Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas

Departamento de Ingeniería Química

PLANTA DE DISULFURO

DE CARBONO

Integrantes:

1. Verónica Lastra

2. Paulina Montiel

Profesor: Cristian Cancino Asignatura: Evaluación de Proyecto

Fecha de entrega: 14-12-2012

TABLA DE CONTENIDO

PLANTA DE DISULFURO DE CARBONO ................................................................................................ 1

Introducción ........................................................................................................................................ 2

Resumen ejecutivo .............................................................................................................................. 3

Antecedente ........................................................................................................................................ 5

Tabla de costos de inversión ............................................................................................................... 6

Industria petroquímica ........................................................................................................................ 6

Impacto del Ambiental ........................................................................................................................ 7

Alcance ................................................................................................................................................ 8

Evaluación de impacto ambiental ....................................................................................................... 8

Formulario de diseño .......................................................................................................................... 9

Descripción del proceso. ................................................................................................................. 9

Balance de masa y energía. ........................................................................................................... 11

Balance de Masas .......................................................................................................................... 12

Balance energía ............................................................................................................................. 13

Tabla que muestra la descripción de los equipos. ........................................................................ 14

Diagrama de flujo del proceso ...................................................................................................... 15

Medidas de seguridad para nuestra empresa .................................................................................. 16

Equipo te protección personal para la manipulación de Disulfuro de carbono .......................... 16

Medidas ambientales .................................................................................................................... 17

Almacenamiento del disulfuro de carbono ................................................................................... 17

EVALUACION ECONOMICA DEL PROYECTO ...................................................................................... 18

Costo de inversión ......................................................................................................................... 18

Costos variables............................................................................................................................. 19

Ganancia anual .............................................................................................................................. 20

Ingresos ......................................................................................................................................... 21

Flujo de caja .................................................................................................................................. 22

CONCLUSION ..................................................................................................................................... 23

Un proyecto es la búsqueda de una solución inteligente, al planteamiento de un problema tendente

a resolver, entre muchas, una necesidad humana.

En esta forma, puede haber diferentes ideas, inversiones de diverso monto, tecnología y

metodologías con diverso enfoque, pero todas ellas destinadas a resolver las necesidades del ser

humano en todas sus facetas, como pueden ser: educación, alimentación, salud, ambiente, cultura,

etc.

El proyecto de inversión se puede describir como un plan que, si se le asigna determinado monto de

capital y se le proporcionan insumos de varios tipos, podrá producir un bien o un servicio, útil al ser

humano a la sociedad en general.

Introducción

Chile se caracteriza principalmente por ser un país con gran desarrollo en su actividad minera, que no solo implica la producción y exportación de cobre, si no también la producción de otras materias primas. En los que se encuentra la producción de disulfuro de carbono que en la naturaleza lo encontramos en cantidades muy pequeñas que están en los gases de las erupciones volcánicas y en zonas pantanosas. El disulfuro de carbono impuro que se utiliza generalmente en la mayoría de los procesos de la industria es un líquido amarillento con un olor desagradable. En este proyecto se realizo la construcción de una planta de disulfuro de carbono (CS2) en la región de Antofagasta. El entornó escogido son 30 km de Taltal, para evitar contaminación ambiental para las personas y naturaleza (Lejos zona urbana). Cabe destacar que antes de estudiar la viabilidad técnica de la industria se debe estudiar primero el mercado del producto que esperamos producir. El producto CS2 es usado para la fabricación de Xantato los cuales son usados como aditivitos en el proceso de flotación del cobre, por lo cual se entiende que haya una gran demanda de este producto. Es importante considerar todos los aspectos económicos al momento de tomar la decisión de generar el producto CS2 por que hay factores que hoy en día cobran importancia que es la comunidad y el cuidado del medio ambiente, donde se deben tener altos estándares en este aspecto. Hay que evitar multas o indemnización en caso de no cumplir la normativa vigente y mostrar una buena impresión como empresa que produce CS2, ya que las empresas transnacionales que trabajan en Antofagasta, son muy críticos en ese aspecto con sus proveedores y esto es una exigencia muy importante. El proceso de producción de CS2 consiste en ingresar Metano (CH4) más vapores de azufre, donde pasan por un reactor a altas temperatura (aproximadamente 600°c), por lo que se debe tener en cuenta los gastos de combustible para alcanzar estas temperaturas. Se cuenta también con un proceso de condensación que produce acido sulfúrico (H2SO4). El Acido sulfúrico se debe separar en la absorción donde necesitara Diesel. El Acido Sulfhídrico como producto no deseado puede hacerse reaccionar con Hidróxido de Sodio, para producir Sulfhidrato de Sodio el cual se venderá como un producto secundario, de esta manera se evita la emisión de este al ambiente y los desechos serán almacenados en estanques bajo nivel del suelo para cumplir con las leyes de la Convención de Basilea.

