CAPITULO II: INGENIERÍA DE PROYECTO
3.2 ESTIMACIÓN DE INVERSIÓN TOTAL
La inversión total es el capital necesario para la ejecución del proyecto y se estima en $ 100,349,903.00 dólares. La inversión total está constituida por el capital fijo total que asciende $61,634,780.00; y un capital de trabajo u operación estimada en $ 38,715,123.00
CAPITAL FIJO TOTAL COSTO FIJO
El costo fijo es de $61,634,780.00 y está formado por la suma de los costos directos y los costos indirectos de la planta.
COSTO DIRECTO O FÍSICO
EL costo directo es $50,175,047.00 y está constituido por: A. Costo total del equipo de proceso instalado.
B. Costo total de instrumentación. C. Costo total de tuberías y accesorios. D. Costo de instalaciones eléctricas.
51 E. Costo de edificios.
F. Costo de terreno y mejoras. G. Costo de servicios
COSTOS INDIRECTOS
EL costo indirecto es $11,459,733.00 y está constituido por: H. Costo de ingeniería y supervisión.
I. Costos de construcción
J. Costos de seguros e impuestos de la construcción K. Costos de honorarios para contratistas.
L. Costos Imprevistos.
A continuación, detallamos los costos directos e indirectos:
A.COSTO DE EQUIPO PRINCIPAL Y AUXILIAR DE PROCESO
La estimación del costo de los equipos se realiza sobre la base de: Capacidad, características de diseño, tipo de material e información disponible sobre precios de los equipos para el año 2014 según la fuente Matches.
El costo CIF del equipo principal y auxiliar a precios del 2014 asciende a $29,497,382.00 dólares, y colocado en planta asciende a $30,972,251.00 dólares. Con este último valor y utilizando los índices de Peter & Timmerhaus se obtiene los distintos valores para calcular la inversión total del proyecto, que se resume en la Tabla 6. B.COSTO DE INSTALACIÓN DE TODOS LOS EQUIPOS:
Por ser los equipos modulares se considera 15% del costo del equipo puesto en la planta, es decir: $4,645,838.00
52 C.INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
Este renglón ha sido estimado según los costos unitarios de los principales equipos a usar en automatización de la planta. Todos los equipos tienen su propio sistema de control. La planta es semi-automatizada. 10% del costo del equipo total. El costo es $3,097,225.00
D.TUBERÍAS Y ACCESORIOS
La estimación de costos se realiza teniendo en cuenta dimensiones y material de construcción, incluye el costo de compra y de instalación. Los módulos incluyen sus conexiones. 10% del costo del equipo total. Llega a $3,097,225.00
E.INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Se estima de acuerdo a las recomendaciones dadas por P & T., siendo el 6 % del costo de compra total del equipo, se obtuvo un valor de $1,858,335.00.
F.ESTRUCTURAS DE LA PLANTA
El costo de estructuras incluye los costos de cimentación para el área de proceso a precios locales. Se considera 5% del costo del equipo total. El costo asciende a $1,548,613.00 dólares.
G.TERRENOS Y MEJORAS
El costo del terreno se ha estimado teniendo en cuenta el lugar y ubicación de la planta, comprende los costos de: preparación del terreno, asfaltado, veredas, sardineles y cercado de la planta.es del 4% del costo del equipo total El costo considerado es de solo $1,238,890.00
H. SERVICIOS
Incluye los gastos de instalaciones de agua, vapor, aire comprimido. En este caso el gasto es mínimo debido a que no hay servicio de vapor, ni aire comprimido 12% del costo del equipo total. El costo es de $3,716,670.00
53 COSTOS DIRECTOS TOTALES
Es la suma del costo del equipo de la planta, más los costos de instalación, control e instrumentación, tubería y accesorios, sistema eléctrico, edificios, mejora de terrenos, servicios. Alcanza un valor de $50,175,047.00 dólares.
