FACULTAD DE INGENIERÍA DE PETRÓLEO,
GAS NATURAL Y PETROQUÍMICA
EVALUACIÓN DE UNA PLANTA PETROQUÍMICA PARA LA
PRODUCCIÓN DE RESINAS DE POLICLORURO DE VINILO (PVC) A
PARTIR DEL GAS NATURAL DE CAMISEA EN EL SUR DEL PERÚ
TESIS
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO PETROQUÍMICO
ELABORADO POR:
CRONWEL VLADIMIR NANFUÑAY LORA
PROMOCIÓN: 2010 - I
LIMA - PERÚ
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO
SUMARIO
La función de la industria petroquímica es transformar el gas natural y algunos derivados del petróleo en materias primas, las cuales representarán la base de diversas cadenas productivas como la del metano y etano.
La petroquímica es una plataforma fundamental para el desarrollo de importantes industrias como: automotriz y transporte, electrónica, construcción, plásticos, fertilizantes entre otras; teniendo en cuenta la importancia que tiene la industria petroquímica como primer eslabón de importantes cadenas productivas y las reservas de gas natural que posee el Perú, es imprescindible que se desarrolle, y así poder abastecer oportunamente a la industria nacional con los insumos requeridos que son derivados de la petroquímica del metano y/o etano.
Uno de los productos petroquímicos más versátiles y con mayor tasa de importación en el mercado nacional es el policloruro de vinilo (PVC), cuya mayor aplicación es en el sector construcción que a su vez también está en crecimiento.
Ante estos escenarios, en el presente trabajo con el objeto de dar valor agregado al gas natural se analiza la cadena productiva del etano, centrándose en la producción del policloruro de vinilo (PVC), para esto se estudiará la viabilidad técnica, económica y ambiental para su producción a partir del etano en el Perú.
ÍNDICE
DEDICATORIA ... i
AGRADECIMIENTO ... ii
SUMARIO ... iii
ÍNDICE ... iv
LISTA DE CUADROS ... vi
LISTA DE GRÁFICOS ... vii
CAPÍTULO 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 1
1.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA ... 1
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ... 1
1.3. JUSTIFICACIÓN ... 1
1.4. OBJETIVO ... 2
1.4.1. OBJETIVO GENERAL ... 2
1.4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 2
1.5. ALCANCE ... 3
1.6. HIPÓTESIS ... 3
1.7. MATRIZ DE CONSISTENCIA ... 3
CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO ... 5
2.1. MARCO LEGAL ... 5
2.1.1. MARCO INSTITUCIONAL ... 5
2.1.2. NORMAS APLICABLES ... 9
2.2. PROPIEDADES Y USOS DEL POLICLORURO DE VINILO (PVC) ... 11
2.2.1. MATERIA PRIMA ... 11
2.2.2. CONTENIDO DE CLORO ... 12
2.2.3. POLIMERIZACIÓN ... 13
2.2.4. PESO MOLECULAR ... 15
2.2.5. TERMOPLASTICIDAD ... 15
2.2.6. ÍNDICE DE VISCOSIDAD - VALOR K ... 16
2.2.7. GELIFICACIÓN ... 17
2.2.8. TRANSFORMACIÓN Y TRATAMIENTOS ... 17
2.3. RESERVAS DE HIDROCARBUROS Y SAL EN EL PERÚ ... 19
2.3.1. RESERVAS DE HIDROCARBUROS EN EL PERÚ ... 19
2.3.2. RESERVAS DE SAL EN EL PERÚ ... 26
2.4. ESTUDIO DE LA LOCALIZACIÓN ... 27
2.4.1. GASODUCTO SUR DEL PERÚ ... 28
2.4.2. GASODUCTO PERÚ LNG ... 29
2.4.3. DISTRIBUCIÓN DE MEDIOS DE TRANSPORTE EN EL PERÚ ... 30
2.4.4. TERMINALES PORTUARIOS ... 31
2.5. DESCRIPCIÓN DE PROCESOS... 31
2.5.1. PRODUCCIÓN DE ETILENO ... 31
2.5.2. PRODUCCIÓN DE POLICLORURO DE VINILO (PVC) ... 37
2.5.3. PRODUCCIÓN DE CLORO... 45
2.6. LICENCIANTE DE TECNOLOGÍA PARA LA PRODUCCIÓN DE POLICLORURO DE VINILO ... 51
2.6.1. CHISSO CORPORATION ... 51
2.6.2. VINNOLIT GMBH & Co. KG - UHDE ... 55
2.7. LICENCIANTE DE TECNOLOGÍA PARA LA PRODUCCIÓN DE CLORO ... 66
2.7.1. PRINCIPIO ... 67
2.7.2. ASAHI KASEI CHEMICAL ... 68
2.7.3. CHLORINE ENGINEERS CORPORATION (CEC) ... 70
2.7.4. INEOS ELECTROLYZERS ... 72
2.7.5. UHDE ELECTROLYZERS ... 73
2.8. PRINCIPALES DIFERENCIAS TÉCNICAS DE LICENCIANTES DE TECNOLOGÍA ... 75
2.8.2. DIFERENCIAS TÉCNICAS DE LICENCIANTE DE TECNOLOGÍA PARA LA
PRODUCCIÓN DE CLORO ... 76
CAPÍTULO 3. ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS ... 77
3.1. SELECCIÓN DE LOCACIÓN ... 77
3.1.1. METODOLOGÍA ... 77
3.1.2. ANÁLISIS DE UBICACIÓN DE LA PLANTA ... 79
3.1.3. ANÁLISIS DEL DESARROLLO DEL COMPLEJO PETROQUÍMICO EN LA COSTA SUR DEL PERÚ ... 80
3.2. ESTUDIO DE MERCADO ... 82
3.2.1. CONSUMO DE PVC EN EL PERU ... 83
3.2.2. IMPORTACIÓN DE RESINA DE PVC ... 84
3.2.3. EXPORTACIÓN DE RESINA DE PVC ... 86
3.2.4. PRECIO DE IMPORTACIÓN DE PVC ... 86
3.2.5. IMPORTACIÓN ANUAL DE PVC 2000-2013 ... 88
3.2.6. DEMANDA DE PVC Y SU RELACIÓN CON EL SECTOR CONSTRUCCIÓN EN EL PERÚ ... 89
3.2.7. MERCADO MUNDIAL DE PVC ... 93
3.2.8. DEMANDA DE PVC EN AMÉRICA ... 94
3.3. EVALUACIÓN PRELIMINAR DE IMPACTOS AMBIENTALES ... 95
3.3.1. IDENTIFICACIÓN Y EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES ... 95
3.3.2. RESIDUOS Y EMISIONES EN PLANTAS DE VCM ... 97
3.3.3. RESIDUOS Y EMISIONES EN PLANTAS DE PVC ... 97
3.3.4. SECUESTRO DE EMISIONES DE CO2 ... 98
3.4. BALANCE GENERAL DE PROCESOS ... 100
3.4.1. ESTIMACIÓN DE DISPONIBILIDAD DE ETILENO A PARTIR DEL GAS NATURAL ... 100
3.4.2. EVALUACIÓN DE LICENCIANTES DE TECNOLOGÍA ... 101
3.4.3. BALANCE MÁSICO PARA LA PRODUCCIÓN DE PVC ... 101
3.5. ANÁLISIS ECONÓMICO PRELIMINAR... 102
3.5.1. EVALUACIÓN DE LA INVERSIÓN ... 102
3.5.2. EVALUACIÓN DE EGRESOS ... 105
3.5.3. EVALUACIÓN DE INGRESOS ... 106
3.5.4. EVALUACIÓN ECONÓMICA ... 107
3.5.5. FLUJO DE CAJA ... 108
3.5.6. ANÁLISIS PRELIMINAR DE SENSIBILIDAD ECONÓMICA ... 109
3.5.7. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE PLANTA DE PVC ... 111
CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 113
4.1. CONCLUSIONES ... 113
4.2. RECOMENDACIONES ... 114
LISTA DE CUADROS
Cuadro 2. 1 Índice de viscosidad y valores de K correspondientes (para 5g de resina de PVC por
litro de disolución de ciclohexanona). ... 17
Cuadro 2. 2 Aplicaciones típicas de PVC. ... 18
Cuadro 2. 3 Reservas de Petróleo al 31 diciembre 2013 ... 20
Cuadro 2. 4 Reservas de Gas Natural al 31 diciembre 2013 ... 21
Cuadro 2. 5 Reservas de Líquidos de Gas Natural al 31 diciembre 2013 ... 22
Cuadro 2. 6 Reservas de Hidrocarburos Líquidos al 31 diciembre 2013 ... 23
Cuadro 2. 7 Reservas Probadas de Gas Natural de los Lotes 88, 56, 57 y 58 ... 26
Cuadro 2. 8 Reservas de Sal en el Perú año 1983 ... 26
Cuadro 2. 9 Reservas de Sal en el Perú ... 27
Cuadro 2. 10 Impurezas en sal de roca y sal de mar ... 46
Cuadro 2. 11 Calidad típica de Cl2, NaOH y H2 en plantas de producción de Cloro... 51
Cuadro 2. 12 Typical Raw Materials and Utilities Cosumption per Metric Ton of PVC ... 54
Cuadro 2. 13 Typical Grades of Chisso PVC products ... 54
Cuadro 2. 14 Requerimientos de equipos ... 55
Cuadro 2. 15 Plantas de PVC usando tecnología Chisso Corp. ... 55
Cuadro 2. 16 Calidad típica del VCM ... 56
Cuadro 2. 17 Calidad típica de EDC por cloración directa ... 58