Resumen ejecutivo

Se realiza el proyecto de una planta de Disulfuro de Carbono (CS2) a base de metano, en el cual se

tiene que analizar el proceso a gran escala, representar el proceso en diagrama de flujo

especificando todas sus corrientes, buscar los equipos correspondiente para operar la plata con

sus costos y gastos, además de determinar el costo de inversión donde tiene que estar incluido el

gasto de materias primas, suministros, sueldos de personal, mantención y gastos generales de la

plata.

Como producto de nuestro proceso tenemos en Disulfuro de Carbono y como un subproducto

tenemos Sulfhidrato de sodio (NaHS) en cual será vendido a las industrias.

El producto que se desea obtener debe pasar por varios procesos los cuales son primordiales para

su producción final.

Para la producción primero se precalienta el gas natural purificado, que contiene un 95% de

metano y pequeñas concentraciones de Propano e hidrocarburos pesados, hasta 250 ºC en la

sección conectiva del horno de reacción.

Este es un horno de típico de la industria petroquímica. El gas metano caliente se mezcla con el

Azufre líquido y se introduce al calentador. Allí, se vaporiza el Azufre líquido y se eleva la

temperatura de la mezcla hasta 550-650 ºC. La presión de operación es de 400-700 kPa.

Alternativamente, es posible introducir el metano y el Azufre separadamente en diferentes puntos

del calentador. Se agrega un ligero exceso de Azufre (5%) para asegurar la conversión del metano

y para minimizar la formación de alquitrán.

La mayoría de los hidrocarburos se convierten antes que el gas abandone el último reactor. Al salir

del horno, el gas pasa a través de un condensador de Azufre, donde se separa gran parte del

exceso de Azufre. Posteriormente, el gas refrigerado pasa a través de un depurador de Azufre y

luego al depurador de Disulfuro de Carbono, donde se remueve el Azufre restante. El gas

relativamente libre de Azufre entra entonces a condensadores de agua para separación de la

mayor parte de Disulfuro de Carbono. El Disulfuro de Carbono restante se remueve mediante

absorción con aceite. El gas de Sulfuro de Hidrógeno de la salida de la torre de adsorción contiene

1-2% de metano Disulfuro de Carbono. Este gas se recircula a una planta de recuperación de

Azufre.

El Disulfuro de Carbono de los condensadores se envía a una columna estabilizadora para remover

las impurezas de bajo punto de ebullición. Los fondos provenientes de esta columna, se procesan

posteriormente en una columna de purificación, donde se separan los contaminantes de alto

punto de ebullición.

Finalmente, se lava con agua e hidróxido de sodio, y el producto terminado se bombea a tanques

de almacenamiento.

El sulfuro de carbono o disulfuro de carbono (CS2), es un líquido volátil, incoloro y muy fácilmente

inflamable. Tienen un olor característico que empeora si está impuro debido al o total que

libera sulfhídrico (H2S).

El uso de diferentes materias primas para la producción de Disulfuro de Carbono es un tema de

gran interés. Materiales sin refinar incluyendo metano y Sulfuro de Hidrógeno; coque y Carbón

con dióxido de Azufre y Sulfuro de Hidrógeno; hidrocarburos líquidos con Azufre, hidrocarburos

con Azufre y dióxido de Azufre; hidrocarburos clorados con Azufre; monóxido de Carbono y

Azufre. La mayoría de estas alternativas son poco atractivas debido a su bajo rendimiento, la

formación de subproductos no deseados o dificultades para el procesamiento que resulta en la

formación de alquitrán y polímeros.

La mayor parte del sulfuro de carbono se emplea en la fabricación de fibras de celulosa. En

presencia de sosa forma con la celulosa xantogenatos solubles que se pasan por inyectores y luego

se precipitan. Los xantogenatos de cobre se utilizan como plaguicidas.

En química se utiliza a veces de disolvente en la espectroscopia de infrarrojo ya que no presenta

bandas de absorción en las zonas de absorción por vibración C-H o C-O.

El sulfuro de carbono es compuesto de partida en la síntesis de tetratiofulvalenos que han ganado

últimamente importancia como semiconductores orgánicos. Los productos de reacción con

aminas, los ditio carbamatos, tienen cierta importancia en el proceso de vulcanización. El fósforo

blanco disuelto en sulfuro de carbono ha sido utilizado en la construcción de bombas incendiarias.

