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Projecto de Engenharia Química II Isomerização de Óleos Vegetais. Universidade Técnica de Lisboa Projecto de Engenharia Química II Mestrado de Engenharia Química. Realizado por: Andreia Motanº52623 Magda Troeiranº52635 Maria Teresa Fonsecanº52639 Patrícia Diznº54054. Coordenador: - PowerPoint PPT Presentation
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Universidade Técnica de LisboaProjecto de Engenharia Química IIMestrado de Engenharia Química
18 de Fevereiro de 2009
Realizado por:Andreia Mota nº52623
Magda Troeira nº52635
Maria Teresa Fonseca nº52639
Patrícia Diz nº54054
Coordenador:Prof. Carlos Henriques
1
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Biocombustíveis, Porquê?
• Crise do petróleo;
• Menor dependência energética;
• Problemas ambientais;
• Compromissos internacionais e Directivas comunitárias.
BIODIESEL• Utilização de óleos vegetais e gorduras, menos poluentes
• Poder calorífico elevado
• Incentivos fiscais e governamentais
• Emissão de poluentes diminuta
• Possibilidade de queima em motores a diesel recentes
Necessidade de
fontes de energia
alternativas
2
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Situação actual Processos actuais não permitem atingir os objectivos estipulados pela Directiva Europeia 2003/30/CE
Biodiesel Geração I (FAME)
• Limitações Técnicas
Futuro
Biodiesel Geração II
• Diesel Biológico de elevada qualidade, sem problemas de incorporação
• Grande flexibilidade na matéria prima utilizada (todos os tipos de óleos)
3
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
O processo da UOP/ENI foi escolhido
devido a:
• Maior rendimento e conversão no
produto final;
• Menor desactivação possível dos
catalisadores;
• Menor consumo de H2.
Processos de Produção de green diesel
Empresa Licenciadora Processo
UOP/ENI Ecofining Process
Neste Oil NextBTL
Petrobrás H-Bio
4
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
EcofiningTM
Descarboxilação:
OHCOHCO
COCnCOOHC
rcatalisado
nrcatalisado
n
222
2
Hidrodesoxigenação:OHnCHCOOHC n
rcatalisadon 212 23 Isomerização:
nnrcatalisadonn iCiCnCnC 11
Green diesel vs. Petro diesel
5
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Principais conclusões da 1º parte do projectoLocalização e capacidade:
De acordo com a proximidade ao cliente, e simultaneamente, fornecedor de matérias-
primas, optou-se para localização da unidade fabril o parque industrial de Sines; A capacidade anual escolhida foi de 800 000 toneladas de green diesel .
A capacidade foi definida com base: Na procura estimada de diesel para 2020, à qual se aplicou a percentagem de 20% para a
substituição deste por biocombustível;Mercado alvo: cobrir toda a procura de Portugal + 5% da procura de Espanha;Nas capacidades de fábrica já instaladas ou projectadas para este tipo de processo.
Principais Concorrentes: Biodiesel - FAME
6
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Flowsheet do processo
Zona 100 -Zona de armazenagem de matérias - primas
Zona 200 -Zona de reacção
Zona 300- Zona de separação
Zona 400- Zona de purificação
Zona 500- Zona de armazenagem dos produtos acabados
7
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais Zona de ReacçãoFunção do Equipamento:• Misturador M-201 – Mistura os
óleos vegetais com o Hidrogénio;
• Misturador M-202 - Mistura a corrente de n-parafinas com Hidrogénio
• Fornalha F-201 – Aquece a mistura até à temperatura de funcionamento do Reactor R-201 (T=330ºC);
• Reactor R-201 – Ocorre a hidrodesoxigenação/descarboxilação dos ácidos gordos para formar n-parafinas;
• Fornalha F-202 – Aquece a mistura de n-parafinas até à temperatura do reactor R-202 (T=330ºC);
• Reactor R-202 – Ocorre isomerização das n-parafinas em i-parafinas.
Transformação dos óleos vegetais em i-parafinas (green diesel)
8
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais Zona de Separação
Função do Equipamento:
• Separador SGL-301 - Separa uma fracção líquida e outra gasosa da mistura que saí do R-201. A fase líquida é ainda separada numa fase orgânica e numa fase aquosa;
• Separador SGL-302 - Separa uma fracção líquida e outra gasosa da mistura que saí do R-202;
• Coluna de Destilação CD-301- Separação do produto final (green diesel) das naftas e compostos leves.
