Anteproyecto Del Negro de Humo a Partir Del Gas Natural

ANTEPROYECTO DEL NEGRO DE HUMO

INTRODUCCION

El negro de humo es otra materia petroquímica. Básicamente es carbón puro con una estructura muy semejante a la del grafito.

El tamaño de las partículas en el negro de humo es lo que determina su valor. Entre más pequeñas sean, más caro será el producto. Varían desde 10 hasta 500 mm (milésima parte de una micra que a su vez es la milésima parte de un milímetro).

Existen tres procesos generales para fabricar industrialmente el negro de humo, que son los siguientes; proceso de canal, proceso de horno y proceso térmico.

Las materias primas para hacer negro de humo pueden incluir desde gas natural hasta aceites pesados con alto contenido de poliaromáticos, como los productos de la torre de vacío descrita en los capítulos anteriores.

La diferencia básica entre los dos primeros procesos y el último es que los procesos de canal y de horno obtienen los productos quemando parcialmente los materiales usados como materia prima, mientras que el proceso térmico consiste en descomponer los productos por medio de calor.

Antes de 1945, el negro de humo se fabricaba a partir del gas natural usando cualquiera de los tres procesos mencionados. Después de esta fecha se modificó el proceso de horno para de esta forma poder usar hidrocarburos líquidos como materia prima, y actualmente es el que más se usa

Los hidrocarburos que se utilizan como carga son desde gasóleos hasta residuos pesados. En general, estas cargas deben tener un alto porcentaje de aromáticos pesados o poliaromáticos, y un bajo contenido de azufre. Además deben producir un mínimo de ceniza mineral.

El negro de humo contiene de 88 a 99.3% de carbono, 0.4-0.8% de hidrógeno, y 0.3 a 17% de oxígeno.

El hidrógeno es un remanente de las moléculas de hidrocarburo originales, y por eso forma parte de la estructura grafítica. Por otro lado, como el oxígeno se absorbe en la superficie, se le puede incorporar en cantidades variables mediante tratamientos posteriores.

Las variedades de negro de humo comercial tienen una amplia gama de propiedades físicas y químicas, similares a las del grafito; pero como contiene grupos superficiales, las características de los productos finales en donde se usan son diferentes.

El negro de humo se usa en el hule de las llantas, en la fabricación de tintas, lacas, pinturas, en cierto tipo de polietileno. También se emplea el negro de humo para la fabricación de diamantes artificiales y para sembrar las nubes a fin de provocar lluvia.


INDICE

PRESENTACION

INTRODUCCION

INDICE

I.- ESTUDIO DE MERCADO

I.1 Datos históricos 1.2 Usos últimos 1.3 Productos competitivos 1.4 Estimación del consumo en el Perú 1.5 Tasa de aumento 1.6 Estimación de la demanda futura 1.7 Capacidad estimada para la instalación de una planta 1.8 Precio de venta 1.9 Tamaño y ubicación de los consumidores


CAPITULO I

ESTUDIO DE MERCADO

Iniciando con el desarrollo de un proyecto de diseño es de gran importancia el estudio del mercado, por ello el presente proyecto se estudiará su viabilidad, la cual dependerá del precio que nos cueste producirlo sea competitivo con el mercado interno y externo ya que solamente nos hemos dedicado a importar productos intermedios y acabados

Dado que la inversión en la planta productiva a nivel nacional no es favorecida para la comercialización de negro de humo como producto terminado, tomaremos como ejemplo el mercado internacional. Por ello la importación de este producto se realiza de paises como CHILE, EEUU, MEXICO, ALEMANIA, ARGENTINA, ITALIA, etc

La obtención del negro de humo sigue siendo un compuesto de interés como intermediario en la síntesis y producción industrial de caucho, para sembrar las nubes a fin de provocar lluvias y fabricación de tintas terminados de alto valor comercial en el mercado nacional e internacional. El principal interés que ofrece producir negro de humo, radica en evitar comprar en el extranjero productos terminados que empleen el negro de humo

Para realizar los cálculos de este estudio se han tomado los datos de las importaciones de los siguientes productos: negro de humo desde el año 2002 hasta 2011