El Disulfuro de Carbono se almacena en tanques de acero apropiadamente canalizados sobre el

suelo o en tanques confinados en fosos de concreto abiertos en la cima inundados de agua. El

transporte de Disulfuro de Carbono desde los tanques de almacenamiento se puede hacer

mediante presión o bombeo debido que el Disulfuro de Carbono se evapora rápidamente cuando

se expone al aire y por tal razón la mayoría de escapes de Disulfuro de Carbono van dirigidos

directa o indirectamente hacia él. Se disuelve por completo cuando ingresa en lechos acuosos

pero por su volatilidad también se evapora del agua y de la tierra expuesta al ambiente. Una vez

en el aire, se descompone en otros químicos.

Antecedente

Se desea instalar una planta de disulfuro de carbono (CS2) en la región de Antofagasta. El lugar

geográfico escogido para la planta de producción de disulfuro de carbono es a 30 km de Taltal. El

terreno se encuentra sin habitad de personas donde es de suma importancia que sea así para

evitar daños a la salud de ellas y daños en el ambiente ecológico.

Es la siguiente imagen se puede apreciar que en el punto A nos indica el terreno escogido.

Para llevar a cabo este proyecto se necesitara de fondos de inversión y vida útil del proyecto. Los

montos de inversión considerados son $ $ 3.715.311 y la vida útil que tendrá este proyecto son 10

años. Se debe también considerar que nuestra industria esta en funcionamiento las 24 horas del

día y se debe considerar turnos de 4x4.

Hay que tener presente que en el primer año se tendrán que adquirir equipos nuevos, mejorar el

terreno, pagar sueldos, cancelar insumos, comprar materia prima entre otras cosas mas . En la

siguiente tabla se muestran con mejor claridad los costos de inversión.

Tabla de costos de inversión

Equipos $ 1.362.300

Materia Prima $ 1.501.585

Insumos $ 711.426

Terreno $ 140.000

Total $ 3.715.311

Industria petroquímica

El sector de la industria petroquímica se ha convertido en unos de los pilares estratégicos del

mundo civilizado.

Pese a reconocer las ventajas del uso del petróleo, las variaciones al alza de precio del crudo, y del

gas natural, han supuesto un costo importantísimo en el precio de las materias primas, y en los

productos derivados de su transformación

Nuestra industria se considera como industria petroquímica, ya que se utiliza gas natural como

materia prima para la obtención de nuestro producto que es disulfuro de carbono y Sulfhidrato

de Sodio.

Impacto del Ambiental

La producción de disulfuro de carbono debe cumplir con normativas que nos dan la constitución,

leyes y códigos de Chile. Estas son muy importantes de cumplir para el comienzo de una planta

petroquímica por el daño ambiental que puede causar por el proceso que se realiza para la

producción de disulfuro de carbono.

La constitución de Chile, Articulo 19. Indica que todo ser humano debe estar libre de

contaminación. Donde la planta de disulfuro de carbono se encontrara alejada de la civilización.

Nuestra planta de CS2 cumple con la constitución y la ley 19.300 donde se tomaron medidas

anticipadas para la producción de disulfuro de carbono, respectando todas las normativas

entregadas por cada una de ellas y entregando un buen implemento de seguridad a nuestros

trabajadores.

Alcance

El análisis realizado a nuestra planta de disulfuro de carbono es ver el impacto que producirá esta

planta en el medio ambiente, donde hay que realizar una evaluación de impacto ambiental y las

consecuencias que tendrá.

Evaluación de impacto ambiental La evaluación de impacto ambiental es un proceso singular e innovador cuya operatividad y

validez como instrumento para la protección y defensa del medio ambiente esta recomendado por

diversos organismos internacionales. También es alabado por la experiencia acumulada en países

desarrollados, que lo han incorporado a su ordenamiento jurídico desde hace años.

En Chile se deben cumplir con reglamentos establecidos por leyes y decretos, en este caso es la ley

19.300 que son las bases generales del medio ambiente.

La ley 19.300 se refiere a dos puntos importantes que es reparar el medio dañado y percibir una

indemnización si se comprueba que existe una relación entre causa y efecto.

Analizando todos estos puntos de evaluación de impacto, nuestra planta de disulfuro de carbono

si produce daños ambiental considerables por la emisiones de disulfuro de carbono. Para

continuar con el proyecto se desarrollaron varios puntos considerables para evitar daño en menor

medida al ambienta. Estas fueron

- Estar en un lugar alejado de civilización (30 km de Taltal)

- Entregar implementos de seguridad a los trabajadores de nuestra planta y entregando un

seguro para la salud de ellos.

- El producto de disulfuro de carbono estará en tanques especiales para evitar emisiones en

el ambiente.

