,6 por ciento), al aportar el 6 por ciento del total.La casi totalidad de las empresas manufactureras se ubican en la costa, por razones de infraestructura y mercado. Si bien el sector muestra cierta diversificación, desde bienes de consumo hasta bienes de

capital,

destaca la

agroindustria,

particularmente la

fabricación de azúcar, envasado de hortalizas, molienda de granos (arroz, trigo y maíz), producción de cemento, harina y aceite de pescado. Cabe destacar, que La Libertad en 2009 fue el primer productor, a nivel nacional, de conservas de espárrago (88,7 por ciento) y azúcar (48,7 por ciento); segundo productor de cemento (19,4 por ciento) y, cuarto productor de harina de pescado (8,2 por ciento). o Sector financiero

El sector financiero ha acompañado el crecimiento económico departamental en los últimos años, incrementando el grado de profundización financiera del crédito, medido por el ratio colocaciones/PBI, que pasó de 14 por ciento, en 2005, a 20 por ciento, en el 2009, acompañado del aumento en 190 por ciento, del número de oficinas, entre los mismos años de referencia.

Por último, cabe señalar que La Libertad es la segunda plaza financiera, después de Lima (74,2 por ciento), en cuanto a colocaciones; y la tercera, luego de Lima (82,8 por ciento) y Arequipa (2,9 por ciento), con relación a la captación de depósitos del público.

- Inversión privada

Durante el período 2007- 2010, el departamento de La Libertad ha captado inversiones importantes en los diferentes sectores

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económicos, particularmente, en sectores como manufactura, minería y comercio, incidiendo en la generación de empleo local. La inversión ejecutada en el sector manufactura, en base a una muestra de cuatro empresas representativas, que publican información financiera, suma US$ 248,4 millones. Cabe indicar, que la muestra de empresas genera 19,2 mil empleos directos. Entre las inversiones más importantes destacan las realizadas por el sector azucarero, al ejecutar Casa Grande, Cartavio y Laredo una inversión conjunta de US$ 178 millones, en la adquisición y mejora de maquinarias, en campos, en tecnología de riego y administración, lo cual ha permitido una mejora en productividad en los últimos años. De otro lado, la empresa Cementos Pacasmayo (CPSAA), ha realizado gastos de capital por US$ 89 millones, destacando la instalación de un nuevo molino de cemento con una capacidad de 1‟200,000 TM por año; la construcción de la nueva línea de transmisión de energía eléctrica, desde Guadalupe hacia su planta en Pacasmayo; la instalación de 4 hornos verticales para la producción de clinker, con una capacidad de 320 mil toneladas por año; la adquisición de 75 camiones para el transporte de cemento; ampliación de la capacidad de molienda de carbón; entre otros. Por último, la empresa Camposol invirtió US$ 70,4 millones, principalmente, en la ampliación de la frontera agrícola de palta y uva. Por

su

parte,

en

el

sector

minero,

las

empresas

BarrickMisquichilca – en su unidad Lagunas Norte, y la Compañía Minera Poderosa, invirtieron en conjunto US$ 227,8 millones, en mejoras de infraestructura y desarrollo de exploración. En cuanto a empleo, ambas empresas han contratado 1,3 mil trabajadores; sin embargo, si se agrega lo demandado mediante contratistas, el total asciende a 3,8 mil. En el sector comercio destaca las inversiones realizadas en la construcción de centros comerciales y tiendas por departamentos. En el primero destaca Mall Aventura Plaza Trujillo, Real Plaza Trujillo y Los Jardines Open Plaza, cuyas inversiones suman US$ 104 millones y para su operatividad demandan alrededor de 3,6 mil trabajadores directos. 73 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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En cuanto a las tiendas por departamentos, la inversión en la ejecución de proyectos como Oeschle, Plaza Vea Chacarero, Cassinelli, Hipermercados Metro y Maestro, totalizó US$ 39 millones, y significó la generación de alrededor de 1,0 mil empleos. FIGURA N ° 2.1 MAPA FISICO POLÍTICO DEL DEPARTAMENTO DE LA LIBERTAD

Fuente: http://productoselparque.com/www/uploaded_files/mapa_la_libertad.jpg

b) Región Ancash El departamento de Ancash, según información del INEI (2010), es la quinta economía del país, al aportar al Valor Agregado Bruto (VAB) nacional un 3,5 por ciento. La importancia relativa de la región en el país, es mayor en el caso de algunos sectores como minería (15,9 por ciento), pesca (10,8 por ciento), electricidad y agua (5,2 por ciento), construcción (4,8 por ciento) y servicios gubernamentales (3,4 por ciento). (2) En la estructura productiva de Ancash predominan la minería, manufactura y otros servicios, que contribuyen de manera conjunta, con el 55,5 por ciento en el VAB departamental. Según la Encuesta Nacional de Hogares de 2010, aplicada por el INEI, el

47,8 por

ciento de la población empleada labora en el sector terciario, seguido del sector primario (37 por ciento) y, el 15,2 por ciento restante en el sector secundario. 74 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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-

Ubicación. El departamento de Ancash, situado en la región central – occidental del país, cubre una superficie de 35 915 Km², que representa el 2,8 por ciento del territorio nacional y comprende territorios tanto de las zonas altas de la Cordillera de los Andes como parte del desierto costero peruano. Limita con el océano Pacífico por el oeste, La Libertad, por el norte, Huánuco por el este y Lima por el sur. Políticamente está dividido en 20 provincias y 166 distritos, siendo la ciudad de Huaraz su capital.

-

Clima

El clima de Ancash es variado. En la costa y piso inferior de la vertiente occidental el clima es desértico, con lluvias muy escasas y mal distribuidas, que se incrementan a medida que se avanza en altitud. Zonas con clima templado y seco se encuentran en los pisos medios de las vertientes andinas oriental y occidental, así como en el Callejón de Huaylas. Frío y seco en las punas y altas mesetas. Muy frío en las cumbres nevadas. Al este de la Cordillera Blanca y en el fondo del valle formado por el Marañón, hay un clima cálido-húmedo, con temperaturas altas durante el día y la noche. El sistema hidrográfico de Ancash está conformado por ríos que pertenecen a las vertientes del Amazonas y del Pacífico. El Marañón es el principal río de la vertiente del 2Amazonas. Entre los ríos de la vertiente del Pacífico se tiene el río Santa, Huarmey, Casma, Culebras y Nepeña. Entre los nevados más importantes se encuentran: Huascarán (6 768 msnm), Chopicalqui (6 307 msnm), Shapraraju (6 112 msnm), Huandoy (6 395 msnm), Rurimachay (6 309 msnm), Pucaraju (6 241 msnm), Rajopaquinan (6 122 msnm), Pishqo (5 452 msnm) y Pastoruri (5 240 msnm). Por su parte, las lagunas más relevante son: Querococha en Recuay; Pelagatos en Pallasca; Parón en Huaylas; Llanganuco en Yungay; Conococha sobre la carretera Pativilca-Huaraz; Purhuay y Reparen en Huari. 75 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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- Demografía

Según cifras del Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI), el departamento tiene una población de 1 116 265 habitantes en el 2010, situándola como la décima más poblada del país (3,8 por ciento de la población nacional). Existe en Ancash una alta concentración poblacional en la provincia de Santa, pues

alberga al 37,6 por ciento de la

población departamental. En los últimos cinco años, la población ancashina creció a un ritmo anual de 0,6 por ciento. Un 50,5 por ciento de la población es masculina y 49,5 por ciento, femenina.

- Manufactura

La manufactura es la tercera actividad más importante, al generar el 12,4 por ciento del VAB departamental, durante 2010. El desarrollo industrial está concentrado en la ciudad de Chimbote y los pilares de la actividad son la industria pesquera y la industria siderúrgica. La industria pesquera elabora, principalmente, harina y aceite, y en menor escala, conservas de pescado. El mayor auge de esta industria se alcanzó en la década del 60. En el 2010, la producción de harina de pescado fue de 274 mil toneladas, 34,8 por ciento de la producción nacional. Por su parte, la producción de aceite crudo de pescado totalizó 69 mil toneladas, 39,6 por ciento de la producción del país. Así, la región se ubicó como el primer productor de harina de pescado y aceite crudo de pescado a nivel nacional. Por su parte, la producción siderúrgica realizada por la empresa Siderperú, registra dos líneas de producción, la de productos planos y no planos; la primera, orientada a la industria metal-mecánica y la segunda, a la actividad de construcción, encontrándose en operación solo la última. Las demás industrias como la azucarera y la de productos químicos

(oxígeno,

acetileno

y

nitrógeno)

tienen

poca

significación en la generación del VAB.

