Informe II Mercado Urea

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INFORME II Integrantes: Juan Carlos Montes Cala Maira Alejandra Arias Yessica Ivonne Serrano Lopez Manuel Ale. Ortegón Díaz Jhon Diego Uribe Rincón Paola Andrea Riaño Profesor: Ing. Diego Eleuterio Palacio Pérez. Asignatura:  Análisis de Proce sos. Tema: Mercado. Producto: Urea. Fecha: 03 de junio del 2014. Establecimiento: Escuela de Ingeniería Química Universidad Industrial De Santander Bucaramanga, Santander.

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    INFORME II

    Integrantes: Juan Carlos Montes Cala

    Maira Alejandra Arias

    Yessica Ivonne Serrano Lopez

    Manuel Ale. Ortegn Daz

    Jhon Diego Uribe Rincn

    Paola Andrea Riao

    Profesor: Ing. Diego Eleuterio Palacio Prez.

    Asignatura: Anlisis de Procesos.

    Tema: Mercado.

    Producto: Urea.

    Fecha: 03 de junio del 2014.

    Establecimiento: Escuela de Ingeniera Qumica

    Universidad Industrial De Santander

    Bucaramanga, Santander.

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    Introduccin

    Actualmente el mercado de los fertilizantes en Colombia es muy costoso debido a

    muchas controversias de los actuales mandatarios a la hora de invertir en la

    agricultura del pas que a su vez ignoran la gran importancia en el desarrollo a

    nivel educativo, salud, ambiental, militar y econmico.

    La agricultura es una prioridad de todos los pases del mundo gracias a que este

    sector puede combatir el hambre mundial y la escasez de recursos de tierras

    inertes las cuales no se pueden obtener nada a la hora de cosechar por falta de

    nutrientes. Por lo general algunas de estas Tierras o terrenos son manejados con

    fertilizantes para obtener los nutrientes especiales los cuales ayudan al

    crecimiento del cultivo a la necesidad que se encuentre.

    Otros pases tecnolgicos han utilizado fertilizantes de tipo atmico, los cuales son

    obtenidos por procesos nucleares entre ellos tenemos los isotopos de cobalto-60

    el cual permite dar mayor vida til al producto a la hora de ser transportado en

    distancias grandes y tambin obtener cosechas libres de plagas y ptimas para

    su consumo humano.

    En este informe se detalla como es el comportamiento del comercio de la Urea a

    nivel nacional y mundial que nos permitir en encontrar la capacidad mxima de la

    planta que se piensa instalar en la ciudad de Barrancabermeja.

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    1. Producto

    La urea es el fertilizante nitrogenado slido ms concentrado y se presenta en

    forma prilada de color blanco, con grnulos muy duros y sin poros para evitar la

    accin de la humedad.

    El nitrgeno ureico que contiene debe sufrir el proceso de nitrificacin para ser

    asimilable por el cultivo y, este proceso, depende enormemente del suelo y las

    condiciones ambientales. En funcin de estos factores puede utilizarse tanto en

    sementera como en cobertera, para cualquier tipo de cultivos, usndose,

    preferentemente, en zonas ms clidas que aseguran un proceso ms rpido de

    transformacin.

    Si se emplea en sementera, la aplicacin deber llevarse a cabo con la antelacin

    necesaria para que el nitrgeno este disponible en el momento en que el cultivo lo

    requiera.

    Adems de su utilizacin directa como fertilizante nitrogenado simple, se emplea

    muy frecuentemente como materia prima para la elaboracin de abonos de mezcla

    o blendings junto al DAP y cloruro de potasio.

    Mercado Internacional.

    El perfil del mercado de la Urea en las monedas ms comunes como el Euro,

    Dlar Americano y el peso moneda local vara mucho, para empezar la moneda de

    peso colombiano tiene un aumento debido al consumo energtico lo que no

    permite tener fcil acceso al producto de la Urea debido a su elevado costo.

    En los resultados siguientes se pronostic en hoja2 de clculo de Excel (Anexo 01

    Archivo Digital) los precios de cada mes con su respectiva moneda a 10 aosobteniendo unos datos los cuales se importaron al software de computacin

    Matlab para un estudio estadstico y grafico aprovechando las herramientas de

    este software (Anexo 02 cdigo en Matlab 7.8.0_R2009a) y se observaron los

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    diferentes perfiles de cada moneda con respecto a la Urea, estos perfiles se

    obtuvieron con datos iniciales sacados del banco mundial1.