- Los residuos serán almacenados en tanques que serán enterrados para evitar daño

ambiental. Así también se cumplirá las leyes internacionales de la convección de Basilea

Este proyecto se realizara basándose en las normativas entregas para la producción de disulfuro

de carbono y cumpliendo con lo que nos dice la constitución y ley 19.300. Por eso se tomaron las

medidas de seguridad correspondientes como se explican en los puntos anteriores.

La realización de este proyecto será es entregar un buen producto CS2 y NaHS. Para eso debemos

obtener resultados positivos en impacto ambiental, evitar daños de salud a los trabajadores y una

buena producción. Los resultados que se desean obtener es una empresa que tenga un buen

rendimiento en la industria y las metas que queremos cumplir son un buen resultado en impacto,

rendimiento y ser bien catalogada por la industria.

Formulario de diseño

Descripción del proceso.

Este proceso implica la reacción catalítica de metano (o gas natural) y el vapor de azufre para formar Disulfuro de Carbono.

La reacción es:

CH4 + 4 S --- > 2 H2S

La reacción es muy favorable para la formación de disulfuro de carbono, debido a que el metano contenido en azufre del sistema tiene un rendimiento de más del 90% en moles-por base a esta, presente en el Disulfuro de Carbono.

Esta reacción es realizada dentro de un catalizador activo. La reacción es endotérmica y su conversión aumenta, al aumentar la temperatura y / o tiempo de residencia de los reactivos en la zona del catalizador. El proceso opera en el rango de temperatura 500-700 º C. Las velocidades espaciales, basado en la carga de gas de hidrocarburo, son para el orden de 100-400 volúmenes de gas por hr. / Unidad de volumen de catalizador. El azufre es generalmente cargado, en un porcentaje mayor (10%) que lo indicado por la cantidad estequiométrica. La reacción procede sin la formación de subproductos. El sulfuro de hidrógeno formado tal vez puede ser utilizado como un producto final o puede ser reconvertido en azufre elemental, para su reciclo a la reacción del sistema en una unidad de oxidación parcial separado mediante el proceso de Claus. En el proceso de Claus, parte del sulfuro de hidrógeno se quema con aire para formar azufre.

El Dióxido de carbono, y el Dióxido de azufre reacciona con el sulfuro de hidrógeno remanente, en aproximadamente 300°C, en presencia de un catalizador, para formar azufre. Las dos etapas de la conversión de sulfuro de hidrógeno puede ser representados por las siguientes ecuaciones:

2 H2S + 3 O2 --- > 2 SO2 + 2 H2O

SO2 + 2 H2S --- >3 S + 2 H2O

Las condiciones típicas de reacción para el proceso son los siguientes: temperatura, 570-620 º C, presión, 20-30psig; velocidad de evaporación dado en hora, 400-600. La modificación de este proceso utiliza metano de alta pureza (99 +) y funciona a temperaturas más alta. El azufre se usa generalmente en exceso de aproximadamente 10% de lo requisito estequiométrico para mejorar la conversión de metano y para prevenir la ocurrencia de reacciones secundarias. Los rendimientos de disulfuro de carbono, basado en el metano son 90-95%. El efluente del reactor se enfría a unos 130 º C y es el azufre sin reaccionar separa en un separador gas-azufre y recicla al proceso. Pequeñas cantidades de polvo de azufre, que permanecen arrastradas en la corriente de gas producto, se eliminan en este separador gas-azufre mediante lavado con azufre líquido. El disulfuro de carbono es separado de sulfuro de hidrógeno por absorción preferente en un aceite mineral disolvente adecuado de la que posteriormente se despojó y se envía a una sección de destilación.

El disulfuro de carbono separado se separa de pequeñas cantidades de impurezas en dos destilaciones sucesivas con las impurezas de bajo punto de ebullición se retira por encima en la primera columna. El material de fondo de esta primera columna, que contiene pequeños cantidades de impurezas de mayor punto de ebullición, se destila en una segunda columna, donde el disulfuro de carbono arrastrado por las impurezas se recupera como destilado. Gastos generales son los frigoríficos y condensadores que se utilizan preferiblemente en estas columnas de destilación. El gas de escape del absorbedor de disulfuro de carbono contiene 90-95% de sulfuro de hidrógeno y pasa a la unidad de recuperación de azufre. Debido a la naturaleza corrosiva de azufre y el hidrógeno sulfuro a altas temperaturas, se utilizan los precalentadores de acero inoxidable.

