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ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA “MCAL. ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” BOLIVIA

“PROPUESTA

DE

UNA

PLANTA

DE

PRODUCCIÓN

DE

AROMÁTICOS, BENCENO, TOLUENO Y XILENO EN GRAN CHACO TARIJA.”

LUIS CARLOS TORRICO BARRIOS JULIO ADRIAN PADILLA CRUZ MARCO ANTONIO ROMERO ACOSTA

SANTA CRUZ - 2013

GRUPO 4

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ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA “MCAL. ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” BOLIVIA

“PROPUESTA

DE

UNA

PLANTA

DE

PRODUCCIÓN

DE

AROMÁTICOS, BENCENO, TOLUENO Y XILENO EN GRAN CHACO TARIJA.”

Integrantes: Luis Carlos Torrico Barrios

s3030-9

Julio Adrian Padilla Cruz

s2410-4

Marco Antonio Romero Acosta

s2238-1

Materia: Legislación petrolera Gurpo: 4 Semestre: 10mo. Docente: Cnl. Erick Daza

Santa cruz, 27 de agosto de 2013

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ÍNDICE

1.

INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 1

2.

ANTECEDENTES ......................................................................................... 2

3.

OBJETIVO .................................................................................................... 2

3.1.

OBJETIVO GENERAL .................................................................................. 3

3.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................... 3

4.

DESARROLLO ............................................................................................. 3

4.1.

QUÉ ES EL PROCESO GTL O GAS TO LIQUIDS ......... Error! Bookmark not

defined. 4.2.

RESERVAS GASIFERA DE BOLIVIA .......................................................... 5

5.

PROCEDIMIENTO ........................................................................................ 6

5.3.

CRONOGRAMA DE INVERSIÓN: GTL 10.000 BPD .................................... 9

5.4.

RESULTADO ECONOMICOS ..................................................................... 10

5.5.

JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA .................................................................. 12

6.

MARCO LEGAL .......................................................................................... 13

7.

CONCLUSIONES ....................................................................................... 14

8.

OPINION PERSONAL ................................................................................ 15

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 16

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Páginai

PROPUESTA DE UNA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE AROMÁTICOS, BENCENO, TOLUENO Y XILENO EN GRAN CHACO TARIJA. 1. INTRODUCCIÓN Para que el País se involucre en la industria petroquímica se deben tomar en cuenta varias alternativas, una de estas es la implementación de una planta para la producción de compuestos Aromáticos BTX. Estos compuestos se utilizan ampliamente como disolventes, como ingredientes bases para otros productos químicos o como aditivos. La capacidad efectiva para la instalación de la planta de producción de aromáticos dependería de la disponibilidad de insumos derivados de la planta separadora de líquidos en construcción Gran Chaco en Tarija, la cual debiera ponerse en marcha durante el 2014 Las tecnologías correspondientes a la industria de producción de btx son de conocimiento general entre los técnicos bolivianos expertos en transformaciones químicas, tal como los estudios realizados en la GNI en los años 2006 al 2010. Sin embargo, habrá necesidad de licitar la contratación de empresas especializadas para que elaboren los documentos IPC (ingeniería, procura y construcción) para su posterior instalación. Finalmente, celebramos que por fin se haya hecho realidad el complejo petroquímico, aunque esto se realiza con tres años de demora; como dice el adagio popular más vale tarde que nunca Sólo esperamos que los mecanismos de control y supervisión de la parte boliviana funcionen desde el primer día para garantizar la ejecución del Complejo Petroquímico

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2. ANTECEDENTES Lo que en la industria petroquímica se conoce como hidrocarburos aromáticos, bajo la denominación de fracción BTX, es un conjunto de moléculas que podríamos considerar como derivados básicos de benceno y formado por benceno, tolueno, orto-xileno, meta-xileno, para-xileno y etil-benceno. Desde un punto de vista histórico, este conjunto de moléculas formaron parte fundamental de la fracción ligera del alquitrán producido en la destilación seca de la hulla y recibieron la denominación genérica de aromáticos, constituyendo la materia prima básica de la industria carboquímica. Durante la segunda parte del siglo XIX y hasta los años 40 del siglo XX, la industria carboquímica, asociada siempre a la siderúrgica, de donde obtenía fundamentalmente sus materias primas, experimentó en Europa y EE.UU. un desarrollo espectacular. Hacia finales de los años 40, tiene lugar en EE.UU. la primera obtención de hidrocarburos aromáticos procedentes del petróleo al inventarse el reformado catalítico de naftas; con esta tecnología se buscaba elevar el número de octano que exigían las gasolinas de aviación. Había nacido la moderna petroquímica basada en naftas del petróleo y procesos catalíticos. La progresión de la petroquímica es tan rápida que ya en los años 60 se asiste a la práctica desaparición, por conversión de materias primas, de la antes poderosa industria carboquímica. Actualmente, la petroquímica basada en naftas de petróleo aporta más del 96% de la producción mundial de B.T.X. y permite soportar una muy diversificada y en constante crecimiento industria petroquímica.