    Figura 1:Estudio del mercado Internacional de la Urea en Euros2.

    Figura 2: Perfil de la Urea con respecto al Dlar3.

    1http://www.indexmundi.com/es/precios-de-mercado/?mercancia=urea&meses=12

    2Autores grupo Urea.

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    Figura 3: Perfil del peso colombiano de la Urea con respecto al consumo

    Energtico4.

    En la figura 1 se detalla que la urea tiene un aumento lineal a partir de los 40

    meses equivalente al mes de julio del 2016 con pendiente positiva esto demuestra

    que la produccin de urea para estas fechas en adelante ser escasa y presentara

    un aumento en el costo del producto. La mayor frecuencia del costo se present

    en el intervalo que se aprecia en el histograma.

    En la figura 2 se detalla que la produccin de urea en amrica del norte es mayor

    lo cual indica una mayor demanda y disminucin de la oferta (costos), esto es un

    problema porque comenzaran a exportar a Europa debido a los precios bajos y

    obtener ganancias de otros pases europeos con respecto a su moneda(dlar).

    En la figura 3 demuestra como la produccin de Urea puede ser costosa en el pas

    debido al consumo energtico esto se debe a que la gran mayora de equipos en

    la industria de los fertilizantes necesita de energa elctrica para su

    funcionamiento lo cual en el pas las empresas generadoras de energa son pocas

    debido a que no tenemos fuentes de obtencin de esta por medios industriales, los

    3Autores grupo Urea

    4Autores Grupo Urea.

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    pases como EEUU, Europa y Asia gozan de este beneficio debido que tienen

    centrales nucleares quienes les provee esta fuente a costos muy bajos mientras

    que en el continente latinoamericano muy pocos pases tienen estos privilegios

    entre esos Colombia.

    Es grave el mercado de la Urea en Colombia por causa del consumo de energa y

    es una gran dificultad a la hora de mantener al mximo la produccin sin

    necesidad de realizar apagones consecutivos por causa de la luz para estos casos

    se necesita optimizar la integracin energtica en la planta de Urea para poder

    competir a nivel internacional.

    Mercado Nacional

    En la figura 4 se estudia los perfiles de la demanda, oferta y oferta efectiva de la

    urea, la figura 5 y 6 presenta la oferta y demanda de las materias prima en

    Colombia.

    Figura 4:Perfil de la demanda y oferta de la urea en Colombia5.

    5Autores Grupo Urea.

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    Figura 5:Demanda y Oferta del CO26.

    La figura 5 indica que en Colombia es rentable comprar el debido a que el

    tiempo nos indica que habr una demanda en aumento en 10 aos a precios

    baratos por lo cual es viable comprarla pero tocara observar donde sera ms

    barato el transporte para obtenerla.

    Figura 6:Perfiles Efectivos(Autores).

    6Autores grupo Urea; Datos del Dane.

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    En la figura 6 se analiza la demanda efectiva de las materia prima junto con el

    producto de manera simultanea con el tiempo se observa que las demandas de

    ambas materia prima estan muy por debajo de la demanda de Urea a nivel de

    colombia lo cual puede ser muy viable tocaria retomar un estudio de los medios de

    transporte y maquinas para la obtencion de un verdadero analisis ya riguroso

    donde involucre todas las variables y asi analizar de manera simultanea el

    comportamiento de los diferentes variables con respecto al tiempo.

    Seleccin de Equipos con Heuristica Computacional.

    La planta segn el diseo del primer informe de la tecnologia se mostro de la

    siguiente manera.

    Figura 7:Estructura de la planta de Urea de guia a optimizar7.

    Hysis nos proporciona los siguientes equipos los cuales nos ayudaran ha escoger

    el camino mas optimo para el proceso.

    7Chaparro, C., Desarrollo de despliegues de enclavamientos de seguridad en calderas generadoras de vapor. Facultad

    de Ingeniera Qumica, Simn Bolvar, Caracas (2009)

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    Figure 8:Bombas para el NH3.