Separação do green diesel e produtos secundários
9
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais Zona de Purificação
Função do equipamento:• Pressure swing adsortion PSA- 401 –
Purificar o Hidrogénio que não reagiu em R-201 e R-202 para o recircular ao processo.
Purificação do Hidrogénio que não reagiu
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Balanços de Massa e EntálpicosBalanços ao processo
Objectivo: produção de 800 mil ton/ano de green diesel dentro das especificações e uma actividade anual da fábrica de 330 dias;
Efectuados no Aspen Plus 2006.5., excepto aos Reactores R-201 e R-202 Estado de referência para o balanço entálpico:
Temperatura = 25 ºC Pressão = 1 atm Estado de Agregação – compostos no seu estado elementar
11
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Reactor R-201Base de cálculo: 110 ton/h de green diesel à saída da fábrica;
• Composição do óleo de soja em ácidos gordos:
Composto modelo para o desenvolvimento das reacções químicas
C18H32O2
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Esquema Reaccional no Reactor R-201:
Hidrogenação das ligações duplas
Hidrodesoxigenação
Descarboxilação
Dados necessários à resolução dos balanços ao Reactor R-201:
• Conversão total dos óleos;• Rendimentos iguais às selectividades;
• Razão H2/óleos= 100g/2,65g (Processo da UOP);
• As Naftas só se formam no segundo reactor;• Temperatura no reactor R-201 = 330ºC;• Pressupõe-se reactor isotérmico;• Pressão de funcionamento = 50 atm.
13
Balanço entálpico ao Reactor R-201
O cálculo do calor trocado no reactor é feito recorrendo às entalpias de formação (Hf)
dos componentes à entrada (e) e saída (s) do reactor:
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
e
Considerações: Funcionamento isotérmico; Reacção extremamente exotérmica –43 MW; Calor trocado de -77,75 MW; Se o calor não for retirado o sistema aquece
de 330ºC até 555ºC;
14
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Folha de Balanço de Massa e Entálpico ao Reactor R-201
15
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Reactor R-202
Reacções Presentes: Isomerização de n-C18H38
n -C18H38 + H2 → i -C18H38
Cracking Catalítico
n-C18 H38 + 2 H2→ 3 C6H14
Dados necessários à resolução dos balanços do reactor R-202:• 101 ton hr-1 de green diesel à saída;
• Razão green diesel/ H2 à entrada de 100g óleo/3,80g H2(*fornecida pela UOP);
• 72% da corrente de saída em iso-parafinas;• Rendimento Global das Naftas de 4%;• Temperatura de entrada igual à de saída e dada por 330 ºC;• Pressão de 70 bar;
16
Balanço entálpico ao Reactor R-202
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Para o cálculo do calor trocado no reactor, procedeu-se a um balanço entálpico baseado na seguinte equação:
e
Considerações: Reacção fracamente exotérmica; Q Trocado praticamente igual ao calor da reacção; Calor consideravelmente baixo; Ponderação no uso de uma camisa de arrefecimento.
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Folha de Balanço de Massa e Entálpico ao Reactor R-202
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Controlo e Instrumentação
Objectivos:
Manter as variáveis do processo dentro dos limites de segurança dos equipamentos,
salvaguardando os interesses humanos, o meio ambiente e o próprio investimento; Maximizar o volume de produção e a qualidade do produto.
Válvula Pneumática Automática
Válvula Manual
Válvula de Corte
Válvula anti-retorno
Válvula de segurança de sobre-pressão
Equipamento Local
Equipamento presente na sala de control
Equipamento com base em algorítmo
Computacional
Linha de sinal eléctrico
Linha pneumática
Nomenclatura do equipamento de controlo:
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Esquema de controlo do Reactor R-201
Variáveis a controlar:Temperatura;Pressão do fluido refrigerante;Caudal (tempo de residência).
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Esquema de controlo da coluna de destilação CD-301
Variáveis a controlar:Pressão no topo da coluna
(controlo) e ao longo desta (alarmes);
Temperatura ao longo da CD (alarmes);
Nível de líquido na CD;Temperatura do condensado
de refluxo;Temperatura da corrente
vaporizada no Reboiler que é recirculada à CD.
21
Dimensionamento do Reactor R-201
Patente• Reactor trickle bed de leito fixo;
• Reacção muito exotérmica.
Dadas estas condições optou-se por usar um Reactor Multitubular, com as seguintes características:• Mistura Reaccional passa nos tubos, que contêm o catalisador;• O fluído de arrefecimento passa na caixa;• Geometria semelhante a um permutador de calor de caixa e tubos.