76 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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- Economía

En la costa del departamento de Ancash constituye la primera zona pesquera del Perú gracias a la riqueza del plancton de esta zona, que aprovecha la magnífica riqueza ictológica del mar peruano, donde hay más de 700 especies de peces. A pesar de no disfrutar de una etapa de auge, sigue siendo un aporte importante a la economía nacional, pues la harina de pescado es uno de los mayores productos de exportación. También en esta zona,

especialmente

en

Chimbote,

existe

una

industria

siderúrgica que abastece las necesidades de esta parte del país. En la sierra se distingue los cultivos de papa, trigo y cebada. Por otra parte, la explotación ganadería, especialmente la vacuna y la ovina, complementa la producción agrícola. Pero fundamentalmente los ingresos provienen de la principal actividad económica del Perú que es la Minería y que en Ancash tienen

multimillonarias

inversiones

grandes

empresas

extranjeras como son Antamina S.A. y Barrick (Pierina) y que otorgan ingentes cantidades de dinero al Gobierno Regional de Ancash para su uso en obras de infraestructura y desarrollo para su región; pero ha habido y hay muchos cuestionamientos por la corrupción y el mal uso del dinero por denuncias de sobrevaluación de obras y otros gastos irregulares. La generación de energía eléctrica en la central hidroeléctrica del Cañón del Pato beneficia a los pueblos y a la industria siderúrgica costera. Existe también una producción minera que se desarrolla a partir de pequeñas y medianas minas que explotan oro zinc, hierro, carbón, cobre y plomo. Debido a estas razones el departamento de Ancash es la tercera economía del país por detrás de Arequipa y Lima y con el crecimiento sostenido en los próximos años competirá por ser la segunda economía peruana. También es importante el turismo. Sus atractivos más conocidos son el Parque Nacional Huascarán, con imponentes nevados, reto de grandes alpinistas, bellas lagunas como Llanganuco; los sitios arqueológicos como la Cueva del Guitarrero en Yungay.

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- Transporte

El departamento se encuentra articulado y comunicado por vía terrestre. Marítima y aérea. Hay que señalar que por vía terrestre solo está asfaltado el tramo de carretera que conforma la carretera panamericana desde ahí un desvío que se adentra a la sierra norte del departamento hasta llegar a Cabana y otro ramal que parte desde el distrito de Pativilca (Departamento de Lima) y que pasa por muchos caseríos y ciudades entre ellos Recuay, Huaraz, Carhuaz, Yungay y Caraz finalmente, de ahí el tramo es una carretera afirmada. Está en ejecución el asfaltado de la carretera Casma - Huaraz que permitirá agilizar el transporte, comercio y demás actividades entre las costa y sierra ancashina. Cuenta con un aeropuerto en Anta (provincia de Carhuaz) y en Chimbote, donde también se encuentra el Principal puerto marítimo.

- Inversión

Durante el período 2007-2010, el departamento de Ancash ha captado

inversiones

importantes

en

minería,

industria

y

comercio. En base a una muestra de empresas representativas del departamento, la inversión sumó, entre el 2007-2010, US$ 770,7 millones, según reportes de la Superintendencia del Mercado de Valores. En minería, destaca la inversión de la empresa Antamina, con un monto de US$ 543 millones, básicamente, en equipamiento de planta de beneficio, inversión en equipamiento minero y en infraestructura productiva. La inversión ejecutada en el 2010 (US$ 368,8 millones) forma parte del proyecto de ampliación de la capacidad de procesamiento del mineral (la inversión total involucra alrededor de US$ 1 228 millones), la misma que extenderá la vida útil de la mina hasta el 2029. En tanto, en la industria, la empresa Siderperú ha invertido US$ 142,5 millones, básicamente en la modernización de sus procesos y la ampliación de la capacidad de producción. 78 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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Entre ellas, se ha realizado importantes obras civiles, así como el cambio total del sistema refractario del Alto Horno y la automatización de sus sistemas de refrigeración. Asimismo, respecto a la producción de acero vía Alto Horno, Siderperú ha modernizado y repotenciado sus convertidores LD que procesan el arrabio para convertirlo en acero líquido. Adicionalmente, la empresa ha sustituido dos antiguos hornos eléctricos por un novísimo horno eléctrico de tecnología de punta, con sistema de captación de emisiones. Con ello se ha incrementado la capacidad de producción de acero vía horno eléctrico de 200 mil a 250 mil toneladas año. Por su parte, la empresa azucarera San Jacinto ha realizado inversiones en campo y fábrica. En campo, para la mejora de la infraestructura

hídrica

(poner

en

operatividad

los

pozos

existentes, y perforación de nuevos pozos); instalaciones de riego por mangas y goteo, la ampliación de la frontera agrícola (adecuación y preparación de tierras). En fábrica, destaca la adquisición de equipos para mejorar la eficiencia de trapiche, centrifugación y generación de vapor, así como la ampliación de la capacidad de molienda con miras a alcanzar en el mediano plazo, unas 6 mil TM de caña por día, de las actuales 3 mil TM de caña por día. En cuanto a las perspectivas de inversión para los próximos años, se muestran favorables, particularmente, en el sector minero, cuya cartera de inversión, según el Ministerio de Energía y Minas, asciende a más de US$ 1 800 millones, destinado a la ampliación de la capacidad de producción de Antamina, que se inició en el segundo semestre de 2010 y la puesta en marcha de los proyectos Hilarión y Magistral, el último a ser concesionado por Proinversión. En cuanto a proyectos de inversión pública, el departamento recibió durante el año 2010, una inversión de S/. 1 821,5 millones, de los cuales el 51,9 por ciento, fue ejecutado por los gobiernos locales, 29,0 por ciento, por el gobierno regional y el 12,4 por ciento restante, por el gobierno nacional.

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Entre los principales proyectos ejecutados por el gobierno nacional se encuentran, la rehabilitación y mejoramiento de la carretera Casma – Yaután– Huaraz (S/. 123,4 millones); construcción y equipamiento de la ciudad universitaria y campus anexos de la Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo (S/. 15,6 millones); mejoramiento y expansión de los sistemas de agua potable y alcantarillado en la ciudad de Chimbote (S/. 12,4 millones); e interconexión del sistema eléctrico Huari al sistema interconectado nacional (S/. 9,9 millones). Por su parte, el Gobierno Regional ejecutó la rehabilitación, mejoramiento y construcción de la carretera callejón de Huaylas – Chacas – San Luis (S/. 236 millones); y la construcción del canal integrador Santa – San Bartolo (S/. 13,7 millones), entre otros. FIGURA N ° 2.2 MAPA FISICO POLÍTICO DEL DEPARTAMENTO DE LA LIBERTAD

Fuente: http://fotosdeculturas.blogspot.com/2010/11/dibujos-del-mapa-de-ancash.html

80 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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c)

Región Piura.

Piura tiene una intensa vida cultural y artística. Cuenta con varios museos de arte religioso entre los que destaca el de la Iglesia del Carmen, de cerámicas precolombinas, particularmente de la civilización vicús, así como galerías de pinturas de sus personajes ilustres como Ignacio Merino, Luis Montero, Felipe Cossío Del Pomar, Arcadio Boyer, y de pintores contemporáneos como Francisco Mauricio, Russbelt Guerra, Julio Cálle, José Zeta entre otros. La Escuela Regional de Bellas Artes Ignacio Merino Muñoz y la Escuela Regional de Música José María Valle Riestra son semilleros de una pléyade de jóvenes artistas. La Orquesta Sinfónica Municipal es apoyada por el Concejo Provincial de Piura, los empresarios y el público piurano que acude a cada una de sus presentaciones. También instituciones como la Asociación Regional de Artistas Plásticos de Piura ARAP y la Asociación Felipe Cossío del Pomar mantienen vivo el arte. (3)

-

Ubicación

Piura es un departamento del Perú situado al extremo noroeste del país. Esta circunscripción colinda al oeste con el Océano Pacífico y limita con el departamento de Lambayeque al sur, con Cajamarca al este y Tumbes por el noroeste, así como con territorio ecuatoriano por el noreste. Comprende una dilatada planicie en su mayor extensión Costa y una región montañosa menos extensa en la zona oriental del departamento Sierra. Desde la zona montañosa discurren los ríos Piura y Chira, que irrigan las excepcionales zonas cultivadas de la planicie costera, donde se extiende el desierto peruano y el bosque seco ecuatorial. Entre los años 100 a. C. y 400 de nuestra era se desarrollaron en el valle inferior del río Piura la cultura Vicús, vinculada a la precedente cultura Chavín; posteriormente la zona se incorporó a la influencia de la cultura Moche. Hacia el siglo XV habitaban la zona costera el pueblo tallán mientras que los bracamoros ocupaban la región de Huancabamba.

81 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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Durante la Colonia, fue en este territorio que surgieron expresiones mestizas como el tondero; más tarde en la época republicana fue origen de Miguel Grau Seminario, el héroe peruano más afamado. -

Clima

Debido a su proximidad con la línea ecuatorial, la costa de Piura tiene un clima cálido durante todo el año. La temperatura promedio es de 26 °C. El clima costeño presenta tanto características de clima tropical en zona yunga y de sabana tropical a nivel del mar. Este clima se le conoce también por seco tropical o bosque seco ecuatorial. Es un clima parecido a la de la una sábana tropical. La temperatura máxima puede alcanzar los 40 °C y la mínima los 15 °C. En la zona costera sur del departamento, colindando con el Departamento de Lambayeque, existe un clima semi desértico. La sierra piurana tiene un clima húmedo subtropical y templado con un promedio anual de 15 °C.