    Se necesita las sgts variables para el diseo.

    Figura 9:Especificaciones de la bomba la cual se consigue en catalogos.

    Pero antes de Ingresar el amoniaco a la bomba es necesario realizar un

    enfriamiento del mismo, por lo general siempre mantiene ha 35C y es necesario

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    remitirlo a la bomba ha temperaturas de 25C, para esto es necesario un enfriador

    el cual se disea de la siguiente manera.

    Con las siguientes especificaciones encontradas en los respectivos catalogos

    industriales.

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    Todos los equipos se pueden conseguir con Hysis el cual nos proporciona una

    proyeccion de la planta como tal.

    Capacidad de la Planta.

    La capacidad de la planta se determino mediante la siguiente tabla de valores, el

    calculo computacional se encuentra anexado en la forma de entrega digital.

    Esta capacidad se encuentra extrapolada hasta el 2023 y se obtuvo mediante la

    demanda y oferta del amoniaco ,CO2, Urea. Se anexa las tablas.

    Ubicacin

    La planta sera ubicada en la ciudad de Barrancabermeja para mayor obtencion

    rapida de la materia prima y asi evitar costos altisimos de transporte.

    Conclusiones

    Se espera en el proximo informe tener resultados concretos de la tuberia y

    digramas P&D,PFD,BFD del proceso y asi determinar la cantidad de terreno ha

    utilizar de la planta dependiendo del numero de equipos y torres de

    almacenamiento.

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    Anexos: TABLAS DE EXCEL CALCULO DE LA CAPACIDAD DE LA PLANTA

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    }

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    Anexos:

    Cdigo de Perfiles Internacionales Matlab 7.8.0 (R2009a)

    %% Grafico de los perfiles de las diferentes monedas.%% Datos extraidos de excel

    %% Archivo: D:\Cursos de Ciencia e Ingenieria UIS\Analisis deprocesos\Planta Piloto_UREA%% \Capacidad Urea_Informe II_Calculos.xlsx%% Nombre: Juan carlos Montes Cala..%% Graficas Algoritmo.clear allclose allclcformat short

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    meses=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e Ingenieria UIS\Analisis deprocesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_InformeII_Calculos.xlsx','Hoja2','A7:A136');Euros=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e Ingenieria UIS\Analisis deprocesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_InformeII_Calculos.xlsx','Hoja2','D7:D136');pesos=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e Ingenieria UIS\Analisis deprocesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_InformeII_Calculos.xlsx','Hoja2','E7:E136');Dolares=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e Ingenieria UIS\Analisis deprocesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_InformeII_Calculos.xlsx','Hoja2','F7:F136');figure(1)%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%subplot(1,2,1)plot(meses,Euros,'*r')hold onplot(meses,Euros,'b')grid ontitle('Euros por Tonelada Urea')

    xlabel('numero de meses')ylabel('Precio Euro[Ton]')legend('Puntos','Perfil Precios')

    subplot(1,2,2)hist(Euros)title('Histograma Costo Urea Euros')xlabel('Costo')ylabel('Frecuencia')%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%figure(2)subplot(1,2,1)plot(meses,pesos,'*g')

    hold onplot(meses,pesos,'b')grid ontitle('Pesos por BTU Urea')xlabel('numero de meses')ylabel('Precio Pesos[BTU]')legend('Puntos','Perfil Precios')

    subplot(1,2,2)hist(pesos)title('Histograma Urea Pesos')xlabel('Precios')ylabel('Frecuencia')

    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%figure(3)subplot(1,2,1)plot(meses,Dolares,'*b')hold onplot(meses,Dolares,'r')grid ontitle('Dolares por Ton Urea')xlabel('numero de meses')

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    ylabel('Precio Dolar[Ton]')legend('Puntos','Perfil Precios')subplot(1,2,2)hist(Dolares)title('Histograma Urea Dolares')xlabel('Precio[Dolares]')ylabel('Frecuencia')%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    Anexos.