Cuadro 2. 18 Calidad típica de EDC por oxycloración ... 58
Cuadro 2. 19 Costo económico por unidad de planta ... 60
Cuadro 2. 20 Plantas de VCM usando tecnología Vinnolit ... 60
Cuadro 2. 21 Grados de producto de PVC ... 64
Cuadro 2. 22 Grados de producto de PVC para aplicaciones flexibles ... 65
Cuadro 2. 23 Plantas de PVC usando tecnología Vinnolit ... 65
Cuadro 2. 24 Comparación de celdas monopolares y bipoleres ... 74
Cuadro 2. 25 Diferencias de licenciantes de tecnología de PVC ... 76
Cuadro 2. 26 Diferencias de licenciantes de tecnología por celdas de membranas para la producción de Cl2 ... 76
Cuadro 3. 1 Definición de Factores Relevantes y Ponderación de Factores ... 77
Cuadro 3. 2 Escala de asignación de valores... 77
Cuadro 3. 3 Países partícipes para la importación de PVC ... 85
Cuadro 3. 4 Reporte de exportación de PVC ... 86
Cuadro 3. 5 Porcentaje del PBI (2000-2013) ... 87
Cuadro 3. 6 PBI por sectores productivos (2000-2013) ... 87
Cuadro 3. 7 Cuadro Resumen ... 89
Cuadro 3. 8 Demanda proyectada de PVC ... 91
Cuadro 3. 9 Matriz de Aspectos-Impactos Ambientales del Proceso Productivo PVC ... 96
Cuadro 3. 10 Factores de emisión de CO2, en procesos productivos de EDC/VCM ... 98
Cuadro 3. 11 Estimación de producción de etileno a partir del gas natural ... 100
Cuadro 3. 12 Costos variables de materia prima y de operación ... 105
Cuadro 3. 13 Estimación de egresos en planta de producción de Cl2 ... 105
Cuadro 3. 14 Estimación de egresos en planta de producción de VCM ... 106
Cuadro 3. 15 Estimación de egresos en planta de producción de PVC ... 106
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1. 1 Visión general de las plantas de producción. ... 3
Gráfico 2. 1 Producción de PVC ... 11
Gráfico 2. 2 Materias utilizadas para la producción de PVC ... 12
Gráfico 2. 3 Esquema de polimerización del VCM. ... 13
Gráfico 2. 4 Esquema de deshidrocloración ... 16
Gráfico 2. 5 Mapa de ubicación de lotes de hidrocarburos del Perú ... 24
Gráfico 2. 6 Mapa de trayectoria del Gaseoducto Sur del Perú ... 28
Gráfico 2. 7 Mapa de trayectoria del Gaseoducto del Perú ... 30
Gráfico 2. 8 Distribución de medios de transporte en el Perú ... 30
Gráfico 2. 9 Mapa de los Terminales Portuarios del Perú ... 31
Gráfico 2. 10 Estructura molecular del etileno. ... 32
Gráfico 2. 11 Producción de Etileno ... 32
Gráfico 2. 12 Planta Qenos de craqueo térmico de etano. ... 33
Gráfico 2. 13 Torre de enfriamiento. ... 34
Gráfico 2. 14 Chillin Train Process. ... 36
Gráfico 2. 15 Proceso de Fraccionamiento ... 37
Gráfico 2. 16 De-etilinizadora ... 37
Gráfico 2. 17 Disposición atáctica de los átomos de cloro ... 38
Gráfico 2. 18 Diagrama simplificado del proceso de obtención del VCM ... 38
Gráfico 2. 19 Diagrama de flujo de Proceso de Polimerización en Suspensión ... 41
Gráfico 2. 20 Diagrama de flujo de Proceso de Polimerización por Emulsión ... 43
Gráfico 2. 21 Diagrama de flujo de Proceso de Polimerización en Masa ... 44
Gráfico 2. 22 Diagrama de flujo de Proceso de Polimerización en Solución ... 45
Gráfico 2. 23 Esquema de celda de mercurio ... 47
Gráfico 2. 24 Diagrama de flujo de proceso en celdas de mercurio ... 48
Gráfico 2. 25 Típica celda electrolítica de diafragma ... 48
Gráfico 2. 26 Diagrama de flujo de proceso en celdas de diafragma ... 49
Gráfico 2. 27 Diagrama de flujo de proceso en celdas de membrana ... 50
Gráfico 2. 28 Diagrama de flujo de procesos - Chisso Corporation ... 53
Gráfico 2. 29 Diagrama de flujo de procesos - Producción de VCM ... 57
Gráfico 2. 30 Diagrama de flujo Unidad de Cracking... 59
Gráfico 2. 31 Diagrama de flujo proceso de suspensión PVC ... 62
Gráfico 2. 32 Diagrama de flujo proceso de polimerización ... 62
Gráfico 2. 33 Diagrama de flujo proceso de desgasificación ... 63
Gráfico 2. 34 Diagrama de flujo proceso de secado ... 64
Gráfico 2. 35 Desglose de aportación de cloro en el mercado mundial en base a la tecnología de uso. ... 66
Gráfico 2. 36 Principio de celdas de membranas ... 67
Gráfico 2. 37 Electrolizador monopolar ... 68
Gráfico 2. 38 Electrolizador bipolar ... 68
Gráfico 2. 39 Esquema de celdas Asahi Kasei´s ML32NC y ML60NC ... 69
Gráfico 2. 40 Circulación forzada (A) y natural (B) de celdas Asahi Kasei ... 69
Gráfico 2. 41 CME monopolar electrolyzer/alineamiento y circulación interna... 71
Gráfico 2. 42 Distribución de electrolizador bipolar BITAC ... 71
Gráfico 2. 43 INEOS FM21-SP electrolizador monopolar ... 72
Gráfico 2. 44 Electrolizador INEOS BiChlor TM ... 73
Gráfico 2. 46 Comparison of costs with monopolar and bipolar cells (Power cost: $0.025kWhr-1, Discount rate: 20%, Amortization: 20 years, Membrane: $780m-2, Anode: $800 m-2, Current
efficiency: 95%, Bipolar costs include a lost production penalty of $1.35 ton-1 of chlorine). ... 75
Gráfico 3. 1 Potencial ubicación de la Planta. ... 78
Gráfico 3. 2 Esquema del potencial desarrollo de un Polo Petroquímico en la Costa Sur del Perú. ... 82
Gráfico 3. 3 Valores económicos de importación de PVC-FOB ... 83
Gráfico 3. 4 Valores económicos de importación de PVC-CIF ... 83
Gráfico 3. 5 Importación de PVC (Toneladas) para consumo industrial ... 84
Gráfico 3. 6 Principales países de donde se importa PVC (Período 2000-2013) ... 85
Gráfico 3. 7 Precio CIF de importación de resina de PVC ... 86
Gráfico 3. 8 Precio FOB de importación de resina de PVC ... 87
Gráfico 3. 9 Demanda de PVC en el Perú ... 90
Gráfico 3. 10 PBI - Construcción del Perú ... 90
Gráfico 3. 11 Demanda PVC vs PBI construcción - Período 2000 - 2012 ... 91
Gráfico 3. 12 Demanda Proyectada de PVC ... 93
Gráfico 3. 13 Porcentaje de demanda mundial de PVC (Año: 2010-Demanda: 34.5 millones ton.) ... 94
Gráfico 3. 14 Porcentaje de demanda de PVC en América ... 94
Gráfico 3. 15 Aspectos ambientales del proceso productivo de PVC ... 95
Gráfico 3. 16 Aspectos Ambientales complementarios proceso productivo PVC ... 96
Gráfico 3. 17 Esquema de cadena productiva del gas natural ... 101
Gráfico 3. 18 Balance másico para la producción de PVC ... 102
Gráfico 3. 19 VAN vs. Producción de PVC ... 109
Gráfico 3. 20 VAN vs. Costo del G.N. ... 110
Gráfico 3. 21 VAN vs. Precio del PVC ... 111
CAPÍTULO 1.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
El Perú es un país en constante crecimiento económico en la región de Sudamérica; uno de los sectores económicos con mayor crecimiento es el sector construcción y como consecuencia de ello el Perú en el año 2013, realizó la importación de 147 MTM (esta importación se ha triplicado en comparación al año 20031) de policloruro de vinilo (PVC) debido a que es un material de mayor aplicación en dicho sector, reflejando un costo de importación de 150 MMUS$, cuya tendencia es creciente debido al ser un país en vía de desarrollo.
