Universidad Autónoma de Santo Domingo

UASD

Nombres:

Darileidy florentino Sánchez

Matricula:

100479290

Materia:

Diseño de plantas

Tema:

Diseño de plantas de formol para Cánada

Docente:

Elsa acosta

Fecha:
14/03/2023
Índice

Resumen...............................................................................................................................................
Síntesis química....................................................................................................................................
En la producción de formaldehído a partir del metanol, la materia prima es el gas de síntesis
que se obtiene del metano...................................................................................................................
Introducción..........................................................................................................................................
Usos del formol.....................................................................................................................................
Efectos del formol.................................................................................................................................
Metodología..........................................................................................................................................
Estudio de mercado..............................................................................................................................
Producción y consumo..........................................................................................................................
Precio comercial..................................................................................................................................
Apariencia...........................................................................................................................................
Características Fisicoquímicas:...........................................................................................................
Propiedades químicas.........................................................................................................................
Formula molecular del CH20...............................................................................................................
Aplicaciones del FORMOL...................................................................................................................
Proceso en planta...............................................................................................................................
Interacciones entre ambos procesos..................................................................................................
Características de la planta.................................................................................................................
Viabilidad del proyecto.......................................................................................................................
Planta basada en catalizadores de plata............................................................................................
Planta basada en catalizadores de óxidos metálicos.........................................................................
Comparativa de ambas plantas..........................................................................................................
Desviaciones frente al proceso general..........................................................................................
Viabilidad económica..........................................................................................................................
Viabilidad legal....................................................................................................................................
Localización de la planta.....................................................................................................................
Elección de la localización...................................................................................................................
Resumen
A continuación, en este proyecto se realizar el diseño de planta de formol República
Dominicana para su exportación a hacia Canadá detallando desde la entrada de todos los
insumos hasta la elaboración del producto final y su exportación.

Durante la elaboración de este proyecto, se realizará un estudio de mercado para determinar y

definir los requisitos para la creación de esta planta; además de las distintas restricciones
comerciales y las barreras arancelarias.

Luego, este proyecto se enfocará en el proceso productivo, tomando en cuenta la debida

seguridad industrial donde se determinan los riegos, medidas de control y
manipulación/almacenamiento de las distintas materias primas, producto terminado y
residuos.

Con la debida organización y maquinaria, se presenta la ubicación de la planta; enfocándose en

la rentabilidad de construcción y su puesta en marcha, mediante análisis y estudio económico.
También, tomando en cuenta el impacto ambiental en la localización determinada, las
diferentes normativas aplicables a la operación de la planta, las legislaciones
medioambientales existentes y los diferentes planes de análisis o prevención de desechos o
impactos.

Finalmente, este proyecto busca abarcar cada especificación técnica, económica o financiera
de la producción del glicerol, desde balances de materia y energía hasta los diferentes análisis
de costos, que incluyen, la inversión, los costos de operación y los análisis de inversión; con el
objetivo de considerar si este proyecto es factible.
Síntesis química
La síntesis industrial del metanol se basa en la oxidación semiparcial del metanol
(H3COH) sobre catalizadores sólidos (óxidos de metales; habitualmente una mezcla de
óxido de hierro, molibdeno y vanadio) o la conversión de metanol en hidrógeno
elemental y formaldehído en presencia de plata elemental.

Pequeñas cantidades de formaldehído se liberan también en la combustión incompleta

de diversos materiales orgánicos como también en algunos inorgánicos como los
plásticos y los polímeros. Así se encuentran concentraciones importantes por ejemplo
en el humo de tabaco.

En la producción de formaldehído a partir del metanol, la

materia prima es el gas de síntesis que se obtiene del metano.

