PRIMERA ASIGNACIÓN
DISEÑO I
CLOROETILENO
Raúl Eduardo Yepes
Cristina Isabel Arenas
Sergio Duque
José Arturo Moreno
PROFESO...
Tabla de contenido
Tabla de contenido........................................................................................
6.11Eficiencia del proceso...................................................................................................
o Monocloruro de etileno
o Monocloroetileno
o CLOROETILENO
o Cloroeteno
o Cloroetileno
o MCV
o CV
El cloroetileno es un ga...
Recipiente de almacenamiento
1.1.3 Formulación [5]
Generalmente se encuentra disponible en el comercio con una pureza de 9...
Acetileno Ppm 0.4
Clorometil Ppm 50
Fracciones pesadas Ppm 50
1-3 butadieno Ppm 8
Monovinilacetileno Ppm 15
Acetaldehido P...
Punto de ebullición (101,3 kPa) -13 o
C
Punto de inflamación -78°C
Punto de auto ignición 472 o
C
Temperatura crítica 156....
capacidad de metabolización del cloroetileno se satura rápidamente (a
concentraciones de 1.000 ppm). Por ello, la determin...
1.2.2.3.2 Toxicidad crónica
La exposición crónica da lugar a la llamada «enfermedad por cloroetileno»,
caracterizada por s...
detectable. También se ha informado de efectos genotóxicos y mutagénicos.
Diversos estudios han mostrado un incremento de ...
No obstante, puede incluirse de manera sistemática la determinación de enzimas
hepáticos, con criterios de efectividad y p...
Tabla 3. Protección respiratoria mínima para cloruro de etileno en el aire.
1.2.2.5 Primeros auxilios
1.2.2.5.1 Contacto v...
1.2.2.5.3 Respiración
Quite a persona de la exposición. Comience la respiración artificial si la
respiración ha parado y r...
cloruro de hidrógeno y fosgeno cuando es calentado hasta descomposición y
desprende gases irritantes en caso de incendio.
...
áreas bajas. No debe ser utilizado en espacios confinados y se debe evitar el
contacto con cobre y Mantenerlo lejos de age...
El 1,1,2-tricloroetano es un líquido incoloro de aroma dulce. No arde fácilmente,
puede disolverse en agua, y se evapora f...
El único uso industrial importante que queda de cloruro de etilo es en el
tratamiento de celulosa para hacer etilcelulosa,...
Las plantas modernas de cloroetileno usan HCl reciclado para producir más de
EDC por oxicloración, usando cobre (II) como ...
Primero para la reacción clorometano(1) con diclorometano(2) es llevado a un
tanque (K1)de preparacio posteriormente es ll...
2.1.2 Diagrama de flujo
Ilustración 1: PREPARACIÓN Del cloroetileno a partir del clorometano y el
diclorometano
2.1.3 Bloq...
El cloroetileno lavado del HCl en [7] con EDC y el cloroetileno [4] es pasado
atraves de una bomba [B-3] luego se pasa a u...
2.3 TECNOLOGÍA 3: PRODUCCIÓN DE CLOROETILENO A PARTIR DE
ETANO [16]
2.3.1 Descripción del proceso
Este proceso consiste en...
de etileno que no reacciona es recirculado a través de la corriente (27) y el
cloruro de hidrogeno se recupera (26) para u...
2.3.3 Bloques de transformación
REACTOR
Cl2 C2H4,HCL,
O2 C2H4,HCL 02
HCl productos incondesables EDC,H2O
EDC
VCM EDC
C2H4,...
los 100ºC la velocidad de reacción es muy lenta. La temperatura de operación
preferida se encuentra entre los 350ºC y 550 ...
2.4.2 Diagrama de flujo
2.4.3 Bloques de transformación
2.5 TECNOLOGÍA 5 : PRODUCCION DE CLOROETILENO A PARTIR DE
ETILENO ...
2.5.1 Descripción del proceso
Para este proceso se emplea como materia prima el etileno, el cual es
introducido en un reac...
2.5.3 Bloques de transformación
EDC IMPUREZAS EDC VCM VCM
C2H4
CL2 EDC HCL
Cl2
H20 H20
H2 O2
CLORACION
DIRECTA
PURIFICACI
...
2.6.2 Diagrama de flujo
2.6.3 Bloques de transformación
3 DATOS DE IMPORTACIÓN Y/O PRODUCCION DE LOS ULTIMOS AÑOS
[20]
DAT...
País de
origen
Cantidad (Kg de
producto neto)
Valor (USD) Cantidad (Kg de
producto neto)
Valor (USD)
Estados
Unidos
79.311...
NEXPORTACIONIMPORTACIODEMANDA −=
DEMANDA DE CLOROETILENO EN
COLOMBIA EN LOS ULTIMOS 8 AÑOS
Año Demanda
2002 82.426.257,09
...
debemos tener en cuenta que existen proveedores muy certificados que traen
este producto a Colombia desde hace mucho tiemp...
La Bahía de Cartagena, es amplia, profunda, de aguas tranquilas, accesible 24
horas al día en todas las épocas del año, co...
corredor de carga y la vía Mamonal Gambote que conecta directamente con la
troncal.
4.3.1.1 Extensión
Extensión de la zona...
Ubicada a solo a 300 Mts del puerto principal de la ciudad, en el Barrio
Manga. La zona franca Comercial de Zofranca, cuen...
Para hacer una optima evaluación serán empleados la obsolescencia,
disponibilidad y costos de materias primas, complejidad...
sistemas económicos y tecnológicos. La obsolescencia realmente puede ocurrir
por cambios técnicos que se incorporan en las...
A menor número de unidades, corrientes y recirculaciones, la calificación de
este ítem será más alta.
Cierto tipo de opera...
6.7Patentes y costos de licencia.[23]
El derecho de propiedad industrial protege las patentes, las marcas, los dibujos
y m...
así como una adecuada dotación de protección personal para tratar de aislar al
personal del ambiente hostil en la planta, ...
-30%
Patentes, costos
licencia y regalías 4 1 4 1 3 3 3
Uso de energía 12 4 6 3 6 10 1
Aspectos de seguridad 4 3 3 2 1 3 1...
Relación entre el lugar donde están disponible las materias primas y el lugar de
producción de nuestro producto. Por estar...
Esta planta necesita de una gran supervisión rutinaria debido a las condiciones
extremas en que opera, así como controles ...
[16]PREPARACIÓN DE CLOROETILENO A PARTIR DE CLOROMETANO Y
DICLOCLOROMETANO. United States Patent , Patent # 72533228 b6.93...
