Proyecto de instalación de una planta para la obtención de oxigeno y nitrógeno a partir del aire usando membranas moleculares para su uso en la industria metalúrgica

Abstract

Se realizó el estudio a nivel de pre-factibilidad de la instalación de una planta de separación de oxígeno y nitrógeno a partir del aire usando membranas para ser instalado en una industria siderúrgica que es parte de la industria metalúrgica. El estudio se justifica por que actualmente las metalúrgicas compran dichos gases de empresas que lo producen por procesos criogénicos y tienen que trasladarlos desde Lima. En el Capítulo I se realizó el estudio de mercado para lo cual se analizó un análisis del consumo de nitrógeno y oxigeno de las dos siderúrgicas más grandes del Perú: SiderPeru y Aceros Arequipa. Se justifica por razones técnicas que la planta se ubicará dentro de la metalúrgica SiderPeru, en la ciudad de Chimbote. La capacidad de la planta será 81 Nm3/h, lo que representa un sobre diseñó en base a lo requerido de cerca de 30%. En el Capítulo II se realizó el estudio de Ingeniería del Proyecto. Se evaluaron las condiciones tecnológicas del proceso de separación del aire en nitrógeno y oxígeno utilizando membranas. El proceso seleccionado privilegia la obtención de nitrógeno de 99.5% de pureza. El oxígeno se obtiene como subproducto con una pureza de cerca de 80%. Se presenta el balance de masa y de energía para la operación de la planta, así como la descripción de los principales equipos de proceso como su distribución. La energía que se consumirá es básicamente para mover los compresores de aire alimentado (1889 kW) y de nitrógeno producto (814 kW). Finalmente en el Capítulo IV se realizó el estudio Económico-Financiero. Se estableció que la inversión total del proyecto será de 2’157’310dólares. El costo de producción de nitrógeno de 99.5% será de 0.0023 dólares pie cubico. A precio bastante menor que el mercado se obtuvo una tasa de retorno sobre la inversión de 87.83%, un periodo de recuperación del dinero de 1.14 años y un punto de equilibrio de 14.17%. Se concluye finalmente que el proyecto es factible desde el punto de vista de mercado, técnico y económicamente, por lo que se recomienda su instalación.