Metano Gas de síntesis Metanol Formaldehído

CH4 + H2O CO + 3 H2

3 CH4 + CO2 + 2 H2 4 CO + 8 H2

2 H2 + CO CH3OH

CH2OH + 1/2 O HCHO + H2O

CH3OH HCHO + H2
Introducción

Qué es Formol: Se conoce como formol o formaldehído al líquido incoloro, de olor

fuerte y desagradable, que consiste en una solución acuosa de formaldehído al 40%.
Su fórmula es "H2C=O", y se obtiene por oxidación catalítica del alcohol metílico.
El formaldehído fue descrito en 1859, por el químico ruso Aleksandr Butlerov (1828–
1886), con el nombre de “Dioxymethylen”, y fue en el año 1869, que August Wilhelm
von Hofmann, lo identifica tal como lo conocemos actualmente.
El término formol proviene del latín “formica”. Por parte de la Unión Internacional de
Química Pura y Aplicada, el formol recibe el nombre de metanal.

Usos del formol

Alguno de los usos que el individuo le otorga al formol, son los siguientes:
 El primero uso que el individuo le da el formol es la conservación de las
muestras biológicas, tejidos, y cadáveres frescos.
 En cuanto a las biopsias, se usa el formol para evitar el desarrollo en el tejido
de los cristales de formalina.
 El formol es un poderoso antiséptico, o desinfectante.
 Es utilizado en champú, productos de higiene femenina, cremas de baños,
como es el caso de la keratina, entre otros, para la conservación de los
productos cosméticos y capilares. También se usa para los alisados
permanentes.
 Fabricación de textiles libres de arrugas o desarrugados.
 Fabricación de papel, plásticos, resinas.
 Fertilizante.
 Pinturas

Efectos del formol

Ahora bien, a pesar de los diferentes usos que se le da al formol, este trae
contraindicaciones para la salud como:
 Daños oculares.
 Reacción alérgica en la piel.
 Irritación en la garganta.
 Asfixia.
 Intoxicación.
  Irritabilidad.
 Náuseas.
 Indigestión.
Estudios de la Organización Mundial de la Salud (OMS), ha concluido que “el
formaldehído provoca cáncer rinofaríngeo en el hombre.”

Metodología
En este proyecto estaremos observando la planificación de la planta de producción de
formol, veremos la ordenación sistemática de las tareas para lograr el objetivo,
pondremos en exposición y lo que se necesita hacer y cómo debe llevarse a cabo.
Estaremos observando la organización estratégica de ideas, materiales y procesos de
modo que se pueda conseguir el objetivo marcado.
Realizaremos un monitoreo y control del conjunto de actividades de gestión que
permiten verificar si el proyecto va marchando según lo planificado. Controlaremos el
avance del proyecto en su ejecución, compararemos el desempeño y mediremos los
resultados reales contra lo planeado, y revisaremos el comportamiento de los
indicadores de desempeño.

Luego veremos el cierre del proyecto que es la última etapa, cuando atemos los
últimos cabos sueltos, comunicaremos los resultados y se hará el análisis posterior con
el equipo. Teniendo en cuenta que el hecho de que hayamos logrado cumplir los
objetivos no implica que el trabajo esté terminado. Solamente con un proceso de
cierre claro, garantizamos que todas las tareas clave se hayan tachado de la lista de
pendientes antes de hacer el cierre oficial de todo el proceso.
Estudio de mercado

Antecedentes
En 1859, el químico ruso A.M. Butlerov intento, fallidamente, sintetizar el
formaldehido por primera vez, mediante la hidrólisis del diacetato de metileno.

Hacia 1898 A.W. Hofmann, sintetizó el formaldehido por la reacción del metanol y el
aire en presencia de un catalizador de platino (al poner en contacto una corriente de
aire cargada de alcohol metílico con un espiral de platino incandescente).

En el año 1886 Loew, inventó el método de obtención de metanal con catalizador de

cobre, y en 1910 Blank patentó el procedimiento del catalizador de plata.

La producción industrial comenzó en Alemania en 1888 y en EEUU en 1901. Sin

embargo, la producción se hizo solamente en escala limitada, antes que, aparecieran
las resinas fenólicas comerciales en 1910.