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  1. 1. PRIMERA ASIGNACIÓN DISEÑO I CLOROETILENO Raúl Eduardo Yepes Cristina Isabel Arenas Sergio Duque José Arturo Moreno PROFESOR Ing. Heberto Tapias UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA MEDELLÍN 2009
  2. 2. Tabla de contenido Tabla de contenido.............................................................................................................................2 2.1 TECNOLOGÍA 1: PREPARACIÓN DE CLOROETILENO A PARTIR DE CLOROMETANO Y DICLOCLOROMETANO [16]...........................................................................................................19 2.1.2 Diagrama de flujo............................................................................................................21 2.1.3 Bloques de transformación..............................................................................................21 2.2 TECNOLOGÍA 2: PROCESO DE PRODUCCION DE CLOROETILENO [17] ..................................21 2.2.1 Descripción del proceso ..................................................................................................21 2.2.2 Diagrama de flujo............................................................................................................22 2.2.3 Bloques de transformación..............................................................................................22 2.3 TECNOLOGÍA 3: PRODUCCIÓN DE CLOROETILENO A PARTIR DE ETANO [16].........................23 2.3.1 Descripción del proceso ..................................................................................................23 2.3.2 Diagrama de flujo............................................................................................................24 2.3.3 Bloques de transformación .......................25 2.4.1 Descripción del proceso ..................................................................................................25 2.4.2 Diagrama de flujo............................................................................................................27 2.4.3 Bloques de transformación..............................................................................................27 2.5.1 Descripción del proceso ..................................................................................................28 2.5.2 Diagrama de flujo............................................................................................................28 2.6.1 Descripción del proceso ..................................................................................................29 2.6.2Diagrama de flujo.............................................................................................................30 5SELECCIÓN DEL PROCESO...............................................................................................................36 6CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA [22]........................................................................37 6.2Disponibilidad y costos de materias primas............................................................................38 6.3Complejidad del proceso.........................................................................................................38 6.4Grado de integración con la industria.....................................................................................39 6.5Estado de desarrollo del proceso............................................................................................39 6.6Disposición de desechos.........................................................................................................39 6.7Patentes y costos de licencia.[23]...........................................................................................40 6.8Economía del proceso.............................................................................................................40 6.9Uso de energía........................................................................................................................40 6.10Aspectos de seguridad..........................................................................................................40
  3. 3. 6.11Eficiencia del proceso............................................................................................................41 La calificación es proporcional al rendimiento.............................................................................41 7Matriz y Explicación ...................................................................................................................41 INTRODUCCIÓN [1] El presente trabajo tiene como fin realizar el estudio el estudio de las posibles formas tecnológicas para la producción del cloroetileno, usos, aplicaciones. Y conocer y prononer su mercado para el año 2020 como un montaje de una planta química prometedora en Colombia ubicado en Cartagena, la mejor tecnológica se elige teniendo en cuenta diferentes aspectos como lo son los tecnológicos, financieros, sociales y proveedores. El cloroetileno se produjo por primera vez en 1835 por Justus von Liebig y Henri Victor Regnault al tratar el di-cloroetileno con una solución de hidróxido de potasio en etanol. En 1912, Frans, un químico alemán que trabaja para Griesheim- Elektron, patentó un medio para producir cloroetileno a partir de acetileno y cloruro de hidrógeno utilizando cloruro de mercurio como catalizador. 1.PERFIL DEL PRODUCTO [2][3][4] 1.1 Especificaciones del producto: El cloroetileno como la gran mayoría de las sustancias utilizadas industrialmente presenta una variedad de nombres diferentes; Según la IUPAC su nombre sistemático es cloroetileno, pero también es conocido con otros nombres como o Monomero de cloroetileno o Monocloroeteno, o Cloroetileno
  4. 4. o Monocloruro de etileno o Monocloroetileno o CLOROETILENO o Cloroeteno o Cloroetileno o MCV o CV El cloroetileno es un gas incoloro, se incendia fácilmente y no es estable a altas temperaturas con un olor levemente dulce, tiene solubilidad en agua relativamente baja pero es soluble en casi todos los solventes orgánicos. La combustión de cloroetileno en aire produce el cloruro de hidrógeno. Es una sustancia manufacturada y no se forma naturalmente. 1.1.1 Pureza [1] El cloroetileno comercial, como se produce ahora, es un producto químicamente casi puro, que se comercializa en forma líquida o como gas licuado comprimido con una pureza de 99.9% por peso. Su impurezas principales son: butadieno, monovinilacetileno, agua, acido clorhídrico, cloruro de metilo, cloruro de etilo 1.1.2 Forma básica [3] Forma líquida o como gas licuado comprimido, inflamable, de olor agradable. Su fórmula química es H2C=CHCl y su fórmula empírica es C2H3Cl Estructura molecular Estructura tridimensional
  5. 5. Recipiente de almacenamiento 1.1.3 Formulación [5] Generalmente se encuentra disponible en el comercio con una pureza de 99.9 a 99.95 % (P/P), con pequeñas cantidades, tal como lo muestra la Tabla 1: Tabla 1 ESPECIFICACIONES CLOROETILENO PARAMETRO UNIDADES MINIMO MAXIMO Cloroetileno Wt% 99.98 Agua Ppm 100 Acidez HCl Ppm 1 Hierro Ppm 0.4 Residuos no volátiles Ppm 50 Color incoloro Apariencia Libre de materia en suspensión
  6. 6. Acetileno Ppm 0.4 Clorometil Ppm 50 Fracciones pesadas Ppm 50 1-3 butadieno Ppm 8 Monovinilacetileno Ppm 15 Acetaldehido Ppm 1.0 Peroxidos Ppm 0.1 1.2 Propiedades del producto [1] 1.2.1 Propiedades físicas. Las características físicas más representativas del cloroetileno se citan a continuación: Tabla 2: propiedades físicas generales del Cloroetileno. Masa molar 62.5 g/mol Estado físico Gas Color Incoloro Olor Agradable Punto de fusión (101,3 kPa) - 154 o C
  7. 7. Punto de ebullición (101,3 kPa) -13 o C Punto de inflamación -78°C Punto de auto ignición 472 o C Temperatura crítica 156.5 o C Presión crítica 55.9 bar Volumen Crítico m3 / kmol 0.1790 Factor acéntrico (omega) 0.10011 Límites explosivos en aire, % en volumen en el aire 4-33 PH 7-8.5 Calor de formacion ( 25o C ) Kcal/kg 6795.17 Solubilidad en agua (25°C, g/100 ml solv.) 0.3 Capacidad calorífica ( kJ/ mol . k ) 1.013 bar 0.053 Densidad del gas ( kg /m3 ) 1.013 bar 3.01 Densidad del gas ( kg /m3 ) ( 15°C 1.013 bar) 2.67 Densidad relativa (agua = 1) 0.9 Densidad relativa de vapor (aire = 1) 2.2 Presión de vapor (kPa a 20°C) 343 Biodegradabilidad N0 1.2.2.1 Toxicidad [6] [7] [8] [9] 1.2.2.2 Mecanismo de acción del cloroetileno El cloroetileno se absorbe principalmente por vía respiratoria, desde donde pasa al torrente sanguíneo; aunque también puede absorberse por el aparato digestivo, cuando contamina alimentos y bebidas, y por vía percutánea, aunque estas últimas vías de absorción son poco importantes. Una vez absorbido, el CVM sigue un proceso de biotransformación y eliminación que varía en función de la concentración absorbida. Si la cantidad es alta, alrededor del 90% se elimina sin modificar a través del aire espirado, junto con pequeñas cantidades de CO2; mientras que si es baja, sólo el 12% se elimina inmodificado. Ello indica que la
  8. 8. capacidad de metabolización del cloroetileno se satura rápidamente (a concentraciones de 1.000 ppm). Por ello, la determinación de metabolitos urinarios de cloroetileno es un indicador de la intensidad de la exposición.La transformación metabólica se produce principalmente en el hígado, en el que el monómero es sometido a oxidación mediante la acción de una alcohol deshidrogenasa y una catalasa, transformándose en óxido de cloroetileno (CEO), compuesto inestable que se transforma espontáneamente en cloroacetaldehído. El CEO parece ser el producto responsable de los efectos biológicos del CVM. Finalmente, el cloroacetaldehído se conjuga con glutatión o cisteína o se oxida para dar ácido monocloroacético, que se elimina por orina o se conjuga con el glutatión o la cisteína. Los metabolitos urinarios del CVM son la hidroxietil-cisteína, la carboxietil-cisteína (como tal o N-acetilada), y trazas de los ácidos monocloroacético y tiodiglicólico. Una pequeña porción de metabolitos se excreta por la bilis. En general, se considera que los efectos del CVM son mediados por el CEO, que ejerce su acción en los vasos sanguíneos, dando lugar a las diferentes manifestaciones clínicas. 1.2.2.3 Efectos sobre la salud: Los efectos del Cloroetileno sobre la salud humana se pueden resumir como sigue: 1.2.2.3.1 Intoxicación aguda El CVM es irritante para piel, ojos y mucosa respiratoria y tóxica para el SNC (sistema nervioso central) de forma aguda. Se considera que el Cloroetileno tiene una toxicidad aguda relativamente baja, cuyo principal efecto es el narcótico. Se ha encontrado una relación dosis-respuesta con síntomas como obnubilación, náuseas y vómitos, cefalea, parestesias y fatiga. Exposiciones de alrededor de 5.000 ppm producen euforia, seguida de astenia, sensación de pesadez de piernas y somnolencia. Concentraciones de 8.000-10.000 ppm producen vértigos, y cuando se alcanzan las 16.000 ppm se producen alteraciones auditivas y de la visión. Con 70.000 ppm se produce narcosis, y la muerte puede llegar con concentraciones de 120.000 ppm.