Ante la ausencia de la industria petroquímica, esta importación viene representando un capital financiero de salida cada vez mayor con el pasar de los años, ante esta situación es necesario plantear la evaluación de aplicar procesos industriales a los recursos naturales que posee el Perú con el objeto de darle mayor valor agregado, para el caso del gas natural el desarrollo de la petroquímica permite la producción de diversos derivados como fertilizantes, plásticos como el PVC entre otros, cabe resaltar que la industria petroquímica ha permitido el desarrollo económico, energético y social en diversos países.
1.2.FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Ante la demanda creciente de PVC en Perú y por ende un mayor capital financiero de importación, surge la interrogante: ¿es posible que Perú deje de ser un país netamente importador de resinas plásticas como el PVC mediante el desarrollo de la industria petroquímica del gas natural en el sur del Perú?
1.3.JUSTIFICACIÓN
En la actualidad, el Perú cuenta con fuentes de petróleo y gas natural, estos recursos como es el caso del petróleo son procesados en diversas refinerías dándole un mayor valor agregado por medio de la obtención de diversos derivados como: gasolina, diésel, turbo, residual atmosférico y asfaltos. En lo que respecta al gas natural este recurso es exportado y también es de consumo interno como: gas doméstico y para la generación de energía eléctrica, es decir, todavía no es materia prima para la producción de las principales cadenas
petroquímicas2 como la del metano, etano (olefinas) y naftas (aromáticos),
mientras que en países de la región como Brasil, Argentina, Colombia y Venezuela si sucede, demostrando así que es una plataforma fundamental para el crecimiento y desarrollo de importantes cadenas industriales.
Perú es un importador neto de insumos y materias plásticas en formas primarias para actividades de transformación como el polipropileno (PP), poliestireno (PS), tereftalato de polietileno (PET) y el policloruro de vinilo (PVC) entre otras resinas, y que estos son productos obtenidos mediante la petroquímica del etano.
La industria petroquímica permite la producción de productos intermedios que generan grandes réditos económicos, que supone para el país mayores divisas, inversión, además de generar miles de puestos de trabajo de manera directas e indirectas.
Estas justificaciones son suficientes para realizar la evaluación de pre-factibilidad para la producción de PVC a partir del gas natural.
1.4.OBJETIVO
1.4.1. OBJETIVO GENERAL
Evaluar la implementación de una planta petroquímica para la producción de resinas de policloruro de vinilo (PVC) a partir del gas natural de Camisea en el sur del Perú.
1.4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Analizar el mercado nacional del policloruro de vinilo.
Determinar la capacidad de procesamiento de la planta.
Determinar la ubicación de instalación de la planta de producción de policloruro de vinilo.
Evaluar la viabilidad técnico-económica.
Evaluar el impacto ambiental del presente proyecto.
1.5.ALCANCE
El presente trabajo se centra en el estudio de la viabilidad técnica, económica y ambiental del proceso productivo de PVC, resaltando los diversos procesos que involucra la cadena productiva del etano para la producción de PVC (ver Gráfico 1. 1).
Gráfico 1. 1 Visión general de las plantas de producción.
PLANTA DE PRODUCCIÓN DE CLORURO DE VINILO (VCM) ETILENO
CLORO ( Cl2 )
PLANTA DE PRODUCCIÓN DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)
VCM PVC
ETANO
PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ETILENO
Fuente: Elaboración propia.
1.6.HIPÓTESIS
La implementación de una planta petroquímica para la producción de resinas de policloruro de vinilo (PVC) a partir del gas natural de Camisea en el sur del Perú, estará determinado por la evaluación técnica, económica y ambiental.
1.7.MATRIZ DE CONSISTENCIA
Descripción
Título
Evaluación de una planta petroquímica para la producción de resinas de policloruro de vinilo (PVC) a partir del gas natural de Camisea en el sur del Perú.
Problemática
¿Es posible que Perú deje de ser un país netamente importador de resinas plásticas como el PVC mediante el desarrollo de la industria petroquímica del gas natural?
Objetivo General
Evaluar la implementación de una planta petroquímica para la producción de resinas de policloruro de vinilo (PVC) a partir del gas natural de Camisea.
Objetivos
Específicos
Analizar el mercado nacional del policloruro de vinilo.
Determinar la capacidad de procesamiento de la planta.
Determinar la ubicación de instalación de la planta de producción de policloruro de vinilo.
Analizar la viabilidad técnico-económica.
Descripción
Hipótesis
Implementar una planta petroquímica para la producción de resinas de policloruro de vinilo (PVC) a partir del gas natural de Camisea en el sur del Perú, estará determinado por la evaluación técnica, económica y ambiental.
Variables
Variables Independientes:
Evaluación Técnica: Análisis de información teórica y técnica, licenciantes de tecnologías, investigaciones realizadas anteriormente e información relevante a procesos de producción de PVC.
Evaluación Económica: Análisis de estudio de mercado, precio internacional de resinas de PVC, costos de procesos entre otros.
Evaluación Ambiental: Análisis de los impactos ambientales de los procesos petroquímicos involucrados. Variables Dependientes:
Implementación de una planta petroquímica para la producción de resinas de policloruro de vinilo (PVC).
Operacionalización
de las variables
El desarrollo del presente tema a investigar, permitirá evaluar los resultados obtenidos, que servirá de sustento para definir si es factible la implementación de una planta petroquímica para la producción de resinas de policloruro de vinilo (PVC) en el Perú.
CAPÍTULO 2.MARCO TEÓRICO
2.1.MARCO LEGAL
2.1.1. MARCO INSTITUCIONAL
2.1.1.1.MATERIA AMBIENTAL
Decreto legislativo Nº 757: Reglamento de la Ley del Sistema Nacional de Gestión Ambiental, describe que la responsabilidad del estado en materia ambiental es compartido y es asumida por el Gobierno Nacional, Gobierno Regional y Gobiernos Locales.
Mediante la resolución Ministerial Nº 054-2008-MINAM, declara que el Ministerio del Ambiente es la Autoridad Ambiental Nacional.
2.1.1.2.MATERIA DE REGULACIÓN
Ley Nº 29163: Ley de promoción para el Desarrollo de la Industria Petroquímica, esta ley permite la promoción de tres tipos de industrias petroquímicas:
Petroquímica Básica: Industria que realiza la primera transformación del gas natural, para la obtención de insumos para la Industria Petroquímica Intermedia.
Petroquímica Intermedia: Industria que transforma los insumos producidos por la Petroquímica Básica en productos finales y/o insumos de la Industria Petroquímica Final.
Petroquímica Final: Industria que transforma los insumos producidos por la Petroquímica Intermedia en productos finales, destinados a la comercialización a granel o insumo industrial.
Cabe resaltar que dicha ley, establece las funciones del Ministerio de Energía y Minas (MINEM), del Ministerio de la Producción (PRODUCE) y del Órgano Supervisor de la Inversión en Energía y Minería (OSINERGMIN).
Funciones del Ministerio de Energía y Minas:
Promover la Petroquímica Básica.
Normar las actividades de la Petroquímica Básica.
2.1.1.3.MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS (MINEM)
El MINEM es la entidad del Estado encargada de regular el otorgamiento y aprovechamiento de los recursos minero-energéticos a nivel nacional, es el responsable de elaborar, aprobar, proponer y aplicar la política del sector en conformidad con la política ambiental nacional.
A través del D.S. Nº 25-2003-EM, el MINEM aprueba la Estructura Orgánica y el Reglamento de Organización y Funciones del Ministerio, creándose como un órgano en línea a la Dirección General de Asuntos Ambientales la misma que está a cargo de un Director General, quien depende jerárquicamente del Viceministro de Energía.
DIRECCIÓN GENERAL DE ASUNTOS AMBIENTALES
ENERGÉTICOS (DGAAE)
La Dirección General de Asuntos Ambientales Energéticos, es el órgano técnico normativo encargado de proponer y evaluar la política, proponer y/o expedir la normatividad necesaria, así como promover la ejecución de actividades orientadas a la conservación y protección del medio ambiente referidas al desarrollo de las actividades energéticas; y, promover el fortalecimiento de las relaciones armoniosas de las empresas sectoriales con la sociedad civil que resulte involucrada con las actividades del Sector.