Con este presente proyecto se pretende satisfacer la demanda nacional sustituyendo de esta manera su importación, y sobre esta base se estima la capacidad de planta y el precio de negro de humo

1.1- DATOS HISTORICOS:

El negro de humo se utiliza como pigmento desde la prehistoria; los negros de humo son fabricados calcinando madera, u otra materia vegetal, con un suministro de aire muy restringido; los artistas de todas las épocas han utilizado para dibujar varitas de carbón o carboncillos, las pruebas de esto se encuentra bajo las capas de las pinturas. El negro de humo se puede utilizar en técnicas magras y grasas como el óleo y acuarela. El negro de humo se utiliza como tóner en las fotocopiadoras y las impresoras láser. Este negro es fácil de preparar y tiene un excelente poder cubriente. El negro de humo es el nombre común para los pigmentos negros, producidos tradicionalmente a partir de carbonización de materiales orgánicos como la madera.

El negro de humo es el nombre genérico para los negros que se hacen de la quema parcial o carbonización de gas natural, petróleo, madera, vegetales y otras materias orgánicas. En 1864, se desarrolló el procedimiento en Estados Unidos para obtener un pigmento negro más adecuado para acuarela.


1.2- USOS ULTIMOS:

Negros de humo industriales ULTRA:

Los negros de humo industriales desarrollados son productos de alto rendimiento para ser usados en las más exigentes aplicaciones. La pureza del negro de humo y la consistencia en su desempeño, son factores fundamentales para un resultado de alta calidad. empeñada en mejorar la calidad y atender las necesidades de sus clientes, desarrolla negros de humo con el más alto nivel de pureza disponible. Este tipo de negro de humo es denominado ULTRA.

Los negro de humo benefician varios sistemas de aplicaciones, proporcionando mayor uniformidad, mejor compatibilidad, mejor dispersión, mejor procesamiento (menor saturación de tela) y mejor desenvolvimiento de colores. Los negros de humo son ideales para usos en productos de calidad crítica.

Los negros de humo Copeblack poseen características intermedias a las mencionadas arriba.

Tintas:Las tintas desarrolladas, poseen una variedad extremadamente grande de negros de humo, que varían desde el Raven 410 hasta el Raven 5000 U III, para aplicaciones automotrices de alta calidad donde son exigidos una alta profundidad de color y el subtono azulado. Los tipos de negro de humo utilizados principalmente para matrizado, son productos de gran tamaño de partícula. Productos con estas características proporcionan buena relación costo/beneficio, aliados a un subtono azulado deseado. Para uso de pigmentos concentrados para pinturas, generalmente son especificados negros de humo de tamaño de partícula grande, especialmente los sustitutos de los "Lampblack". Los Raven 14, un sustituto de "Lampblack" post-tratado, tiene la capacidad de proporcionar una suficiente coloración y tono pleno, fuerte poder de teñimiento, elevada capacidad de carga y fácil dispersión.

Plásticos:Para aplicaciones en plásticos, las características de los negros de humo también son diversas. Un negro de humo puede ser incorporado en plásticos termorrígidos o termoplásticos para fines cromáticos, matrizaciones u otras funciones. Los negros de humo comercializados con el nombre de Conductex,


proporcionan diferentes grados de conductividad eléctrica para una amplia variedad de requisitos en plásticos. En contraste, los negro de humo oxidados, como el Raven 1255, tienen una tendencia a ser menos conductivos, pudiendo ser entregados con un menor aislamiento eléctrico. Todo el espectro de negro de humo entregados en aplicaciones plásticas para fines cromáticos, su uso depende de la carga y dispersión. Asimismo, como en las tintas, los negros de humo con tamaño de partícula grande, representan excelentes opciones en aplicaciones donde el subtono azulado, el poder de teñimiento, la facilidad de dispersión o el alto brillo son requeridos. Las aplicaciones para fibras, da excelentes filtrabilidad con el Raven 1190 ultra. Para algunas aplicaciones en fibras, también es posible utilizar el Copeblack 890. Para aplicaciones que exigen una alta profundidad de color se recomienda el Raven 2500 ultra.