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3. OBJETIVO

3.1.

OBJETIVO GENERAL

Realizar la propuesta de una planta de producción de aromáticos en Gran chaco Tarija, para producir 75.000t de benceno, 120.000t de tolueno y 61.000t de xilenos al año para satisfacer la demanda interna (1.023t el 2012) y desarrollar la producción de estireno, PS, solventes, fibras, resinas y cauchos. 3.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Analizar los hidrocarburos en Bolivia. Analizar el lugar de funcionamiento de una planta de industrialización. Analizar y presentar la industrialización de un derivado del petróleo.

4. DESARROLLO

4.1.

HIDROCARBUROS AROMATICOS

Benceno Fue descubierto en 1825 por el científico inglés Michael Faraday, C6H6, como uno de los componentes de un aceite que recogió de las tuberías del gas del alumbrado. Su composición era C6H6, dada con símbolos modernos, y tenía un punto de fusión de 5 ° C y un punto de ebullición de 80 ° C. Hoffmann, en 1845, lo encontró en el alquitrán de hulla, que es todavía la fuente principal del benceno y sus derivados. Se observó pronto que el benceno se comporta como el compuesto del que derivan un número enorme de compuestos, que habían sido aislados en la naturaleza o habían sido preparados en el laboratorio, con los famosos colorantes de alquitrán. Una tonelada de carbón transformada en coque en un horno produce unos 7,6 litros de benceno. En la actualidad se obtienen del petróleo grandes cantidades de GRUPO 4

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benceno, ya sea extrayéndolo directamente de ciertos tipos de petróleo en crudo o por tratamiento químico del mismo. Tolueno También conocido con el nombre de metilbenceno, sigue la fórmula C6H5CH3. Se usa como materia prima, siendo ésta bastante importante pues a partir de ella se consigue obtener importantes compuestos, como por ejemplo, los derivados bencénicos, ácido benzoico, fenoles, caprolactama, sacarinas, y el conocido diisocianato de tolueno (TDI) a partir del cual se fabrica poliuretano, diferentes colorantes y perfumes, medicinas, detergentes y el TNT entre otras cosas. El nombre proviene de un bálsamo conocido como Tolú (bálsamo de Tolú), que se extrae a partir del árbol Myroxylon balsamum, pues fue de ahí de donde se consiguió a través de procesos de destilación seca, conseguir el tolueno por primera vez, en el año 1844. Podemos encontrarlo en su forma natural, formando parte del petróleo crudo, además de en el mencionado árbol del Tolú. Pero se puede sintetizar y producirlo a partir de la manufacturación de la gasolina, así como también de otros tipos de combustibles partiendo del petróleo, o también en la producción del coque partiendo del carbón. Encontramos presencia de tolueno en los humos procedentes de los cigarros.

Xileno Denominado, por su composición, dimetilbenceno, es un hidrocarburo aromático obtenido normalmente por destilación del carbón fósil y de las fracciones más pesadas del petróleo o bien por reforming de la nafta. Los xilenos se encuentran en los gases de coque, en los gases obtenidos en la destilación seca de la madera (de allí su nombre: Xilon significa madera en griego) y en algunos petróleos. Tienen muy buen comportamiento a la hora de su

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combustión en un motor de gasolina y por esto se intenta aumentar su contenido en procesos de reformación catalítico. Obtenido en el proceso de reformado catalítico de las naftas del petróleo. Son líquidos volátiles, miscibles en alcohol, éter y otros disolventes orgánicos comunes, y muy pocos solubles en agua. 4.2.