A.INGENIERÍA Y SUPERVISIÓN
Por ser un sistema modular, se considera el 8% del costo total de la planta puesta en el lugar seleccionado. El valor asciende a $2,477,780.00 dólares.
B.COSTO DE LA CONSTRUCCIÓN
Se considera 12% del costo total de la planta. Asciende a $3,716,670.00 C.COSTO DE SEGUROS E IMPUESTOS DE LA CONSTRUCCIÓN:
Se considera solo el 4% del costo del todo el equipo. Asciende a $1,238,890.00 D. HONORARIOS PARA CONTRATISTAS
Este renglón considera el 8% del costo físico de la planta, $2,477,780.00. E.IMPREVISTO
Se ha considerado $1,548,613.00 con la finalidad de subsanar cualquier eventualidad que demande el gasto y que no se haya considerado dentro del costo de construcción de la planta. Se estima como el 5% del costo total de la planta.
COSTOS INDIRECTOS TOTALES
Es la suma de los costos de ingeniería y supervisión, gastos de construcción, seguros e impuestos, honorarios para contratistas y gastos imprevistos. Alcanza la suma de $11,459,733.00
54 INVERSIÓN DE CAPITAL FIJO
Es la suma de los costos directos totales y los costos indirectos totales. Llega a $61,634,780.00.
CAPITAL DE PUESTA EN MARCHA O CAPITAL DE TRABAJO
Este renglón abarca los gastos efectuados para realizar pruebas y reajustes del equipo del proceso antes de la operación comercial de la planta. Como período de puesta en marcha se considera que no excederá una semana. Se calculó un capital de $38,715,123.00
Se considera que se va procesar en forma intermitente, 8000 horas al año
a) Inventario de materia prima: se considera un mes de materia a los precios de puesto en planta. Alcanza la suma de $7,534,039.00
b) Inventario de materia en proceso: se considera un día de operación. En promedio es $330,188.00
c) Inventario de producto en almacén: el producto se vende dentro de la misma planta, por ese motivo solo se considera costo para una semana de producción. El valor alcanzado es $9,171,888.00
d) Cuentas por cobrar: equivale a un mes de ventas. Pero por los motivos expuestos en el ítem anterior llega a $12,507,120.00.
e) Disponibilidad en caja: sirve para pagar salarios, suministros e imprevisto. Se considera un mes de producción. Asciende a $9,171,888.00.
∴ LA INVERSION TOTAL: es la suma de capital fijo más el capital de trabajo, y alcanza el valor de $100,349,903.00.
55
Tabla 6: Plan Global de Inversiones
1. ACTIVOS FIJOS $61,634,780.00 1.1.Costos directos Costo de equipos en planta $30,972,251.00 $50,175,047.00 Costos de instalación $4,645,838.00 Costo de instrumentación y control $3,097,225.00 Costo de tuberías y accesorios $3,097,225.00
Costo de sistema eléctrico $1,858,335.00 Costo de estructuras de la planta $60,320.00 Costo de edificios $1,548,613.00 Costo de terrenos y mejoras $1,238,890.00 Costo de servicios $3,716,670.00 Total costos directos 1.2.Costos indirectos Costos de ingeniería y supervisión $2,477,780.00 $11,459,733.00 Costo de la construcción $3,716,670.00 Costos de seguros e impuestos a la construcción $1,238,890.00.
Costo de honorarios para los contratistas
$2,477,780.00
Costo de imprevistos $1,548,613.00 Total costos indirectos
56 2. CAPITAL DE TRABAJO $38,715,123.00 Inventario de materia prima $7,534,039.00 Inventario de materia prima en proceso $330,188.00 Inventario de producto en almacén $9,171,888.00
Cuentas por cobrar $12,507,120.00 Disponibilidad de caja $9,171,888.00 Total capital de trabajo
INVERSIÓN TOTAL DE PROYECTO $100,349,903.00
Elaboración: Propia, 2019.