  9. 9. 1.2.2.3.2 Toxicidad crónica La exposición crónica da lugar a la llamada «enfermedad por cloroetileno», caracterizada por síntomas neurotóxicos, alteraciones de la microcirculación periférica, alteraciones cutáneas del tipo de la esclerodermia, alteraciones óseas, alteraciones de hígado y bazo .con alteraciones de la celularidad sanguínea asociadas, síntomas genotóxicos y cáncer. Los síntomas neurotóxicos son precoces, se presentan en forma de excitación psíquica seguida de astenia, pesadez de miembros inferiores, mareos y somnolencia. Si la exposición persiste puede producirse un cuadro de neurosis asténica. Las alteraciones angioneuróticas constituyen los primeros y más frecuentes signos de la enfermedad. Es característico el sindrome de Raynaud, con crisis asfícticas de manos y, menos frecuentemente, pies. Pueden persistir durante años tras el cese de la exposición, y su fisiopatología no es bien conocida. Las alteraciones cutáneas se producen en un número reducido de casos. Pueden estar asociadas a esclerodermia del dorso de la mano, articulaciones metacarpianas y falángicas y la zona interna de los antebrazos, y también en pies, cuello, rostro y espalda. La acrosteolisis se suele localizar en las falanges distales de las manos, en alrededor del 3% de las personas expuestas. Se debe a necrosis aséptica del hueso, debida a isquemia por arteriolitis ósea estenosante producida por depósitos de inmunocomplejos circulantes en el endotelio arteriolar. Aparece a los 20 años postexposición. Radiológicamente, se aprecia un proceso de osteolisis con bandas transversas o estrechamiento de las falanges ungueales. La alteración hepática debuta con hepatomegalia de consistencia normal, con función hepática generalmente conservada. Posteriormente puede aparecer una fibrosis hepática, asociada frecuentemente con una esplenomegalia, que puede acompañarse de hipertensión portal, varices esofágicas y hemorragias del aparato digestivo. La función y el parénquima hepático pueden estar poco afectados. Estas alteraciones pueden ser reversibles con el cese de la exposición. La trombopenia es una de las consecuencias de la afectación hepática debida a cloroetileno y, para algunos autores, constituye el primer signo biológico
  10. 10. detectable. También se ha informado de efectos genotóxicos y mutagénicos. Diversos estudios han mostrado un incremento de la frecuencia de aberraciones cromosómicas e intercambio de cromátidas hermanas en suje tos expuestos y en su descendencia .aunque disminuyen con el nivel de exposición., aumento del número de abortos y partos prematuros y un aumento del número de malformaciones del SNC en la descendencia. El efecto para la salud más importante debido al cloroetileno es el cancerígeno. La IARC clasifica al cloroetileno en el Grupo 1 (carcinógeno establecido para humanos), por su asociación constatada con la exposición al hemangiosarcoma de hígado. El hemangiosarcoma de hígado es un cáncer muy poco frecuente, que se asocia fuertemente, y específicamente, con la exposición a cloroetileno (se ha encontrado un exceso de mortalidad desde un 86% hasta un 300%). El riesgo se ha encontrado asociado a la edad al inicio de la exposición, el tiempo transcurrido desde el inicio, la duración y la intensidad de la exposición, aunque parecen precisarse exposiciones altas para que se produzca la inducción del cáncer. No se ha encontrado asociación, o se han encontrado asociaciones poco consistentes con otros cánceres. Se trata de una neoplasia que se manifiesta tras un período de latencia de unos 20-22 años (menor cuando la exposición se inicia en edades más tempranas), y que evoluciona de forma asintomática o con pocas alteraciones funcionales hasta estadios evolutivos avanzados. La supervivencia media tras el diagnóstico es de 3-4 meses. 1.2.2.4 Protocolo de vigilancia sanitaria específica El examen de salud debe ir dirigido a la detección de los signos precoces derivados de los efectos de la exposición a cloroetileno. En función de la respuesta biológica a la exposición a cloroetileno, se considera el uso de las siguientes tecnologías: 1.2.2.4.1 Ecografía. Ha sido recomendada por diversos autores para la detección precoz y la vigilancia de la salud de colectivos. Permite detectar anomalías compatibles con fibrosis o angiosarcoma. 1.2.2.4.2 Hemograma y velocidad de sedimentación globular. Es poco específica. El recuento plaquetario, en cambio, es útil, ya que la trombocitopenia es una alteración precoz. 1.2.2.4.3 Estudio de la función hepática Las pruebas habituales de función hepática son poco específicas de alteración hepática debida a cloroetileno; además, en caso de hepatopatía atribuible a este producto, las alteraciones de la función hepática se producen de manera tardía.
  11. 11. No obstante, puede incluirse de manera sistemática la determinación de enzimas hepáticos, con criterios de efectividad y pertinencia. Para la vigilancia del funcionalismo hepático, se utilizarán los enzimas alamín- aminotransferasa o glutamato piruvato transaminasa (ALAT o GPT), para la evaluación del daño hepatocelular, y la 5.-nucleotidasa (5.-N), para la evaluación de alteraciones hepatobiliares. No obstante, hay que señalar que la gamma glutamil transferasa (GT) se ha encontrado altamente correlacionada con la exposición a cloroetileno, y se ha propuesto su inclusión en los exámenes de salud de los trabajadores expuestos.
  12. 12. Tabla 3. Protección respiratoria mínima para cloruro de etileno en el aire. 1.2.2.5 Primeros auxilios 1.2.2.5.1 Contacto visual: Limpie con un chorro de agua inmediatamente con cantidades grandes del agua por lo menos 15 minutos y atención médica inmediatamente. 1.2.2.5.2 Contacto de la piel Quite rápidamente la víctima de la fuente de la contaminación y limpie/sumerja la parte con un chorro de agua afectada en agua caliente. Atención médica inmediata. La exposición al gas licuado comprimido que se escapa puede causar la congelación.
  13. 13. 1.2.2.5.3 Respiración Quite a persona de la exposición. Comience la respiración artificial si la respiración ha parado y resucitación cardiopulmonar si la acción del corazón ha parado. Transferencia inmediatamente a una instalación médica. 1.2.2.6 Peligros para el ambiente y su prevención 1.2.2.6.1 Agua El cloroetileno es muy persistente en el agua, si no se evapora. Sin embargo, hasta el momento no se conocen efectos nocivos sobre organismos acuáticos. Es poco probable su acumulación en la cadena alimentaria acuática. 1.2.2.6.2 Aire Cuando el gas puesto a presión se expande, se forman nieblas frías más pesadas que el aire. Éstas se evaporan fácilmente y se combinan con el aire originando mezclas tóxicas y explosivas. Debido a las propiedades físico- químicas del cloroetileno, es probable que se acumule en la atmósfera. 1.2.2.7 Tiempo de vida media En condiciones ambientales normales, el cloroetileno es extraordinariamente persistente. Su tiempo de vida media en el suelo en condiciones anaeróbicas asciende a más de 2 años. Su degradación aeróbica en instalaciones de clarificación y en aguas superficiales, así como en cultivos bacterianos aislados de 20-120 mg/l, requiere un período mínimo de 5 semanas. Con la participación de radicales oxhidrilos, el tiempo medio de vida media se reduce a 66 horas. En los casos de hidrólisis, el tiempo de vida media es inferior a 10 años (calculado para una temperatura de 25°C). En la troposfera, el tiempo de vida media es de 11 semanas (degradación abiótica) 1.2.2.8 DEGRADACIÓN (PRODUCTOS DE LA DESCOMPOSICIÓN) Durante la oxidación fotoquímica, se forma ácido clorhídrico, óxido de carbono y formalehido. No se produjo fotólisis en una concentración de 10 mg/l sometida a rayos de 300 nm de longitud de onda durante más de 90 h. La mineralización biótica es extremadamente lenta. 1.2.3 INFLAMABILIDAD [10] [11] [9] 1.2.3.1 Peligros El cloroetileno es altamente inflamable y forma mezclas explosivas con aire. En largo tiempo de exposición al aire puede formar peróxidos, los cuales pueden iniciar una polimerización explosiva del cloroetileno. Emite vapores tóxicos de
  14. 14. cloruro de hidrógeno y fosgeno cuando es calentado hasta descomposición y desprende gases irritantes en caso de incendio. El cloroetileno reacciona drásticamente con oxidantes. Este puede atacar el hierro y el acero en presencia de humedad. Puede liberar HCl una vez es tratado con bases fuertes. En presencia de luz, aire y calor, o un catalizador, se produce una polimerización exotérmica. Si los vapores de cloroetileno no son inhibidos, pueden formar polímeros en los apaga llamas o sistemas de ventilación, causando el bloqueo de estos en los tanques de almacenamiento. 1.2.3.2 Riesgos de incendios Cloroetileno es un líquido o un gas altamente inflamable. De la combustión del cloroetileno se producen productos peligrosos (cloruro de hidrógeno, fosgeno y otros) se forman en la combustión completa o incompleta. El fuego del cloroetileno se debe controlar con la espuma del alcohol, seca bióxido de carbono. El agua no debe ser utilizada. 1.2.3.3 Prevención Evitar las llamas, no producir Chispas y no fumar. Sistema cerrado, ventilación, equipo eléctrico y de alumbrado a prueba de explosiones. Utilizar herramientas manuales no generadoras de chispas. 1.2.3.4 Derramamiento Los escapes deben ser parados tan pronto como sea posible. Todas las fuentes de la ignición deben ser eliminadas. El vapor cloroetileno puede viajar a una fuente de ignición y causar un fuego de destello. En caso de un derramamiento, el líquido se debe contener y descargas a las corrientes o al sistema de alcantarilla protegido. 1.2.4 Condiciones para manejo y almacenamiento seguro orientadas a disminuir el riesgo a la salud humana [12] Se debe prohibir el almacenamiento, preparación o consumo de alimentos o bebidas, el almacenamiento o aplicación de cosméticos, almacenamiento o consumo de tabaco en las áreas de trabajo donde se manipule de alguna manera esta sustancia. Para su manipulación se debe usar gafas de seguridad, respirador con suministro de oxigeno y un traje apropiado. Los trabajadores que deben manipular el cloroetileno se deben lavar las manos, rostro y antebrazos antes de consumir alimentos, fumar o usar el sanitario. El cloroetileno se debe almacenar en áreas bien ventiladas frescas, aislado de la luz del sol. Se almacena bajo presión y se transporta generalmente como líquido. Debe ser guardado lejos de chispas, de llamas y de otras fuentes de ignición. El vapor cloroetileno es más pesado que el aire y tenderá a estar en