RESERVAS GASIFERA DE BOLIVIA

La Reservas de gas natural en Bolivia alcanzan a 19,9 TCF y cubren la demanda interna y externa. El país cuenta además con 487.593,5 miles de barriles de condensado (asociado a la producción de gas natural) y 18.650,56 miles de barriles de petróleo (Mbbl) entre reservas probadas, probables y posibles. Del total de los 19,9 TCF, se deduce una oferta de, al menos, 15,5 TCF, si se toma en cuenta parámetros internacionales que consignan la estimación del 100 % de las reservas probadas, más 50 por ciento de las reservas probables y 10 por ciento de las reservas posibles, 9,94 TCF (100% de reservas probadas), 1,9 TCF (50 % las reservas probables), 0,63 TCF (10% de reservas posibles); asimismo, 0,53 TCF de recursos contingentes, 0,82 TCF de campos sin certificar en producción y 1,72 de nuevos prospectos exploratorios en ejecución. Hasta el año 2026, la expansión del mercado interno y el cambio de la matriz energética requerirá 3,1 TCF para masificar el uso del gas domiciliario y el Gas Natural Vehicular (GNV), poner en marcha las Plantas de Extracción de Licuables del gas natural de Río Grande y Gran Chaco e impulsar todos los proyectos de industrialización en el país, como la planta de fabricación de úrea con 0,4 TCF, transformación de gas en diesel (GTL) con 0,6 TCF, y el proyecto de procesamiento de hierro en el Mutún con 0,6 TCF. YPFB Corporación se ha planteado dos grandes desafíos: implementar el Plan de Inversiones 2011 – 2015 con una inversión de $us. 9.351,4 millones. Sólo este año, se programó una ejecución de $us 1.814 millones, de los cuales $us 1.163 serán destinados por prioridad al desarrollo de una agresiva campaña de exploración y explotación para incrementar reservas y producción nacional. GRUPO 4

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Bolivia posee un inmenso potencial hidrocarburífero. El Plan de Exploración de YPFB ha establecido el potencial Gasífero de 54 TCF y el potencial Petrolífero de 1.409 MMBbl. Al presente, el país cuenta con 68 áreas bajo reserva, entre libres y reservadas, en zonas tradicionales y no tradicionales donde se están desarrollando tareas de exploración y explotación de hidrocarburos.

5. PROCEDIMIENTO 5.1 METODOS DE OBTENCION DE AROMATICOS Las principales fuentes de obtención de hidrocarburos aromáticos son el alquitrán de la hulla y el petróleo. Cuando se calienta la hulla en ausencia de aire se descompone dando tres productos principales que son: gas de coquería, alquitrán de hulla y el coque. El gas de coquerías está constituido fundamentalmente por metano (32%) e hidrógeno (52%) se purifica haciéndolo pasar a través de unas columnas y luego se utiliza como combustible doméstico e industrial. El coque que es carbono casi puro, se emplea en la reducción del mineral de hierro en los altos hornos. El alquitrán de hulla se somete a un proceso de destilación fraccionada y a procesos de separación química con el fin de recuperar los constituyentes aromáticos y heterocíclicos que contiene. De esta manera y en diferentes intervalos de destilación se obtienen una primera fracción de la que se extrae por destilación fraccionada la mezcla BTX, así como etilbenceno. En las siguientes fracciones y por extracción con NaOH se obtiene fenoles y un residuo. Finalmente en las siguientes fracciones y por procesos de cristalización se obtienen naftaleno y fenantreno. La otra fuente fundamental de aromáticos la constituye el petróleo. El propio petróleo en cada yacimiento contiene hidrocarburos aromáticos en cantidades variables,

aunque

en

algunos

yacimientos

este

contenido

es

bastante

considerable. Los principales compuestos aromáticos que se obtienen del petróleo son el benceno, tolueno y xilenos, y en menor medida, naftaleno y antraceno. La mayor parte de las mezclas BTX que se producen en las refinerías se suelen

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obtener por los procesos de reformado catalítico y craqueo al vapor fundamentalmente. Algunos compuestos aromáticos se encuentran presentes en la naturaleza, obteniéndose a partir de sustancias de origen vegetal y con frecuencia constituyen una fuente de derivados aromáticos específicos. Ejemplos de algunos de ellos, los tenemos en algunos colorantes que más se han empleado desde la antigüedad como son el púrpura de Tiro que se extraía de un molusco, el Murex brandaris (cañailla), y el azul índigo que se extraía de las distintas especies de la planta del índigo, concretamente de la Indigofera tinctoria y cuyas estructuras se señalan a continuación:

Asimismo se pueden también considerar otros derivados como son las naftoquinonas y las antraquinonas. Un ejemplo de estas últimas lo constituye un pigmento conocido como ácido carmínico, que es el pigmento principal de la cochinilla, que es un colorante escarlata que se obtienen después de secar y pulverizar las cochinillas de la especie Coccus cacti y que también se emplea en la industria alimentaria (yoghurts) y en la cosmética. La primera síntesis del benceno fue realizada por M. Berthelot en 1868, el cual obtuvo haciendo pasar acetileno a través de un tubo de porcelana calentado al rojo. Una importante síntesis de laboratorio para obtener anillos aromáticos, es la deshidrogenación de derivados del ciclohexano, empleando como catalizadores S, Se y Pd.