2.1.1.4.ORGANISMO SUPERVISOR DE INVERSIÓN EN ENERGÍA Y
MINERÍA (OSINERGMIN)
Es el organismo regulador, supervisor y fiscalizador de las actividades que desarrollan las personas jurídicas de derecho público interno o privado y las personas naturales, en los subsectores de electricidad, hidrocarburos y minería, siendo integrante del Sistema Supervisor de la Inversión en Energía compuesto por el Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y Protección de la Propiedad Intelectual (INDECOPI).
2.1.1.5.MINISTERIO DEL AMBIENTE (MINAM)
El objeto del Ministerio del Ambiente es la conservación del ambiente, de modo que se propicie y asegure el uso sostenible, responsable y ético de los recursos naturales, y así asegurar a las presentes y futuras generaciones el derecho de gozar de un ambiente equilibrado y adecuado para el desarrollo de la vida.
Su actividad comprende las acciones técnico-normativas de alcance nacional en materia de regulación ambiental, entendiéndose como tal el establecimiento de la política, la normatividad específica, la fiscalización, el control y la potestad sancionadora por el incumplimiento de las normas ambientales en el ámbito de su competencia, la misma que puede ser ejercida a través de sus organismos públicos correspondientes; asimismo obliga a todo proyecto de inversión pública y/o privada que implique actividades, construcciones u obras que puedan causar impactos ambientales negativos, contar con una certificación ambiental, previa a su ejecución.
2.1.1.6.SERVICIO NACIONAL DE ÁREAS NATURALES PROTEGIDAS
POR EL ESTADO (SERNANP)
El Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado - SERNANP, es un Organismo Público Técnico Especializado adscrito al Ministerio del Ambiente, a través del Decreto Legislativo Nº 1013 del 14 de mayo de 2008, encargado de dirigir y establecer los criterios técnicos y administrativos para la conservación de las Áreas Naturales Protegidas – ANP, y de cautelar el mantenimiento de la diversidad biológica. El SERNANP es el ente rector del Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado – SINANPE, y en su calidad de autoridad técnico-normativa realiza su trabajo en coordinación con gobiernos regionales, locales y propietarios de predios reconocidos como áreas de conservación privada.
2.1.1.7.MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES (MTC)
DIRECCIÓN GENERAL DE TRANSPORTE TERRESTRE
reglamentos y demás disposiciones relacionadas con las actividades de transporte y tránsito terrestre; así como elaborar estudios de investigación en el ámbito de su competencia.
Dirección de Servicio de Transporte Terrestre: es la unidad orgánica encargada de autorizar la prestación de servicios de transporte terrestre de personas y de mercancías, de ámbito nacional e internacional, servicios complementarios y administrar el Sistema Nacional de Registros del Transporte Terrestre.
Dirección de Circulación y Seguridad Vial: es la unidad orgánica encargada de regular y supervisar el sistema de identificación vehicular y de homologación, certificación y revisiones técnicas; otorgar placas de rodaje y licencias de conducir; promover la educación y seguridad vial.
DIRECCIÓN GENERAL DE CAPITANÍAS Y GUARDACOSTAS
(DICAPI)
La Dirección General de Capitanías y Guardacostas de la Marina de Guerra del Perú ejerce la Autoridad Marítima, Fluvial y Lacustre, es responsable de normar y velar por la seguridad de la vida humana, la protección del medio ambiente y sus recursos naturales así como reprimir todo acto ilícito; ejerciendo el control y vigilancia de todas las actividades que se realizan en el medio acuático, en cumplimiento de la ley y de los convenios internacionales, contribuyendo de esta manera al desarrollo nacional. Esta Dirección desarrolla labores de gestión ambiental orientadas a prevenir la contaminación del mar, ríos y lagos navegables, provenientes de los buques e instalaciones acuáticas; además tiene asignada por ley, como una de sus funciones, el ejercer control y vigilancia para prevenir y combatir los efectos de la contaminación acuática y en general, de todo aquello que ocasione impactos ambientales en el ámbito de su competencia, con sujeción a las normas nacionales y convenios internacionales sobre la materia.
2.1.1.8.GOBIERNOS REGIONALES
sectoriales y regionales, asegurando el cumplimiento de la Política Nacional Ambiental.
Artículo 10 de la Ley Nº 27867, Ley Orgánica de Gobiernos Regionales los gobiernos regionales tienen competencias compartidas en la evaluación y regulación de actividades económicas y productivas en su ámbito y nivel, correspondientes a los sectores Industria, Comercio, Turismo, Energía, Hidrocarburos, Minas, Transportes, Comunicaciones y Medio Ambiente.
2.1.2. NORMAS APLICABLES
A continuación se enumera las principales normas vinculadas al sector hidrocarburos:
Constitución Política del Perú 1993.
Ley de Promoción para el Desarrollo de Industria Petroquímica, Ley N° 29163.
Ley de Promoción del Desarrollo de la Industria Petroquímica del Etano y el Nodo Energético en el Sur del Perú, Ley N° 29690.
Ley de Seguridad Energética y Promoción del Desarrollo de Polo Petroquímico en el Sur del Perú, Ley N° 29970.
Ley Orgánica de Hidrocarburos, Ley Nº 26221.
Ley General del Ambiente, Ley Nº 28611.
Ley General de Salud, Ley Nº 26842.
Ley del Sistema Nacional de Gestión Ambiental, Ley Nº 28245.
Ley Marco para el Crecimiento de la Inversión Privada, D.L. Nº 757.
Ley del Sistema Nacional de Evaluación de Impacto Ambiental, Ley Nº 27446.
Ley de Evaluación de Impacto Ambiental para obras y Actividades, Ley N° 26786.
Ley Orgánica para el Aprovechamiento Sostenible de los Recursos Naturales, Ley Nº 26821.
Ley de Promoción del Desarrollo de la Industria del Gas Natural, Ley Nº 27133.
Ley General del Patrimonio Cultural de la Nación, Ley Nº 28296.
Ley de Áreas Naturales Protegidas, Ley Nº 26834.
Ley de Control de Insumos Químicos y Productos Fiscalizados, Ley Nº 28305.
Ley General de Residuos Sólidos, Ley Nº 27314.
Ley que establece plazos para la evaluación previa de ciertos procedimientos administrativos tramitados ante el Ministerio de Energía y Minas, Ley Nº 27798.
Ley del Organismo Supervisor de Inversión en Energía - OSINERGMIN, Ley Nº 26734.
Ley de Recursos hídricos, Ley Nº 29338.
Ley General del Ambiente, Ley Nº 28611.
Ley General de Residuos Sólidos, Ley Nº 27314.
D.S. N° 074-2001-PCM.: Estándares de Calidad Ambiental para Aire.
D.S. Nº 085-2003-PCM.: Estándares de Calidad Ambiental para Ruido.
D.S. N° 003-2008-MINAM.: Estándares de Calidad Ambiental para Aire.
D.S. N° 002-2008-MINAM.: Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua.
D.S. Nº 002-2013-MINAM.: Estándares de Calidad Ambiental para Suelo.
Estudios de Impacto Ambiental y Programas de Adecuación de manejo Ambiental, D.S. Nº 056-97-PCM.
D.S. N° 037-2008-PCM.- Establece límites máximos permisibles de efluentes líquidos para el sub sector de Hidrocarburos publicado el 14/05/2008.
Reglamento de Seguridad para el Almacenamiento de Hidrocarburos, D.S. Nº 052-93-EM.
Reglamento para la Protección Ambiental en las Actividades de Hidrocarburos, D.S. Nº 015-2006-EM.
Reglamento de Seguridad para las Actividades de Hidrocarburos, D.S. Nº 043-2007-EM.
Lineamientos para la Participación Ciudadana en Actividades de Hidrocarburos, Resolución Ministerial N° 571-2008-MEM /DM.
2.2.PROPIEDADES Y USOS DEL POLICLORURO DE VINILO (PVC)
El policloruro de vinilo (PVC), tiene una química y una estructura física que hace que sea ampliamente único en el mundo de los polímeros y es hecho comercialmente en distintos pesos moleculares, dependiendo de las aplicaciones requerida.
2.2.1. MATERIA PRIMA
El proceso para la obtención del PVC consta de tres pasos: el primero es la producción del monómero de cloruro de vinilo, luego el proceso de polimerización del monómero, y finalmente la mezcla del polímero con aditivos.
El etileno procede del petróleo o gas natural que se refina o craquea por calentamiento del etano. El etileno reacciona con el cloro para formar el dicloro etano (EDC), que finalmente es craqueado en monómero. El cloro es producido por la electrólisis de la sal (NaCl), en este proceso, la sal disuelta se descompone químicamente haciendo pasar una corriente eléctrica a través de el, produciendo cloro y sodio, el sodio reacciona con el agua para formar soda cáustica (NaOH) y gas hidrógeno.