Los sub-productos formados cuando las cantidades apreciables de mayor peso molecular de los hidrocarburos están presentes en la alimentación de metano perjudicar la buena operación del proceso. Como se mencionó anteriormente, estos hidrocarburos, debido su alta reactividad, reaccionan térmicamente con azufre en cierto grado en la calefacción secciones. Reacciones secundarias también se producen en el lecho del catalizador, que tienden a ensuciar el catalizador y contaminar el azufre sin reaccionar. Si la cantidad de contaminantes es demasiado grande, el azufre no es apto para su reciclaje. Para producir una carga de metano adecuada, al sistema de preparación de alimentación, se utiliza el enriquecer el contenido de metano del gas natural.

Esta unidad se compone de una sección de absorción y extracción por el que el más pesado de los componentes de hidrocarburos se eliminan por absorción selectiva en un aceite mineral disolvente.

Azufre de las especificaciones comerciales es adecuado como material de carga. Debido a las características únicas de azufre viscosidad (viscosidad alta en la rango de 150-330 º C, temperaturas del fusor y líneas de carga se mantiene en alrededor de 130 º C por encamisado de vapor. A esta temperatura, la viscosidad es baja y el azufre líquido es bombeado fácilmente.

Balance de masa y energía.

Antes de comenzar nuestro proyecto se debe realizar diferentes cálculos entre ellos un balance de

energía y balance de masa. Estos balances nos ayudaran para ver las cantidades necesarias de

materia prima que necesitaremos utilizar en cada equipo y para saber la energía que requiere cada

uno de ellos. Terminados ya los balances se podrán observar las producciones finales que

obtendremos de disulfuro de carbono y Sulfhidrato de Sodio para ver los costos de inversión que

se deberán tener para la compra de materia prima como metano, azufre, diesel y Sulfhidrato de

Sodio.

Terminado ya nuestros balances de masa y energía comenzaremos con la creación de un diagrama

de bloques indicando cantidades necesarias en masa y moles que tendrá cada equipo (Entrada y

Salida). También se indicara la temperatura que trabajan los equipos para la importante

producción de nuestro producto final que es el disulfuro de carbono y el subproducto Sulfhidrato

de Sodio

En las siguientes páginas (11-12) se podrán ver tablas explicativas de los balances de masa y

balances de energía con los equipos indicando su capacidad y costos. También se apreciara el

diagrama de bloque con sus corrientes, temperaturas y algunas cantidades importantes para la

producción de nuestro producto final.

Balance de Masas

Reactor CH4 (Ton/años) S (Ton/años) CS2 (Ton/años)

H2S (Ton/años) Otro hydrocarburos

Entrada 455,424 3988,8 - - 24,576 Salida

Sale Reactor 43,2 715,2 1963,2 1723,2 24,576 4469,28

Separador CH4 (Ton/años) S (Ton/años) CS2 (Ton/año) H2S (Ton/años) Otro hydrocarburos Recirculación

Sale Separador 43,2 3,576 1963,2 1723,2 24 711,36

Absorción Diesel (Ton/años) CH4 (Ton/años) S (Ton/años)

CS2 (Ton/años) H2S (Ton/años) Otro hydrocarburos

Entrada 96 43,2 3,576 1963,2 1723,2 206

Salida torre de absorción 96 - 3,576 1374,24 8,616 -

(ton/años)

Recuperación 1714,56

Recirculación 536,16

Mezclador NaOH (Ton/años) H2S recuperado (Ton/años) Salida Total

Entrada 2016 1714,56 3730,56

Formación NaHS (Ton/años) H20 (Ton/años)

Salida Mezclador 2822,4 908,16

Columna destilación Diesel CS2 crudo S H2S

Entrada 96 1177,92 3,576 8,616 Total

Salida Columna des 9,6 1963,2 3,576 8,616 1984,992

(ton/años)

Recirculación 671,328

Columna Refinación Diesel CS2 Producto S H2S

Salida de refinación 9,6 1963,2 3,576 8,616

(ton/años)

Producto final venta 1.966,78

Residuos 13,176

Balance energía

CH4 + 4S ----> CS2 + 2 HS2

Reactor CH4 S CS2 H2S Entalpia Reacción

Entalpia Formación Kj /mol -74.520 - 115,3 -20,6 151

Cp a 600 ° C (KJ/kg °c) 52,25 684 46,2 34,2 Q KJ/ día 148,85

Q KW (salida) 1722,81 Q KW (entrada) 295,51

QT KW 2018,32

Enfriador Temperatura 130°c

Q Kj/día 67,535 *10^6

Q KW 781,655

Separador

Temperatura 130°c Q Kj/día 67,535 *10^6 Q KW 781,655

Condensador

Temperatura 40°c

Q Kj/ día 12,546~10 ^6

Q KW 145,21

Absorción Temperatura 58,16 °c

Q Kj/día 12,66*10^6

Q KW 146,59

Columna destilación

Temperatura 40°c Q Kj/día 2.2612*10^6 Q KW 2,2612*10^6

Columna Refinación

Temperatura 80°c

Q Kj/día 1.5262*10^6

Q KW 17,664

Tabla que muestra la descripción de los equipos.