Al final de la segunda guerra mundial, en Estados Unidos se producía el 20% del

formaldehído en fase gaseosa por oxidación no catalítica del propano y del butano.
Este proceso, producía un amplio espectro de co-productos que, requerían un costoso
proceso de separación, por lo que el proceso a partir del metanol resultó
predominante.
La producción y el comercio del formaldehido en el mundo han ido variando conforme el
paso del tiempo. Así, en 1998, los mayores productores eran Europa (32%), Estados Unidos
(30%) y Japón (8%), mientras que en la actualidad el mayor productor mundial es China,
seguida de Europa y EEUU.

Según estudios recientes, a principio de 2006 existían en China 300 industrias productoras
de formaldehido con una capacidad total de 11 millones de toneladas al año y un consumo
de 6-7 millones de toneladas. Se ha observado que en el año 2009 China ha tenido una
sobreproducción de formaldehido, exportándose todo el producto sobrante a distintos
países.

En cuanto a EEUU, sobre el 75% del formaldehido producido se destina a la producción de

resinas para maderas laminadas y conglomeradas. En EEUU en el año 2000 el formaldehido
era el compuesto químico número 26 en volumen de producción (Wittcoff et al., 2002).
Existían en EEUU 40 plantas que producían formaldehido, y 11 en Canadá en 2006.
Alrededor de dos terceras partes de los productos de madera manufacturados en EEUU se
exportan a otros países.

El crecimiento del mercado en EEUU se predijo que sería del 1% al año hasta 2010 de
acuerdo con ICB Americas (el estudio es de 2007), creciendo la demanda en los EEUU de
4,76 millones de toneladas en 2006 a 4,96 millones de toneladas en 2010.

En la siguiente tabla se puede observar la producción de formaldehido en el año 2003

(véase como había aumentado la producción del año 2003 al 2006 (el dato anteriormente
citado de 4,76 millones de toneladas)):

la mayor parte de la producción de formaldehido se destina a las resinas de urea-

formol y fenol-formol, y otros compuestos importantes son las resinas MDI (resinas
muy novedosas que se usan en la industria automovilística) y las resinas melanina-
formol.

En cuanto a Europa, al ser un mercado maduro, los crecimientos son bajos (un 2% al
año), pero en zonas del Este de Europa los crecimientos son del 5% y en Rusia del 7% al
ser mercados recientes.

Las principales empresas productoras de formaldehido en el mundo son:

• Hexion, multinacional que posee varias plantas en el mundo (en Europa posee
una fábrica en Rotterdam, Países Bajos, y tiene otras fábricas en Australia,
Latinoamérica, Asia y Norteamérica).
• Borden, EEUU
• DuPont, EEUU
• Perstorp, Suiza
• Hoechst Celanese, EEUU
• Georgia Pacific, EEUU
• Degussa, Alemania

Hexion, por ejemplo, anunció en 2006 que sus ventas de formaldehido aumentaron un
17% sobre las del año 2005.
Hablando ya sobre España, en todo el territorio español no existe ninguna gran
empresa o industria que produzca grandes cantidades de formaldehido. Esto es así
porque o bien las empresas que existen son muy pequeñas (por lo que su producción
de formaldehido es baja) o el formaldehido que producen lo obtienen como producto
intermedio.

Aproximadamente la cuarta parte del formaldehido necesario en España es

suministrado por las empresas del territorio español, pero las otras tres cuartas partes
deben ser importadas. Aun así, parte del formaldehido producido se exporta, pero su
cantidad es muy pequeña.

El total de importaciones en España en el año 2009 ascendió a 214365 Tm (la planta

diseñada, al poseer una producción de 22000 Tm aliviaría aproximadamente un 10%
de dicha deuda), con un coste de 190.704 millones de €

Producción y consumo
A nivel mundial
A nivel mundial, Asia, y Estados Unidos son los principales productores de
formaldehido, el cual, en su mayoría, está destinado al consumo interno. Siendo el
principal destino las siguientes:
 60
50
40
30
Porcentaje %

20
USA
10 Europa
0 Japon
ea as in
a al ol TA ro
s
Ur lic et hr ot
o no le an lia
c
ry
t HM
tip fe m po tae
a o o o n
esin a tip tip tip Pe
a a
R sin sin sin
Re Re Re

En relación con el consumo de MeOH, estadísticas del IPA indican que hacia el año
2013 el principal destino de este se encontraba en la síntesis de Biodiesel desplazando,
así, a la producción de formaldehido e MTBE.