Tintas de impresión:Los negros de humo utilizados para tintas de impresión, generalmente utilizan partículas medianas y grandes. En aplicaciones de tintas líquidas, el Raven 450 y 460 son ampliamente utilizados debido a su fácil dispersión y su subtono azulado. Para aplicaciones de tintas para periódicos se utiliza el Raven 680 granulado con óleo (Oil beads). Las tintas de impresión pastosas (óleo) de alta calidad puede ser formuladas con Raven 760 Ultra, 860 Ultra, 1100 Ultra, 1000 ó 1255 dependiendo de las necesidades específicas.

Diversos negros de humo fabricados por Columbian, fueron especialmente desarrollados para sectores industriales específicos. Raven H2O constituye un negro de humo con tratamiento extremadamente hidrófilico y muy útil para industrias de materiales de construcción civíl y aplicaciones tales como materiales granulados y argamasa para concreto, así como para la industria del papel. El Raven 1190 Ultra fue desarrollado para el setor de la fibra.

El desempeño de aplicación de un Negro de Humo está determinado por su naturaleza y por el nivel de dispersión alcanzado. Las propiedades físicas y químicas más importantes son: tamaño de la partícula, área superficial, porosidad, estructura, características químicas de la superficie y forma física.

El tamaño de la partícula ejerce una gran influencia en las propiedades cromáticas. Las partículas de menor tamaño tienen colores más intensos y mayor viscosidad y requieren más enegía para la dispersión. El tamaño de la partícula es medido por un microscopio electrónico.


El área superficial es un criterio de control de calidad, siendo una función el tamaño de la partícula y la porosidad del negro de humo. Partículas de menor diámetro dan origen a un área superficial mayor. Una mayor área superficial está asociada a una mayor profundidad de color y viscosidad más elevada.

La porosidad es indicada por medio de una comparación del área superficial externa del negro de humo. Negros de humo de color intenso y conductivos tienden a tener un alto grado de porosidad.

La estructura es una medida de fusión tridimensional de partículas de negro de humo para formar agregados. Negros de humo con una alta estructura proporcionan mayor viscosidad, mayor conductividad eléctrica y fácil dispersión.

1.3- PRODUCTOS COMPETITIVOS:

El negro de humo producido por la planta en estudio estará destinada en su mayor porcentaje como materia prima para la obtención de caucho, y en menor escala para otros derivados por lo tanto la competencia no será hecha por otros productos, sino por los demás procesos industriales existentes.

1.4- ESTIMACION DEL CONSUMO EN EL PERU:

Como el negro de humo no se produce en el peru y además que es un producto intermedio para la fabricación de productos como: plásticos, tintas, caucho, etc Para determinar el consumo del negro de humo en el peru se hara en base a las importaciones. Teniendo en cuenta que el consumo de los productos en que interviene en el negro de humo en el periodo comprendido entre 2002-2011, tiene fluctuaciones, se hará la estimación del consumo futuro en base a la tasa promedio de aumento anual. Los datos se muestran en la tabla Nº 01


1.5- TASA DE AUMENTO:

AÑO COMSUMO AUMENTO % ANUAL2002 315388.35 814.85 0.2582003 316203.2 53210.96 16.8282004 369414.16 4792.37 1.2972005 374206.83 213448.92 5.72006 587655.75 50797.66 8.6442007 638453.41 333071.99 52.1692008 971525.4 -491917.22 -50.6332009 479608.18 193953.79 40.442010 673561.97 -40016.11 -5.9412011 633545.86

TOTAL 5359563.11 318157.21 68.762

Promedio de los porcentajes de aumento del consumo:

TC = ∑ (%i) . = 68. 762 = 7.64% n – 1 10 – 1

CONSUMO PROMEDIO=∑consumo = 5359563.11= 535956.311 n 10

AUMENTO PROMEDIO = ∑aumento = 318157.21=353461.91 n 9

Método de los promedios:


TC = ∑ aumento promedio x100 = 3534461.91 x100 = 6.7% ∑ consumo promedio 5359563.11

1.6- ESTIMACION DE LA DEMANDA FUTURA:

Para la estimación de la demanda futura del negro de humo, se ha asumido que todo el consumo de este producto es importado, con base en los datos obtenidos.