La fabricación de PVC representa el 35% de la producción industrial de cloro y el 0.3% de suministro de petróleo y gas a nivel mundial.
Gráfico 2. 1 Producción de PVC
GAS NATURAL
SAL ENERGÍA ELÉCTRICA
CRAQUEO
ELECTRÓLISIS
ETILENO CLORO (g) HIDRÓGENO (g) SODA CÁUSTICA
PLANTA DE VCM
VCM (g)
PLANTA PVC
PVC
PRODUCCIÓN DE PVC
Gráfico 2. 2 Materias utilizadas para la producción de PVC
35% Usos para PVC
Suministro de Cloro a nivel mundial
< 3% para PVC
Suministro de petróleo y gas a nivel mundial
58% cloro
Composición del PVC
Fuente: elaboración propia.
2.2.2. CONTENIDO DE CLORO
El compuesto de cloruro de vinilo, contiene aproximadamente alrededor de 50% de cloro, debido a esto, en un incendio el cloruro de vinilo proporciona solo aproximadamente el 50% de combustible en comparación con otros polímeros.
Los halógenos en retroflamas, incluyendo el cloro en el PVC, además de proporcionar una fase condensada, presentan resistencia a la combustión debido al radical de atrapamiento de llama, mediante el mecanismo de envenenamiento.
Los peligros principales en un incendio son el monóxido de carbón y el calor generado; cuando se ven obligados a quemar, el cloruro de vinilo produce monóxido de carbono, dióxido de carbono y cloruro de hidrogeno, de estos el más peligroso es el monóxido de carbono. El cloruro de hidrogeno es un gas irritante que puede ser letal en niveles extremadamente altos, estos niveles no se alcanzan o se acercan en incendios reales.
2.2.3. POLIMERIZACIÓN
El monómero cloruro de vinilo (VCM) es un líquido transparente e incoloro, con temperatura de ebullición de -13ºC, y se polimeriza por el método de radicales libres. El VCM presenta una densidad de 0.85 - 0.9 g/cm3 a condiciones normales de polimerización. Si el polímero tiene una densidad de 1.4 g/cm3, es un signo de la gran concentración que posee durante la polimerización.
Gráfico 2. 3 Esquema de polimerización del VCM.
Fuente: Polymer Science & Engineering Course
2.2.3.1.MONÓMERO DE CLORURO DE VINILO (VCM) VS OXÍGENO
2.2.3.2.MONÓMERO DE CLORURO DE VINILO (VCM) VS
NITRÓGENO
El nitrógeno es bastante soluble en VCM, por lo que no es una buena práctica utilizar una presión de nitrógeno para desplazar el monómero ya sea a nivel industrial o en laboratorio. Diferentes alternativas están disponibles:
Ligero calentamiento del tanque de almacenamiento para generar suficiente presión para la transferencia del monómero.
Transferencia por gravedad.
El nitrógeno no interfiere con la polimerización, sin embargo, el nitrógeno es soluble en el monómero y no en el polímero, una importante presión puede acumularse en el recipiente de polimerización durante polimerizaciones que contengan nitrógeno, sobre todo si no hay espacio libre suficiente en la parte superior del recipiente de polimerización.
2.2.3.3.POLIMERIZACIÓN
Debido a la baja temperatura de ebullición del monómero y la estabilidad limitada del polímero, la polimerización de cloruro de vinilo debe llevarse a cabo bajo condiciones que den reacciones rápidas a baja temperatura (temperatura de polimerización es 50ºC). La polimerización en masa no se realiza altas conversiones de VCM, debido al sobrecalentamiento local que conllevan a un deterioro del polímero, los disolventes se utilizan a menudo para evitar este efecto.
El PVC se produce principalmente por polimerización en suspensión, ya que las reacciones se pueden controlar mejor.
Solubilidad del PVC en su monómero:
El PVC es muy insoluble en su propio monómero líquido. El PVC precipita como partículas pequeñas durante la polimerización y la aglomeración de estas partículas produce una estructura interna porosa en las partículas de resina.
polímeros; por lo tanto la polimerización de PVC son de auto-aceleración. El uso de iniciador de vida media, hace que la velocidad de reacción sea proporcional a la conversión del VCM.
2.2.4. PESO MOLECULAR
El peso molecular de PVC se controla mediante la alteración de la temperatura de polimerización. Cuanto mayor es la temperatura de polimerización, más bajo es el peso molecular. La temperatura de reacción puede ser isotérmica para la distribución estrecha de peso molecular, o la temperatura en rampa para dar una distribución más amplia.
Las temperaturas normales de polimerización oscila entre 50-70ºC aproximadamente; por debajo de 50ºC, las reacciones se vuelven demasiado lentas y el peso molecular es generalmente demasiado alta para la mayoría de necesidades de procesamiento; por encima de 70ºC, la presión del reactor llega a ser demasiado alta.
2.2.5. TERMOPLASTICIDAD
Cuando el PVC es calentado tiene tendencia a descomponerse por desprendimiento de ácido clorhídrico.
Entre 80 - 90ºC la descomposición se hace sensible después de algunas horas, a la temperatura de 150-220ºC se produce en algunos segundos. La descomposición es autocatalítica, es decir, que el ácido clorhídrico formado, cataliza la descomposición y la acelera. Cuando un cierto número de enlaces dobles están presentes en la cadena molecular, comienzan a absorber la luz visible, iniciándose por las radiaciones de onda corta UV (ultravioleta), lo que modifica la apariencia del PVC que toma primeramente una coloración amarillenta, luego amarilla, después marrón y finalmente negra.
Gráfico 2. 4 Esquema de deshidrocloración
Fuente: Polymer Science & Engineering Course
2.2.6. ÍNDICE DE VISCOSIDAD - VALOR K
Para las especificaciones de las resinas de PVC, no se indica el peso molecular, en su lugar aparece el valor K. Se determina la viscosidad relativa ηr de una solución, con una concentración de 5g/l de PVC en ciclohexanona, midiendo el tiempo de paso por un capilar que contiene el viscosímetro de Ubbelhode o de Ostwald:
𝜂
𝑟=
𝑡
𝑡
0Donde:
t : tiempo de paso de la solución t0 : tiempo de paso del disolvente
Se deduce el índice de viscosidad (IV):
𝐼𝑉 =
𝜂
𝑟− 1
𝐶
(𝑚𝑙/𝑔)
Siendo:
C : Concentración en g de PVC por ml de solución.
Cuadro 2. 1 Índice de viscosidad y valores de K correspondientes (para 5g de resina de PVC por litro de disolución de ciclohexanona).
Fuente: Polymer Science & Engineering Course
Para la fabricación de tuberías de PVC se utilizan generalmente resinas con "valor K" entre 68 y 66 según se trate de aplicaciones con presión o sin ella.
2.2.7. GELIFICACIÓN
Es un proceso por el que la mezcla con aditivos, modifica la estructura de los granos, de cara a crear una masa homogénea donde los granos han perdido su individualidad. No obstante, la fusión de los granos no llega a nivel molecular.
El PVC se puede trabajar en estado totalmente fundido a temperaturas inferiores a los 350ºC, por estar limitada su estabilidad térmica. Se considera una buena gelificación cuando todos los granos de PVC se han reducido a partículas del orden de 0,01μ.
La gelificación es más difícil cuando:
El grano es de gran dimensión.
El grano es denso.
El peso molecular es elevado ("valor K" elevado.)
2.2.8. TRANSFORMACIÓN Y TRATAMIENTOS
Tiene gran facilidad para formar copolímeros y mezclas, en especial con el acetato de vinilo, caucho natural y clorado, cumarina, metacrilato de metilo, etc.
Suele ser presentado, además de como polvo de moldeo, bajo formas laminadas, fibras textiles, perfiles especiales, tubos, barras, etc.
Bajo el punto de vista eléctrico, el policloruro de vinilo es empleado como aislante de cables, ya que las composiciones, adecuadamente formuladas, poseen una gran resistencia dieléctrica y bajo factor de pérdidas. Las demás características dependen de los componentes de la resina, pero siempre puede ser utilizado ventajosamente ya que supera con creces las garantías exigibles para esta aplicación.
Cuadro 2. 2 Aplicaciones típicas de PVC.
Construcción
Marcos de ventanas, puertas, persianas, tuberías de alcantarillado, drenaje, revestimientos, membranas para techos, canal de cables y conductos, revestimiento de paredes, aislamientos, persianas, entre otros.
Eléctrico Teclados, computadoras, herramientas eléctricas, cable eléctrico, cable de telecomunicaciones, conductores, caja de fusibles, etc.