  15. 15. áreas bajas. No debe ser utilizado en espacios confinados y se debe evitar el contacto con cobre y Mantenerlo lejos de agentes oxidantes, soda caustica y metales reactivos. El cloroetileno es almacenado como liquido entre -14ºC y 22ºC en grandes tanques esféricos de acero. 1.3USOS DEL PRODUCTO [3] De la grafica anterior se extrae que cloroetileno a nivel mundial, es fundamentalmente utilizado-alrededor de un 99.5%-como materia prima en la obtención de PVC (Poli cloroetileno). El 0.5% restante es utilizado en la síntesis de de copolímeros, metilcloroformo y otros. La síntesis a escala industrial del cloroetileno se realiza mayoritariamente (90% de la capacidad en los EEUU), Se fabrica a través de la combinación por adición de gas clorhídrico al acetileno, o por la descomposición del 1,2- dicloretano, originándose como producto secundario gas clorhídrico 1.3.1 Aplicaciones 1.3.1.1 1,1,1-Tricloroetano [13] El 1,1,1-tricloroetano se usa mucho como disolvente para la limpieza de equipos eléctricos, como disolvente de adhesivos, recubrimientos y tintes textiles, y como refrigerante y lubricante. Se encuentra principalmente en la atmósfera, aunque presenta una gran movilidad en suelos y migra rápidamente hacia aguas subterráneas. Sólo se ha detectado la presencia de 1,1,1- tricloroetano en una pequeña proporción de aguas superficiales y aguas subterráneas, generalmente en concentraciones menores que 20 μg/l, aunque se han observado concentraciones superiores (hasta 150 μg/l) en unos pocos casos. Al parecer, la exposición al 1,1,1-tricloroetano procedente de otras fuentes está aumentando. 1.3.1.2 1,1,2-tricloroetano [14]
  16. 16. El 1,1,2-tricloroetano es un líquido incoloro de aroma dulce. No arde fácilmente, puede disolverse en agua, y se evapora fácilmente. Es usado como solvente y como intermediario en la producción del producto químico, 1,1-dicloroetano. El 1,1,2-tricloroetano a veces está presente como impureza en otros productos químicos, y puede formarse cuando otra sustancia química se degrada en el ambiente bajo condiciones donde no hay aire. 1.3.1.3 PVC [15] El cloroetileno y sus polímeros han sido curiosidades de laboratorio hasta hace 40 años, cuando se inició una labor de investigación más profunda y dirigida tanto en Alemania, como en Estados Unidos y Rusia. El Policloroetileno (PVC) es un moderno, importante y conocido miembro de la familia de los termoplásticos. Es un polímero obtenido de dos materias primas naturales cloruro de sodio o sal común (ClNa) (57%) y petróleo o gas natural (43%), siendo por lo tanto menos dependiente de recursos no renovables que otros plásticos. Es uno de los polímeros más estudiados y utilizados por el hombre para su desarrollo y confort, dado que por su amplia versatilidad es utilizado en áreas tan diversas como la construcción, energía, salud, preservación de alimentos y artículos de uso diario, entre otros. El desarrollo en tecnología y aplicaciones no ha tenido pausa llegándose en nuestros días a una producción de 25 millones de ton. Estudios realizados por el Centro de Ecología y Toxicología de la Industria Química Europea (ECETOC), señalan que la producción de PVC se realiza sin riesgos para el medio ambiente. 1.3.1.4 Cloruro de Vinilideno El cloruro de vinilideno es un liquido volátil claro e incoloro, con un olor dulce y una baja solubilidad en el agua. Es sumamente inflamable, su vapor forma mezcla explosivo con aire u oxigeno. El cloruro de vinilideno técnico es mas del 99.6% puro, sus impurezas pueden incluir agua, acetileno clorado, peróxidos e hidrocarburos halogenados. 1.3.1.5 Cloruro de etilo
  17. 17. El único uso industrial importante que queda de cloruro de etilo es en el tratamiento de celulosa para hacer etilcelulosa, un agente espesante y aglutinante en las pinturas, cosméticos y productos similares. Cloruro de etilo se suministra como un líquido en una botella de spray impulsado por su propia presión de vapor. Actúa como un anestésico tópico leve por su efecto de enfriamiento cuando se aplica sobre la piel, como cuando la eliminación de astillas en un entorno clínico. 1.3.2 Perfil químico 1.3.2.1 Reacciones [1] 1.3.2.1.1 Cloración directa. La producción de cloroetileno a partir de dicloruro de etileno (EDC) se compone de una serie de pasos bien definidos. El dicloruro de etileno (EDC) se prepara por reacción de etileno y cloro. En la presencia de hierro (III) como catalizador, estos compuestos reaccionar de forma exotérmica: CH2 = CH2 Cl2 → ClCH2CH2Cl Este proceso es muy selectiva, lo que resulta en gran pureza EDC y altos rendimientos. No obstante, cualquier catalizador disuelto y la humedad debe ser removido antes de EDC, entra en el proceso de producción de cloroetileno. 1.3.2.1.2 Craqueo térmico Cuando se calienta a 500 ° C a 15-30 atm (1,5 a 3 MPa) de presión, el vapor de EDC se descompone para producir cloroetileno y HCl anhidro. ClCH2CH2Cl → CH2 = CHCl + HCl La reacción de craqueo térmico es muy endotérmico, y generalmente se lleva a cabo en un calentador de fuego. A pesar de que el tiempo de residencia y la temperatura se controlan cuidadosamente, que produce cantidades importantes de subproductos clorados de hidrocarburos. En la práctica, la conversión de EDC es relativamente baja (50 a 60 por ciento). El horno de efluentes es inmediatamente apagado con EDC frío para detener las reacciones colaterales indeseables. El vapor resultante va a un sistema de purificación. Se usa un equipo de absorción para extraer o remover el HCl de los hidrocarburos clorados, mientras que otros procesos utilizan un sistema de refrigeración de destilación continua. 1.3.2.1.3 Oxicloración
  18. 18. Las plantas modernas de cloroetileno usan HCl reciclado para producir más de EDC por oxicloración, usando cobre (II) como catalizador CH2 = CH2 + 2 HCl ½ O2 → ClCH2CH2Cl + H2O. La reacción es fuertemente exotérmica. Debido al costo relativamente bajo de etileno, en comparación con el acetileno, el cloroetileno se ha producido a través de esta técnica desde la década de 1950. Esto es a pesar de la disminución del rendimiento, la pureza del producto es más bajos y mayores costos de tratamiento de residuos. Los subproductos de la reacción de oxicloración, puede ser recuperado, como materias primas para la producción de disolventes clorados. Uno de los subproductos útil de la oxicloración es el cloruro de etilo, un anestésico tópico. 1.3.2.1.4 Producción de cloroetileno a partir de Acetileno El acetileno reacciona con el cloruro de hidrógeno anhidro en un catalizador de cloruro de mercurio para dar el cloroetileno: C2H2 + HCl → CH2 = CHCl La reacción es exotérmica y altamente selectiva. La pureza del producto y los rendimientos son en general muy alta. 2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN Se describen a continuación seis tecnologías para la producción del Cloroetileno o Cloroetileno monómero (CLOROETILENO).Se produce comercialmente mediante la combinación de de una materias primas de hidrocarburo: etileno, obtenido por craqueo de gas natural o petróleo ,con cloro elemental donde básicamente se obtiene el producto, bien sea por una reacción combinación de adición de gas clorhídrico al acetileno o por la descomposición de 1,2-diclorometano 2.1 TECNOLOGÍA 1: PREPARACIÓN DE CLOROETILENO A PARTIR DE CLOROMETANO Y DICLOCLOROMETANO [16] 2.1.1 Descripción del proceso En el proceso de producion del cloroetileno incialmente una reaccion de clorometano (CH3Cl) con diclorometano (CH2Cl2) en estado de vapor presencia de un catalizador selectivo (gel de alumina,gamma –alumina,zicn cloro o alumina activa , silicia-alumina )este oxida para producir el cloroetileno y subproductos de HCl .la realcion molar de los ractivos es 1 a 1
  19. 19. Primero para la reacción clorometano(1) con diclorometano(2) es llevado a un tanque (K1)de preparacio posteriormente es llevado reactor (R-1). presencia de un catalizador Se utiliza como catalizador de un grupo selecto que puden ser alumina gel , gamma -alumina siilica -alumina la reacción se lleva a cabo en fase gaseosa. El clorometano con impurezas(1) y diclorometano con impurezas(2) son las materias primas preferiblemente alimentadas a través de corrientes paralelas en fase líquida, entran a un mezclador(M-1) la corriente (3) posteriormente a un reactor PBR (R-1). Generalmente se trabaja con flujo molar de 1 a 1 kmol/h . El reactor trabaja en un rango de presión de 1 a 10 atmosferas y la temperatura a la entrada del lecho se encuentra entre 300°C y 500ºC. La mezcla gaseosa de reacción corriente (4) alimentada a a una torrre de enfriamento y es enfriada con una corriente de diclorometano(5) donde se absore clorometano y fraciones pesadas donde se se obtiene . una fase gaseosa (6) y una liquida(7) los gases no condesnsales (6)entran a una absorbedor donde se remueben algunos gases volatiles corriente (10) y el HCl corriente (9)sale por el fondo de este. Lacorriente liquida (7)entra a una torre de destilacion donde es separdo el cloroetileno corrinete(12) aprovechando el punto de ebullicion de -13.9°C mientras que el cloruro de metileno tine un punto de ebullion de 40.2°C sale por el fondo con otras impuresa metales pesados corriente (11)
  20. 20. 2.1.2 Diagrama de flujo Ilustración 1: PREPARACIÓN Del cloroetileno a partir del clorometano y el diclorometano 2.1.3 Bloques de transformación El proceso permite un rendimiento del 90% en ambos reactivos, y puede obtenerse cloroetileno con una pureza del 99.9% 2.2 TECNOLOGÍA 2: PROCESO DE PRODUCCION DE CLOROETILENO [17] 2.2.1 Descripción del proceso El dicloroetileno(EDC)[1] que ha sido preparado por u oxiclorinacion de etileno y luego purificado en un reactor [R-1].Luego se pasa atraves de una bomba [B- 1] y se evaporador en un intercambiador [I-1] hacia reactor [ R-2]. Donde se da lugar la reaccion del de monmero de cloro vinilo ( cloroetileno )y HCl. La mezcla de reaccion es enfriada con agua fria [I-2] y paracialmente se condensa en un condensador [C-1]. La fase gas es pasada por un intercambiador[I-3 ].y luego pasa a un absovedor[A-1]. y el liquido es pasado atraves de una bomba [B-2] a pasa a [A-1].