500000
450000
400000
350000
300000 Importación
250000 Producción
200000 Exportación
150000
100000
50000
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Derivados Metanol(2013)
70
60
Porcentaje(%)

50
Biodiesel FORMALDEHÍDO MTBE
40
30 TAME Otros

20
10
0
 60
50
40
30
Porcentaje %

20
USA
10 Europa
0 Japon
ea as in
a al ro
l
TA ro
s
Ur lic et th ot
o no le an liac y HM
tip fe m po er
a o o o nta
esin a tip tip tip Pe
a a
R sin sin sin
Re Re Re

La información anterior hace referencia al metanol, materia prima, con respecto al

formaldehido en república dominicana, se puede decir que casi en su totalidad, este es
producido en el país y poco se importa o exporta en relación con la producción, y esto
se debe a las dificultades existentes en el manejo de este compuesto.

45000
Cantidad FORMALDEHÍDO (t)

40000
35000
30000
25000 Importación
20000
Producción
15000
Exportación
10000
5000
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Años

1800
Cantidad FORMALDEHÍDO

1600
1400
1200
1000
800
(t)

600 Importación
400 Exportación
200
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Años
El formaldehido se destina para las siguientes activadas y/o productos:

Resinas Industria del cuero Industria Química

Desinfección Textil Varios
77

8 8
2 2 3

Precio comercial
El precio comercial del formol puede variar según la unidad que requiera el cliente por
ejemplo:
 Precio estimado de Formol (formaldehído 37%) 5.25 USD por Galón
 Precio estimado de FORMOL 37 1 USD por Kilogramo
Apariencia
Características Fisicoquímicas:

Propiedades físicas:
-Estado de agregación: Gas
-Apariencia: Incoloro
-Densidad: 820 kg/m3; 0,82 g/cm3
-Masa molar: 30, 03 g/mol
-Punto de fusión: 181 K (-92°C)
-Punto de ebullición: 252 K (-21 °C)

Propiedades químicas
-Solubilidad en agua: 40% v/v de agua a 20 °C

Formula molecular del CH20

Aplicaciones del FORMOL

El formaldehido en sí mismo no tiene aplicaciones, excepto la de conservante de

tejidos (en medicina se usa ampliamente, aunque sólo se usa un 1% del formaldehido
producido mundialmente para dicho propósito). En cambio, posee muchas
aplicaciones en cuanto a elaboración de otros productos que sí son útiles.

Así, el formaldehido que se obtiene en la planta puede ser usado en multitud de

aplicaciones, como son la obtención de resinas, adhesivos, desinfectantes, fertilizantes,
jabones y detergentes, vacunas, medicinas, etc. y por industrias, en la industria textil y
del cuero, farmacéutica, cosmética, maderera, papelera, del corcho, de fertilizantes,
eléctrica y electrónica, etc.

La principal aplicación del formaldehido es la obtención de resinas que se usan

ampliamente en la industria papelera, del corcho, maderera y de adhesivos. Dicha
resina tiene como uso principal el ser aglutinantes de partículas o porciones de
material (es decir, actúan como adhesivos). Así aglutinan las cadenas de celulosa para
la formación de papel, las partículas de madera para formar conglomerados, las
láminas de madera para formar laminados y trozos de corcho para obtener corchos de
diferentes formas y volúmenes.

Las resinas son polímeros termoestables (son duros y rígidos, pero no se pueden volver
a moldear usando un aumento de la temperatura) que se producen por la reacción
directa del formaldehido con otra sustancia. Las resinas se nombran a partir de las
sustancias de las que parten; así los tres tipos básicos de resinas son las resinas urea-
formol, las resinas fenol-formol y las resinas melanina-formol.