ESTIMACIÓN DEL COSTO TOTAL DE PRODUCCIÓN
El costo total de fabricación está constituido por el costo de manufactura y los gastos generales. El costo total anual es de $109,075,307.00 El resumen de la estima del costo de producción y del costo unitario se muestra en la Tabla 7.
COSTO DE MANUFACTURA Este renglón incluye:
A. Costo directo de manufactura. B. Costos indirectos.
C. Costos fijos.
57 A. COSTO DIRECTO DE MANUFACTURA
Constituido por los costos de materia prima, mano de obra, supervisión, mantenimiento y reparación de la planta, suministros para las operaciones y servicios auxiliares. El costo asciende a $97,602,415.00
- MATERIA PRIMA
La materia prima utilizada para la producción de producto incluye los costos del Etilbenceno, Catalizador desgastado. Para la capacidad diseñada el costo total asciende a $90,408,468.00
- MANO DE OBRA
La operación de la planta requiere de trabajadores por turno 3 de 14 horas. Este número de operarios ha sido estimado por el método Wessel, el cual se basa en el número de pasos principales del proceso, capacidad de producción y el grado de automatización.
El costo de mano de obra por año asciende a $756,000.00. - SUPERVISIÓN E INGENIERÍA
En este renglón se considera todo el personal comprometido con la supervisión directa de las operaciones de producción de las distintas instalaciones, es el 20% del costo de la mano de obra es de $151,200.00. - MANTENIMIENTO Y REPARACIONES
Están comprendidos los gastos que se requieren para mantener la planta en óptimas condiciones de operación, y se estima como el 6% del capital fijo que es $3,698,087.00
- AUXILIARES Y SERVICIOS
Se considera los gastos por conceptos de lubricantes, pintura, materiales de limpieza, agua, energía eléctrica, etc. para su estimación se ha considerado el 50% del costo anual de mantenimiento, cuyo costo es de $1,849,043.00
58 - SUMINISTROS DE OPERACIÓN: 20% del costo de mantenimiento
asciende a $739,617.00
B. COSTOS INDIRECTOS DE FABRICACIÓN
Comprende los gastos de laboratorio, cargas a la planilla y los gastos generales de la planta. Asciende a $97,602,415.00
- CARGAS A LA PLANILLA
Constituye todos los gastos por concepto de beneficios sociales. Se ha considerado como el 21%. Asciende $158,760.00 de la suma de los Costos de mano de obra y supervisión.
- LABORATORIO
Comprende los costos de los ensayos de laboratorio para el control de las operaciones y el control de calidad del producto, así como también las remuneraciones por supervisión.
Costo: 20% del costo de mano de obra. Asciende a $151,200.00. - GASTOS GENERALES DE LA PLANTA
Lo conforman gastos destinados a satisfacer servicios, tales como: asistencia médica, protección de la planta, limpieza, vigilancia, servicios recreacionales, etc.
Se ha estimado como el 20% del costo de mano de obra. Asciende a $151,200.00
C. COSTOS FIJOS DE FABRICACIÓN
Los costos fijos son independientes del volumen de producción de la planta, están formados por la depreciación, impuestos y los seguros. El total asciende a $9,245,217.00
59 - DEPRECIACIÓN
El capital sujeto a depreciación es el capital fijo total excluyendo el costo del terreno. Para determinar se ha considerado el 10% del capital fijo $6,163,478.00.
- IMPUESTOS
El pago de impuestos a la propiedad para zonas poco pobladas se considera el 4% del capital fijo total, $2,465,391.00.