  21. 21. El cloroetileno lavado del HCl en [7] con EDC y el cloroetileno [4] es pasado atraves de una bomba [B-3] luego se pasa a una columna de destilacion [T- 1].El cloroetileno gaseoso[5]. Es enfriado en un intercambiador [I-3] y es separado en esta columna. El EDC es retirado en el fondo[9]. por medio de la bomba[B-4]. Algo de esto [10].es enfriado primero en el intercambiador [I-4] en un intercambiador especial(brine cooler )y luego [I-5] e introducido como liquido de lavado [A-1] Las moles restante son separadas de imperazas 12 en un separador [S-1] y retornado [ R-2].. Una pequeña cantidad de EDC es pasada a un Absorvedor [ A-2]. donde es cargado con gases de cloro [ 16]. Los gases de salida [ 14]. consisten principalmente de HCl que es saturado con el EDC. El EDC contiene cloro que es alimentado atraves de la bomba [ B- 5]. y se pasa atraves de un disco perforado (medidor de flujo) [ FT-1]. a la descarga de la Absorvedor A-1]. 10 donde la clorinacion toma lugar. 2.2.2 Diagrama de flujo 2.2.3 Bloques de transformación
  22. 22. 2.3 TECNOLOGÍA 3: PRODUCCIÓN DE CLOROETILENO A PARTIR DE ETANO [16] 2.3.1 Descripción del proceso Este proceso consiste en tres reacciones principales 1. Conversion de etano a etileno 2. Oxiclorinacion de etileno 3. Craqueo Termico En la primera etapa se hace reaccionar una corriente gaseosa que contiene etano (4) cloro (5) y oxigeno puro(6) previamente precalentados en relación mol de cloro a etano de 0.4:1 y oxigeno a etano en relación mol de 0.5:1 con unas condiciones de reacción de 850-950ºC y un tiempo de reacción 0.25 a 1.0 seg ; para obtener una corriente gaseosa (8) que comprende etileno y cloruro de hidrogeno y algunos subproductos y monóxido de carbono. Estos productos son enfriados con agua de la corriente (9) y luego se llevan a un absorvedor(13) que opera aproximadamente a 150ºC el cual utiliza agua en forma de aerosol por la corriente (13), la cual previamente es utilizada para separar las partículas de carbono(12) mediante el separador de sólidos (S-1). El cloruro de hidrogeno, etileno y algunos subproductos como el acetileno (14) son recalentados mediante el intercambiador (I4) hasta los 200ºC y se pasan a través de un reactor de hidrogenación catalítica (R2) el cual posee un catalizador de alúmina activa, con el fin de convertir el acetileno presente a etileno(17)con los demás productos: como El cloruro de etileno y el cloruro de hidrogeno esta pasa a la segunda etapa y son llevados a una reactor (R3) de Oxiclorinacion que opera a una temperatura de 250ºC y posee un catalizador de cloruro de cobre para obtener una corriente con dicloruro de etileno y algunos subproductos ( 19), esta corriente es llevada a una torre de destilación (T3)para ser separada de los no condensables (20) y del agua (23), luego la corriente(21) a un horno de pirolisis que opera a una temperatura de 600ºC donde ocurre la conversión de dicloroetileno a cloroetileno este producto algunos subproductos(25)es llevada a una torre de destilación(T2) con el fin de separar el cloruro de vinil mediante la corriente (28). Por otra parte el dicloruro
  23. 23. de etileno que no reacciona es recirculado a través de la corriente (27) y el cloruro de hidrogeno se recupera (26) para unirse con la corriente (15) 2.3.2 Diagrama de flujo
  24. 24. 2.3.3 Bloques de transformación REACTOR Cl2 C2H4,HCL, O2 C2H4,HCL 02 HCl productos incondesables EDC,H2O EDC VCM EDC C2H4,HCL EDC H20 REFIGERANTE VCM solidos ABSORVEDOR HIDROGENADOR OXICLORADOR SEPARADOR S SEPARADOR DESOLIDOS HORNO DE PIROLIIS SEPARADOR 2.4TECNOLOGÍA 4: PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDROCARBUROS CLORADOS [17] 2.4.1 Descripción del proceso El diagrama muestra las unidades de preparación de la alimentación, reactor, separador y recuperador de los productos de reacción, horno de craqueo y separador de los productos de craqueo. En las unidades de reacción y recuperación de craqueo, las corrientes laterales que no son mostradas en el diagrama son purgadas para remover los subproductos e impurezas indeseables. Los etenos altamente clorados tales como dicloroetenos y tricloroetenos pueden ser recuperados como subproductos o pueden ser recirculados al reactor. En la unidad de preparación de la alimentación, el agente clorante es combinado con la materia prima (monocloroetano) y las corrientes de recirculación y la corriente resultante es enviada luego al reactor. La temperatura dentro del reactor puede ser controlada por un exceso en la alimentación, intercambiadores de calor o sistemas de calentamiento o enfriamiento en el reactor. La temperatura en el reactor debe estar entre 100ºC y 650 ºC, pues a temperaturas extremadamente altas o por encima de 650ºC se produce un exceso de subproductos indeseables que se generan debido al cracking, mientras que a una temperatura por debajo de
  25. 25. los 100ºC la velocidad de reacción es muy lenta. La temperatura de operación preferida se encuentra entre los 350ºC y 550 ºC, donde solo una pequeña cantidad de craqueo ocurre. La reacción a altas temperaturas puede requerir un menor tiempo de residencia para minimizar la formación de alquitrán; mientras que a bajas temperaturas requiere de catalizadores para promover la reacción. Los efluentes del reactor son llevados luego al recuperador de los productos de reacción. El calor sensible en la salida del reactor puede ser recuperado por el uso en otras unidades del proceso, este efluente puede ser enfriado con la recirculación de una corriente líquida en una torre de enfriamiento y luego es purificada para recuperar los productos de reacción como subproductos o productos intermedios. El diagrama muestra que los dicloroetenos y tricloroetenos son recuperados como subproductos los cuales son recirculados como agentes clorantes. Los reactivos recuperados que no hayan reaccionado son recirculados nuevamente al reactor. Luego el producto intermedio (dicloroeteno) se envía al horno de craqueo y posteriormente se separan los productos, aquellos que no hayan reaccionado se recirculan al horno de craqueo y se obtienen los productos de interés se purifica. La temperatura para el cracking está entre los 300ºC y 750ºC, a temperaturas mucho mas bajas de 300º es prácticamente bajo el flujo de cracking y temperaturas por encima de los 750º ocurre un exceso en la formación de alquitrán. En el horno de craqueo se produce el HCl, el cual puede ser usado en una planta de oxicloración que no es mostrada en el diagrama de proceso y allí se produce nuevamente el tetracloroeteno y el tricloroeteno para alimentar nuevamente el proceso.
  26. 26. 2.4.2 Diagrama de flujo 2.4.3 Bloques de transformación 2.5 TECNOLOGÍA 5 : PRODUCCION DE CLOROETILENO A PARTIR DE ETILENO [18]
  27. 27. 2.5.1 Descripción del proceso Para este proceso se emplea como materia prima el etileno, el cual es introducido en un reactor para clorarlo directamente con Cl2(g) a 90 °C y 1.5 atm, y obtener EDC, éste último es pasado a una unidad de purificación para posteriormente trasladarlo a un horno de pirolisis donde se descompone por medio de altas temperaturas (500 °C y 26 atm), donde como productos salen HCl, cloroetileno y el EDC no reaccionado, estos son pasados a una unidad de separación donde el cloroetileno es retirado del proceso; el EDC es recirculado y el HCl es llevado a una celda electroquímica para producir Cl2(g) que después de ser purificado es introducido al reactor de cloración. 2.5.2 Diagrama de flujo
  28. 28. 2.5.3 Bloques de transformación EDC IMPUREZAS EDC VCM VCM C2H4 CL2 EDC HCL Cl2 H20 H20 H2 O2 CLORACION DIRECTA PURIFICACI ON EDC PIROLISIS EDC PURIFICACION VCM PURIFICACION CELDA ELECTOQUIMICA 2.6TECNOLOGÍA 6 PRODUCCIÓN DE CLOROETILENO UTILIZANDO ACETILENO [19] 2.6.1 Descripción del proceso Preparación de la alimentación. El acetileno y el ácido clorhídrico, en un ligero exceso para evitar polimerizaciones indeseables, son primero secados y luego mezclados junto con el gas reciclado. En este paso, la presencia de trazas de cloro puede causar explosión. Reacción. La mezcla de gas obtenida entra a un reactor multitubular. El calor generado en la reacción es removido por la circulación de un fluido refrigerante, el cual es enfriado externamente para pasar a través del intercambiador de calor. Tratamiento de los efluentes. los gases que salen de la zona de reacción son enfriados con soda caustica y agua para eliminar el exceso de acido clorhídrico, y luego es comprimido a una presión de 0.7x10-6 Pa abs. y enfriado. Muchos de ellos se condensan. El agua residual se separa por asentamiento. Los gases disueltos en la fase orgánica son liberados en una torre de despojamiento a temperatura moderada para evitar la descomposición del cloroetileno. Este luego es purificado en torres de destilación.