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Dimensionamento
22
Alguns dados informativos sobre o catalisador:• Trata-se de um catalisador heterogéneo de Níquel/Molibedénio suportado em alumina (NiMo/Al2O3);
• Partículas esféricas com ¼ polegadas de diâmetro.• Área específica da partícula (S) 9,48 cm-1;• Porosidade do leito (ε) 0,405.
O dimensionamento deste reactor dividiu-se em várias partes:• 1ªParte – Cálculo do volume de catalisador necessário à reacção;• 2ªParte – Cálculo do comprimento dos tubos de leito fixo;• 3ªParte – Determinação da área de transferência e escolha do diâmetro
de tubos a utilizar;• 4ªParte – Cálculo do caudal necessário de Fluído refrigerante;• 5ªParte – Cálculo do diâmetro da caixa e da respectiva perda de carga;
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
23
Para achar o volume da catalisador necessário à reacção de transformação dos triglicéridos, considerou-se a seguinte equação:
Onde LHSV é um parâmetro reaccional e significa liquid-hourly space velocity (h-1)
• Caudal volumétrico de 425m3/h (corrente 204)• LHSV=1,5h-1 Vcatalisador=283m3
Dividiu-se este volume em n porções iguais de modo a que o compromisso entre perdas de carga, e dimensões do próprio reactor fosse satisfatório (método tentativa-erro)
Sobredimensionamento de 20%
N.º reactores=15
Vcatalisador por reactor =22,7 m3
1ªParte: Cálculo do volume de catalisador necessário à reacção:
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
24
2ªParte: Cálculo do comprimento dos tubos de leito fixo:
Parâmetros decisivos na escolha do comprimento óptimo dos tubos:• Perdas de carga reduzidas;• Valores de Re que atinjam o regime turbulento (Re > 100) para uma melhor transferência de calor.
Esquema de cálculo:
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
25
Escolha do comprimento óptimo dos tubos:
Escolha: L=5m uma vez que a partir deste valor verifica-se escoamento turbulento e as perdas de carga são reduzidas.
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
26
3ªParte: Determinação da área de transferência e escolha do diâmetro de tubos a utilizar
A área de transferência é dada por:
Equipamento comporta-se como um permutador de calor (na transferência de calor):
onde
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
27
Escolha do diâmetro de tubos a utilizar:
O fluído refrigerante escolhido foi a água, tendo em mente a geração de vapor
Aspectos decisivos para a escolha do diâmetro dos tubos:• Fluído de maior pressão deve passar nos tubos;• Temperaturas de entrada da água média de modo a não ocorrer choque térmico;
Assim escolheu-se o diâmetro de 3 polegadas.
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
28
Balanço de energia ao permutador de calor:(do lado do fluido refrigerante)
4ªParte – Cálculo do caudal necessário de Fluído refrigerante
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
29
5ªParte: Cálculo do diâmetro da caixa e da respectiva perda de carga:Pode-se calcular o diâmetro da caixa atravé da seguinte expressão:
O diâmetro obtido foi de 3,7 m.
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
30
Cálculo da perda de carga na caixa:
A perda de carga na caixa é dada por:
Onde:
• Gs – é a velocidade mássica da água de arrefecimento (Kg/m2.s);
• F – é o factor de atrito da caixa;• Nb – número de chicanas;• De – diâmetro equivalente da caixa (m);
• Φs – é dado por (μb/ μw)0,14. Admitiu-se 1.
O valor final de perda de carga foi de 0,0002 atm para uma disposição de 3
chicanas com um afastamento de 1,47m e segmentação de 25%.
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
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Resultados do dimensionamento do reactor R-201
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Dimensionamento do Reactor R-202
• Reactor tubular catalítico trickle-bed em leito fixo;• Catalisador Pt/SAPO-11/Al2O3;• Qv de 136,8 m3 hr-1;
• LHSV = 9 h-1
Alguns dados informativos sobre o catalisador:• Partículas esféricas com ¼ polegadas de diâmetro.• Área específica da partícula (S) 9,48 cm-1;• Porosidade do leito (ε) 0,405.
V= 15,2 m3
33
Cálculo da velocidade → u
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Equação para calcular Re modificado
Re – valor de Reynolds modificado para regime intermédio
ρ e μ – densidade e viscosidade da mistura reaccional
S – área específica do leito
ε – porosidade do leito;
u – velocidade superficial média de passagem do fluido.