La estimación realizada sobre la demanda del negro de humo se ha basado a una fuente de datos dado por la SUNAT.

Siendo el negro de humo producto netamente importable, la ecuación de la demanda se reduce a:

DEMANDA=IMPORTACION

La capacidad de la planta, se determina en base a la demanda para el año 2017, en lo que se refiere a la producción de negro de humo.

En la TABLA se muestra la estimación de la demanda futura del consumo de negro de humo para un periodo de 10 años

Como sabemos los métodos para la estimación de la demanda futura, se utiliza el método de los mínimos cuadrados (linealizacion)

AÑO X CONSUMO Y

2002 315388.352003 316203.22004 369414.162005 374206.83

2006 587655.752007 638453.412008 971525.42009 479608.18

2010 673561.97

2011 633545.86

TOTAL 5359563.11


0

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

f(x) = 47022.1360606061 x + 277334.562666667R² = 0.473343427855188 consumo

Linear (consumo)año

y = a + bx

∑ y = n a + b∑x (1)

∑ xy = a ∑x + b ∑x2 (2)

Reemplazando en (1) y (2):

∑ y = n a + b∑x

5359563.11= 10a + 45 b (3)

∑ xy = a ∑x + b ∑x2

27997360.2= 45 + 285 b (4)

Operando (3) y (4):

a = 324356.699

b = 47022.14

y = a + bx


Reemplazando los valores obtenidos de la ecuación (1) y (2)

Y = 324356.699 + 47022.14 x

Donde: Y= demanda o consumo al futuro

X= nº de año

Y2017= 324356.699+47022.14×14

Y2017=982666.659 Kg

La demanda del negro de humo de TM del proyecto en el 2017 será 982.667 TM.

Oferta:

Los registros de aduanas, nos marca claramente que no hay producción nacional solo importación por lo que se ha tomado como datos las importaciones por año que realiza el país.

1.7- COMSUMO PER CAPITA:

No se a determinado el consumo per cápita ya que se halla relacionado con el numero de habitantes en el Perú y este producto no llega directamente al consumidor sino es un producto intermedio

1.8- ESTIMACION DE LA CAPACIDAD DE PLANTA:

Siendo el negro de humo un producto intermedio el cual se ve supeditado a ser procesado nuevamente con otro compuestos para dar un producto final por lo que nos deberemos guiar de los datos de consumo que nos ha proporcionado la SUNAT puesto que el negro de humo puede ser utilizado en diversas industrias para elaborar productos con usos determinados que no pueden tener relación.

DEMANDA ESTIMADA< CAPACIDAD DE PLANTA


Por lo que nuestra capacidad de planta para cubrir el aumento de demanda del negro de humo será igual:

982.667*1.2 = 1200 TM

Determinando que capacidad de la planta propuesta en este anteproyecto será de 1179.2TM.se estimado que la demanda estimada es meno que la capacida de planta en un 20% ya que debería ser igual por lo que son importaciones pero debido a un estudio profundo se le da un 20% mas

1.9- ANALISIS Y ESTIMACION FUTURA DEL PRECIO DE VENTA:

AÑO

COMSUMO

PRECIO CIF $

P.V($\Kg)

2002

315388.35

357011.51

1.132

2003

316203.2

444410.58

1.405

2004

369414.16

588772.09

1.594


2005

374206.83

787168.12

2.1

2006

587655.75

1332147.23

2.267

2007

638453.41

1425453.73

2.233

2008

971525.4

2609286.36

2.686

2009

479608.18

1126331.56

2.348

2010

673561.97

1743947.7

2.589

201

633545.