-

Economía

El departamento de Piura a partir de las actividades económicas que realiza se encuentra dividido en tres sectores diferentes. Estos sectores caracterizan muy bien, no sólo desde el punto de vista de los patrones económicos sino también de los sociales, que demarcan a cada sub región. Paita y Talara: provincias ubicadas en el litoral de Piura. Zonas dedicadas a la actividad industrial (sobre todo las actividades pesqueras, actividades petroleras y de derivados). Piura, Sullana y Sechura: ubicada al centro del departamento, se organiza alrededor de cuatro valles desérticos: Chira, Bajo y Medio Piura, San Lorenzo y Alto Piura. Se caracteriza por presentar zonas de concentración de centros urbanos, hay presencia de una fuerte actividad comercial y de servicios. En este sector se ubican las principales ciudades que articulan el espacio económico regional, debido a su ubicación geográfica esta región sirve como puente entre la sierra oriental y el litoral costero. Esta zona geográfica se caracteriza por conformarse como una bisagra que dinamiza las actividades productivas del departamento. 82 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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En estas provincias se localizan los centros administrativos de mayor importancia, sobre todo podemos mencionar a las ciudades de Sullana, Piura y Castilla. La actividad central de esta plaza es eminentemente los servicios, quiere decir que el fundamento de la economía de esta zona no es la actividad comercial antes que la producción. Huancabamba, Ayabaca y sierra de MorropónZona caracterizada por presentar los mayores niveles de ruralidad y donde además hay un menor desarrollo productivo alcanzado. Existe una economía local sustentada en producción de alimentos para consumo, no hay servicios. Económicamente hablando la sierra piurana es la que se muestra como la más deprimida, la topografía del suelo orienta a los pobladores de la región a dedicarse a la ganadería y también (en menor medida) a la producción de café.  Sector Agrícola

La Agricultura en la Región Piura, es una actividad fundamental, es fuente de riqueza permanente para sus pueblos, porque da trabajo al 37% de la población económicamente activa de la región. La economía regional gira en torno al agro, ya sea directamente a través de la producción ó indirectamente a través de industrias que procesan cultivos tradicionales como arroz, algodón y café, y no tradicionales como limón, mango, plátano y marigold. La agricultura en la Región Piura se divide en cuatro valles ó sistemas hidrológicos. Los Valles del Chira y Bajo Piura son atravesados por los ríos Chira y Piura; y cuentan con 35 000 y 45 000 Hás. bajo riego respectivamente. Ambos valles son abastecidos por el Reservorio de Poechos, con capacidad efectiva de alrededor de 750 millones de metros cúbicos. Por su parte el Valle de San Lorenzo resulta de una Colonización alrededor del Reservorio de San Lorenzo, finalizado en 1959 y que tiene una capacidad de almacenamiento de 250 millones de métricos cúbicos. El área abastecida por este reservorio es de 35 000 Hás. Finalmente el Valle del Alto Piura, con sus 42,000 Hás. Irrigables, no cuenta con un reservorio que permita regular 83 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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el riego. Los productores de este valle dependen de los flujos estacionales de los ríos, complementado en algunas zonas, por pozos tubulares y semi tubulares.  Sector Minero:

La Minería, es la actividad primaria que históricamente ha desempeñado un papel preponderante como fuente generadora de divisas para el país. La región Piura, tiene una regular explotación minera, y podría aumentar significativamente su producción, de no mediar las diferencias que se expresan en Tambogrande, frente a las posibilidades de explotar la mina del mismo nombre. La configuración topográfica y geológica del suelo ha dotado al departamento de Piura de una importante riqueza minera, constituida por minerales metálicos y no metálicos. Los principales recursos metalíferos que dispone el departamento de Piura son: Potasio, Cobre, Plomo, Zinc, etc. Entre los no metálicos se destacan carbón, azufre, bentocita, Baritina, entre otros. La explotación de minerales metálicos en el departamento no se ha desarrollado, sin embargo se ha detectado reservas en las Provincias de Piura, Ayabaca y Huancabamba.  Sector Pesquero: El sector pesquero en la Región Piura, es un elemento estratégico para la economía de la región, principalmente, por ser fuente generadora de divisas después de la minería, tan es así las exportaciones se han incrementado significativamente en los últimos años. La Pesquería es una ancestral actividad humana, evidencias históricas demuestran que los antiguos pobladores eran diestros pescadores, " virtud heredada y conservada por las actuales generaciones"; siendo en el mundo reconocida la experiencia de los Sechuras.

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Desde la década del 60 empezaron a instalarse plantas de procesamiento pesquero constituyéndose a inicios del 70 el entonces Complejo Pesquero de Paita se continuó a través de los años con un sustancial crecimiento en lo que corresponde a infraestructura pesquera relacionada con la actividad. Esta tradicional importancia está sustentada, fundamentalmente, en los recursos pesqueros marinos pelágicos, como la anchoveta, sardina, jurel y caballa que se encuentran en las aguas jurisdiccionales de la región, los que han posibilitado el crecimiento y desarrollo de una de las principales actividades pesqueras en el ámbito nacional. En los últimos años (1990 – 2003) la extracción de la Región Piura ha representado aproximadamente el 8,9% de la captura nacional en aguas marinas. La pesca marítima se caracteriza por poseer una alta producción biológica, traducida en una gran riqueza ictiológica, controlado por el afloramiento costero y el Fenómeno de El Niño, que puede causar impactos beneficiosos o perjudiciales a la biomasa marina, existiendo otros factores naturales de antropogénico que pueden impactar en el ecosistema en periodos de mediano y largo plazo, tales como: la sobre pesca y la contaminación marina, las cuales al igual que en otras zonas del litoral se presenta en la jurisdicción, particularmente en la bahía de Paita. FIGURA N ° 2.3 MAPA FISICO POLÍTICO DEL DEPARTAMENTO DE LA LIBERTAD

Fuente: http://productoselparque.com/www/uploaded_files/mapa__piura.jpg

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2.3.2

Selección de la zona geográfica

Después de analizar cada una de las opciones geográficas, concluimos que la fuente de gas natural tendrá procedencia de la ciudad de Ancash, debido a las buenas condiciones anteriormente mencionadas.

2.4 UBICACIÓN DE LA PLANTA 2.4.1 Alternativas de ubicación Dentro de nuestro país encontramos muchas fuentes de gas natural en las diferentes ciudades, en este caso las seleccionadas son la ciudad de: Chimbote, Talara y Trujillo. La decisión de elegir por cualquiera de estas tres ciudades lo realizaremos tomando en cuenta los factores primarios (Materia, mercado, transporte, suministro agua, mano de obra y suministro de energía) y secundarios (Clima, contaminación, factores comunitarios y leyes reguladoras) llevados a una Tabla de Decisiones.

2.2.2 Análisis de factores para determinar la ubicación de la planta a) Materia Prima La ubicación de las fuentes de materias primas, es a menudo el factor más influyente en la selección del lugar de la planta. Las materias primas para la producción de nitrato de amonio lo constituyen el amoniaco y el ácido nítrico (57%). En la ciudad de Talara, el amoniaco, materia prima fundamental, es comprado directamente de la planta productora ubicada dentro del complejo de fertilizantes, donde es obtenido a partir de gas natural.

b) Mercado

La proximidad de los mercados, es otro de los factores determinantes en la selección del lugar de la planta. En el estudio de mercado, realizado en el primer capítulo, se concluyó que en la zona norte existe una demanda notable de nitrato de amonio. 86 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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Además, existen proyectos de irrigación para la zona norte, que traerá como consecuencia una expansión de las tierras cultivables, lo que demandará una mayor cantidad de producción de nitrato de amonio, asegurando un amplio mercado para éste fertilizante. En este factor resulta favorecida la ciudad de Chimbote. c) Suministro de energía

El suministro de energía eléctrica no juega un papel preponderante para la ubicación de la planta de nitrato de amonio, debido a que la cantidad requerida de ésta, es de 17 kWh por tonelada métrica de nitrato de amonio. La energía eléctrica será suministrada por Hidrandina S.A. En este aspecto Chimbote presenta cierta ventaja sobre Talara. d) Suministro de agua

El suministro de agua es un factor secundario para la ubicación de la planta. En el caso de que la planta se ubique en Talara, la cantidad de agua necesaria será cubierta con la compra de la misma a la compañía distribuidora. En Chimbote, el agua puede obtenerse en las diferentes redes de agua industrial abastecidas por el río Santa, o mediante la perforación de un pozo tubular.

e) Clima

Las ciudades de Chimbote, Trujillo y Talara tienen climas diferentes, en la primera se tiene un clima templado, mientras que en Talara el clima es semitropical por otro lado en Trujillo es tierra de clima

benigno y de escasas lluvias.La presencia de la brisa marina es un inconveniente para la ubicación de la planta, en ambas ciudades es muy corrosiva.

87 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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f) Servicios de transporte

La disponibilidad de transporte adecuado, tiende a reducir los tiempos de duración de los movimientos de entrada y salida de la materia prima, así como del producto. Tanto en Talara como en Chimbote y Trujillo, tienen toda clase de vías de comunicación con el resto del país, las cuales son muy convenientes para el expendio del producto a los centros de consumo.

g) Mano de obra

La mano de obra en la zona de Chimbote, Talara y Trujillo cuenta con un potencial de personal

que ha trabajado en muchos tipos de

industrias, donde la oferta de mano de obra supera la demanda.Para el proceso productivo se necesita de personal con cierta calificación y con mejores técnicas, por lo tanto Chimbote presenta cierta ventaja.

h) Contaminación ambiental

Los

desperdicios

serían

los

gases

nitrosos

en

pequeñas

concentraciones, que escaparán a la atmósfera. La contaminación en ambas localidades tomadas como alternativas, no representan mayor peligro. i)

Leyes reguladoras

La Ley General de Industrias Nº 23407, promulgada el 28 de mayo de 1982, ofrece mejores incentivos para la instalación de plantas industriales fuera del departamento de Lima y en la provincia constitucional del Callao. El artículo 132 indica que para empresas industriales estblecidas o que se estblezcan fuera de Lima, el máximo de la renta neta revertible es del 73%, mientras que para las empresas industriales establecidas o que se establezcan en la provincia de Lima y en la P.C. del Callao, el máximo de la renta neta revertible es del 45%.