 Resinas urea-formol: estas resinas se suelen usar como elementos de moldeo,

siendo la aplicación principal la destinada a la industria maderera (para la
obtención de madera terciada). Además, se usa en la industria eléctrica y
electrónica.
 Resinas fenol-formol: estas resinas también se suelen usar como elementos de
moldeo, siendo la aplicación principal la destinada a la industria maderera (para
la obtención de madera laminada). También se suele usar en la industria
papelera y del corcho.
 Resinas melanina-formol: estas resinas se suelen usar también como elementos
de moldeo, pero su distribución es menor que las dos anteriores.
El empleo de dichas resinas presenta numerosas ventajas:
 - Se usa unos componentes que antes se desechaban (virutas de madera),
aumentando así la rentabilidad de las empresas madereras.
- Además, al aprovechar dichos componentes, se reducen los efectos ambientales (no
se llevan a vertedero, sino que se reutilizan, que es uno de las principales medidas
de conservación del Medio Ambiente).
- Se reduce el precio de la madera y derivados (mobiliario, accesorios del hogar,
parqué y similares, etc.) para la gente de a pie, provocando un aumento de las
ventas y del comercio.
- La calidad de la madera se unifica y se refuerza (maderas blandas como el abedul, el
chopo, etc. se pueden usar ahora perfectamente debido a que las resinas, además
de actuar como aglutinantes, aumentan la resistencia mecánica).
- Al aprovechar las virutas, la cantidad de árboles a talar se reduce para obtener la
misma cantidad de objetos de madera (las maderas macizas se suelen comercializar
más caras que las maderas laminadas o conglomeradas. Existen muchos muebles
que usan solo un tipo de madera, pero gran parte del mobiliario combina ambas
maderas. Así la parte a la vista suele ser de madera maciza, y la parte oculta
(mecanismos de abertura de mesas plegables, armazón de camas, etc.) es de
conglomerado y laminado al poseer prácticamente las mismas propiedades y ser
más barato).

Además de la obtención de resinas, otra aplicación importante del formaldehido es como

desinfectante, bactericida y fungicida. Debido a esta característica se usa ampliamente
como desinfectante en diferentes campos, como son en la sanidad (mascarillas, guantes,
etc.), en actividades agrícolas y ganaderas, en la industria textil (en la fabricación de ropa
interior), etc. Para esta finalidad se puede usar puro (aunque no es lo más habitual) o
mediante sustancias derivadas de éste.

Además de estas aplicaciones se usa en vacunas (de la difteria, de la poliomielitis y de la gripe),

en la industria textil para la obtención de ropa que no se arruga, en la obtención de placas de
rayos X, en la obtención de papel fotográfico, en la fabricación de fertilizantes, como
conservante de la madera y el cuero, en la obtención de plásticos para la industria electrónica
y para la industria automovilística, en la industria de moneda y timbre para la obtención de
billetes, etc.

Proceso en planta

se obtiene en formaldehido, que es tanto el producto del presente Proyecto Fin de Carrera
como el producto principal de toda la planta en su conjunto.
En las siguientes figuras se puede observar el esquema básico de ambas líneas (no se han
incluido los equipos auxiliares, ni equipos de impulsión de fluidos ni intercambiadores de
calor).

Figura 1.1. Proceso simplificado de obtención de metanol a partir de gas natural

Figura 1.2. Proceso simplificado de obtención de formaldehido a partir de

metanol

El proceso se inicia con el suministro de gas natural que es mezclado con vapor de agua, y
dicha mezcla se comprime y se calienta hasta unas condiciones adecuadas para que dichas
sustancias reaccionen formando gas de síntesis (CO y H2). Para dicha reacción, al ser
endotérmica, se necesita un aporte de calor continuo, por lo que existe un generador de
gases calientes (alimentado con gas natural) que envía dichos gases a la carcasa del reactor
para su calefacción. Dichos gases se producen al llevarse a cabo la combustión del gas
natural con el aire atmosférico.