Equipo Capacidad

m3

Tanque CS2 145

Tanque NaHS (Perry) 70

Condensador (4x) 25

Intercambiador de calor 13

Torre de Absorción 120

Columna de destilación 60,1

Bombas centrifugas (x6) 9,7

Hervidor 18,9

Horno Precalentamiento 25,7

Separador 26,99

Columna Refinación 24,0

Enfriador (3x) 15,0

Horno Sobrecalentamiento 20,0

Torre de lavado 45,0

Reactor 1 (600°C) 100

Torre residuos 100

Reactor 2 206

En la tabla se indican las capacidades que tiene cada equipo que fueron sacadas a partir de las

densidades y masa correspondiente de cada elemento que entraba a los equipos y se obtuvo el

volumen correspondiente que nos llevo a obtener una capacidad. Esta capacidad nos sirvió para

ver los valores monetarios de cada uno de ellos.

Balance de masa para la producción de disulfuro de carbono

15

Diagrama de flujo del proceso

16

Medidas de seguridad para nuestra empresa

Nuestra industria se preocupa de las seguridades de su personal a través de sus geólogos y

supervisores de terreno quienes controlan en forma periódica las obras, instalaciones y

actividades de prospección que involucran el desarrollo del Proyecto, exigiendo el cumplimiento

permanente de las normas de prevención de riesgos.

Entre las medidas de control y de prevención de riesgos que se implementaran para el presente

Proyecto se contemplan:

- Se deberán realizar charlas de inducción por un prevencionista de riesgo que indicara a los

trabajadores y contratista las normativas de seguridad que se deben cumplir en nuestra

industria.

- Se deberá contar con pasos peatonales autorizados para el libre peligro de nuestros

trabajadores, se tendrán señales de peligro y de indicaciones de cada sector de la plata

para el ingreso de los trabajadores, para que sepan que medidas deben tomar.

- Los trabajadores usaran zapatos de seguridad, cascos, todo el equipamiento de seguridad

que sea necesario.

Otra medida de seguridad importante es el estar en contacto con el disulfuro de carbono. Lo cual

se contara con otros implementos.

Equipo te protección personal para la manipulación de Disulfuro de

carbono

Los empleados deben estar provistos y obligados a usar ropas impermeables, guantes,

caretas (mínimo de ocho pulgadas) y otros tipos de ropas protectoras necesarias para

prevenir cualquier contacto con la piel con disulfuro de carbono liquido.

La ropa no impermeable que se contamine con disulfuro de carbono se debe colocar en

contendedores cerrados para su almacenamiento hasta que pueda ser desechada o hasta

que se pueda remover completamente el disulfuro de carbono de la ropa. Si la ropa va a

ser lavada, la persona encargada de dicha tarea debe conocer los riesgos de manipulación

del disulfuro de carbono.

17

Los empleados deben estar provistos y obligados a usar gafas de seguridad a prueba de

salpicaduras para que no exista alguna posibilidad que el disulfuro de carbono entre en

contacto con los ojos. Donde exista alguna posibilidad que disulfuro de carbono entre en

contacto con los ojos de los trabajadores, debe proveerse una ducha lava ojos en las

cercanías inmediatas al área de trabajo.

Medidas ambientales

Nuestra empresa se dedicara de cumplir con las leyes ambientales que rigen en nuestro país Chile

y se hará el menor daño posible al ambiente. Se tomaron medidas importantes para el disulfuro

de carbono donde su almacenamiento debe ser de mucha importancia.

Almacenamiento del disulfuro de carbono

- El almacenamiento se debe realizar en lugares ventilados, frescos, secos y alejados de la luz directa. Lejos de fuentes de calor, ignición y de la acción directa de los rayos solares. Separar de materiales incompatibles. Rotular los recipientes adecuadamente. Almacenar las menores cantidades posibles. Los contenedores vacíos se deben separar del resto.

- Se deberá Inspeccionar regularmente la bodega para detectar posibles fugas o corrosión.

- El almacenamiento debe estar retirado de áreas de trabajo. El piso debe ser sellado para evitar la absorción.

- El Disulfuro de Carbono se almacena en tanques de acero apropiadamente canalizados

sobre el suelo o en tanques confinados en fosos de concreto abiertos en la cima inundados de agua. El transporte de Disulfuro de Carbono desde los tanques de almacenamiento se puede hacer mediante presión o bombeo.