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Puesto que los derivados del ciclohexano se pueden obtener por vía sintética, este procedimiento nos permite un método para preparar sustancias aromáticas específicas. 5.2. LOS SIGUIENTE DATOS FUERON RESULTADO DE UN ESTUDIO PROYECTO PILOTO PARA UNA PLANTA DE OBTENCION DE AROMATICOS (BTX) Ubicación Tarija Capacidad de producción Para esta planta se propone una capacidad de producción de 75.000 tma de benceno, 120.000 tma de tolueno y 61.000 tma de xilenos, sin embargo, estas capacidades deben ser ajustadas en función a la disponibilidad de butano o gasolinas de la planta de separación de líquidos de gran chaco.

Inversión Se estima una inversion de us$312mm Demanda de productos aromáticos en el mercado nacional La demanda de aromáticos BTX en el mercado interno es mínima, ya que durante la gestión 2012 se situó en 1.023 tm. La producción de aromáticos de esta Planta estará destinada a satisfacer la demanda del mercado interno, desarrollando la industria nacional en la producción GRUPO 4

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de estireno, poliestireno, solventes, fibras, resinas y cauchos, y los excedentes se destinarán para la exportación, los cuales tienen gran demanda en la actualidad.

Proceso seleccionado para la obtención de aromaticos El proceso de obtención de aromáticos a partir de GLP está basado en la deshidro-ciclodimerización, el cual es favorecido por temperaturas superiores a 425°C y en catálisis ácida, y se representa en el siguiente esquema: Propano + Butano --- > Olefinas --- > Oligómeros --- > Naftenos --- > Aromáticos + nH2 Este proceso consiste en la deshidrogenación del propano y butano a olefinas, siendo la limitante la velocidad del proceso; una vez formada las olefinas estas se oligomerizan y ciclan para formar naftenos. Finalmente se deshidrogenizan los naftenos a compuestos aromáticos correspondientes. A continuación ilustramos el proceso de obtención de compuestos aromáticos a partir de nafta.

5.1.

CRONOGRAMA DE INVERSIÓN: GTL 10.000 BPDno va, falta

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Inversión

Inversió Cronogramadeinversión,MMUS$

n

%

MMdl s

Porcentajeanualdeinversión AportespropiosGTLBolivia AportespropiosYPFB MontosFinanciados TotalAportes(incluyendoIDC)

19.6% 20.4% 60%

99 103 302.4

Flujoanualdeaportes Año1

Año2

Año3

4

50%

46%

% 4.

49.4

45.4

0 4.

51.4

47.3

1 12.

151.2

139.1

1

100% 504

2

2

0

5

232

2

5.2.

RESULTADO ECONOMICOSfalta

Resultados económicos, 10.000 BPD (1), TIR para gas a 2,5 dls/1000 PC y 80% mercado interno.

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Resultados económicos, 10.000 BPD (2) TIR para gas a 5 dls/1000 PC y 25% mercado interno.

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

Precio del gas: A menor precio del gas, mayor es la rentabilidad del proyecto.



Mercado interno vs. Mercado de Exportación: A menor porcentaje de ventas en el mercado interno, mayor es la rentabilidad. Si se exporta un 75%, se podría pagar el gas a 5 dls/1000 PC, igual a precio de exportación de gas.



El Modelo de Evaluación Económica del proyecto asume que el precio de venta de diesel al consumidor en el mercado interno se mantiene constante a 3,72 bs/lt durante 20 años. Por lo tanto el precio ex-planta del diesel GTL también es constante para el mercado interno, y menor que el precio internacional del diesel: a mayor exportación, mayores ganancias.

5.3.

JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA falta

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Con el GTL nos convertiremos en exportador de un producto de gran valor agregado y de altísima demanda mundial. En la siguiente graficas la demanda mundial de petróleo seguirá creciendo:

a) El déficit de diesel para el año 2008 estará próximo a los 10.000 barriles por día. b) Bajo criterios conservadores en el aumento de consumo de diesel, durante el periodo 2006-2010 la importación de diesel provocará un efecto económico negativo de aproximadamente 1014 MM $US. c) La planta de GTL de 2.500 BPD se instalaría en el lapso de 2 años:rápida disminución del subsidio. d) La planta de 10.000 BPD iniciaría su producción a mediados del 2010, eliminando para siempre la importación de diesel. e) La instalación de varias plantas en diferentes ubicaciones, todas ellas técnica y económicamente factibles, permitirá un desarrollo más equitativo de las diferentes regiones del país. f) A futuro iniciaremos la exportación de un diesel ecológico de alta demanda mundial. 6. MARCO LEGAL esto esta bn ..