En dicho reactor circula por la carcasa los gases calientes, y por los tubos reacciona la
mezcla de agua y gas natural. Los gases producidos en la combustión, después de ser
acondicionados, se emiten a la atmósfera.
Posteriormente al paso de la mezcla por el reactor, se produce una recirculación parcial de
dicha corriente, y la mayor parte de ella se enfría y acondiciona para llegar a un absolvedor.

La reacción del agua y el gas natural, además de no ser completa, posee una reacción
paralela no deseada, siendo el producto de esta reacción el CO2 y el hidrógeno. Debido a
que el CO2 es perjudicial para procesos posteriores, se debe eliminar. Para ello se usa una
columna de absorción donde la corriente de salida del reactor se pondrá en contracorriente
con una corriente de agua con sosa. Dicha corriente líquida será la responsable de la
captación del CO2.

Posteriormente, la corriente gaseosa para por una membrana donde se dividirá el CO y el

H2. Ambas corrientes se enviarán a depósitos esféricos donde se almacenarán,
comercializándose parte del hidrógeno almacenado debido a que se encuentra en exceso
con respecto al CO para la consecución de la siguiente reacción.

Las corrientes de CO e H2 se mezclan en una determinada proporción y se acondicionan

para entrar en un reactor donde se producirá la conversión de ambos en metanol. Dicha
corriente de metanol se enfriará y se pasará por un condensador donde el metanol
condensará saliendo como líquido del proceso, y la parte gaseosa de la corriente será
recirculada otra vez al reactor.

El metanol se almacenará en depósitos, y parte se comercializará, pero otra parte será enviada
al segundo proceso, donde se obtendrá el formaldehido.

Así, ese metanol que se destina a la producción de formaldehido se mezcla con el aire
atmosférico y se calentará para alimentar un reactor donde el metanol y el oxígeno del aire
reaccionarán obteniéndose formaldehido. Dicha corriente de salida del reactor se enfriará y
se mandará a un absolvedor.

El formaldehido es un gas a temperatura ambiente, pero en contacto con el agua reacciona

formando metilenglicol, que es un compuesto muy soluble en agua. Por ello se usa la
columna de absorción, donde la corriente gaseosa de salida del reactor se pone en contacto
en contracorriente con una corriente líquida formada por agua y formaldehido disuelto.
Dicha corriente líquida será la responsable de captar el formaldehido gaseoso. La corriente
gaseosa de salida del absolvedor será enviada a antorcha.

Después de haber sido captado el formaldehido por la corriente líquida, dicha corriente se
enfría (la reacción entre agua y formaldehido es exotérmica) y se recircula parcialmente al
absolvedor. Esa corriente que se va a recircular, se mezcla con agua fresca previamente a su
entrada al absolvedor.

La parte de la corriente no recirculada se enviará a un mezclador con agitación, donde se le

adicionará agua a la disolución para alcanzar la concentración deseada de formaldehido en
agua. Finalmente, la mezcla de agua y formaldehido se envía a unos depósitos de
almacenamiento para su posterior distribución y venta.

El proceso diseñado en el presente Proyecto Fin de Carrera será explicado con mucho mayor
detalle durante todo el documento de los que consta.

Interacciones entre ambos procesos

Al estar ambos procesos citados anteriormente integrados en una misma planta química,
surgen una serie de interacciones entre ellos.

La primera interacción que surge es que la materia prima del proceso en estudio (metanol)
es suministrada por el proceso antecedente. Por tanto, las características del metanol son
tanto aptas para su venta como para la producción de formaldehido. En el presente
Proyecto Fin de Carrera se considera el metanol como materia prima, pero hay que recordar
que en la planta en su conjunto el metanol es un producto que se vende, y la otra parte se
destina a la producción de formaldehido en el proceso en estudio en el presente PFC).

Por tanto, este vapor se transferido de un proceso a otro para la aplicación de diferentes
funciones, por lo que las características de dicho vapor (caudal, temperatura, presión, etc.)
se conservan al transportarse de un proceso a otro.