Automotor
Molduras de interiores, tejido recubierto para revestimiento de asientos, paneles y puertas, sellos de ventanas y juntas, aislamiento acústico, perfiles decorativos y protectores, lonas, etc.
Médico
Bolsas para sangre y plasma, tubos de diálisis, endotraqueal, kits de infusión, guantes quirúrgicos, máscaras de inhalación, bolsas para residuos, etc.
Empaques Botellas para aceite comestible, vinagre, productos farmacéuticos, empaques rígidos para medicinas y productos diversos.
Ocio y Deportes
Juguetes, balones de futbol, chalecos salvavidas, mangueras de jardín, estructuras temporales, mangos de herramientas, guantes, tarjetas de crédito, etc.
Vestimentas Trajes impermeables, suelas de zapatos, botas, cuero artificial, etc. Oficina Suministro de oficinas como folders, carpetas anilladas.
Diversos
Bandas transportadoras, membranas impermeables (para bases de carreteras y túneles), vallas de alambre, revestimiento de muebles, tapicería, etc.
2.3.RESERVAS DE HIDROCARBUROS Y SAL EN EL PERÚ
El Perú es un territorio pródigo en recursos naturales que debe aprovechar de manera sostenible con el fin de que sirvan como palanca para su desarrollo. En este aspecto, la minería, la energía y los hidrocarburos constituyen elementos claves para el progreso nacional, razón por el cual el Gobierno tiene el propósito de construir consensos para sentar las bases de una nueva actividad extractiva responsable, con pleno respeto al ambiente y a los derechos de la población a vivir en un entorno saludable.
Es importante reconocer que en el proceso de estimación de reservas se requiere del conocimiento de geólogos e ingenieros de petróleo, y que como resultado, las reservas probadas son cifras estimadas más que resultados de medidas de cantidades precisas.
La cantidad exacta de reservas de hidrocarburos solo se puede determinar una vez que se hayan terminado las operaciones y que el término “reservas probadas” puede entenderse de varias formas a nivel internacional. No tiene el mismo significado para los países productores que para la Securities and Exchange Commission (SEC, la Comisión de Valores Estadounidenses).
Para las entidades que cotizan en la Bolsa de Valores Norteamericanas, la SEC define las reservas probadas como aquellas cuya existencia se ha demostrado en función de datos geológicos, tecnológicos y económicos con una certeza razonable.
2.3.1. RESERVAS DE HIDROCARBUROS EN EL PERÚ
En el Cuadro 2. 3, Cuadro 2. 4, Cuadro 2. 5 y Cuadro 2. 6 se presentan el resumen de Reservas Probadas, Probables y Posibles y su estimación a nivel país, lote por lote (ver Gráfico 2. 5).
Cuadro 2. 3 Reservas de Petróleo al 31 diciembre 2013
Cuadro 2. 4 Reservas de Gas Natural al 31 diciembre 2013
Cuadro 2. 5 Reservas de Líquidos de Gas Natural al 31 diciembre 2013
Cuadro 2. 6 Reservas de Hidrocarburos Líquidos al 31 diciembre 2013
Gráfico 2. 5 Mapa de ubicación de lotes de hidrocarburos del Perú
Fuente: Perupetro S.A.
2.3.1.1.RESERVAS DE GAS NATURAL
RESERVAS PROBADAS
Las reservas probadas totales de gas natural al 31 de diciembre del 2013, se han estimado en 15.04 TCF, cifras que comparadas con las correspondientes al 31 de diciembre del 2012 (15.37 TCF), y tomando en cuenta la producción de gas ocurrida durante el año 2012, disminuyeron ligeramente en 0.33 TCF.
RESERVAS PROBABLES
Esta variación se debe principalmente a la revaluación a la revisión y ajustes de datos geológicos y petrofísicos durante el cálculo de las reservas de los yacimientos de Kinteroni y Sagari del lote 57.
RESERVAS POSIBLES
Las reservas posibles de gas natural al 31 de diciembre del 2013 se han estimado en 5.36 TCF, que comparadas con las cifras del año anterior (5.14 TCF) aumentaron en 0.22 TCF (4.29%).
2.3.1.2.RECURSOS DE GAS NATURAL
RECURSOS PROSPECTIVOS
Son cantidades de petróleo estimadas que, a una fecha dada, serian recuperadas de acumulaciones no descubiertas, como consecuencia de la aplicación de futuros proyectos de desarrollo.
RECURSOS CONTINGENTES
Son las cantidades de petróleo que a una fecha dada, se estima son recuperables de acumulaciones conocidas, pero que la implementación de un proyecto aún no se considera los suficiente atractivo para su desarrollo comercial debido a una o más contingencias.
Los recursos contingente pueden incluir, por ejemplo, proyectos para los cuales no hay actualmente mercado viable, o donde la recuperación comercial es dependiente de tecnología en desarrollo, o donde la evaluación de la acumulación es insuficiente para determinar claramente la comercialidad.
Los recursos sirven para determinar la estrategia exploratoria de un campo, y en ello proyectar las actividades físicas e inversiones dirigidas al descubrimiento de nuevas reservas de hidrocarburos que permitan restituir las reservas de los campos actualmente en explotación y dar sustentabilidad a proyectos de desarrollo de los campos a mediano y largo plazo.
El 22.95% de los recursos del gas natural (18.31 TCF) del año 2012, corresponden a estructuras estimadas con el potencial gasífero del área donde se ubican los lotes 56, 57, 58 Y 88.
Cuadro 2. 7 Reservas Probadas de Gas Natural de los Lotes 88, 56, 57 y 58
Fuente: Ministerio de Energía y Minas
2.3.2. RESERVAS DE SAL EN EL PERÚ
Los principales yacimientos de sal en el Perú son las salinas de Huacho (Lima) y las Salinas de Otuma (Ica) donde se obtienen casi toda la producción de sal. En proporción menor a sus reservas están las salinas de cañamac (Lambayeque), salinas de Azángaro (Puno), salinas de Puite (Moquegua), salinas de Atacocha (Ayacucho), salinas de Maras (Cusco), salinas de Cachincuyao (Huancavelica), salinas de Pilluana (San Martin), salinas de Cachinhuancaray (Huancavelica), salinas de Pichuimarca (Cusco), salinas de Pichu-pichu (Arequipa), salinas de Yurumarca (Amazonas) entre otros. El estimado de reservas según el estudio realizado por el Ministerio de Salud en el año 1983 fue de 175.5 millones de toneladas métricas, del total de reservas en las salinas de Huacho se encuentran 85.6 millones de toneladas métricas (49.6%) y en las salinas de Otuma se encuentran 72.9 millones de toneladas métricas (42.3%). Al transcurrir de los años la extracción promedio que se tiene estimado es 181.6 mil toneladas métricas anuales.
Cuadro 2. 8 Reservas de Sal en el Perú año 1983
SALINAS Reservas de sal
1983 Millones TM
Reserva de sal de roca 1983 Millones TM
%Reservas de sal 1983
% Extracción
Huacho 85.6 66.4 49.6 0.782
Otuma 72.9 72.0 42.3 0.124
Otros 14 14 8.1 0.094
TOTAL 172.5 152.4 100.00 1
Cuadro 2. 9 Reservas de Sal en el Perú
SALINAS Extracción Promedio Sal Anual
Millones TM
Reservas Actuales Millones TM
Huacho 0.142 81.340
Otuma 0.009 72.629
Otros 0.017 13.488
TOTAL 0.1816 167.456
Fuente: Quimpac S.A.
Actualmente se tiene estimado que las reservas totales de sal aproximadamente son 167 millones de toneladas métricas.
Las Salinas de Huacho, distantes unos 130 km al norte de Lima, la sal es obtenida por evaporación solar. Se trata de una reserva de características inagotables, sobre la cual se extienden más de 180 hectáreas de cristalizadores. En este yacimiento la empresa QUIMPAC S.A produce sal para sus procesos químicos y operaciones de refinería de sal y la Planta de EMSAL produce y envasa sal industrial y de consumo humano, alcanzando aproximadamente 400,000 TM anuales de sal.
En las Salinas de Otuma, ubicadas a 280 km al Sur de Lima, en el departamento de Ica, QUIMPAC S.A procesa sal por evaporación solar y conduce una operación de extracción minera que produce sal roca o sal gema, alcanzando aproximadamente 60,000 TM anuales de sal. Ambos tipos de sal son usadas para el deshielo de caminos en los Estados Unidos y Canadá.
2.4.ESTUDIO DE LA LOCALIZACIÓN
Para definir la ubicación de la Planta de Producción de Policloruro de Vinilo (PVC), se deberá tener en cuenta los siguientes criterios:
Cercanía al mercado de clientes de gran potencial en su área de influencia.
Proximidad y costos de transportes de materia prima.
Facilidades de accesos a los servicios básicos.