  29. 29. 2.6.2 Diagrama de flujo 2.6.3 Bloques de transformación 3 DATOS DE IMPORTACIÓN Y/O PRODUCCION DE LOS ULTIMOS AÑOS [20] DATOS DE IMPORTACIÓN DE CLOROETILENO 2002 2003
  30. 30. País de origen Cantidad (Kg de producto neto) Valor (USD) Cantidad (Kg de producto neto) Valor (USD) Estados Unidos 79.311.574,09 28.178.609,00 67.929.972,00 29.050.798,9 7 Venezuel a 3.114.683,00 1.320.767,00 Total 82.426.257,09 67.929.972,00 2004 2005 País de origen Cantidad (Kg de producto neto) Valor (USD) Cantidad (Kg de producto neto) Valor (USD) Estados Unidos 92.143.166,55 5.618.487,64 74.955.356,47 51.849.141,2 8 Total 92.143.166,55 74.955.356,47 2006 2007 País de origen Cantidad (Kg de producto neto) Valor (USD) Cantidad (Kg de producto neto) Valor (USD) Estados Unidos 79.872.817,50 54.398.315,81 30.311.930,90 1.851.801,86 Japón 3.202.102,00 1.738.741,39 México 78.553.544,00 58.457.875,3 5 Total 79.872.817,50 54.398.315,81 78.553.544,00 3.1DATOS DE EXPORTACION DE CLOROETILENO Balance de masa para cloroetileno tomando como sistema a Colombia ∑ +=+ CONSUMONESEXPORTACIOANUALPRODUCCIONNIMPORTACIO _ Dado que en Colombia no existen industrias que producen cloroetileno [buscar fuente] Por lo tanto:
  31. 31. NEXPORTACIONIMPORTACIODEMANDA −= DEMANDA DE CLOROETILENO EN COLOMBIA EN LOS ULTIMOS 8 AÑOS Año Demanda 2002 82.426.257,09 2003 67.929.972,00 2004 92.143.166,55 2005 74.955.356,47 2006 79.872.817,50 2007 78.553.544,00 2008 85.481.147,91 Para el 2020 tendriamos una demanda de 228912483.20 kg Cloroetileno 4 DEFINICION DE LA CAPACIDAD DE LA PLANTA Y LA CALIDAD DEL PRODUCTO [21] La capacidad de la planta será de 45782496.64 Kg de producto /años aprox 45.780 toneladas/años, ya que esta representaría el 20% de lo demandado, y
  32. 32. debemos tener en cuenta que existen proveedores muy certificados que traen este producto a Colombia desde hace mucho tiempo con la calidad de 99.9% 4.1UBICACIÓN DE LA PLANTA La planta será situada en la ciudad de Cartagena-Colombia, en la zona industrial de Mamonal, este punto geográfico se elige teniendo en cuenta el puerto allí ubicado, lo que facilita el ingreso de materias primas y de los equipos para la instalación de la planta, así como la salida del producto final hacia el mercado objetivo el cual tendrá como destino los mercados de Panama y Brasil. 4.2CARTAGENA LOGÍSTICA Por su estratégica localización es hoy día el sistema portuario de mayor movimiento de Colombia, y uno de los más importantes de América, manejando aproximadamente un 55% de toda la carga que pasa por los puertos de la nación y recibiendo diariamente barcos de carga procedentes de todo el mundo, que recalan en 4 modernos terminales marítimos privados de servicio publico que manejan el 20% de la carga total movilizada por la ciudad y el resto se maneja directamente por mas de 50 muelles privados de las empresas ubicadas en el parqué industrial de Mamonal. El puerto tiene una ubicación ideal para el comercio con Norte América y Europa y está situado a 276 millas del Canal de Panamá y con conexiones regulares con aproximadamente 200 puertos en 88 países, lo que le permite consolidarse como un gran puerto logístico y de transbordo internacional, con énfasis en el comercio de contenedores.
  33. 33. La Bahía de Cartagena, es amplia, profunda, de aguas tranquilas, accesible 24 horas al día en todas las épocas del año, con un calado de 42 pies y 150 metros de ancho pudiendo recibir buques con 242 metros de eslora, 36 metros de manga y hasta 14 metros de calado sin restricciones. Estratégicamente, es un privilegiado para el tráfico marítimo internacional de mercancías, dada su cercanía con el Canal de Panamá, el Golfo de México y la mayoría de puertos del Caribe, además de la facilidad de comunicación vía fluvial con el centro del país a través del río magdalena, por el Canal del Dique. Las frecuencias para exportaciones desde el puerto de Cartagena son amplias, los días de transito ágiles y las tarifas de fletes por debajo de las que se ofrecen desde otros puertos de origen. Por ejemplo, las exportaciones hacia Miami cuentan por lo menos tres líneas navieras que ofrecen 4 días de transito y tarifas que oscilan entre US$ 700 y US$ 1.100 por contenedor de 20”. 4.3ZONAS FRANCAS Las zonas francas son áreas dentro del territorio nacional y local que gozan de un régimen aduanero y fiscal especial y que tienen el propósito de fomentar la industrialización de bienes y la prestación de servicios orientados principalmente a los mercados externos y. de manera subsidiaria, al mercado nacional. Para las operaciones con el resto del mundo las zonas francas se reconocen como parte del territorio nacional, mientras que para las operaciones de comercio con el país se toman como territorio extranjero. Algunas Ventajas de ubicar su empresa en Zona Franca son: -Exenciones tributarias. -Exención de arancel e IVA para maquinarias, materias primas e insumos importados. -Plazo ilimitado para almacenar mercancías sin nacionalizar. -Devolución de mercancías sin trámite de re-exportación. -Tramite de aduana en sitio 24 horas. La ciudad cuenta actualmente con tres zonas francas. 4.3.1 Zona franca de la Candelaria La zona franca industrial de bienes y servicios de La Candelaria esta localizada en el corazón del parque industrial de Mamonal, ubicado a 12 kilómetros al sureste de Cartagena, frente a toda la costa de la bahía interior el cual cuenta con dos importantes vías de acceso: la actual vía Cartagena Mamona! llamado
  34. 34. corredor de carga y la vía Mamonal Gambote que conecta directamente con la troncal. 4.3.1.1 Extensión Extensión de la zona franca La Candelaria es de 72 hectáreas de las cuales 50 están destinadas para la ubicación de industrias manufactureras y de servicios. Las restantes 28 hectáreas serán destinadas a zonas y servicios para los usuarios. 4.3.1.2 Servicios públicos Suministro de energía confiable y de óptima calidad a 13.8 kv; planta propia de tratamiento de agua potable; planta de tratamiento biológico de aguas negras; sistema contra incendios. 4.3.2 Zona franca industrial de bienes y servicios cartagena -zofranca s.a. La Zona Franca Industrial de Bienes y Servicios Cartagena Zofranca S. A., está localizada a 14 kms del centro de la ciudad, al final del sector industrial de Mamonal y tiene dársena con muelle privado. 4.3.2.1 Extensión Cuenta con un área descubierta de 7.150 m2 y con áreas en desarrollo de 52.000 m2 aproximadamente. La Zona Franca cuenta con un muelle marginal de 120 metros de largo y el canal de acceso cuenta con un calado de aproximadamente 27 pies. 4.3.2.2 Servicios públicos Suministro de energía a través de tres Subestaciones de alta tensión, dotadas de transformadores que le permiten transformar la energía a cada nave industrial en 220/V; suministro de agua a una presión de 40 libras y un sistema de Acueducto esta compuesto por dos líneas de 10" un tanque subterráneo de aproximadamente 8.000 M3 y un tanque elevado de 700 M3. 4.3.3 ZONA FRANCA COMERCIAL 4.3.3.1 Localización
  35. 35. Ubicada a solo a 300 Mts del puerto principal de la ciudad, en el Barrio Manga. La zona franca Comercial de Zofranca, cuenta con nueve Bodegas cubiertas de 1.486 Mts2 y 8.130 Mts2 de Patios para almacenamiento. 4.3.3.2 Servicios Públicos Suministro de energía a través de tres Subestaciones de alta tensión, dotadas de transformadores que le permiten transformar la energía a cada nave industrial en 220/V; suministro de agua a una presión de 40 libras y un sistema de Acueducto esta compuesto por dos líneas de 10" un tanque subterráneo de aproximadamente 8.000 M3 y un tanque elevado de 700 M3. 5 SELECCIÓN DEL PROCESO Como un país subdesarrollado nos vemos en la necesidad de utilizar en gran proporción tecnologías que no han sido desarrolladas a través de un proceso endógeno de fusión gradual de técnicas productivas autóctonas con los resultados de las actividades científicas y tecnológicas propias, es necesario que estos países hagan una elección adecuada de las tecnologías que incorporan a sus aparatos productivos, para llevar a cabo sus cambios tecnológicos en plena coherencia con sus necesidades de desarrollo económico y social. Y es después de una extensa búsqueda bibliográfica que hemos encontrado, diferentes métodos o tecnologías que hacen posible obtener el acetato de isopropilo a las condiciones deseadas. Surge entonces en el proceso de selección la necesidad de elegir lo que ha dado en llamarse una tecnología adecuada para la empresa. Para esta elección es necesario entonces conocer las características de las tecnologías disponibles y definir los criterios que orienten la elección de la tecnología más conveniente a los objetivos de desarrollo y más coherente con las características económicas, sociales y ambientales de un país. Así pues, si la planta utiliza tecnología no adecuada es porque no se hizo una correcta evaluación para la selección, o se hizo una mala aplicación de los criterios. Lo adecuado o inadecuado no es un atributo en sí de una tecnología. Esta calificación es el resultado de evaluar las características de una tecnología en relación con las condiciones económicas y sociales de un país y la naturaleza y estado de desarrollo del sistema productivo. Para diferenciar las tecnologías adecuadas de las inadecuadas, conviene antes precisar algunas de las características de una tecnología que servirán para hacer esta distinción.