2
4DA
VLA
U
Qv
V
A
34
Cálculo da Perda de Carga → ∆P
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
12
1
Ru
Equação de Carman-Kozeny para leitos porosos
Sendo que a parcela corresponde ao factor de atrito
onde
35
Resultados do dimensionamento do reactor R-202
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Dimensionamento da Coluna de destilação CD-301
• Pseudo-Componentes
– Uma vez que não se tinha a composição exacta do green diesel recorreu-se ao simulador Aspen Hysis para se ter uma pseudo-composição da corrente de alimentação da coluna.
– Para se obterem os pseudo-componentes utilizou-se os valores de TBP, true boiling point, referentes à TOFA.
37
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Pseudo-Componentes (Aspen Hysis)
• Fracção Molar da corrente de alimentação (Aspen Hysis)
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Características da alimentação
39
Composição obtida no Aspen
Hysis
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Especificações da coluna de destilação
40
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Resultados Obtidos após simulação
Condensador Re-ebulidor
41
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Dimensionamento
Prato Perfurado
42
• Dimensionamento
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
43
Resultados do dimensionamento da Coluna de Destilação CD-301
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Implementação da instalação
Minimizar o custo de construção e futuras expansões da fábrica
Proporcionar um fluxo económico de materiais e pessoas
Facilitar a manutenção e o funcionamento da unidade
Minimizar a ocorrência de acidentes
Respeitar as distâncias exigidas face ao projecto em estudo
Objectivos
45
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
LayoutDistâncias Típicas de segurança:Área do Processo:• Entre zonas processuais – 30 m;• Entre Equipamento principal ~10 m;• Entre permutadores adjacentes ~1m;• Entre Separadores GL (horizontal vessels) adjacentes ~1,5m;
Áreas de armazenagem:• Entre tanques – ½ do maior diâmetro;• Distância da área de processo ~ 50 m;
Percentagens de ampliação adoptadas:• 50% - Área de processo, armazenagem e utilidades;• 20% - Sala de controlo, laboratórios e Oficinas.
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Esquema do Layout e respectivas áreas
Ampliação750 m2
Báscula100 m2
Text
Text
Text Text
Text
Recepção 50m2
Área de ampliação 5707 m2
Armazenagem de matérias-primas5132 m2
ampliação2566 m2
Utilidades1500 m2
Oficinas de manutenção
900 m2
Ampliação180 m2
Laboratórios1500 m2
Ampliação300 m2
Bom
beiro
s50
0 m
2
Administração1300 m2
Sala de controlo700 m2
Ampliação140 m2
Car
gas
e de
scar
gas
550
m2
Armazenagem dosProdutos Acabados
1177 m2
Ampliação588 m2
Recepção50m2
Área de processo11415 m2
Escala 1:1000
1mm=1m 47
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Análise Económica Estimativa do Investimento- Capital fixo+Capital Circulante+Juros Intercalares
Estimativa do custo de Produção- Custo de fabrico + Despesas Gerais
Avaliação de Rentabilidade- Valor Líquido Actual (VLA)- Taxa Interna de Rentabilidade (TIR)- Ponto Crítico
Análise de Sensibilidade- Equipamento base- Matérias-primas- Utilidades- Venda do produto
Viável ou não viável?
