Prefactibilidad de la urea

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estudio de prefactibilidad de una planta de Urea en Bolivia

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  • 1. ResumenUna de las industrias petroqumicas con fuerte expansin de su mercado mundial(2%), es la produccin de urea a partir del GN como materia prima (el 80% de laproduccin de urea utiliza GN) por lo menos para los prximos 50 aos, su produccin no solo serealiza por fines comerciales, es la base de la agricultura moderna, clave de la supervivenciahumana. Tal es la necesidad de urea, que la China e India tiene la mitad de la produccin mundial,a pesar de ello se ven obligados a imprtala. Segn la ChemicalEnginneering/Oct. - 1998, para elao 2005, se necesitaran implementar por lo menos unas 45 nuevas plantas con una capacidad de1.750.000 t/ao cada una, para satisfacer la fuerte expansin del mercado de la urea.A nivel mundial la mayora de los pases son importadores, incluidos EEUU, Europa, India, Corea,Filipinas, Taiwn, etc. Los pases de la ex URSS, se consideran como los principales exportadores.En Sudamrica y el caribe, los principales productores son Brasil, Venezuela y Argentina, el restode los pases donde se incluyen Brasil y Mxico importan el producto. Tan solo par Brasil, sereporta una demanda insatisfecha de 1.700.000 t/ao (http//:www.backend.php), para Sudamrica,con una expansin del mercado de fertilizantes del 4% anual (http//:www.rolac.unep.mx), habr uademanda insatisfecha de ms de 5.000.000 t/ao de urea.Se analizan detalles tcnicos generales y presenta los principales resultados del estudio deprefactibilidad econmica de una planta de urea, con ubicacin entre Villamontes y Yacuiba en elChaco Tarijeo, cerca de los yacimientos de GN, sobre el corredor bi ocenico proyectado en elsur de Bolivia y dentro de una zona franca, con el fin de facilitar la exportacin del producto aBrasil, Argentina, Chile y Per.Las debilidades logsticas seran compensadas por el mercado mltiple y las distanciasrelativamente cortas, que implican bajos costos de transporte hacia a las fronteras y al interior delos mercados potenciales, mano de obra barata, costos atractivos de GN, tasas arancelariaspreferenciales dentro del Pacto Andino y el MERCOSUR y las nuevas polticas del Gobiernodirigidas a promover e incentivar la inversin en industrias petroqumicas dentro del territorioBoliviano, con importantes reduccin a las tasas impositivas y costo del GN. La baja disponibilidadde recursos puede ser balanceada por la amplia y abierta oferta internacional de la tecnologa,construccin y provisin de equipos ofreciendo un amplio abanico de costos de implementacin.Una fbrica de urea con capacidad de 560.000 t/ao, puede tener costos de implementacin entre200 a 320 millones de $US, exportaran ms 70 millones $US/ao, generando impuestos y creandoms de 2500 empleos directos, en veinte aos la inversin tendr un efecto multiplicador en laeconoma de la regin y en el pas equivalente a ocho veces el capital invertido, la planta crearaun polo de atraccin para otras inversiones, (Inchauste - 2004), con los siguientes beneficiosauxiliares de usos mltiples; incremento de las actividades de transporte al interior y exterior delPas, creacin de empresas secundarias, para preparacin, envasado, distribucin y venta de otrosfertilizantes.Palabras clavesPetroqumica, urea, GN (gas natural), amoniaco, polo, hidrgeno, nitrgeno, zona franca, tasasimpositivas, fertilizadores, catalizadores, gas de sntesis, capacidad instalada, demandainsatisfecha, mercados potenciales, corredores de exportacin, factor de escalamiento,implementacin, produccin, mercados testigos, competitividad, indicadores, crisis energtica,capacidad de produccin, proceso, balance de materia.Objetivo generalProporcionar un panorama preliminar de la factibilidad tcnica y econmica de una planta deamoniaco-urea en el sur de Bolivia.