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Además, en el Presupuesto Nacional de la República, el 70% está destinado al agro, lo que beneficia de manera inmejorable la ejecución del presente proyecto. j)

Factores comunitarios

Son factores importantes que Chimbote cubre con gran eficiencia, pues cuenta con una cultura aceptable. Posee escuelas, colegios, centros de capacitación, centros técnicos de nivel superior, lugares recreativos como estadios, plazuelas y además, servicios de salud (hospitales, postas médicas). En este factor Chimbote supera a Talara y Trujillo. 2.2.3 Selección del lugar Teniendo en cuenta los factores anteriormente descritos, para poder elegir el lugar adecuado en la instalación de nuestra planta para la producción de nitrato de amonio, debemos analizar cada uno de estos factores mediante una ponderación adecuada en una tabla de decisiones, la cual será elaborada por cada uno de los integrantes del proyecto para luego obtener un promedio de cada factor analizado y de esa manera poder localizar nuestra planta.

De este modo para determinar en forma cuantitativa la elección final del lugar en donde se instalará la planta industrial, se aplica el método de factores de balanceo, teniendo en cuenta los factores determinantes para la ubicación de la planta anteriormente descritos.

El primer cuadro muestra la determinación de los valores ponderados para la evaluación de las alternativas para la ubicación geográfica de la planta industrial para la fabricación de nitrato de amonio.

89 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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CUADRO 2.1 DESCRIPCION DE FACTORES DE LOCALIZACIÓN

Nº FACTOR

DESCRIPCION

1

Materia Prima

2

Mercado

3

Suministro de energía

4

Suministro de agua

5

Clima

6

Servicio de Transporte

7

Mano de Obra

8

Contaminación ambiental

9

Leyes reguladoras

10

Factores Comunitarios

FUENTE: AUTORES DEL PROYECTO

CUADRO 2.2 MATRIZ DE ENFRENTAMIENTO DE MICROLOCALIZACION

Factor

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

TOTAL

r

Peso ponderado, (%) 14

1

X

1

-

-

-

1

1

1

1

1

6

2

1

X

-

1

1

1

1

-

1

1

3

-

-

X

1

-

-

-

1

-

-

7 2

4

-

1

1

X

1

-

1

-

-

-

4

10

5

-

1

-

1

X

1

1

-

-

-

4

10

6

1

1

-

-

1

X

-

1

-

-

4

10

7

1

1

-

1

1

-

X

-

-

-

4

10

8

1

-

1

-

-

1

-

X

1

-

4

10

9

1

1

1

-

-

-

-

1

X

-

4

10

10

1

1

-

-

-

-

-

-

-

X

2

5

41

100

T O T A L

16 5

FUENTE: Elaborado por el autor

90 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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CUADRO 2.3 EVALUACION DE ALTERNATIVAS DE UBICACIÓN DE PLANTA Factor Relevante

peso ponderado

Talara

calificación

trujillo

Materia Prima.

14

9

valor ponderado 1,26

Mercado .

16

5

0,80

8

1.28

9

1.44

de

5

4

0,20

5

0,25

5

0.25

de

10

5

0,50

7

0,70

6

0,60

10

5

0.50

5

0.50

4

0.40

Tramporte.

10

5

0,50

5

0,50

5

0,50

Mano de obra.

10

3

0,30

4

0,40

3

0,30

Contaminacion Ambiental. Leyes Reguladoras. Factores Comunitarios TOTAL

10

2

0,20

2

0,20

2

0,20

10

2

0,20

3

0,30

2

0,20

5

1

0.05

2

0.10

1

0.05

100

-

4.51

-

5.49

-

5.06

Suministro Energía . Suministro Agua. Clima.

calificación

Chimbote

calificación

9

valor ponderado 1,26

8

valor ponderado 1,12

FUENTE: Elaborado por el autor

Después de analizar los diferentes factores más importantes en cada región, utilizando la tabla de decisiones podemos apreciar la Región Ancash obtiene más puntaje 5.49.

2.2.4 Mapa geográfico

Fuente: http://www.amigosdevilla.it/mapas/peru_centro.jpg

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ANEXOS

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ANEXO N°1 FERTISA S.A.C. FERTISA, Fertilizantes, Terminales y Servicios S.A., fundada en el año 1964 con capital estatal, fue privatizada y adquirida por el Grupo Wong en enero de 1994. Sus instalaciones están ubicadas en la ciudad de Guayaquil, en la vía del Puerto Marítimo. Es una empresa comprometida con el desarrollo agroindustrial del país, produce y comercializa insumos agropecuarios, brinda asesoría técnica, y ofrece servicios portuarios privados de óptima calidad con personal altamente calificado. FIGURA N° 1 Ubicación deFertisa en Guayaquil

Fuente: http://www.fertisa.com/somos.php

Lidera la importación y comercialización de fertilizantes, formulando técnicamente abonos completos según las necesidades de los diferentes cultivos y suelos. Desde el año 2002 está participando en el mercado de protección de cultivos, desde el 2003 comercializa productos para el sector pecuario y semillas certificadas. En el 2005 introduce las líneas Acuícola y Avícola. Y desde el 2009 incluye en su portafolio implementos agrícolas y de ganadería. Fertisa contribuye al desarrollo del país, a través de asesoría técnica para la utilización adecuada de los agroinsumos, nuestro equipo técnico altamente calificado y con gran trayectoria, lidera la transferencia de tecnología, brindando un entrenamiento promedio a 600 agricultores.(4) Fuente: http://www.fertisa.com/somos.php

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ANEXO N°2 APRUEBAN ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL PARA PETROQUÍMICA EN MARCONA ICA El Ministerio de la Producción, Produce, aprobó el Estudio de Impacto Ambiental del proyecto de Orica Nitratos Perú para la operación de una planta de nitrato de amonio en San Juan de Marcona, Ica. “El proceso del EIA supuso un intenso trabajo multidisciplinario y un diálogo amplio, transparente y constructivo con autoridades sectoriales, regionales y locales, instituciones, organizaciones sociales y la población en general. A todos ellos queremos expresar nuestro agradecimiento” dijo Robert McDonald, gerente general de ONP. El de Orica es el primer proyecto petroquímico que obtiene la aprobación de su EIA. “Es un muy buen inicio en el camino de instalar un complejo petroquímico de clase mundial, con tecnología de vanguardia y los más altos estándares socio ambientales”, agregó McDonald. “Aún falta un trecho importante por recorrer y lo haremos con la misma seriedad, profesionalismo y respeto que hasta ahora”, puntualizó. Orica Nitratos Perú es una filial de Orica Ltd, empresa australiana que con presencia en más de 50 países lidera el mercado mundial de suministros y servicios de voladura para la industria minera. El proyecto de San Juan de Marcona, que supone una inversión estimada en US$ 500 millones, tendría una producción de hasta 300 mil toneladas anuales de nitrato de amonio equivalentes al 15% de la producción global de Orica y en principio estaría íntegramente destinada al mercado peruano, que hoy consume cerca de 250 mil toneladas anuales. Dados los proyectos de inversión del sector minero nacional previstos para los próximos años, la producción local de nitrato de amonio representaría un significativo ahorro de divisas para el Perú, señaló McDonald. El proyecto fue declarado de interés nacional en setiembre de 2009. En mayo de 2010 se entregó el EIA y en agosto del mismo año se realizó se realizó la audiencia pública en Marcona.(5) 94 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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FIGURA N° 2 PROYECTO ORICA EN EN MARCONA ICA

Fuente: http://agenciaperuanadenoticias.blogspot.com/

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LINKOGRAFIA

1. http://www.bcrp.gob.pe/proyeccion-institucional/sucursales/trujillo/lalibertad.html 2. http://www.bcrp.gob.pe/docs/Sucursales/Trujillo/Ancash-Caracterizacion.pdf 3. http://www.bcrp.gob.pe/docs/Sucursales/Piura/Piura-Caracterizacion.pdf 4. http://www.fertisa.com/somos.php 5. http://agenciaperuanadenoticias.blogspot.com/

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CAPITULO III SELECCIÓN Y DISEÑO DEL PROCESO

97 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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INTRODUCCIÓN

El presente capítulo tiene como finalidad seleccionar cual de los multiples procesos de manufactura existentes, es el más conveniente y adaptable a la planta.

Para

ello se muestran los diferentes procesos resaltando sus principales

características, con sus respectivos diagramas de bloques de cada uno de estos. Dichos procesos seran sometidos a un análisis del tipo tecnico-económico. Estos análisis conduciran finalmente a la selección del proceso rnás adecuado, el cual regira en adelante en el desarrollo del presente proyecto.