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Estimativa do Investimento – Capital Fixo
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Capital Fixo Corpóreo (Custos Directos
Equipamento Base (Ceb) : Estimado com base na literatura e em fornecedores
Montagem: % sobre o custo de cada equipamento
Condutas: 65% do Ceb
Utilidades e Serviços: 50% do Ceb
Instrumentação e Aparelhagem de Controlo: 25% sobre o Ceb
Instalações Eléctricas: 12% do Ceb
Terreno: 4,23 €/m2ano Área da fábrica (82800 m2)
Edifícios: 10% do Capital Fixo
Isolamentos Térmicos: 9% do Ceb 49
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Estimativa do Investimento – Capital Fixo
Custos Directos Fixos
Equipamento Base27,6%
Montagem do equipamento
12,4%Condutas
18,0%
Utilidades ou serviços
13,8%
Isolamentos2,5%
I&D6,9%
Terreno 0,3%
Instalações eléctricas
3,3%
Edifícios15,1%Equipamento Base 33.800.979,97
Montagem do equipamento 15.210.440,99
Condutas 21.970.636,98
Utilidades ou serviços 16.900.489,99
P&I 8.450.244,99
Instalações eléctricas 4.056.117,60
Terreno 350.244,00
Edifícios 18.516.691,15
Isolamentos 3.042.088,20
Total 122.297.933,8750
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Capital Fixo Incorpóreo (Custos Indirectos)
Projecto e Fiscalização: 30% dos Custos Directos
Despesas de Empreitada: 30% dos Custos Directos
Provisão para Imprevistos: 15% do Capital Fixo
Projecto e Fiscalização
21,1%
Empreitada21,1%
Imprevistos57,8%
Projecto e Fiscalização 10.140.294
Empreitada 10.140.294
Imprevistos 27.775.037
51
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Métodos Alternativos
Método dos factores de Lang
Método dos factores de Cran
ebf CKI
ebf CI 45,3
52
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Capital Circulante
Reserva de Matérias-primas: Preço do Óleo de soja; 15 dias de stock
Stock de Produtos Fabricados: Custo de Fabrico; 8 horas de stock
Condições de Crédito Oferecidas: Preço do produto; 1 mês
Condições de Crédito Obtidas: Custo de Fabrico, 1 mês
Fundo de Maneio: 7,5% das parcelas anteriores do Capital Circulante
Matérias-Primas 28.523.520
Quantitativo de produtos em laboração 2.273.496
Stock produtos fabricados 1.035.856
Crédito oferecido 93.227.040
Crédito obtido -21.719.171
Fundo de maneio 10.334.074
Capital Circulante 113.674.815
Crédito oferecido
59,3%Stock
produtos fabricados
0,7%
Crédito obtido13,8%
Matérias-Primas18,2%
Quantitativo de produtos
em laboração
1,4%
Fundo de maneio6,6%
53
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
• Juros Intercalares
Capital Alheio: 60% do Investimento Total
Capital Próprio: 40% do Investimento Total
Taxa de Juro: Euribor a 12 meses, 3,92% + Spread 3%
• Investimento Total
Investimento
Capital
fixo
Corpóreo (custos directos) 122.297.934
Incorpóreo (custos indirectos) 48.055.625
Total 185.166.911
Capital circulante 113.674.815
Juros durante a fase de investimento 8.507.425
Investimento Total (€) 307.349.151
Incorpóreo (custos indirectos)
16,4%
Corpóreo (custos directos)41,8%
Juros durante a fase de
investimento2,9%
Capital circulante38,9%
54
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Estimativa dos Custos de Produção
• Custos Directos de Fabrico
Matérias-primas: Preço do óleo e hidrogénio, taxa de ocupação
Mão-de-obra de Fabrico, supervisão e Controlo: diferentes postos de trabalho e
número de trabalhadores necessários
Utilidades e Serviços
Manutenção: Desde 3% até 10% do Investimento Fixo Anual
Patentes e Royalties: 4% do Custo de Fabrico
Catalisador e solventes: vida útil de 1 ano
Fornecimentos Diversos: 15% da Manutenção
55
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Custos Indirectos de Fabrico 50% dos Custos de Mão-de-obra Total e de Manutenção
Custos Fixos de Fabrico Amortizações: Projecto (3 anos) + Equipamento (10 anos)+ Edifícios (25 anos) Seguros: 1% do Capital Fixo Impostos Locais: 1% do Capital Fixo Rendas: aluguer de 4,26 €/m2 para uma área industrial
Despesas Gerais Despesas de Administração: 40% da Mão-de-obra de Fabrico Serviços de Venda, Distribuição e Marketing: 5% do Custo de Produção Investigação e Desenvolvimento: 2% do Valor das Vendas Encargos Financeiros
56
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Depesas Gerais9,7%
Custos Indirectos0,9%
Custos Fixos1,1%
Custos Directos88,4%
Distribuição dos Custos de Produção