235882

3.72


1 86 6.59

3

TOTAL

5359563.11

12773355.5

2.383

La estimación del precio de venta estimado= 2.383×1.4 por flete y tranporte+16%de impuesto general a las ventas+2% de impuesto de promoción municipal+1% de seguro

P.V=2.383×1.4+0.16×2.383+0.02×2.383+0.01×2.383×1=3.789$/kg

En conclusión el negro de humo en el mercado será de 3789$/TM

Para fijar el precio de venta del negro de humo tomaremos en cuenta lo siguiente:

El precio es un elemento esencial del proceso de Marketing.

El precio no tiene que ser excesivamente alto porque puede propiciar la aparición de competidores. Por el contrario, un precio muy bajo puede

dañar la imagen del producto porque el consumidor pensará que se le vende mala calidad.

El análisis de la empresa debe considerar fundamentalmente cuatro aspectos sobre el precio:

El precio es en relación a los competidores.

La distribución de las ventas según el precio en relación a los competidores.

La elasticidad del precio para el producto estudiado; es decir, si ante un aumento del precio las ventas disminuyen; o si por el contrario, las ventas se mantienen básicamente constantes ante una variación del precio.


Un estudio de los precios y consumos en años anteriores permite estimar la demanda,

En el siguiente grafico se muestra el precio y el consumo por año :

20022003

20042005

20062007

20082009

20102011

TOTA

L0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

14000000

COMSUMOPRECIO CIF $P.V($\Kg)

En el grafico se puede observar que en los 3 primeros años el consumo y el precio son accesibles pero luego hay una demanda mayor y por ende el precio sube en el mercado.


CAPITULOII: LOCALIZACION DE LA PLANTA

2.1- Factores más importantes, lugares factibles, métodos de evaluación.

En el análisis sobre la ubicación de la planta de obtención de negro de humo a partir del gas natural se ha tenido en cuenta los principales factores de que depende y debido a su importancia son:

Abastecimiento de materias primas, accesibilidad a los mercados, suministros de agua, disponibilidad de mano de obra y transporte, disposición de desperdicios.

De todos los factores, es la accesibilidad a los mercados y el abastecimiento de materias primas son los que han ejercido una mayor influencia en la ubicación de la planta para la elaboración de productos petroquímicos.

El método para elegir el lugar más adecuado es el de factores de balanceo


2.2- SUMINISTRO DE LAS MATERIAS PRIMAS:

El material principal para la elaboración del negro de humo es el gas natural y crudo y se ha de usar este de grandes cantidades por lo que se recomiendan ubicar la planta cerca de algún yacimiento gasífero como lo es la zona de talara –Piura

2.3- ACCESIBILIDAD DE LOS MERCADOS:

De acuerdo a la accesibilidad en los mercados se tendría que tomar en cuenta de que Lima es un lugar donde podría ser distribuido el negro de humo para su transformación final puesto que este producto es considerado como un producto intermedio y tomando en cuenta que en Lima se encuentran las empresas de plásticos, etc.

2.4- ENERGIA ELECTRICA:

En lo que respecta energía eléctrica la cuidad de talara-Piura es abastecida por centrales hidroeléctricas tales como: Central hidroeléctrica de curumy, central hidroeléctrica poechos I y central hidroeléctrica poechos II.

La ciudad de Lima es abastecida por la central hidroeléctrica Huinco, es la principal central hidroeléctrica de Lima. Su producción es de 262 Mw a través de 4 generadores. La cuenca hídrica que abastece a Huinco es recogida de las lagunas de Marcapomacocha y Antacoto a 5 mil m.s.n.m. Las aguas son derivadas a través de una caída neta 1.245 m para ser absorbidas por 8 turbinas pelton. Fue puesta en operaciónen 1965. Además de huinco, otras centrales hidroeléctricas abastecen a la ciudad de lima. Todas ellas pertenecen a la empresa EDEGEL S.A .

2.5-SUMINISTRO DE AGUA:

Este factor tiene importante papel al determinar la ubicación de la fábrica, si el agua se necesita en grandes cantidades para el proceso, lavados, enfriamiento y humedecimiento. Si el proceso requiere agua abundante, la planta se sitúa en lugares en que sea posible abrir pozos o alumbrar mantos de agua. La dependencia de fuentes de abastecimiento comercial está restringida por razón del costo. Con frecuencia, en las zonas de recreo no es posible utilizar ciertas fuentes naturales de agua a causa de los reglamentos públicos o de propiedad privada.