98 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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3.1 PROCESOS PARA LA OBTENCION DEL NITRATO DE AMONIO Hay varios procesos patentados de fabricación de nitrato de amonio (NH4NO3) que se basan en diferentes combinaciones de métodos de neutralización, evaporación, deshidratación y lavado. El nitrato de amonio sólido se obtiene en forma de perdigones, de cristales y de gránulos, solo o en combinación con otras sustancias fertilizantes. (1) 3.1.1 Proceso Kaltenbach: En el proceso Kaltenbach se utilize un neutralizador a presión para producir nitrato amónico en perdigones, con un contenido de nitrógeno del 34. 5%. En un neutralizador que funciona a 4.4 bar y 175°C, se introducen cantidades medidas de amoniaco anhidro y de ácido nítrico al 53%. En el neutralizador se obtiene una solución de nitrato amónico de una concentración de aproximadarnente el 80%. EL calor exotérmico de reacción del neutralizador produce vapor de agua, que es utilizado para la posterior evaporación en etapas. Si se emplea el ácido a 64%, puede producirse alrededor de una tonelada de vapor por cada tonelada de amoniaco neutralizado. El consumo de vapor por tonelada de nitrato amónico puro producido es del orden de 0.155 toneladas. La solución de nitrato amónico pasa después al evaporador primario, donde se concentra al 95%, utilizándose para ello un evaporador de película descendente en el que se emplea vapor de agua como medio calorífico.La solución del evaporador primario se mezcla luego con finos reciclados (es decir, polvo procedente de la etapa final del proceso) en un recipiente calentado, bombeándolo hasta un segundo evaporador de película descendente situado en una parte superior de la torre de granulación en perdigones, aqui se le concentra al 99.8%.

A esa concentración, la solución de nitrato amónico es pulverizada en la torre de granulación en perdigones. Es aqui donde las gotas se solidifican, endurecen y enfrianalcaer en contracorriente con el aire. Los perdigones 99 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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son sometidos a enfriamiento adicional, con aire utilizado para la evaporación del amoniaco, y se tamizan antes de su alnacenamiento.

El polvo que sale de los tamices se mezcla con una soluclón de nitrato amonico procedente del evaporador primario, y luego es reciclado.

FIG 3.1 NITRATO DE AMONIO POR EL PROCESO KALTENBACH

Fuente: Consulta directa a Ing- Arce Cruzado Carlos

100 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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a.- Ventajas: 

La mayor parte del vapor de agua necesario para concentrar la solución de nitrato amónico es generada por el calor producido en el neutralizador.



El consumo de energía eléctrica por unidad de nitrato amónico puro producido es bastante bajo (aproximadamente, 15. 5 KWh/ton. ).

b.-Desventajas: 

Hacer funcionar un neutralizador a presión elevada no resulta tan sencillo como a la presión atmosférica.



Los costos de inversión son superiores a los de un sistema neutralizador a la presión atmosférica.

3.1.2 Proceso Stamicarbon: Mediante el proceso Stamicarbon, en el que se utiliza un neutralizador a presión, se produce nitrato amónico en perdigones. En un neutralizador que funciona a una presión de 4 bar, y a una temperatura de 180° C aproximadamente, se introducen amóniaco y acido nítrico al 53%. La solución sale de éste neutralizador con una concentración del 79% y pasa a dos etapas de evaporación antes de ser enviada a la parte superior de la torre de granulación en perdigones. En la primera etapa de evaporación (en la que para el suministro de calor es empleado vapor de agua obtenido como subproducto) se eleva a un 94% la concentración de la solución de nitrato, concentración que es alcanzada al 99.7% en la segunda etapa, resultando un fundente que bombeado a la parte superior de la citada torre, se transforma en perdigones. Las otras etapas de acabado son iguales , que en otros procesos de fabricación de nitrato de amonio. Fig 3-2.

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FIG 3.2 NITRATO DE AMONIO POR EL PROCESO ST AMI CARBON

Fuente:http://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=proceso%20%20stamicarbon%20para%20la%20obtencion%20de %20nitrato%20de%20amonio&source=web&cd=2&ved=0CCYQFjAB&url=http%3A

a.- Desventajas: 

Unicamente en la prinera etapa de evaporación se emplea vapor de agua como subproducto.



Puesto que la neutralización se efectúa a presión, el funcionamiento de este proceso no es tan sencillo como aquellos procesos a la presión atmosférica.

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2.1.3 PROCESO SBA: En el proceso SBA se emplea un neutralizador a presión para producir nitrato amónico granulado con un contenido en nitrógeno del 33.5%. En un neutralizador, y a presión de aproximadanente 5 bar, se hacen reaccionar amóniaco y ácido nítrico a una concentración del 50% precalentado. La solución de nitrato amónico resultante se hace pasar por dos etapas de evaporación alcanzando el nitrato una concentración final del 98% sin necesidad de utilizar calor externo. Este proceso emplea en forma eficaz, el calor exotermico para la evaporación primaria y secundaria de la solución de nitrato amónico, así como para calentar el ácido nítrico. El calor para la evaporación secundaria se proporciona haciendo pasar la solución pre-concentrada

dentro

de un serpentín

insertado en el neutralizador. La solución de nitrato amónico concentrada pasa por una unidad de granulación normal, y el producto granulado es a continuación almacenado. El consume de energia eléctrica por unidad de nitrato amónico puro, es de alrededor de 30 KWh/ton. Fig. 3-3.

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FIG 3.3 NITRATO DE AMONIO POR EL PROCESO SBA

Fuente: Consulta directa al Ing. Arce cuzado Carlos.

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a. Ventajas: 

En este proceso no sólo se utiliza eficazmente todo el calor exotérmico para las dos etapas de evaporación, sino, tambien se produce 0.205 ton. extra de vapor de baja presión por tonelada de nitrato amónico puro fabricado.

b.- Desventajas: 

Se trata de un sistema que funciona a presión, por eso su costo de inversión es mayor, y su funcionamiento es me nos sencillo, que los de los sistemas utilizados a la presión atmosférica.



El consumo de energia eléctrica en este proceso es elevado.

2.1.4 PROCESO C.&I./GIRDLER: En este proceso se utiliza un neutralizador que produce nitrato amónico en perdigones con un 33.5% de nitrógeno.

Se introduce en el neutralizador amoniaco vaporizado mediante vapor residual procedente del neutralizador y ácido nitricoenel que se disuelve nitrato en polvo. El calor producido por la reacción es suficiente para concentrar en el neutralizador, al 83% la solución de nitrato amónico. La solución procedente del neutralizadorse hace pasara untanque de almacenamiento de licor débil y se bombea ala torre de granulación en perdigones a trave's de un evaporador de película descendente situado en la parte superior de dicha torre la concentración del nitrato amónico llega a ser a proximadamente del 99%, y el "fundente" desciende,por unas boquillas de pulverizacio'n instaladas en la torre de granulación sobre un flujo de aire que ;asciende a contra corriente.

En la parte inferior de la torre de granulación, los perdigones pasan, antes de ser almacenados, por un refrigerador giratorio y por un tambor de revestimiento. Los finos procedentes de los tambores giratorios se recogen en ciclones de vía humeda, y la solución producida en éstos, se envfa al neutralizador. Los perdigones enfriados se tamizan; los de tamañoexcesivo o insuficiente se reciclan al neutralizador. Pig. 3-4. 105 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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FIG 3.4 NITRATO DE AMONIO POR EL PROCESO C.&I./GIRDLER

Fuente: Consulta directa a Ing. Arce Cruzado Carlos.

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a.- Ventajas: 

Este proceso no funciona a presión, por lo que cos.to de inversion es inferior, y el funcionamiento es mds sencillo que en los sistemas a presión.

b.- Desventajas:

 El consumo de vapor es elevado, debido a que no se recupera por complete.

 El consumo de energía también es mayor que en los diversos procesos que utilizan instalaciones a presión.

2.1.5 Proceso Montedison: Este proceso permite producir nitrato amónico granulado con un 34. 5% de nitrógeno, y en el se utiliza un neutralizador a la presión atmosférica. En un neutralizador se hacen reaccionar juntos y a una temperatura inferior a 145°C, acido nítrico precalentado y amoniaco vaporizado. El vapor del neutralizador se emplea para precalentar el ácido nítrico. La solución de dicho neutralizador se concentre después (hasta entre el 93% yel97%), en un concentrador. La solución concentrada se hace pasar luego por una mezcladora de tornillo, en la que tambien se introduce polvo fino, antes de ser enviada al tambor de granulación. Los granulos de nitrato amónico son taraizados y los finos son reciclados a la mezcladora de tornillo. Pig. 2-5.

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FIG 3.5 NITRATO DE AMONIO POR EL PROCESO MONTEDISON

Fuente: Consulta directa a Ing. Arce Cruzado Carlos.

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a.- Ventajas: 

Como no se trata de un proceso a presión, su funcionamiento es sencillo y los costos de inversión son menores que en los procesos a presión.



El equipo es fácil de fabricar.

b.- Deventajas: 

El consumo de vapor es mayor que en los procesos que trabajan a presión.

2.1.6 Proceso Uhde: Este proceso pernite producir nitrato amónico en forma de gránulos con un 33.5% de nitrógeno, para lo cual se emplean dos neutralizadores a presión atmosférica.

Se introducen gas amoniaco y ácidonítrico en el primer neutralizador, en el que se forma una solucio'ndebil de nitrato amónico. El calor de neutralización se emplea para concentrar la solución en un evaporador de película descendente. La solución de nitrato amdnico, concentra al 95% aproximadamente, pasa al segundo neutralizador, en el que tambien se añade amoniaco para ajustar el pH ae la solución. La concentración de ésta se aumenta en un segundo evaporador, antes de que entre en el granulador. El granulador recibe el licor de nitrato amónico junto con el material reciclado. Los gránulos calientes se secan en un tambor giratorio, y a continuation se tamizan y clasifican. Los finos procedentes de los ciclones del secador, polvo resultante de la operación de tamizado y el material triturado de los gránulos de tamaño excesivo, se reciclan al granulador. Fig. 3-6.