  36. 36. Para hacer una optima evaluación serán empleados la obsolescencia, disponibilidad y costos de materias primas, complejidad del proceso, grado de integración con la industria, estado de desarrollo del proceso, disposición de desechos, patentes y costos de licencias, economía del proceso, uso de energía, aspectos de seguridad y eficiencia del proceso como criterios de para la selección. A continuación se explica cada una de estos y su respectiva relación con la tecnología a evaluar. 6 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA [22] 6.1Obsolescencia La obsolescencia está ligada a la eficiencia de una tecnología y a su incompatibilidad con los sistemas económicos y tecnológicos. Esta puede ocurrir por cambios técnicos que se incorporan en las nuevas tecnologías que las hace más eficientes o productivas o también por cambios producidos en el sistema económico. Puede ser derivada de su relación con el ambiente económico o paquete tecnológico del país que la usa. La obsolescencia debida a los métodos de producción puede generarse por un cambio en los costos relativos de los factores de producción que pueden hacerla no rentable; por el desarrollo del conocimiento que permite introducir innovaciones en los procesos productivos; por cambios en la estructura económica asociados con la escala de producción; por la disponibilidad de los recursos, o por una combinación de estos factores. Una tecnología en particular puede ser competitiva a una escala y obsoleta a otra. Los desarrollos tecnológicos en los países avanzados han asumido la forma de un aumento en la escala de producción, de tal manera que sus tecnologías son diseñadas para operar eficientemente produciendo para grandes mercados. Un trasplante de estas tecnologías a países con mercados locales pequeños introducirá, por lo tanto, una tecnología obsoleta para el ambiente económico de estos países. En este caso la obsolescencia es derivada de la ineficiencia económica. Una tecnología que es eficiente desde el punto de vista del método en un país avanzado puede ser obsoleta en un país subdesarrollado, si no se ajusta o encaja en el sistema tecnológico en uso. Asimismo puede resultar obsoleta si su producto no tiene demanda. La obsolescencia, aunque algunas veces está asociada con la edad de una tecnología, no necesariamente hace referencia a su antigüedad. Este concepto está más ligado a la eficiencia de una tecnología y a su incompatibilidad con los
  37. 37. sistemas económicos y tecnológicos. La obsolescencia realmente puede ocurrir por cambios técnicos que se incorporan en las nuevas tecnologías que las hace más eficientes o productivas o también por cambios producidos en el sistema económico. Estos últimos cambios hacen que en algunas circunstancias la obsolescencia no sea inherente a la tecnología misma, sino que sea derivada de su relación con el ambiente económico o paquete tecnológico del país que la usa. La obsolescencia también puede clasificarse en: obsolescencia asociada con los métodos de producción y obsolescencia relacionada directamente con el producto. La obsolescencia debida a los métodos de producción puede generarse por un cambio en los costos relativos de los factores de producción que pueden hacerla no rentable; por el desarrollo del conocimiento que permite introducir innovaciones en los procesos productivos; por cambios en la estructura económica asociados con la escala de producción; por la disponibilidad de los recursos, o por una combinación de estos factores Con este concepto de la obsolescencia resulta lógico entonces que la elección de tecnologías apropiadas para los países subdesarrollados debe excluir aquellas tecnologías que se hayan vuelto técnicamente ineficientes 6.2Disponibilidad y costos de materias primas Como se mostró en los diversos procesos, existen diferentes posibilidades de obtener el CLOROETILENO, y uno de los aspectos que diferencia uno del otro, es el tipo de materia prima que se usa en la producción. Por otro lado la disponibilidad de las materias primas es decir cuanta de ellas deben ser importadas o no. Además el costo de la materia prima es mayor cuando los procesos que se deben hacer para obtener el producto final (CLOROETILENO), son mínimos, por ejemplo, el etano es un insumo más económico y se encuentra en el mercado en mayor proporción que el EDC ó el acetileno. 6.3Complejidad del proceso Los factores que se tendrán en cuenta al momento de evaluar este ítem son: • Número de unidades de proceso • Número de corrientes • Número de recirculaciones • Condiciones extremas en las unidades • Naturaleza de las operaciones
  38. 38. A menor número de unidades, corrientes y recirculaciones, la calificación de este ítem será más alta. Cierto tipo de operaciones requieren equipos de alta complejidad, los cuales demandarán más gastos de fabricación y en algunos casos, pueden ser de difícil mantenimiento y control. Dependiendo de esta naturaleza de las operaciones, los procesos con más unidades de estas características, tendrán una calificación menor. Es por esta razón que es preferible escoger el proceso más simple, que involucre operaciones y procesos bien conocidos, La complejidad está íntimamente ligada con el número de unidades, proceso (Reacciones, destilaciones, separaciones, acondicionamiento térmico de corrientes) y condiciones extremas (presión y temperatura). 6.4Grado de integración con la industria Relación entre el lugar donde están disponible las materias primas y el lugar de producción de nuestro producto. 6.5Estado de desarrollo del proceso La evaluación de este ítem, se hará en base a la madurez del proceso. Es decir, un proceso muy nuevo, puede estar aún en período de estudio y con impactos económicos no muy claros. Por otra parte, un proceso muy viejo,puede haber sido reemplazado por tecnologías más apropiadas. Lo ideal, es adoptar una tecnología que no este ubicada en ninguno de estos extremos. 6.6Disposición de desechos La disposición final de subproductos, como su posible comercialización, recirculación, tratamiento e impacto ambiental, serán tenidos en cuenta para la calificación del proceso. Esto puede tener impacto en la economía y normatividad ambiental de la planta. Por ejemplo, en la producción del CLOROETILENO es frecuente la obtención de HCl.Si un proceso desecha esta sustancia tendrá una baja calificación, mientras que si se integra un sistema de reutilización del mismo, será mejor calificado. Este punto es de vital importancia, hemos determinado que debe dársele un gran reconocimiento y valoración debido a que es preferible tener desechos que sean en la medida de lo posible, agradables al medio ambiente y a las personas que sean los encargados de manipularlos.