Entre los factores que han de ser examinados se cuentan la pureza del agua, las cantidades que de ella se necesitan y la regularidad del suministro. Por la irregularidad de las lluvias en muchas localidades es necesaria la construcción de diques agua arriba. Si el agua ha de entrar directamente en el proceso, su pureza adquiere primordial importancia.


Con frecuencia, los operadores químicos tienen que recurrir a medios artificiales, como la destilación y el intercambio de iones, para purificar y conservar el agua. Esto aumenta los gastos de funcionamiento y el costo de la fábrica.Comparando con los dos sitios propuestos anteriormente se sabe que en el norte del país se tiene mejor disposición del recurso hídrico.

2.6- TRANSPORTE:

La existencia de las facilidades de transporte tiende a reducir los tiempos de duración de los momentos de entrada y salida, tanto de materia primas como del producto.De esta manera facilita el transporte: de la materia prima, del producto, de la maquinaria para la instalación y modificación de los equipos y del personal administrativo, empleados y obreros

2.7- LEYES REGULADORAS:

Permiten la descentralización del país favorecerá a la descentralización, favorecerá a industrias que se instalan lejos de la capital fomentando el desarrollo de las zonas

2.8- DISPOSICION DE MANO DE OBRA:

Este es un factor importante en la industria petroquímica pero no determina la ubicación de planta puesto que el equipo de trabajo se adecua a la condición y lugar de operación no siendo imposible su traslado.

2.9- DISPOSICION DE DESPERDICIOS:

La disposición de desperdicios es muy importante para el presente proyecto que actualmente se está controlando detalladamente la contaminación del medio ambiente debiéndose tener programas para disposición de desperdicios sin que estos perjudiquen al medio ambiente como por ejemplo la emisión de gases

2.10- CLIMA:

El clima determina las condiciones laborales y a la vez las condiciones de operación

2.11- FACTORES COMUNITARIOS:

Este proyecto no es tan grande, pero debe posicionarse no tan cerca de un poblado urbano para mayor seguridad de la población puesto que la materia prima es un combustible.


Uno de los factores más importantes en la ubicación de una planta, a menudo se pasa por alto o se juega muy a la ligera. Este aspecto es el efecto del carácter y de los servicios, instalaciones, comodidades y seguridad de la comunidad que se estudia

2.13- EVALUACION POR EL METODO DE LOS FACTORES DE BALANCEO:

En la siguiente tabla se presenta la evaluación para establecer la ubicación de la planta, ella se ha dado a los factores el de 20 como máximo y 3 como mínimo. Se consideran los factores más importantes el mercado y el suministro de materia prima según este método talara resulta ser el lugar mas indicado para la ubicación de la planta de negro de humo.

A continuación presentamos la tabla donde se puede apreciar en mejor forma el sitio donde debe estar situada. Hemos estudiado 3 ciudades lima (A), talara (B) y cuzco (C)

VALOR A B C A B C20 13 16 20 260 320 40018 15 15 10 270 270 18013 10 13 11 130 143 14315 12 14 12 180 169 180

9 9 7 9 81 63 817 8 8 7 56 56 495 9 9 5 45 45 254 6 7 5 24 28 203 6 6 3 18 18 9

1064 1112 1087

PUNTUACIONFACTOR

MERCADOMATERIA PRIMA

IMPUESTOS

CIUDADES

TOTAL

MANO DE OBRAENERGIA

AGUATRANSPORTE

CLIMAALMACENAMIENTO

CONCLUSION:

Hemos tomado en cuenta a talara y a cuzco porque como se sabe son zonas donde se encuentra el gas natural en el país, lima ha sido tomado en cuenta por el lugar donde nuestro producto puede ser comercializado.


Mediante el método del balanceo se ha llegado la conclusión que el mejor lugar para ubicar nuestra planta es talara ya sea por la disposición de la materia prima o energía y entre otras cosas.

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