Facilidades de accesos a los servicios básicos (energía eléctrica, agua, alcantarillado).
Proximidad a puerto marítimo.
2.4.1. GASODUCTO SUR DEL PERÚ
El Gaseoducto Sur Peruano (GSP) es el proyecto integral más importante tanto para la macrorregión Sur como para el resto del país. Se enmarca dentro de la Ley Nº 29970 que afianza la seguridad energética, y tiene financiamiento autosostenible. Consta de la construcción del ducto, que lleva el gas desde Malvinas (Cusco) hacia la costa; la demanda implica el nodo energético, y el polo petroquímico.
El primer paso concreto para la implementación del GSP lo constituye el nodo concesionado recientemente, lo que permitirá consolidar la masificación del gas natural en la macrorregión Sur y el desarrollo industrial que necesita el país a través de la generación de energía y la petroquímica.
De acuerdo a los términos de concesión, el ganador del GSP, diseñara la obra, el recorrido de los tramos, la construcción, operación, mantenimiento y posteriormente la transferirá al Estado Peruano, al término del plazo de la concesión. Se estima una inversión de US$ 3 mil millones.
Este proceso incluye el actual sistema de transporte de gas natural y líquidos de gas natural desde los pozos de Malvinas hasta Estación de Compresión de Chiquintirca en Ayacucho. Con ello se elevará el transporte del transporte del hidrocarburo hacia la costa central y las regiones del sur.
Gráfico 2. 6 Mapa de trayectoria del Gaseoducto Sur del Perú
2.4.2. GASODUCTO PERÚ LNG
El sistema de transporte de gas natural en el Perú está compuesto por dos ductos, un gasoducto de 729 km que transporta gas natural y un poliducto 557 km que transporta líquidos de gas natural. Ambos ductos se inician en la cuenca amazónica en el departamento de Cusco, atraviesan la cordillera y llegan a las costas del Océano Pacífico.
La construcción culminó en el primer trimestre del 2010. En los meses de marzo y junio de ese año el Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería (OSINERGMIN) emitió el informe técnico favorable que permitió el inicio de las operaciones del gasoducto.
El sistema de transporte de gas tiene una capacidad de transporte de aproximadamente 1,000.00 millones de pies cúbicos por día (MMPCD) y está divido en tres secciones: zona selva (32 pulgadas), zona sierra (24 pulgadas) y zona costa (16 pulgadas). Como se puede concluir, tiene una forma de embudo, cuya mayor capacidad se encuentra en la zona selva.
La función inicial del ducto era abastecer al mercado interno y tenía la exclusividad por un periodo de 10 años, desde la puesta en operación comercial. No obstante, el proyecto de exportación de Perú LNG comprometió dicha capacidad de transporte al conectar su ducto con el ducto de Camisea en la zona de Chiquintirca, en la región Ayacucho. Esto significa que se priorizan 620 millones de pies cúbicos por día (MMPCD) de capacidad de transporte de ducto de Camisea para el proyecto de exportación de Perú LNG, lo que consume prácticamente el 50% de la capacidad de transporte de ducto del proyecto Camisea, en desmedro del mercado interno.
Gráfico 2. 7 Mapa de trayectoria del Gaseoducto del Perú
Fuente: Proinversión
2.4.3. DISTRIBUCIÓN DE MEDIOS DE TRANSPORTE EN EL PERÚ
Como se puede apreciar en el Gráfico 2. 8, existe una red de comunicación tanto en la costa como en la sierra, donde se puede apreciar la integración vial de las principales ciudades del Perú.
Gráfico 2. 8 Distribución de medios de transporte en el Perú
2.4.4. TERMINALES PORTUARIOS
Terminal Portuario San Martín en Paracas (Ica).
Área de Influencia: Departamentos de Ica, Ayacucho, Huancavelica, Cuzco y Apurímac.
Terminal Portuario de Ilo en Moquegua.
Área de influencia: Departamentos de Moquegua, Tacna, Arequipa, Cuzco, Puno y la República de Bolivia.
Gráfico 2. 9 Mapa de los Terminales Portuarios del Perú
Fuente: Proinversión
2.5.DESCRIPCIÓN DE PROCESOS
En el presente capítulo, se describirá todos los procesos que involucran para la obtención del PVC a partir del etano.
2.5.1. PRODUCCIÓN DE ETILENO
Esta sección se centra en la producción de etileno, usando como materia prima el etano.
Gráfico 2. 10 Estructura molecular del etileno.
Algunos factores:
El etileno es un gas incoloro.
Es una molécula de hidrocarburo (compuesto de carbono e hidrógeno).
Se quema fácilmente en presencia de oxígeno.
El etileno está escrito químicamente como C2H4, es decir una molécula de etileno se compone de 2 átomos de carbono y 4 átomos de hidrógeno. La producción de etileno a partir del etano puede ser descrita como una secuencia de procesamientos de diferentes pasos, tal como se muestra en el Gráfico 2. 11.
Gráfico 2. 11 Producción de Etileno
PASO 1. Steam Cracker PASO 2. Quench Tower PASO 3. Gas Compressor. PASO 4. Treating. PASO 5. Chilling Train. PASO 6. Fractionation. Ethane Steam Steam Water Water Transfer line exchanger 840oC
315oC
Water 30oC
NaOH Caustic Tower Acetylene converter CO2 Spent Caustic
processing Water and Salt
Heat exchangers
Drier
To Destillation Tower
Propylene & ethylene refrigerants Destillation Towers Demethaniser Hydrogen Methane Fuel gas De-ethyleniser De-ethaniser Ethylene to customers Ethane recycle to furnaces
To gas all cracker plant
PASO 1: Steam Cracker PASO 2: Quench Tower PASO 3: Gas Co mp ressor PASO 4: Treating PASO 5: Chilling Train PASO 6: Fractionation. PRODUCCIÓN DE ETILENO
Fuente: www.qenos.com
2.5.1.1.CRAQUEO CON VAPOR (STEAM CRACKER)
hidrocarburo (en este caso etano) en presencia de vapor de agua y calor, sufren cambios en otros productos mediante la siguiente reacción:
𝐶2𝐻6(𝑔) → 𝐶2𝐻4(𝑔) + 𝐻2(𝑔)
Más del 60% de etano se hace reaccionar en el horno, la composición del efluente saliente del horno es de aproximadamente 50% de etileno, 35% etano en peso, siendo el resto hidrógeno, metano, acetileno, propano, propileno y otros hidrocarburos.
Los equipos de craqueo están diseñados para operar a condiciones que hacen uso completo de las condiciones químicas y físicas básicas que favorecen la formación de etileno.
Las condiciones importantes para el buen funcionamiento son:
Altas temperaturas.
Tiempo de residencia corta: El etano es bombeado a un ritmo rápido ya que hay un tiempo óptimo para la reacción de craqueo. Tiene que haber un tiempo suficiente para una alta producción de etileno, pero no demasiado tiempo para que el propio etileno no reaccione y forme subproductos de menor valor. Los tiempos de residencia típicos en el horno están a menos de un segundo.
Baja concentración de hidrocarburos.
Enfriamiento rápido, para minimizar reacciones secundarias. Gráfico 2. 12 Planta Qenos de craqueo térmico de etano.
2.5.1.2.TORRE DE ENFRIAMIENTO (QUENCH TOWER)
Los efluentes provenientes del horno son enfriados inmediatamente con agua. Esto hace caer la temperatura del efluente de 840ºC a 700ºC. Esto es necesario para detener las reacciones de craqueo y evitar la formación de coque.
Los efluentes del horno son enviados a la Quench Tower. El gas de craqueo es enfriado a 30ºC, la cual se realiza por contacto directo con agua. El etileno es producido por la reacción de craqueo, sin embargo no es completamente puro, ya que se encuentra mezclado con otros productos indeseables, la cual tiene que ser separado para así poder obtener etileno en más del 99% de pureza en peso. Los pasos siguientes de procesos tienen por objeto separar el etileno.
Gráfico 2. 13 Torre de enfriamiento.
Fuente: www.qenos.com
2.5.1.3.COMPRESIÓN DE GASES (GAS COMPRESSOR)
El método convencional de separación de hidrocarburos es en columnas de destilación. Para esto se requiere que los efluentes provenientes del horno deben ser licuados. La forma para licuar un gas se realiza con el incremento de presión para luego ser enfriados hasta que se forme el líquido.
esto es necesario ya que cuando el gas se comprime se calienta, es decir determinar las etapas necesarias de compresión para así detener que el gas se caliente demasiado.
El gas es comprimido a una presión aproximada de 3500 KPa.
2.5.1.4.TRATAMIENTO (TREATING)
La corriente de gas de craqueo contiene impurezas que necesitan ser removidos del etileno. Estas impurezas incluyen dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrogeno (H2S) y acetileno (C2H2).
El sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono se eliminan en la torre cáustica, en este equipo la corriente de gas de craqueo se pone en contacto con el hidróxido de sodio (NaOH) diluido, dándose las siguientes reacciones:
2𝑁𝑎𝑂𝐻(𝑎𝑞)+ 𝐻2𝑆(𝑔) → 𝑁𝑎2𝑆(𝑎𝑞)+ 2𝐻2𝑂(𝑎𝑞)
2𝑁𝑎𝑂𝐻(𝑎𝑞)+ 𝐶𝑂2(𝑔) → 𝑁𝑎2𝐶𝑂3(𝑎𝑞)+ 𝐻2𝑂(𝑎𝑞)
La corriente de hidróxido de sodio gastado es eliminada de la torre cáustica para su posterior tratamiento, regeneración y disposición final.
El acetileno es removido en un recipiente (acetylene converted) que contiene un catalizador de Niquel-Hierro, ocurriendo la siguiente reacción:
𝐶2𝐻2(𝑔)+ 𝐻2(𝑔) → 𝐶2𝐻4(𝑔)
Existen diferentes catalizadores que también pueden ser utilizados, estos catalizadores se utiliza para favorecer selectivamente solo la hidrogenación del acetileno, ocurriendo a su vez reacciones indeseables como:
𝐶2𝐻4(𝑔)+ 𝐻2(𝑔) → 𝐶2𝐻6(𝑔)
2.5.1.5.TREN DE ENFRIAMIENTO (CHILLING TRAIN)
El tren de refrigeración es una serie de intercambiadores de calor, por un lado del intercambiador de calor pasa el gas que necesita ser enfriado y por el otro el refrigerante en estado líquido como el etileno o propileno. El gas enfriado se condensa, ya en estado líquido puede ir a las columnas de destilación para así separar los diferentes compuestos químicos.
Gráfico 2. 14 Chillin Train Process.
Fuente: www.qenos.com
2.5.1.6.FRACCIONAMIENTO (FRACTIONATION)
En el proceso de destilación, se cuenta con tres columnas tal como se muestra en el Gráfico 2. 15; la primera columna es la de-metanizadora donde se separa el hidrógeno y el metano de los componentes restantes, siendo el hidrógeno y el metano usado como gas combustible. El gas restante sale por el fondo de la de-metanizadora (etileno y etano), siendo la carga para la segunda columna de destilación.
La segunda columna es la de-etilinizadora, donde se separa el etileno por la parte superior, esta operación se realiza a una presión de 1950kPa, produciendo etileno con una pureza superior al 99.85% en peso. El etileno producido se calienta a 20ºC, y es enviado a almacenamiento u otras plantas de procesamiento para la obtención de plásticos.
Gráfico 2. 15 Proceso de Fraccionamiento
Fuente: www.qenos.com Gráfico 2. 16 De-etilinizadora
Fuente: www.qenos.com
2.5.2. PRODUCCIÓN DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)
El PVC es un polímero y como tal está formado por macromoléculas, las macromoléculas contienen un gran número de átomos, principalmente átomos de carbono y de hidrógeno, en el caso concreto del PVC también de Cloro.
de los átomos de cloro es irregular, debido a esta constitución, el PVC es esencialmente un plástico amorfo.
Gráfico 2. 17 Disposición atáctica de los átomos de cloro
2.5.2.1.DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN
DEL MONÓMERO DE CLORURO DE VINILO (VCM)
Puede ser obtenido por diferentes procedimientos:
Por hidrocloración de acetileno
𝐻𝐶 ≡ 𝐶𝐻 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝐶𝐻2 = 𝐶𝐻𝐶𝑙
Por síntesis mixta, a partir de etileno y de acetileno:
Cloración del etileno seguida de la pirolisis de 1.2 dicloroetano obtenido:
𝐶𝐻2 = 𝐶𝐻2+ 𝐶𝑙2 → 𝐶𝐻2𝐶𝑙 − 𝐶𝐻2𝐶𝑙
𝐶𝐻2𝐶𝑙 − 𝐶𝐻2𝐶𝑙 → 𝐶𝐻2= 𝐶𝐻𝐶𝑙 + 𝐻𝐶𝑙 … … … (𝑝𝑖𝑟ó𝑙𝑖𝑠𝑖𝑠)
Por oxidación del etileno, este procedimiento comprende las fases siguiente:
Oxidación del etileno por el ácido clorhídrico obtenido en el transcurso de la reacción anterior en presencia de oxígeno, seguidamente de la pirolisis del 1.2 dicloroetano obtenido:
𝐶𝐻2= 𝐶𝐻2+ 2𝐻𝐶𝑙 + 1 2⁄ 𝑂2 → 𝐶𝐻2𝐶𝑙 − 𝐶𝐻2𝐶𝑙 + 𝐻2𝑂
𝐶𝐻2𝐶𝑙 − 𝐶𝐻2𝐶𝑙 → 𝐶𝐻2= 𝐶𝐻𝐶𝑙 + 𝐻𝐶𝑙 … … … (𝑝𝑖𝑟ó𝑙𝑖𝑠𝑖𝑠)
La operación de cloración - oxidación - depuración - pirólisis, puede ser representada por el esquema siguiente:
Gráfico 2. 18 Diagrama simplificado del proceso de obtención del VCM
El cloruro de vinilo (monómero) CH2=CHCl, es un gas (punto de ebullición: -13,9ºC) que tiene un límite de inflamabilidad bajo y su manejo es peligroso por el riesgo de explosión, Puede ser almacenado sin inhibidores, pero a temperaturas de -40ºC a -50ºC o en atmósfera de nitrógeno.
2.5.2.2.DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE POLIMERIZACIÓN
Por polimerización se entiende una reacción química, en el curso de la cual la adición sucesiva y rápida de unidades monoméricas, que contienen enlaces dobles o de composición cíclica, susceptibles de reaccionar, conduce a la formación de macromoléculas que se denominan Polímeros. La reacción de polimerización se pone en marcha por la presencia de un “iniciador” y esta reacción puede ser controlada actuando particularmente sobre las condiciones en las cuales se efectúa la polimerización.
Actualmente hay cuatro técnicas de polimerización de PVC básicos que dan uso a los cuatros procesos siguientes:
Polimerización en suspensión.
Polimerización en emulsión.
Polimerización por masa.
Polimerización en solución.
a) POLIMERIZACIÓN EN SUSPENSIÓN
La polimerización por suspensión es el proceso más utilizado para la producción de resinas de PVC, es utilizada aproximadamente 82-85% de la producción de PVC en EE.UU. Se realiza la mezcla de agua y cloruro de vinilo en la proporción de 1-2 a 1 respectivamente, mezclándose en un reactor agitado junto con un catalizador y agentes de suspensión.
La masa se hace reaccionar a 50-55ºC hasta que aproximadamente el 85-90% del monómero se convierte en resina. La mezcla de resina-agua se calienta en vacío, hasta que se elimina sustancialmente el monómero sin convertir.
tal como acetato de vinilo se mezcla con el cloruro de vinilo, se produce el copolimero de PVC.
Las ventajas del procedimiento de suspensión, son su alta productividad por unidad de volumen del reactor, su flexibilidad con respecto a la composición del polímero y la característica granular del producto. Las partículas relativamente grandes de resina (50-150 um) suelen causar problemas en la eliminación del monómero de cloruro de vinilo sin convertir. El monómero tiende a difundirse lentamente desde el centro de la partícula de la resina hacia la superficie, donde se elimina por la recuperación del monómero siendo la eliminación a menudo incompleta. En el pasado, las concentraciones de monómero de cloruro de vinilo residual en las resinas de PVC de suspensión, varió tal alto como 2000 ppm en peso hasta que se desarrollaron métodos mejorados en respuesta a la reconocida necesidad de niveles de residuales más bajos.
Como regla general, las partículas de resina de menor tamaño tiene menor monómero residual en comparación de las de gran tamaño de partícula; las resinas de partículas porosas tienen menor monómero residual que las resinas de partículas no porosas, y las resinas que contienen poco o ningún comonómero, tienen menor cantidad de monómero residual que las resinas con cantidades significativas de comonómero.
Las partículas relativamente grandes de resina de suspensión, el tiempo de residencia del monómero en el proceso de fabricación, da como resultado un producto con excelentes propiedades de manejo tales como el flujo a granel.
Las mejoras en la tecnología de extracción del monómero tienen como resultados las resinas de PVC de suspensión, que contiene aproximadamente 10 ppm del monómero de cloruro de vinilo residual. El monómero de cloruro de vinilo, no es soluble en el PVC, no es absorbido o adsorbido por la resina de PVC, es decir es atrapado, y posteriormente escapa al medio ambiente, la calefacción tiende a acelerar dicho escape.