18

EVALUACION ECONOMICA DEL PROYECTO

Costo de inversión

Los costos de inversión son importantes ya que estos permanecen constantes y son

independientes del nivel de actividad que tenga la empresa, de manera, tal que se realice o no la

producción, estos costos igual deben ser solventados.

Equipo $US Cantidad total

Tanque CS2 $ 20000

Tanque NaHS (Perry) $ 23.000

Condensador (4x) $ 100.000

Intercambiador de calor $ 3.300

Torre de Absorción $ 30000

Columna de destilación $ 40000

Bombas centrifugas (x6) $ 6000

Hervidor $ 3.000

Horno Precalentamiento $ 23000

Separador $ 14.000

Columna Refinación $ 50000

Enfriador (3x) $ 9.000

Horno Sobrecalentamiento $ 23000

Terreno 3 hectáreas $ 140.000

Trasportes $ 400.000

Edificaciones $ 160.000

Instalación de servicios $ 190.000

Torre de lavado $ 24000

Reactor 1 (600°C) $ 40000

Torre residuos $ 30000

Reactor 2 $ 34000

Los precios monetarios fueron calculados a través de la web http://www.matche.com/ y algunos

libros como Perry. Los valores se debieron calcular considerando el calor, temperatura, volumen y

19

presión. También se utilizaron gráficos y tablas de valores de precios relacionados con los

parámetros de nuestros equipos.

Se debió considerar también la compra de 3 hectáreas de 1000 mt2, utilización de transporte y por

ultimo los costos estimados para edificaciones e instalaciones de servicios

Costos variables

Los costos variables varían en forma proporcional esto se debe al nivel de producción o actividad de la empresa. Son los costos por producir o vender. En la tabla se aprecian los costos variables de nuestra empresa.

ITEM CANTIDAD UNIDAD PRECIO UNITARIO COSTO ANUAL

Materias primas Azufre 3601,92 ton $ 250 $ 900.480

Metano 626 m^3 $ 10 $ 6.257

Hidróxido de sodio 2051,2 ton $ 290 $ 594.848

Sub total $ 1.501.585

Suministros Combustible 626600 m^3 $ 1,70 $ 626.606

Diesel 19690 lt $ 1 $ 19.690

Electricidad 25422 kW/hr $ 0,21 $ 60.730

Agua 105,8699 m ^3/mes $ 3 $ 4.400

Sub total $ 711.426

Personal Mecánico 2 persona $ 1.000 $ 2.000

Ayudante Mecánico 2 persona $ 700 $ 1.400

Prevencioncita de Riesgo 2 persona $ 2.000 $ 4.000

Trabajadores 20 persona $ 800 $ 16.000

Operadores 8 persona $ 1.200 $ 9.600

Jefe de turno 4 persona $ 2.000 $ 8.000

Jefe de Planta 1 persona $ 4.000 $ 4.000

Secretaria 1 persona $ 600 $ 600

Contador 1 persona $ 1.000 $ 1.000

Electricista 2 persona $ 1.000 $ 2.000

Ayudante Electricista 2 persona $ 700 $ 1.400

Geólogo 1 persona $ 2.000 $ 2.000

Aseo 4 persona $ 400 $ 1.600

Sub total $ 53.600

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Costo explotación $ 150.000 Mantención 2% $9444

Esta tabla se realizo con información de sueldos obtenidos de internet para sacar un rango aproximado que debe recibir un trabajador según su especialidad. Respecto a los suministros, el combustible y el diesel se calcularon a partir de valores obtenidos de cuanto iba a consumir la planta en general mediante los diferentes equipos. Lo mismo sucede con el agua y electricidad, ya que, mediante las páginas de Respecto a los suministros, el combustible y el diesel se calcularon a partir de cuanto iba a consumir la planta en general mediante los diferentes equipos. Lo mismo sucede con el agua y electricidad, ya que, mediante las páginas de http://www.aguasantofagasta.cl/ y http://www.elecda.cl/ se llevo a cabo su cálculo y además del precio del combustible por la web de http://www.bencinaenlinea.cl/. Las materias primas se consideraron referencias de precios encontrando en internet y otros valores aportados por profesor guía Cristian Cancino.

Ganancia anual

La ganancia anual se calcula con la producción final que tengamos de CS2 y del subproducto NaHS. Esto se calcula con la cantidad en toneladas producidas por año y por el precio de venta que tiene cada producto. En la tabla se aprecia los valores ganados anuales en pesos chilenos y dólares.