2. Objetivos especficos" Describir los principales aspectos de las tecnologas disponibles para la produccin deamoniaco - urea." Analiza y proyecta el mercado de urea en Sudamrica, sealando sus principalescaractersticas y tendencias." Definicin de la capacidad de la planta, balance de materiales, estimacin derequerimientos energticos e insumos y descripcin de las especificaciones tcnicas de losprincipales equipos." Anlisis de distribucin, logstica y sus costos." Anlisis preliminar de costos y determinacin de indicadores de factibilidad econmica." Anlisis de aspectos ambientales y de seguridad.Aspectos tcnicosPara la elaboracin de urea, se fabrica primero amoniaco, a partir de gas de sntesis y aire, el gasde sntesis se obtiene descomponiendo mediante catalizadores el GN (gas natural) mezclado convapor de agua, el gas de sntesis tiene bsicamente H2 (hidrgeno) y CO2 (dixido de carbono),los que son separados, con el hidrgeno se sintetiza amoniaco (NH3), utilizando el N2 (nitrgenodel aire), posteriormente en otra etapa, se hace reaccionar NH3 con el CO2 del gas de sntesis yse obtiene la urea. Es importante recalcar que se utiliza todo el gas natural para elaborar gas desntesis, no se desperdicia nada.En el Cuadro 1, se sintetizan los principales usos del amoniaco y la urea producidos a partir de gasnatural. En la Grfica 1, se muestra un proceso de fabricacin de amoniaco convencional con flujode masa de los compuestos de entrada y salida. En la Grfica 2, se presenta el flujo de masa deentrada y salida de la planta de urea. 3. El anlisis de las Grficas 1 y 2 y otras estimaciones de requerimiento de energa e insumosbrindan los siguientes datos importantes:" Para satisfacer los requerimientos de amoniaco de la planta de urea, se estima unaproduccin de 1000 t NH3/d. 4. " Se estima un consumo de GN, entre 692,738 a 722,738 t GN/t NH3 y un consumo detotal de 1000 t/d de GN, para la planta de amoniaco - urea de 1750 t/d de urea, si no seutiliza otro combustible." Se calcula tambin un consumo de 2080 t/d de agua de proceso, 227500 t/d de agua deenfriamiento y unas 2818 t/d de agua como vapor. Con un consumo total de 232398 t/d,esta cantidad se puede minimizar por recirculacin y rehus." Se utilizar 925750 MJ/d de corriente elctrica, que deber ser generada por serviciosauxiliares.Demanda y mercados potencialesLa proyeccin de la demanda insatisfecha de urea, se puede considerar conservadora si se tomaen cuenta los siguientes aspectos:" Para Brasil se reporta una demanda insatisfecha actual de 1.700.000 t/ao y tasas de expansindel mercado de urea del 5%, por lo que su demanda insatisfecha para el 2012 sera de 2.650.000t/ao, frente a 1.934.340 t/ao, estimada. (pensa@ fia.Fea,usp.br)," A pesar de que Argentina, tiene una capacidad instalada de 1.308.000 t/ao., se estima unademanda insatisfecha de 500.000 t/ao., para el 2010 (caso Profertil -2004), debido al significativoincremento de la produccin agrcola; es decir estar muy por encima de la demanda proyectadaen el Cuadro 2, para el ao 2012.Tomando en cuenta la magnitud de la demanda de los diferentes pases y la relacin de fronterasque tiene Bolivia con algunos de ellos, la que puede definir bajos costos de transporte y precioscompetitivos del producto al consumidor, se puede identificar los siguientes mercados potenciales,por orden de importancia: Sur de Brasil; Norte de Argentina (NOA); Norte de Chile; Sur del Per;Mercado interno; Paraguay y Uruguay.Segn Baca Urbina G - 1990, cuando la demanda es claramente superior al tamao propuesto dela produccin, este debe ser tal que solo se pretenda cubrir un bajo porcentaje de la demanda,normalmente no ms del 10%, siempre y cuando haya mercado libre. Como la demandainsatisfecha del mercado de Sud Amrica es de 5.6 millones de toneladas al ao, una planta de1.750 t/d o 560.000 t/ao, parece ser el tamao adecuado.En referencia a los precios de venta, Melgar -2004, reporta que los precios de los fertilizantesnitrogenados y fosfatados para 2004, han acusado una aguda trepada en el mercado internacionalrespecto al 2003, principalmente debido al incremento de los fletes martimos internacionales.En la Grfica 3, se presenta la evolucin de los precios FOB (producto puesto en embarque) parala urea granulada y el fosfato diamnico (FDA), en los mercados testigos de Trinidad y Tampa(EEUU), desde febrero del 2003 a Abril del 2004.CUADRO 2. PROYECCION DE LA DEMANDA DE UREA EN LATINOAMERICA 5. FUENTE: Medina - Carrazana 2004. GRAFICA 3.- PRECIOS FOB PRA UREA EN TRINIDAD Y TAMPA (2003-2004) La misma grfica , muestr a una tenden cia de bajada de los precio s interna cional es de la urea, sin Fuente: FertilizerMarkets, citado por Melgar - 2004.embar godebido a las posiciones tomadas por los importadores, no ser fcil ver un descenso de los valoresen plaza (al consumidor). Es importante resaltar que en el caso de la urea los fabricantes, ladespachan a precios de paridad internacional, segn el mismo reporte.Los precios de la urea al consumidor en los pases de Sud Amrica, son variables y fuertementedependientes de los precios internacionales, las distancias de las zonas de consumo a puertos oplantas de urea, costos de transporte, martimo, va frrea, terrestre o hidrovas y posicionesasumidas por importadores y distribuidores mayoristas y minoristas. Segn diversas fuentes en losltimos dos aos los costos de venta al consumidor han fluctuado entre 229,5 $US y 280 $US, endiferentes regiones, como se puede observar en el Cuadro 3 6. Localizacin de la plantaEl departamento de Tarija posee el 87,1 % de las reservas de GN de Bolivia, lo que marca lapreferencia, expresada ya en las polticas del Gobierno y de diversos proyectos petroqumicos bajoestudio, de que cualquier intento de industrializar el GN para la produccin urea, GTL, etc., tengasu ubicacin cerca de las fuentes de GN, es decir especficamente en el Chaco, en puntosprximos a carreteras e infraestructura ya existente, tanto la ciudad de Villamontes, como Yacuibadonde se encuentra la "Zona Franca Yacuiba S.A.", ubicada en Campo Grande Km. 5 carretera aSanta Cruz, son buenas opciones de ubicacin (ver ubicacin en Grfica 4, donde se indicatambin la red de vas frreas del cono sur).La zona franca est exenta del pago de impuestos internos y de aranceles aduan