- SEGUROS
Se ha considerado el 1% del capital fijo total, $616,348.00. GASTOS GENERALES (VAI)
Comprende los gastos realizados por concepto de: administración, ventas y distribución, investigación y desarrollo. El total asciende a $1,766,515.00. a. VENTAS
Comprende los gastos en oficinas de ventas, personal de ventas, propaganda, distribución. Se considera 10% del costo fijo de fabricación. Asciende a $924,522.00
b. ADMINISTRACION
Comprende los gastos por derecho de salarios de funcionarios, contadores, secretarias, así como los gastos de gerencia de actividades administrativas. Se estima como el 15% del costo de la mano de obra, supervisión y mantenimiento. Asciende a $690,793.00.
c. INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
Este renglón está encaminado a mejorar la calidad, proceso y en general para abaratar los costos de producción. Se estima como el 20% de la mano de obra, $151,200.00.
60 COSTO TOTAL DE FABRICACIÓN:
Es igual a la suma del costo de fabricación y los gastos generales (VAI). Asciende a $109,075,307.00 dólares.
COSTO UNITARIO:
La producción anual de 107,561,232 kg. al año, por lo tanto, el costo unitario es el costo fijo total entre la producción anual el costo unitario llega a $1.0141 dol/kg
Tabla 7: Costo de Manufactura y Costo Unitario
1. COSTOS DE MANUFACTURA 1.1.COSTOS DIRECTOS DE MANUFACTURA
Costos de materia prima $90,408,468.00 $97,602,415.00
Costo de mano de obra $756,000.00
Costo de supervisión e ingeniería $151,200.00 Costo de mantenimiento y
reparación
$3,698,087.00
Costo de auxiliares y servicios $1,849,043.00 Costo de suministros de operación $739,617.00 TOTAL COSTOS DIRECTOS
1.2.COSTOS INDIRECTOS DE MANUFACTURA $461,160.00
Costos de planillas $158,760.00
Costo de laboratorio $151,200.00
Costos generales de planta $151,200.00 TOTAL COSTOS INDIRECTOS 1.3.COSTOS FIJOS DE MANUFACTURA
$9,245,217.00
61
Impuestos $2,465,391.00
Seguros $616,348.00
TOTAL DE COSTOS FIJOS
1.4.GASTOS GENERALES $1,766,515.00
Ventas $924,522.00
Administración $690,793.00
Investigación y desarrollo $151,200.00 TOTAL GASTOS GENERALES
COSTO TOTAL DE MANUFACTURA $109,075,307.00 2. COSTO UNITARIO
Producción 107,561,232 Kg.
$1.0141 dol/kg
Elaboración: Propia, 2019.
BALANCE ECONÓMICO Y RENTABILIDAD
En el análisis de la rentabilidad del proyecto se considera el precio de venta puesto en la fábrica de 110 dol/kg
RETORNO SOBRE LA INVERSIÓN - Antes de Impuesto
Se expresa como la relación porcentual entre las utilidades antes de impuestos y de inversión total.
El retorno sobre la inversión antes de los impuestos obtenidos es de 44.15%, lo que demuestra la factibilidad económica del proyecto
62 - Después del Impuesto.
Se expresa como la relación porcentual entre las utilidades después de impuestos y de inversión total.
El retorno sobre la inversión después de impuestos obtenidos es de 29.61%, lo que demuestra nuevamente la factibilidad económica del proyecto (Ver Apéndice).
A.TIEMPO DE RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN
Es el tiempo expresado en años, en que se recupera la inversión de capital fijo, operando solo un turno de 8 horas.
El tiempo de repago antes de impuestos es de 1.72 años y después de impuestos es de 2.16 años.
B.PUNTO DE EQUILIBRIO
Es el nivel de producción, en el cual no se obtiene ni pérdidas ni ganancias. Según los cálculos realizados el punto de equilibrio es 17.99% de la capacidad total de la planta.
63
Tabla 8: Estado de Pérdidas y Ganancias.
Elaboración: Propia, 2019.
Tabla 9: Análisis Económico.
Elaboración: Propia, 2019.