    Cdigo para Obtener Perfiles Nacionales en Matlab 7.8.0 (R2009a)

    %% GRAFICO DE PERFILM DE DEMANDA Y OFERTA.%% Datos extraidos de excel%% Archivo: D:\Cursos de Ciencia e Ingenieria UIS\Analisis deprocesos\Planta Piloto_UREA

    %% \Capacidad Urea_Informe II_Calculos.xlsx%% Integrantes: Juan carlos Montes Cala..%% Maira Alejandra Arias%% Yessica Ivonne Serrano Lopez%% Manuel Alejandro Ortegon Diaz%% Jhon Diego Uribe Rincon%% Paola Andrea Riao%% Graficas Algoritmo.clear allclose allclcformat shortyear=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e Ingenieria UIS\Analisis deprocesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_Informe

    II_Calculos.xlsx','Hoja1','A17:A35');Demanda_Toneladas_Urea=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e IngenieriaUIS\Analisis de procesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_InformeII_Calculos.xlsx','Hoja1','D17:D35');Oferta_Toneladas_Urea=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e IngenieriaUIS\Analisis de procesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_InformeII_Calculos.xlsx','Hoja1','F17:F35');Demanda_Efectiva=Demanda_Toneladas_Urea-Oferta_Toneladas_Urea;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Materia Prima CO2 and Amoniaco Liquido.%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%UIS=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e Ingenieria UIS\Analisis deprocesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_Informe

    II_Calculos.xlsx','Hoja1','L17:L35');Demanda_Toneladas_CO2=abs(UIS);Oferta_Toneladas_CO2=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e IngenieriaUIS\Analisis de procesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_InformeII_Calculos.xlsx','Hoja1','J17:J35');Demanda_Efectiva_CO2=abs(Demanda_Toneladas_CO2-Oferta_Toneladas_CO2);Demanda_Toneladas_NH3=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e IngenieriaUIS\Analisis de procesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_InformeII_Calculos.xlsx','Hoja1','R17:R35');

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    Oferta_Toneladas_NH3=xlsread('D:\Cursos de Ciencia e IngenieriaUIS\Analisis de procesos\Planta Piloto_UREA\Capacidad Urea_InformeII_Calculos.xlsx','Hoja1','P17:P35');Demanda_Efectiva_NH3=abs(Demanda_Toneladas_NH3-Oferta_Toneladas_NH3);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Graficacion. :)figure(1)subplot(2,2,1)hist(Demanda_Toneladas_CO2)title('Histograma de Ton CO2')xlabel('Toneladas CO2')ylabel('frecuencia')grid on%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%subplot(2,2,2)plot(year,Demanda_Toneladas_CO2,'r*')hold onplot(year,Demanda_Toneladas_CO2,'b')title('Demanda _ Toneladas de CO2')xlabel('year')

    ylabel('Tonelada CO2')grid on%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%subplot(2,2,3)hist(Oferta_Toneladas_CO2)title('Histograma de Ton CO2')xlabel('Toneladas CO2')ylabel('frecuencia')grid on%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%subplot(2,2,4)plot(year,Oferta_Toneladas_CO2,'r*')hold onplot(year,Oferta_Toneladas_CO2,'b')title('Oferta _ Toneladas de CO2')xlabel('year')ylabel('Tonelada CO2')grid on%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%figure(2)plot(year,Demanda_Toneladas_Urea,'r')hold onplot(year,Demanda_Toneladas_Urea,'b*')hold onplot(year,Oferta_Toneladas_Urea,'b')hold onplot(year,Oferta_Toneladas_Urea,'r*')

    hold onplot(year,Demanda_Efectiva,'g')hold onplot(year,Demanda_Efectiva,'y*')grid onlegend('Perfil _ D','Puntos _ D','Perfil _ O','puntos _ O','Perfil _DE','Puntos _ DE')title('Perfiles Economicos')xlabel('tiempo en years')ylabel('Toneladas')

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    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%figure(3)plot(year,Demanda_Efectiva_NH3,'r')hold onplot(year,Demanda_Efectiva_CO2,'b')hold onplot(year,Demanda_Efectiva,'g')title('Perfiles de Urea _ NH3 _ CO2')xlabel('tiempo en year')ylabel('Toneladas')grid onlegend('D _ E de NH3','D _ E de CO2','D _ E _ Urea')

    Anexos Tablas de Calculo en formato Digital Excel y Archivo.m de Matlab de

    ambos algoritmos.