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FIG 3.6 NITRATO DE AMONIO POR EL PROCESO UHDE

Fuente:http://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=proceso%20%20stamicarbon%20para%20la%20obtencion%20de %20nitrato%20de%20amonio&source=web&cd=2&ved=0CCYQFjAB&url=http%3A

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a.- Ventajas: 

Por tratarse de un proceso que no funciona a presión los costos de inversión son bajos y el funcionaniento sencillo.



Es fácil fabricar el equipo necesario.



En este proceso tanbien se puede utilizar gases amoniacales, como carbamato amónico procedente de instalaciones de urea.

b.- Desventajas:  Este proceso consume mas vapor de agua que los que funcionan a presión.

2.1.7 Proceso Fisons: Este proceso sólo se diferencia de otros procesos de fabricación de nitrato amónico en el método de granulación en perdigones; para solidificar las gotitas de nitrato amónico se emplea un lecho fluidizado de polvo muy fino en lugar de la típica contracorriente de aire. Esto permite la obtención de partículas grandes adecuadas para la mezcla a granel.

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FIG 3.7 NITRATO DE AMONIO POR EL PROCESO FISONS

Fuente: Consulta directa a Ing. Arce Cruzado Carlos

El "fundente" de nitrato amónico (99.7%) se pulveriza desde la parte superior de la torre, de 7 metros de altura sobre un lecho de polvo de aproximadamente 2 metros de espesor A medida que se consume el polvo en el proceso de fluidización se va suministrando máspolvo mediante un sistema de transporte neumático. Sobre el lecho se aplican dos lineas de aire, siendo el efecto combinado de ambas, la fluidización del lecho de polvo y la formación de una nube de unos 3 a 5 metros de espesor sobre la superficie del mismo.

En el medio segundo que, aproximadamente tarda la caída de las gotitas de nitrato amónico a través de la nube, se forma en torno a ellas un revestimiento de partículas de polvo que también se solidifica en parte formando una envolvente dura. 112 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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Las partículas de nitrato amónico pasan después a la fase de densificacio"n del si sterna de polvo fluidizado, en que ae enfrían rapidamente a unos 50ºC y se completa se solidificación. Como la mayor parte del calor se elimina en ese punto, el lecho va provisto de placas o serpentines refrigerados por agua. Debido a que la mayor parte del calor es eliminado en el lecho y no mediante aire, el volumen de éste, y por lo tanto el área de la sección transversal de la torre, norequieren de las proporciones que en el caso tradicional de granulación en perdigones por corriente de aire.

La mayor parte del polvo suelto que se adhiere a los perdigones se elimina y se hace volver por soplado al lecho a medida que los perdigones descienden por un tubo de un flujo de aire a contracorriente y pasan a un pequeño recipiente situado inmediatamente debajo de la base de la torre de granulación. Los perdigones pasan después por un desenpolvador final que consiste en un pequeño lecho fluidizado a través del cual se insufla aire limpio. Por ultimo, el producto se tamiza para luego almacenarlo.

El aire y el polvo procedentes de la parte superior de la torre de granulación pasan por un separador ciclónico de polvo y por un filtro de bolsa, obteniéndose de ese modo , gas de chiminea limpio y que no entraña, por lo tanto, riesgos por contaminación. Fig. 2-7.

a.- Ventajas 

El gas de chiminea procedente de la torre de granulación es

aire limpio, por haber pasado previamente por ; un filtro de bolsa.



La altura y el diámetro de la torre son muy reducidos,

comparado con los de las torres tradicionales de granulación en perdigones mediante secado por flujo de aire a contracorriente.



El enfriamiento completo de los perdigones tienen lugar en el

lecho situado en la parte inferior de la torre,y no en el aire como en las torres de granulación tradicionales en perdigones.



Los perdigones son adecuados para su mezcla a granel.

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2.1.8 Proceso Stengel Este proceso permite fabricar nitrato amónico fundido o en gránulos. Para ello, se utiliza ácido nítrico (conc. 60%) calentado a unos 170°C o combinado con vapor de amoniaco sobrecalentado a unos 150°C en un reactor

compacto

de

acero

inoxidable.

La

reacción

se

efecúa

aproximadamente a 240°C y a 3.3 bar. El nitrato amónico fundido, el vapor de agua y los restos de amoniaco libre se separan en un ciclón. Para reducir la humedad del producto del 2% a casi el 0.2%, se hace pasar a través de sal fundida una corriente de aire previamente calentado a unos 200° C. El aire de salida del separador vuelve a calentarse y, una vez purgado de los restos de nitrato amónico, se utiliza para un nuevo ciclo de secado.

Después de pasar por un recipiente de desdoblamiento a una correa de acero inoxidable refrigerada por agua, el nitrato enfriado se soraete sucesivamente a las operaciones de molienda, tamizado, revestiraiento y envasado. El producto acabado es un semigranulado con un 33.5% cie nitrógeno. Los finos son sometidos a reciclaje. Fig. 3-8.

114 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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FIG 3.8

NITRATO DE AMONIO POR EL PROCESO STENGEL

Fuente: Consulta directa a Ing. Arce Cruzado Carlos

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a.- Desventajas:  Este proceso requiere vapor de otras fuentes.

2.1.9 PROCESO ICI ( NITRAM): En este proceso se utiliza un neutralizador que funciona en condiciones atmosféricas para producir nitrato amónico en perdigones con un 33.5% de nitrógeno.

El amoniaco gaseoso y el ácido nítrico al 57% donde se disuelven los finos reciclados pasan al neutralizador. Este neutralizador funciona a la temperatura de ebullición de la solución de nitrato amónico y a la presión atmosférica. Se añade más amoniaco para elevar el pH de la solución a su punto neutro: 7.

La solución de nitrato amónico, cuya concentración es del 87% a la salida del neutralizador, pasa entonces al evaporador de película descendente en el que la concentración se lleva al 97%. Esta solución concentrada se pulveriza a partir de la parte superior de la torre "Prilling", en perdigones sobre un flujo de aire a contracorriente. Los perdigones se enfrían y secan; luego son clasificados por medio de tamices en donde los perdigones de calidad deseada se almacenan y, los finos y los de tamaño excesivo se disuelven en el acidonitrico al 57% que pasa al neutralizador. Pig. 2-9.

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FIG 3.9

NITRATO DE AMONIO POR EL PROCESO ICI ( NITRAM)

Fuente:http://www.minem.gob.pe/minem/archivos/file/DGGAE/ARCHIVOS/estudios/EIAS%20%20hidrocarburos/EIA/nitratos/3.0%20Descripcion.pdf

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a.- Ventajas: 

El neutralizador empleado es de diseño sencillo y de facil funcionamiento, pues actúan a la presión atmosférica.



El equipo es fácil de fabricar, y los costos de inversión son bajos.



El consumo de energía eléctrica es bajo (17 KWH/t).

b.-Desventajas: 

El hecho de que no se utilice calor residual, implica que sea elevado (0.5t) el consumo de vapor de agua por tonelada de nitrato amónico puro producido.

3.2

SELECCION DEL PROCESO: En la selección del proceso a emplear para la producción de nitrato de amónio, se tendra en cuenta sus ventajas e inconvenientes citados en cada uno de los procesos que han sido descritos anteriormente. Por lo tanto, el proceso ICI sere el mejor, debido a que este, presenta ventajas considerables tanto de caracter económico, como de operación, tal como se in dica en la Tabla 2-2.

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TABLA

2-2

CARACTERISTICAS DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA DE NH4 NO3

PROCESO

PRESION

TEMP.

COSTOS DE INVERSION

Kaltenbach

5

atms.

175 °C

Son superiores a los de un sistema reutralizador a la presión atmosférica.

Stamicarbon

5

arms

180 °C

Son superiores a los procesos de presión atmosférica.

SBA

6 atms.

ICI (Nitram)

atmosferica

Glirdier

atmosferica

Son mayo res Que los procesos a presión atmosférica. de ebullicion

Son

bajos.

Son baps pero el consumo de vapor es elevado.

Montedison

atmosfenca

Son bajos pero el consumo cte vapor Ser elevado,

UHDE

atmosfenca

Son bajos pero el consumo de vapor es elevado,

Fisons

atmosfenca

Stengel

K atms

2 °C

Aire y requiere vapor abundante.

Fuente: Los autores

119 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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3.3

DESCRIPCION DETALLADA DEL PROCESO: En la Fig. 2-11, se presenta el diagrama de equipo del proceso ICI.

El amóniaco almacenado en forma líquida a 77°F y 155 psia, es descoroprimido a traves de una válvula reductora de presión, siendo vaporizado y luego calentado hasta 214°F al pasar a través de un serpentín localizado en la chiminea del reactor R-l, aprovechando asi el calor del vapor que sale del reactor.

El nitrato de amonio se forma por la reacción entre una solución acuosa de ácido nítrico de 57%, y amoniaco gaseoso, a una temperatura de 284°F y a una presión de una atmosféra. Los reactivos son introducidos separadamente al reactor, R-l por unos tubos con orificios radiales colocados en el fondo del reactor. La agitación es realizada por la salida rapida de los reactivos por los orificios de los tubos a altas presiones, que funcionan como especie de rociadores, y por el vapor de agua producido por el calor de reacción.