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Siendo la explotación gasífera de interés nacional, el Estado debe participar en todas las actividades de la cadena productiva, incluyendo la industrialización del gas natural. El marco legal de la búsqueda de la mayor equidad en la distribución y disfrute de los beneficios económicos de la industrialización del gas natural, se fomentará un desarrollo equilibrado entre las diferentes regiones del país, y el máximo aprovechamiento de las áreas circundantes de las ubicaciones donde se asienten los proyectos de industrialización del gas natural y sus áreas de influencia, por parte de los pobladores, generando beneficios directos a las comunidades originarias y a la sociedad civil organizada. Por lo siguientes: 

Artículo 135 de la Constitución Política del Estado.



Ley de Hidrocarburos 3058.



Ley Nº 1182 del 17 de Septiembre de 1990.



Estatutos de YPFB.



El Memorando de Entendimiento entre YPFB y GTLB.



El Informe Escrito Sobre los Resultados del Memorando de Entendimiento Entre YPFB y GTL Bolivia S.A.

En su integridad, se encuentra completamente respaldada por la legislación del estado plurinacional de Bolivia.

7. CONCLUSIONES falta GRUPO 4

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a) El precio del Diesel en Bolivia es subvencionado y controlado por el SIRESE del Gobierno, que limita un análisis que estaría ligado al precio internacional del crudo, que sin embargo en caso de exportación si se verían modificaciones incluyendo una estimación del comportamiento del precio de la materia prima y del Diesel. b) El Diesel obtenido por el Proceso GTL presenta mejores características técnicas para su uso como carburante y es menos contaminante. c) En Bolivia la demanda de Diesel se ve fuertemente relacionada con la Superficie cultivada de productos agrícolas industriales y con el PIB de transporte y almacenamiento; en el caso del Perú esta demanda está relacionada principalmente con PBI del Sector extractivo y el Parque automotor de Diesel. d) Se ha determinado que la demanda, en cada caso tiene una fuerte correlación (a con las respectivas variables encontradas. e) EN Bolivia, existe capacidad para incrementar la oferta de Diesel, pero esto aún no es suficiente para cubrir la demanda que actualmente cubren las importaciones. f) Según los resultados existe una demanda insatisfecha tanto en Bolivia como en el Sur Peruano. Un Proyecto GTL, para la producción de destilados medios es capaz de cubrir, en el orden de los 13,000 MBBL/Año, equivalente a 34,000 BPD, al año 2015. g) Se podría analizar la posibilidad de exportación de diesel para el mercado el Paraguay. h) La industrialización del gas a precios más bajos que la exportación, genera más ingresos totales para el Estado en su conjunto. Además genera más fuentes de trabajo: Multiplicación de la actividad económica, transferencia de tecnología, desarrollo equilibrado e infraestructura industrial.

8. OPINION PERSONAL falta GRUPO 4

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“El proyecto de transformación de gas a líquidos en el territorio boliviano tendría como objetivo principal cerrar las importaciones de diesel que se destina esencialmente al complejo agroindustrial de Santa Cruz”, dice el informe de la Plataforma que destaca que el 70 por ciento de la producción de la planta de GTL estaría orientada hacia el mercado interno y el 30 por ciento restante a la exportación. “Cabe destacar que el producto acabado, el diesel ecológico y los subproductos que son la nafta y la gasolina de aviación (jet fuel) producidos por este tipo de plantas, tienen alta demanda internacional por la calidad de refinación y los pocos contaminantes que generan en relación a los líquidos de refinerías tradicionales”, agrega. Actualmente, el proyecto de GTL está en la fase de prefactibilidad.

BIBLIOGRAFÍA GRUPO 4

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

Gas toLiquids (GTL) anOverview; A: Ramirez; Revisit: INGENIERIA QUIMICA, especial 2003.



Conversión de Hidrocarburos Gaseosos a líquidos; R. Aga Van Zeebroeck; Revista: INGENIERIA QUIMICA, October 2002.



Anuario 2002 Instituto Nacional de Estadística- Bolivia.



A new era for gas to liquids technology; Gerald Parkinson; Revista: CHEMICAL ENGINEERING July 2002.



www.gtl.bolivia.com.

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