ESTADO DE PERDIDAS Y GANANCIAS
Producción anual 107,561,232 kg
Precio de venta por unidad 1.50 $/kg
Ingreso neto de ventas anuales 161,341,848.00 $ Costo total de fabricación (producción) 109,075,307.00 $
Utilidad Bruta 52,266,541.00 $
Impuesto a la renta ( 30 % ) 12,061,510.00 $
Utilidad neta 40,205,032.00 $
Ingreso neto de ventas anuales = Producción anual * Precio de venta unitario Utilidad Bruta = Ingreso Neto de Ventas Anuales - Costo Total de Fabricación
Utilidad Neta = Utilidad Bruta - Impuesto a la Renta.
VALORES CALCULADOS
VALOR ACEPTABLE a. Retorno sobre la Inversión antes del
pago de impuestos 44.15% > 35 %
b. Retorno sobre la Inversión después del
pago de impuestos 29.61% > 12 %
c. Tiempo de recuperación del dinero antes
de impuestos 1.72 < 5 años
d. Tiempo de recuperación del dinero
después de impuesto 2.16
64 CONCLUSIONES
Se realizó el estudio de mercado en base a la demanda nacional de polipropileno. Este polímero se produce únicamente del estireno. La demanda insatisfecha de etilbenceno para el 2028 será de 138387 ton. La capacidad instalada de la futura planta será de 100000 ton de estireno.
Se realizó el estudio de ingeniería del proyecto. Se seleccionó el proceso de deshidrogenación catalítica del etilbenceno. El balance de masa estableció que se necesita 1.042 kg de etilbenceno por kg de estireno.
La factibilidad económica de la planta se interpreta con los siguientes indicadores:
La inversión total para la instalación de la planta de producción de estireno asciende a $ 100’349,903
Punto Equilibrio del proyecto 17.99%.
Tiempo de recuperación de la inversión 1.72 años antes de impuestos Tiempo de recuperación de la inversión 2.16 años después de impuestos La tasa de retorno sobre la inversión es de 29.61 % después de los impuestos. El costo de producción por kg de estireno es $ 1.0141
El precio de venta por kg es $ 1.50 colocado en fábrica.
La planta estará al cuidado del medio ambiente, haciendo el tratamiento debido a las aguas residuales del proceso que contiene un nivel bajo de materia orgánica.
65 RECOMENDACIONES
Ejecutar el proyecto ya que es económicamente rentable y viable y asi mismo realizar tratados que conecten e interrelacionen a la empresa con los proveedores, de tal forma que el apoyo fortalezca el crecimiento de cada una
Se recomienda en caso se ejecute en un año distinto, actualizar y analizar algunas variables como tecnologías y precio de materias primas.
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69
ANEXOS
70 CINÉTICA DE REACCIÓN Y EQUILIBRIO
Las reacciones para la producción de estireno son las siguientes:
etilbenceno estireno hidrógeno
etilbenceno benceno etileno
etilbenceno hidrógeno tolueno metano
Cinética (los subíndices en r se refieren a las reacciones en la ecuación (1) - (3) (adaptado de Snyder, JD y B. Subramaniam, Chem. Engr. Sci., 49, 5585-5601 (1994) - la energía de activación positiva puede surgir de cinética no elemental y/o de reacciones reversibles:
71 Donde p está en barra, T está en K, R = 1.987 cal / mol K, y ri está en mol / m3 reactor s. Al simular este o cualquier otro reactor en Chemcad, las unidades para el reactor se pueden configurar por separado de las unidades para el resto de la simulación en la pestaña "más especificaciones".