En el fondo del reactor R-l, hay un serpentín por el cual circula vapor de agua, que ayuda a concentrar la solución de nitrato de amonio hasta 87%. Esta solución sale por rebose del reactor hasta el tanque alimentador del evaporador, TK-3.

De aquí la solución de nitrato de amonio pasa al evaporador E-1, de tipo película. La evaporación se realiza a un vacio de 17" de Hg y a 300°F. Para obtener el vacfo necesario se usa un eyecto simple de vapor B-l. En el evaporador el licor alcanza hasta 97% de nitrato de amonio.

El licor proveniente del evaporador E-1, pasa al tanque de retención TK-4, donde es bombeada hasta la parte superior de la torre "Prilling" T- 1, donde la solución es rociada con un tiro de 60° con la vertical. La solución esparcida cae dentro de una corriente de aire relativaraente frío (77°F). La solución de nitrato a 300°F, entra al rociador, y el aire a una temperatura de 88 °F sale de la torre. La diferencia de ternperatura de la solución y del aire, hace que las superficies individuales de las 120 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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gotitas sean enfriadas y solidificadas súbitamente en forma de gránulos, obteniéndose así el product. La temperatura, del rociador se mantiene por lo menos 10°F por encima de la solución saturada que está siendo rociada; diferencia que se hace para evitar la solidificación en el rociador antes de la formación de los gránulos.

Los gránulos húmedos provenientes de la torre, pasan a la etapa de secado. El secado se realiza en el secador rotatorio S-1, con aire en contracorriente. Es esta etapa el control

de la temperatura es un

problema crítico. Los gránulos secos provenientes del secador pasan a traves del tamiz TA-1, TA-2 para seleccionar el tamaño requerido y pasan luego al mezclador M-l, donde es revestido con diatomita (tierras diatomeas), Esto se hace con la finalidad de anular su propiedad higroscópica y evitar la formación de terrones. Por ultimo el producto acabado es almacenado en un depósito G-1, para luego ser ensacado. Los gruesos del tamiz TA- 1 pasan al disolvedor D-1 junto con los finos del tamiz TA2, para ser disueltos con ácido nítrico al 57%, y reciclarse hacia el reactor R - 1.

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3.3 DISEÑO DEL PROCESO 3.3.1 Termodinámica del proceso

A) Sistema de Reacción del Formaldehido

Ecuación Química Principal: El nitrato de amonio se produce por directa neutralización del ácido nítrico diluido (50 – 60% en peso) y amoníaco anhidro. La solución de nitrato de amonio resultante, cuya concentración depende del proceso de reacción empleado (PROCESO PRILLING), es posteriormente concentrado sobre el 95% en peso, con el propósito de producir un nitrato de amonio fundido para prilarlo (perdigonarlo) o granularlo.

La reacción exotérmica de neutralización es la siguiente:

NH3 (g) + HNO3

NH4NO3 +

Btu/hr

Fórmula Entalpía:

∫

(

)

 Cálculo de las Entalpías de Reacción

Amoniaco

Acido nítrico

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 Cálculo del Calor de Reacción

(

)

(

)

(

)

(

)

(

∫

)

(

(

)

)

(

(

)

)

Luego:

( )

( )

( ) Entonces: (

)

Luego, de (Ec. 1): (

∫

)

( (

(

) )

)

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(

)

 Cálculo de la constante de equilibrio La ecuación química para la reacción es el siguiente: NH3 (g) + HNO3

NH4NO3

La constante de equilibrio para esta reacción es la siguiente

K= Por otra parte, la constante de equilibrio para la ecuación dada puede determinarse de:

Donde: F= Energía libre de formación de NH4NO3 = -31.1Kcal/mol F= Energía libre de formación de NH3= -3.9354Kcal/mol F= Energía libre de formación de HNO3 = -6.3397Kcal/mol R=constante de los gases = 1.986 cal/mol ºK T=Temperatura absoluta =298ºK Reemplazando los valores se tiene

(-31.1-(-3.9354-(-6.339))Kcal/mol =-1.986*(298)* lnK 23 K=1*10

124 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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3.3.2 Análisis del comportamiento de las variables  efecto de la concentración sobre el calor de reacción La reacción es exotérmica, y el calor liberado se usa para aumentar la concentración de la solución de nitrato de amonio.  Calor de Reacción La reacción de formación de nitrato de amonio es fuertemente exotérmica, que libera aproximadamente 505 Btu/lb de nitrato de amonio formado.

3.3.3 Cinética de la reacción La reacción entre el amoniaco y el acido nítrico es tan rápida que puede considerarse instantánea, y para el diseño del reactor se asume que la velocidad de reacción es infinita.

125 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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3.4

DIAGRAMA DE FLUJO

126 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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3.5

DIAGRAMA DE BLOQUES

DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA PRODUCCION DE NITRATO DE AMONIO A PARTIR DE AMONIACO Y ACIDO NITRICO Producción anual : 40000 TM/año

EQUIPO

DESCRIPCION

D-1 R-1 E-1 T-1 S-1 TA - 1,2 M-1

DISOLVEDOR REACTOR EVAPORADOR TORRE PRILLING SECADOR TAMICES MEZCLADOR

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3.6

Corrientes

Balance de materiales

A

B

C

D

E

F

G

H

Componentes NH3 HNO3

8220.74

2218.18

8220.74

NH4NO3

65.80

H2O

6201.54

10504.72

6201.54

4631.96

14488.08 25

4631.96 140

1569.58

10504.72

10504.72

316.79

316.79

1252.79

Diatomita total Temperatura(ºC)

14422.28 25

Temperatura(ºF) Presión(Psia)

I

253.60

2218.18 25

77

77

77

284

284

300

300

14.7

14.7

14.7

14.7

14.7

8.36

8.36

J

K

10504.72

10449.32

63.19

63.19

L

55.400

195

M

10.40

N

10.40 25

O

10438.92 63.19

253.60 10567.91 10512.51 55.400 90.5555556 90.5555556 79.4444444 79.444444 195

12074.30 1252.79 10821.51 10821.51 140 148.888889 148.888889 79.4444444

10502.11 25

175

P

10438.92 35.00 486.00 521.00 25

98.19 486.00 11023.11 25

175

77

77

77

77

77

14.7

14.7

14.7

14.7

14.7

14.7

128 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

3.7

EQUPOS

Balance de energía

Cuerpo R-1

FLUJO (Kg/h)

CORRIENTES Soluc. NH4N03 (87%)

T -1

°T1 (°C)

°T2 (°C)

°F

10504.72

723.80

1595.71

347.11

765.25

25

77

2101.2

4631.96

140

Soluc. NH4N03 (97%)

5476.81

12074.30

140

Vapor de calef.

720.99

1589.51

-17.7777778

Soluc. NH4N03 (97%)

4908.55

10821.51

148.888889

Central

Vapor de calef, NH3 H2O(V)

NH4N03 Aire

4922. 125069.93

25

380

380

101.111111

214

137

284

100

212

-72

-157272.00

284

148.888889

300

16

671574

193.333333

380

380

-671574

300

79.4444444

175

-125

-594641

25

77

31.1111111

88

11

10851.51

79.4444444

175

90.5555556

195

20

275,732

85

185

57.2222222

135

-50

-

140

CALOR BTU/h

CP 207

-

77

°F

∆T

284

225,243,172

Aire S-1

TEMPERATURA

4764.86

chiminea

E-1

Lb/h

-

0.62098 1350298.00 -2.22686 1350298.00 1.50012

0.00024

594641 332338

0.02411

129 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

157272.00

-332338

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

APENDICE

130 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

BALANCEDE DEMATERIALES MATERIA BALANCE



Balance en el mezclador M-1: Z=? Y=6.7% O

N

P X=94.7%

M-1

Y=0.8

9% Z=4.4 % X = 99.4% Y =0.6%

Corriente P

lbs/h

molbs/h

%

Nitrato (x)

10438.92

130.4865

94.7

Agua(y)

98.19

5.455

0.89

Diatomita(z)

486

-

4.41

11023.113

 Balance general:

N+0=P 

Balance de nitrato:

N = P-O N = 11023.113 – 521 N=10502.12 

Balance diatomita: O(Z) = P(Z) O(0.933) = 486 131

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O = 521 

Balance de agua: N(Y) + O(Y)= P(Y)

N(0.006) + O(Y) = 98.19 N(0.006) + O(0.067)=98.19 Corriente O

lbs/h

molbs/h

%

Agua(y)

35

1.94

6.7

Diatomita(z)

486

-

93.3

521.00

Corriente N

lbs/h

molbs/h

%

Nitrato (x)

10438.92

130.486

99.4

Agua(y)

63.19

1.607

0.6

10502.12

 Balance en el tamiz 2:

K

N

X=99.4%

TA-2

X Y

Y=O.6% L

M X=1  Balance general:

N=K+M  

10502.12 = K + M…………………………(I) 0.10 % K(X) = M 132

Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

0.001K (X)= M, 

Balance de nitrato: K = M +N

K(X) = M + N (X) K(X) = 0.001 K(X) + 10438.92 0.999K(X) = 10438.92 K(X) = 10449.32

Corriente K

lbs/h

lbmol/h

%

Nitrato (x)

10449.32

130.6165

99.4

Agua (Y)

63.19

3.51

0.6

10512.52



Balance de agua: K (Y) =N (Y)

K(Y) = 63.19 Corriente M

lbs/h

lbmol/h

%

Nitrato (x)

10.40

0.13

100

 Balance en el tamiz 1:

TA-1

J X =? Y=?