Os Custos Directos representam 88,4% dos Custos de Produção
57
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Hipóteses:
Custos Variáveis todos proporcionais
Preço Unitário de Venda constante
Qc = Ponto Crítico em Capacidade
CF = Custos Fixos = Custos Indirectos de Fabrico + Custos Fixos de
Fabrico – Amortizações + Despesas Gerais – Encargos Financeiros
P = Preço Unitário de Venda = 1282 €/ton
V = Custo Variável Unitário = Custos Directos de Fabrico
Método do Ponto Crítico
VPCFQc
58
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
0,0E+00
2,0E+08
4,0E+08
6,0E+08
8,0E+08
1,0E+09
0,0E+00 2,0E+05 4,0E+05 6,0E+05 8,0E+05
Q (ton/ano)
Cust
os/r
ecei
tas t
otai
s (€/
ano)
RT
CTQ
C Variaveis
C Fixos
Qc= 328430 ton ano-1 < Produção Anual de 800 000 ton ano-1
Processo Viável, boa margem de segurança59
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Análise de Rentabilidade
Cash Flow
Cash Flow de Exploração = Resultado Bruto – Imposto
Cash Flow de Investimento = Investimento Anual
Valor Residual = 5% do CEB + Valor dos Edifícios por amortizar + Terreno
Ano 2009 2010 2011 2012 - 2017 2018 2019 2020
CF (€/ano) -46.438.001 -260.911.151 196.410.953 173.602.558 - 172.324.294 170.215.636 168.106.978 183.263.794
60
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Critérios de Rentabilidade
Valor Líquido Actual (VLA):
in = Taxa de juro a pagar ao banco = 6,92%
id = Taxa de inflação = 2,6%
kacualizado iCFCF
)1(
1 1 4, 21%1
n
d
iii
Ano 2009 2010 2011 2012 - 2017 2018 2019 2020
Cf actualizado -48.393.285 -260.911.151 188.475.157 159.857.472 - 129.111.635 122.378.954 115.979.555 121.327.928
Cfacumulado actualizado -48.393.285 -309.304.436 -120.829.279 39.028.193 - 754.993.085 877.372.039 993.351.593 1.114.679.521
VAL>0, processo rentável 61
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Taxa Interna de Rentabilidade (TIR):
TIR = 54,3% > i = 4,21%
Ratios:
( ) 0,92Resultado LíquidoRentabilidade do Capital Própio RCPCapital Próprio
( ) 0,55Resultado LíquidoRentabilidade do Investimento ROIInvestimento
( ) 0,16Resultado LíquidoRentabilidade das Vendas RVValor das Vendas
( ) 5,84Valor das VendasRotação do Capital Próprio ERCapital Próprio
Investimento Favorável
62
Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Análise de Sensibilidade
Valor do Equipamento Base (€) VLA TIR
20% 40.561.176 1.045.256.088 47,1%10% 37.181.078 1.079.967.805 50,5%5% 35.491.029 1.097.323.663 52,3%0% 33.800.980 1.114.679.521 54,3%-5% 32.110.931 1.132.035.380 56,4%
-10% 30.420.882 1.149.391.238 58,6%
-20% 27.040.784 1.184.102.955 63,4%
Equipamento Base:
Valor do Óleo (€) VLA TIR20% 743 342.334.907 23,6%10% 681 728.507.214 40,0%5% 650 921.593.368 47,3%0% 619 1.114.679.521 54,3%-5% 588 1.307.765.675 61,0%-10% 557 1.500.851.829 67,4%
-20% 495 1.887.024.136 79,7%
Óleo de Soja:
Valor do Hidrogénio (€) VLA TIR20% 506 1.094.447.718 53,6%10% 464 1.104.563.620 53,9%5% 443 1.109.621.571 54,1%0% 422 1.114.679.521 54,3%-5% 401 1.119.737.472 54,5%-10% 380 1.124.795.423 54,6%-20% 338 1.134.911.325 55,0%
Hidrogénio:
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Utilidades:
Valor das utilidades (€) VLA TIR
20% 114.280.895 998.217.544 50,1%10% 104.757.488 1.056.448.533 52,2%5% 99.995.784 1.085.564.027 53,3%0% 95.234.080 1.114.679.521 54,3%-5% 90.472.376 1.143.795.016 55,3%-10% 85.710.672 1.172.910.510 56,3%-20% 76.187.264 1.231.141.498 58,3%
Valor do produto (€) VLA TIR
10% 1410 1.719.602.316 73,1%
5% 1346 1.417.140.919 64,0%
0% 1282 1.114.679.521 54,3%
-5% 1218 812.218.124 43,6%
-10% 1154 509.756.726 31,7%
Produto:
Parâmetros analisados por ordem de importância
Preço de venda do produto
Preço de compra do óleo de soja
Valor do equipamento base
Valor de utilidades
Valor do hidrogénio-
+
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Projecto de Engenharia Química II
Isomerização de Óleos Vegetais
Conclusões
Pela avaliação económica determinou uma TIR de 54,3% ;
O projecto é principalmente influenciado pelo preço de venda do green diesel e do
preço de compra do óleo de soja;
Mesmo com uma descida de 10% no valor do green diesel, o VAL mantém-se
positivo;
Uma optimização processual poderia ser alcançada com um detalhe maior do
flowsheet que por sua vez poderia repercutir-se numa redução dos custos totais; O projecto é economicamente rentável;
65