Ganancia Productos Precio Unitario (us/ton) cantidad (ton/año) Ganancia anual en US

CS2 $ 800 1976 $ 1.580.800

NaHS $ 1.100 2872 $ 3.158.848

Ganancia $US $ 4.739.648

Ganancia $ Chileno $ 2.369.824.000

Para llevar un mejor ordenamiento de los costos variables, inversion y ganancia anual se realizado un flujo de caja para los 10 años que estara la planta en funcionamiento, aca se especificara el impuesto que es un 18% y las mantenciones que se le haran a las maquinarias.

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Ingresos

Años

Años 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Toneladas día NaHS 7,87 7,87 7,87 7,87 7,87 7,87 7,87 7,87 7,87 7,87

Toneladas día CS2 5,41 5,41 5,41 5,41 5,41 5,41 5,41 5,41 5,41 5,41

Toneladas año NaHs 2872 2872 2872 2872 2872 2872 2872 2872 2872 2872

Toneladas año CS2 1976 1976 1976 1976 1976 1976 1976 1976 1976 1976

Precio NaHS 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100

Precio CS2 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800

Ingresos $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648

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Flujo de caja

Mantención Mantención

Mantención

Mantencion

Ítem 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ingresos - $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648 $ 4.739.648

costo operación planta -$ 2.213.011 -$ 2.213.011 -$ 2.213.011 -$ 2.213.011 -$ 2.213.011 -$ 2.213.011 -$ 2.213.011 -$ 2.213.011 -$ 2.213.011 -$ 2.213.011

Maquinaria - -$ 472.200 - -$ 9.444 - -$ 9.444 - - -$ 9.444 - -$ 9.444

Instalaciones - -$ 190.000 - - - - - - - - -

Transporte - -$ 400.000 - - - - - - - - -

Edificios - -$ 160.000 - - - - - - - - -

Gastos Administrativos - -$ 53.600 -$ 53.600 -$ 53.600 -$ 53.600 -$ 53.600 -$ 53.600 -$ 53.600 -$ 53.600 -$ 53.600 -$ 53.600

Costo Explotación - -$ 150.000 -$ 150.000 -$ 150.000 -$ 150.000 -$ 150.000 -$ 150.000 -$ 150.000 -$ 150.000 -$ 150.000 -$ 150.000

Impuestos 18 % - -$ 654.986 -$ 434.990 -$ 436.690 -$ 434.990 -$ 436.690 -$ 434.990 -$ 434.990 -$ 436.690 -$ 434.990 -$ 436.690

Interés 15 % - -$ 225.238 -$ 225.238 -$ 225.238 -$ 225.238 -$ 225.238 -$ 225.238 -$ 225.238 -$ 225.238 -$ 225.238 -$ 225.238

Depreciación - $ 695.266 $ 695.266 $ 695.266 $ 695.266 $ 695.266 $ 695.266 $ 695.266 $ 695.266 $ 695.266 $ 695.266

Inversión $ 1.501.585

Flujos $ 1.501.585 $ 915.879 $ 2.358.075 $ 2.346.931 $ 2.358.075 $ 2.346.931 $ 2.358.075 $ 2.358.075 $ 2.346.931 $ 2.358.075 $ 2.346.931

VARIANZA $ 98.040,63

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CONCLUSION

El proceso ofrece muchas ventajas principalmente en que es un proceso continuo y utiliza una fuente barata y fácilmente de carbono en forma de metano o el gas natural y opera a temperaturas mucho más bajas en comparación a los otros procesos. Como el proceso es un proceso catalítico, la velocidad de reacción es muy alta y la conversión es sobre 95%. La reacción procede sin reacciones secundarias y de la separación del CS2 puro se obtiene H2S. Esto conduce a un ahorro de mano de obra total y del mantenimiento por tonelada de disulfuro de carbono producido. El proceso puede ser diseñado para altas capacidades de producción en comparación con el otro método.

Este proceso es muy adecuado para los países en desarrollo que tienen industrias textiles y por lo tanto una demanda de disulfuro de carbono.

El resultado económico que obtiene nuestra planta es que debe tener una inversión de $ 3.715.311 para una producción de 2000 ton/año de disulfuro de carbono. Al realizar un balance de materia se obtuvieron las siguientes cantidades.

Si se logra observar la ganancia bruta que obtendría nuestra empresa es de $ 4.739.648. Se realizo

una caja de flujos donde se aplicaron impuestos, intereses, utilidades y depreciaciones. Al tener

todos los cálculos listos se puede decir que nuestra empresa logra tener un VAR $ 98.040,63 y este

indica que la planta producirá ganancia cada año.

Finalmente este proyecto se llevo a cabo en un periodo de 6 meses logrando resultados

esperados.

PRODUCTO PRECIO UNITARIO CANTIDAD US $

CS2 $ 800 1976 $ 1.580.800

NaHS $ 1.100 2872 $ 3.158.848