K X= 99.4% Y=0.6%

L Agua = Y =0  Balance general:

J= K+L

133 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

J= 10512.52+ L L = 0.0052 J(X) L = 0.0052 (10504.72) L = 55.4 

Balance de nitrato: J(X) = K(X) + L(X) J(X) = 10449.32 + 0.0052 J(X) 0.9948 J(X) = 10449.34 J(X) = 10504.72



Balance de agua: J(Y) = K (Y) J (Y) = 63.19

Corriente J

lbs/h

lbmol/h

%

Nitrato (x)

10504.72

131.30

99.4

Agua (Y)

63.19

3.51

0.6

10567.92

 Balance en el secador S-1:

I = Y =1 H X =? Y=?

KJ

J X= 99.4%

S-1

Y=0.6%

 Balance general:

H= I + J

134 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico



Balance de nitrato: H(X) = I(X) + J(X) H(X) = 0 + 10504.72



Balance de agua: H(Y) = I (Y) + J(Y)

H(Y) = I (Y) + 63.19 Corriente H

lbs/h

lbmol/h

%

Nitrato (x)

10504.72

131.309

97.1

Agua (Y)

316.79

17.599

2.9

10821.51

Corriente I

lbs/h

lbmol/h

Agua (Y)

253.60

14.08

% 100

 Balance en la torrePrilling T-1:

G

KJ

H

T-1 X =97.1 Y=?

X Y

 Balance general:

G=H 

Balance de nitrato: G(X) = H(X)



Balance de agua: 135

Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

G(Y) = H(Y)

Corriente G

lbs/h

lbmol/h

%

Nitrato (x)

10504.72

131.31

97.1

Agua (Y)

316.79

17.599

2.9

10821.51

 Balance en el evaporador E-1:

F Y E

G

X =? Y=?

X= 97.1%

E-1

Y=0.29%

 Balance general:

E= F+G 

Balance de nitrato: E(X) = F(X) + G(X) E(X) = 0 + G(X) E(X)= 10504.72



Balance de agua:

E(Y) = F(Y) + G(Y) E(Y) = F + G(Y) Corriente F

lbs/h

lbmol/h

Agua (Y)

1252.79

69.599

Corriente G

lbs/h

lbmol/h

% 100

%

136 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

Nitrato (x)

10504.72

131.31

97.1

Agua (Y)

316.79

17.599

2.9

10821.51

 Balance en el reactor:

B

D

C

E

X=? Y=? S

X Y

R-1

 Balance general:

C+B=D+E  Hay reacción: HNO3 + NH3

63 lb

NH4NO3

17 lb

80 lb

Sc : fracción de HNO3 en C (

)



(



=

*

(

)

Total de NH4NO3 en I:

)

+ 0.8225, Donde

(

)

son los moles de HNO3 en C

Balance de NH4NO3: M+L = 65.8 80 (

(

)

+ 0.8225) = 1.27 Sc + 65.8 = E (XE) 137

Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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1.27C(Sc) + 65.8 =10504.72 C(Sc)= 8220.74 

Balance de agua:

C(Yc) = D + E(Ye)

lbs/h

lbmol/h

%

65.8

0.6975

0.45

Agua (Y)

6201.55

344.53

42.80

HNO3

8220.74

130.49

56.74

Corriente C Nitrato (x)

14488.09

Corriente B

lbs/h

lbmol/h

%

Amoniaco

2217.99

130.47

100

Corriente D

lbs/h

lbmol/h

%

Agua

4631.96

257.33

100

 Balance en el evaporador E-1:

A X =0.57 Y=0.43 M

C E-1 L

M

L

 Balance general:

A+M+L=C 138 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

lbs/h

Corriente A Nitrato (x)

-

lbmol/h

%

-

-

Agua (Y)

6201.55

344.53

42.99

HNO3

8220.74

130.49

57.01

14422.29

BALANCE DE ENERGIA

Balance de Energía en el Reactor R - 1:

(

)

(

)

(

)

(

)

a. Cálculo del calor reacción: Condiciones de operación: Temperatura: 284 ºF (413 K) Presión: 1 atmosfera Reacción: (

)

(

)

(

)

Calores de Formación a 77 ºF (25 ºC): (2)

139 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

Luego: (

)

(

)

(

)

(

)

(

∫

)

(

(

)

)

(

(

)

)

Luego:

( )

( )

( ) Entonces: (

)

Luego, de (Ec. 1): (

)

∫

(

) (

)

(

)

140 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

(

)

Este es el calor liberado por la reacción 284°F

b. Cálculo del calor total necesario:

(

)

(

)

(

)

Q necesario para calentar alimentación de 77°F a 284 ºF

(

)(

∫

(

)(

)

∫

(

(

)

)

)(

( ) (

(

)(

)

)

) 141

Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

Entonces, Q necesario para calentar la alimentación:

Q necesario para evaporar el agua:

(

)

(

)

Entonces

Q= Q desprendido al producirse la reac.: Por lo tanto, de la ecuacion general se puede obtener el calor total necesario, = =

c. Cálculo de la cantidad y condiciones del vapor de calefacción: ( )

( )

Entonces: ( ) ( )

142 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

d. Cálculo del calor aprovechado en la chiminea:

( )

∫ ( )

( ) ( )

( )

∫

(

)

Resolviendo, se obtiene: ( )

Entonces:

Luego, se puede calcular la temperatura de salida del amoniaco de la chimenea: ∫ (

( ) [

) (

)

(

)]

143 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

2.2.2 BALANCE DE ENERGIA EN EL EVAPORADOR E-1:

(

)

(

)

(

)

Condiciones deoperación: (

)

a.- Cálculo del calor necesario: ( ) Donde:

Entonces: ( ) ( ) ( ) 144 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

Luego: (

)

(

)

(

)

La cantidad de calor total necesario es:

b.- Cálculo de la cantidad y condiciones de vapor de Calefacción ( )

( ) ( ) ( )

2.2.3 BALANCE DE ENERGIA EN LA TORRE "PRILLING" T-1:

(

)

(

)

Como base de las calculos en la torre, se ha considerado la vaporización del agua es despreciable. a.- Calculo del calor deaprendido por la solución:

( (

)

.(8)

) 145

Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

. ( ) (

)

(

)

Luego:

b.- Calculo del calor absorvido por el aire:

Temperatura de salida del aire: 88 ºF Luego:

(

(

))

2.2.4 BALANCE DE ENERGIA EN EL SECADOR S-1:

(

)

(

)

(

)

a) Calculo de la carga de calor para el secador

Calor requerido para el material seco, q: 146 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

(

) ( (

)

)

( )

Luego: (

)

Calor requerido para eliminar la humedad,

(

)

(

: (

)

( (

) )

Entonces:

ó ó ( (

)

(

)

(

)

) (

) (

Con

=17°C y humedad relativa de 90%, se obtiene

)

,

Luego:

( ((

) ) (

)) 147

Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

Donde: (

)

Entonces, si (

)

= 2.2; lo que está dentro del rango recomendable. (

) (

)

Reemplazando los datos en la ecuación anterior;

(

) (

)

(

)

(

)

Luego:

b. - Cálculo de la cantidad de aire: (

(

)

(

))

Considerando 0.2% por pérdidas:

El balance de energia en las diferentes unidades, se hace utilizando las cantidades de flujo calculadas a partir de el balance de materiales. Todas las cantidades del balance de energiaestan resumidas en la Tabla 2-3.

148 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

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TABLA 2-3 BALANCE DE ENERGIA

EQUIPOS Y

FLUJO

TEMP.

CORRIENTES

Ib/hr.

°F.

Q btu/hr.

REACTOR R-1 a) Cuerpo Central Soluc. NH4N03 (87%)

10504.72

Vapor de calef,

77 - 284 380

-

ib) Chiminea 2218.18

( )

170.6 - 587.3

4631.96

284 - 212

12074.30

284 - 300

EVAPORADOR E-1 Soluc. NH4N03 (97%) Vapor decalef.

380

-

TORRE "PRILLING" T-1 Soluc. NH4N03 (97%)

10821.51

Aire

300 - 175 77 - 88

SECADOR S-1 NH4N03

10851.51

Aire

175 - 195 185 - 135

-

149 Deza A. /Lluen Ll. / Mendoza L. / Santisteban Ch. /Sirlopu T.

Instalación de una Planta para la Producción de Nitrato de Amonio de Grado Fertilizante a partir de Amoniaco y Acido Nítrico

BIBLIOGRAFIA

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Perry, J.H», "Manual del Ingeniero Quimico", 3ra. Ed. , Vol I, pag. 322, UTEHA, Mexico, 1982.

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Consulta directa al Ing. Arce cruzado Carlos.

(5)

Ibid (4),

(6)

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pag.

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Van Ness H.C. Y Smith J.M., "Introducción a la Termodinámica en Ingenieria Química", 1ra. Ed., pag. 610-616, Me. Graw-Hill, Mexico, 1980.

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Kirk, R.E. y Othmer, D.E., "Eneiclopedi'a de la Tecnologia Quiraica", Ira.Ed., Tomo II, pag. 262, Intercience Publes-her, Inc., New "York, 1962.

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"Manual del Ingeniero Quimico" 2da. Ed., pag. 20-

40, Mo. Grsiw-Hill, Bogota, 1982. (11)

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