La reacción de estireno puede estar limitada por el equilibrio, y la constante de equilibrio es
CÁLCULOS DE DISEÑO DE EQUIPOS TANQUE (V-401)
suponga un tiempo de residencia de 10 minutos basado en el flujo total de líquido, calcule el volumen y duplíquelo para proporcionar espacio para la desconexión del vapor Líquido
orgánico a 26.6 m3/h agua a 54.0 m3/h
Flujo total de líquido = 80.6 m3/h = 1.34 m3/min volumen total = 26.8 m3
72 INTERCAMBIADORES DE CALOR Llave de datos: Calores latentes λhps = 1695 kJ/kg λmps = 2002 kJ/kg λlps = 2085 kJ/kg E-401 zona 1 Q1 = 2301.11 MJ/h ΔTlm = 113.96°C líquido orgánico h = 600 W/m2K vapor de condensación h = 6000 W/m2K U ≈ 1/hi + 1/ho = 545.45 W/m2K A = 10.29 m2 zona 2 Q2 = 7546.36 MJ/h ΔTlm = 95.57°C hirviendo orgánico h = 5000 W/m2K vapor de condensación h = 6000 W/m2K
Caída de temperatura en esta zona debido a la caída de presión
U ≈2727.27 W/m2K A = 8.04 m2 Zona 3 Q3 = 3681.13 MJ/h ΔTlm = 42.93°C Vapor orgánico h = 100 W/m2K Vapor de condensación h = 6000 W/m2K
73
U ≈ 98.36 W/m2K
A = 242.13 m2 Total A = 260.46 m2
Caudal de vapor de Chemcad en la Tabla 2 E-402
Q = 8321.66 MJ/h ΔTlm = 160.71°C
Vapor de atemperación en caliente h = 200 W/m2K Vapor caliente orgánico h = 100 W/m2K
U ≈ 66.67 W/m2K
Factor corr LMTD – 1-2 intercambiador = 0.9529
A = 226.46 m2 E-403
Q = 44,594.43 MJ/h ΔTlm = 86.09°C
Agua hirviendo h = 8000 W/m2K
Vapor caliente orgánico h = 100 W/m2K
U ≈ 98.77 W/m2K
A = 1456.85 m2
Caudal de bfw de Chemcad en la Tabla 2
E-404
Q = 13,268.50 MJ/h ΔTlm = 53.13°C
Agua hirviendo h = 8000 W/m2K
Vapor caliente orgánico h = 100 W/m2K
U ≈ 98.77 W/m2K
A = 702.43 m2
m = Q/(2085 + 293) = 5579.97 kg/h (denominador es λ +
CpΔT en kJ/kg)
caudal de bfw de Chemcad en la Tabla 2
E-405 zona 1 - atemperamiento Q1 = 12,305.74 MJ/h ΔTlm = 91.37°C vapor orgánico h = 100 W/m2K Agua de enfriamiento h = 1000 W/m2K U ≈ 1/hi + 1/ho = 90.91 W/m2K A = 411.53 m2
Zona 2 - condensación parcial - tratar Como si el enfriamiento fuera en línea recta
74
Q2 = 124,303.29 MJ/h ΔTlm = 44.49°C
condensación parcial orgánica h = 3000 W/m2K agua de enfriamiento h = 1000 W/m2K
U ≈ 750 W/m2K
A = 1034.781 m2 total A = 1446.31
caudal de cw de Chemcad en la Tabla 2
E-406
Q = 8321.66 MJ/h ΔTlm = 160.71°C
Vapor de atemperación en caliente h = 200 W/m2K Vapor caliente orgánico h = 100 W/m2K
U ≈ 66.67 W/m2K
Factor corr LMTD – 1-2 intercambiador = 0.9529
A = 226.46 m2 E-407 Q = 15,742.13 MJ/h ΔTlm = 24.98°C vapor de condensación h = 6000 W/m2K orgánico en ebullición h = 5000 W/m2K vapor atemperado a 150°C U ≈ 2727.27 W/m2K A = 64.19 m2
m = Q/2085 = 7550.18 kg/h (el denominador es λ de vapor kJ/kg) E-408 Q = 46,274.20 MJ/h ΔTlm = 55.68°C condensación orgánica h = 1500 W/m2K