  39. 39. 6.7Patentes y costos de licencia.[23] El derecho de propiedad industrial protege las patentes, las marcas, los dibujos y modelos industriales y la protección contra la competencia desleal. Las patentes, dibujos y modelos industriales buscan proteger la manifestación externa de un acto de creación intelectual y asegurar la obtención de un beneficio económico por su explotación Debido a lo anterior, es de gran importancia conocer la vigencia de la patente a utilizar. El costo de la misma dependerá en gran medida de la fecha de publicación, país de procedencia, estado del arte, intereses del inventor, entre otras. Como ya es costumbre el tiempo juega un papel importante a la hora de establecer un valor o calificación para las tecnologías debido a que las patentes pierden valor con el paso de este. 6.8Economía del proceso Las condiciones extremas como altas temperaturas y presiones, procesos con altos costos de montaje, energía, mantenimiento, control, materias primas, regalías e impuestos, transporte, manejo de desechos, entre otros, aumentan los costos de producción y disminuyen en gran medida las ganancias. Por ello es preferible tener procesos donde los costos de operación sean lo más bajo posible. Es indispensable tener en cuenta el valor económico para el arranque del funcionamiento de la planta. Para este criterio se ha notado que es inversamente proporcional al número de unidades 6.9Uso de energía A mayor número de dispositivos de acondicionamiento de corrientes, como bombas o compresores, aumenta el consumo energético y disminuye la calificación del proceso. Además si sus condiciones son extremas como altas temperaturas y presiones van a demandar mayor gasto energético y por lo tanto los procesos que presenten estas características producirán mayores gastos lo que puede traducir una disminución en la ganacia 6.10 Aspectos de seguridad Según las condiciones de operación, el trabajar con alta presión y temperatura, emisión de gases y manipulación de sustancias tóxicas, conllevan a operaciones de mayor riesgo para el personal y la planta en general. Esto implica la implementación de sistemas de ventilación, extracción, tratamiento,
  40. 40. así como una adecuada dotación de protección personal para tratar de aislar al personal del ambiente hostil en la planta, lo cual involucra un aumento en los costos. 6.11 Eficiencia del proceso La calificación es proporcional al rendimiento. 7 Matriz y Explicación Para la selección del proceso más ventajoso, se efectuará una calificación cuantitativa para cada proceso, teniendo en cuenta la siguiente descripción de los criterios de selección: Escala a utilizar 0 a 100, siendo 0 la calificación muy baja y 100 la mas alta. TABLA DE CALIFICACION DE TECNOLOGIAS TECNOLOGÍA % 1 2 3 4 5 6DIMENSION Tecnológica Obsolescencia 10 9 1 1 6 7 4-30% Complejidad proceso 6 5 4 2 3 5 1 Estado desarrollo proceso 4 2 3 2 2 3 3 Eficiencia del proceso 10 3 5 8 3 8 5 Grado integración industria 5 2 2 4 4 4 4 Social Disposición desechos 5 2 3 2 1 4 1-20% Económica Economía del proceso 30 10 15 1 0 1 5 25 5
  41. 41. -30% Patentes, costos licencia y regalías 4 1 4 1 3 3 3 Uso de energía 12 4 6 3 6 10 1 Aspectos de seguridad 4 3 3 2 1 3 1 Proveedore s Disponibilidad y costos de materias primas 10 8 8 8 8 8 8-20% TOTAL 100 49 54 4 3 5 2 80 36 Debido a la calificación obtenida del proceso [ 5], este es seleccionado como la tecnología a desarrollar para la producción de CLOROETILENO, a continuación se extenderán las características que la hacen ventajosa frente a las demás. 7.1OBSOLESCENCIA Éste proceso presenta unidades con una gran estabilidad tecnológica como el horno de pirolisis, el reactor de cloración directa, entre otros, sin tendencia a desaparecer o salir del mercado a corto plazo. EL proceso implementa una celda electroquímica para la producción de Cl2(g) a partir de HCl, la cual a pesar de ser una tecnología relativamente nueva para esta aplicación ha mostrado un buen comportamiento. 7.2COMPLEJIDAD DEL PROCESO Aunque el proceso posee tres recirculaciones, se considera que estas no tienen gran aporte en el grado de complejidad y están justificadas por el aprovechamiento de los subproductos generados, si bien algunos equipos manejan condiciones de alta presión y temperatura, estos se encuentran en el rango de operación de los procesos estudiados. A pesar de que este presenta un mayor número de unidades que los procesos a partir del EDC, a su vez son menores en comparación con los que parten de etano; por lo tanto presenta un equilibrio entre número de unidades y beneficio. 7.3GRADO DE INTEGRACIÓN CON LA INDUSTRIA
  42. 42. Relación entre el lugar donde están disponible las materias primas y el lugar de producción de nuestro producto. Por estar ubica cerca al puerto se considera de buena disponibilidad las materias primas 7.4EFICIENCIA DEL PROCESO Dos razones principales aportan al buen rendimiento de este proceso, la primera radica en el aprovechamiento de los subproductos y materia prima sin reaccionar, dado a las recirculaciones y tratamientos de conversión que permiten llevar todo lo introducido al producto deseado; por otro lado la conversión de HCl a Cl2 permite que todas las reacciones de obtención del EDC sean por cloración directa, lo que mejora la pureza y disminuye tratamientos de la sustancia antes de su pirolisis. 7.5ESTADO DE DESARROLLO DEL PROCESO La base de este proceso es la oxicloración, la cual posee más de 20 años de desarrollo, la innovación de este modelo, radica en la transformación de HCl a Cl2(g) por medio de una celda electroquímica, este proceso fue planteado alrededor de 1999; con lo cual ya se pudo haber generado una buena base literaria del desempeño de las plantas construidas con esta nueva aplicación. 7.6DISPOSICIÓN DE DESECHOS Y SUBPRODUCTOS Con este proceso se obtiene un mayor rendimiento en la producción de EDC, con lo cual se disminuye la formación de subproductos, razón que lo hace ventajoso ante los demás procesos. Además todo el HCl producido es aprovechado para la formación Cl2(g), necesario para llevar a cabo la producción del EDC; la producción de sustancias contaminantes. El hidrogeno producido podría ser utilizado como fuente energética en la planta. 7.7ECONOMÍA DEL PROCESO La economía de este proceso radica en que hay un desperdicio de materia prima muy bajo, así como de los compuestos obtenidos en el transcurso de la operación, también se destaca que algunas corrientes pueden ser utilizadas como fuente energética o vendidas para otros fines. 7.8PATENTES, COSTOS, LICENCIAS Y REGALÍAS Al ser una tecnología aún protegida por derechos de autor y con menor antigüedad que otras aquí propuestas, tiene un costo más alto, además por manejar sustancias toxicas y otras inestables debe pagar licencias ambientales y de seguridad de mayor valor. 7.9USO DE ENERGÍA Debido a la cantidad de sistemas de bombeo necesarios, las presiones y temperaturas manejadas se requiere proveer al proceso una gran cantidad de energía. Muchas de las unidades podrían ser autoabastecidas de energía calórica con flujos calientes provenientes del propio proceso sin embargo esto no se implementa en la patente. 7.10 ASPECTOS DE SEGURIDAD
  43. 43. Esta planta necesita de una gran supervisión rutinaria debido a las condiciones extremas en que opera, así como controles de seguridad automático de rápida respuesta; los empleados deben estar dotados de buenos equipos y herramientas de protección personal, además el sistema de extracción en la planta debe ser de alta calidad a causa de la toxicidad de las sustancias manejadas. 7.11 DISPONIBILIDAD Y COSTOS DE MATERIAS PRIMAS El etileno hace parte de la gama de productos conocidos como comodities, los cuales son comercializados a gran escala, debido a su gran aplicabilidad en el área industrial. Su mayor obtención se presenta en países petroleros y su costo es punto medio entre las materias primas utilizadas en la producción de CLOROETILENO, sin embargo es más asequible en varios lugares del mundo. REFERENCIAS [1]http://en.wikipedia.org/wiki/Vinyl_chloride [2]http://www.msc.es/ciudadanos/saludAmbLaboral/docs/vinilo.pdf [3]http://www.inchem.org/documents/hsg/hsg/hsg109.htm [4]http://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_vinilo [5]OxyVinyls LP 5005 LBJ Freeway Dallas, Texas 75244 877-699-8465 [6]http://www.msc.es/ciudadanos/saludAmbLaboral/docs/vinilo.pdf [7]http://www.inchem.org/documents/hsg/hsg/hsg109.htm [8]http://www.fastonline.org/CD3WD_40/HDLHTML/ENVMANL/ES/VOL316.HTM [9]http://www.sabic.com/me/en/productsandservices/chemicals/cloroetileno.aspx [10]PROTOCOLOS DE VIGILANCIA SANITARIA ESPECÍFICA Cloruro de Vinilo Monómero. Instituto Vasco de Seguridad y Salud Laborales. 1º abril 2001. [11]http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Fic heros/0a100/nspn0082.pdf [12]http://www.sabic.com/me/en/productsandservices/chemicals/vcm.aspx [13]OMS, 2003: 1,1,1-Trichloroethane in drinking-water. Documento de referencia para la elaboración de las Guías de la OMS para la calidad del agua potable. Ginebra (Suiza), Organización Mundial de la Salud [14]http://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts148.html [15]http://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.asp
  44. 44. [16]PREPARACIÓN DE CLOROETILENO A PARTIR DE CLOROMETANO Y DICLOCLOROMETANO. United States Patent , Patent # 72533228 b6.939.995, 2. Agosto 7 de 2007. [17]PROCESO DE PRODUCCION DE CLOROETILENO. US Patent number 3,920,761. November 18 de 1975. [16]KURTZ et al. Production of vinyl chloride from ethane. Patent Number 3987119. Octubre 19 de 1976. [17]CHEN et al. Process for the production of chlorinated hydrocarbons and alkenes. Patent Number 5569799. Octubre 29 de 1996. [18]FREIRE et al. Producing of ethylene dichloride by direct chlorination and production of vinyl chloride monomer using chlorine recycle and apparatus. Patent Number 5,891,318. Abril 6 de 1999 [19]CHAUVEL ALAIN and GILLES LEFEBVRE. Petrochemical Processes Tomo 2. Major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives. Institut français du Pétrole publicatios. 1989 [20]http://www.scavage.com/trade?menu=co.import&query=product:cloroetileno [21]www.stuttgart.de&europa&moviman&downloads&moviman&MOVIMAN.cartagena. Es.pdf Visitada el 11 de Noviembre del 2008 [22]http://jaibana.udea.edu.co/producciones/Heberto_t/tecnologia_adecuada.html [23]http://www.prodiversitas.bioetica.org/nota16-2.htm

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