Al estar integrados ambos procesos en una planta química, existen características y cuestiones
que son comunes a ambos procesos.

Entre ellas se encuentra la localización de la planta. Así, al realizarse la elección de la ubicación

de la planta se han tenido en cuenta cuestiones referentes a ambos procesos (materias primas,
productos, riesgos y seguridad, logística y comunicaciones, etc.

Características de la planta

En este apartado se expondrán las características generales de la planta.

La planta en estudio se encontrará localizada en el municipio de Haina, provincia San

Cristóbal, estando enfocada la producción a la fabricación de formaldehido al 37% en
agua, aunque se comercializarán como productos intermedios hidrógeno y metanol. La
materia prima empleada es el gas natural proveniente de los gaseoductos que existen
por la zona.
La planta en estudio funcionará durante 330 días al año, 24 horas cada uno de dichos
días. Por tanto, el periodo de parada se prolongará durante un mes aproximadamente
(30 días y 5 días para puesta en marcha).

Debido al horario de la planta habrá puestos de trabajo que estarán divididos en

turnos, así existirán para dichos puestos tres turnos distintos (mañana, tarde y noche)
de 8 horas laborables diarias cada uno. En cambio, existirán otros puestos de trabajo,
debido a la no necesidad de presencia en la planta en todo momento, que serán de un
solo turno en horario partido o continuo de 8 horas diarias (el modelo de horario de
dichos puestos será escogido por la Dirección de la planta).
En los puestos de trabajo que están por turnos se encuentran los operarios de proceso
y producción, los operarios de mantenimiento, los técnicos de control y el médico de la
empresa, además de los encargados de los turnos (habrá 4, uno por turno y uno de
reserva).

En cuanto a los puestos de trabajo con un turno diario se encuentran los puestos
directivos (Dirección general, gerente, jefe/a de producción, jefe/a de personal, jefe/a
de mantenimiento, jefe/a de ingeniería y diseño, jefe/a de control, y jefe/a de calidad y
medio ambiente), los técnicos de seguridad (2 técnicos superiores en prevención de
riesgos laborales y 2 de rango intermedio que formarán el servicio de prevención
propio), los operarios de administración, ingeniería, compras, almacén, calidad-medio
ambiente, laboratorios y secretarios/as.

El resto de puestos de trabajo serán adquiridos mediante subcontratas, becarios y

alumnos en prácticas y otros métodos. Entre los puestos de trabajo que ocuparán
dichas contratas ajenas a la empresa se encuentran los encargados de limpieza de los
edificios, transportistas, seguridad de la planta, operarios de proceso y producción,
personal contra incendios, personal contratado para el periodo de parada y puesta en
marcha, etc.

En cuanto a los puestos para becas y prácticas en empresas se ofertarán dependiendo

de la necesidad en las siguientes áreas: laboratorios, seguridad, compras y gerencia,
control, calidad-medio ambiente, administración, ingeniería, y proceso.

En total existirán 100 puestos de trabajo fijos en la planta, llegando a 150 trabajadores
contando con los puestos ocupados por subcontratas y personal de prácticas y
becarios. En periodo de parada dicha cifra de puestos puede alcanzar los 200
trabajadores.

La planta buscará la acreditación por la serie de normas ISO 9000 (Calidad) y 14000
(Medio Ambiente), y cumplirá todos los requisitos legales de la Ley 31/95 de
Prevención de Riesgos Laborales. Para ello poseerá las necesarias medidas de
seguridad (contra incendios y contra fugas debido a las inflamabilidad y toxicidad de
algunas sustancias químicas usadas), de higiene industrial, ergonómicas y
psicosociales, y de vigilancia de la salud; medidas de calidad del producto y servicios, y
de gestión de la producción; medidas de evaluación de impacto ambiental y las
medidas de disminución de dicho impacto, medidas de gestión de residuos, de
vigilancia del entorno natural, etc.
Por último, al comercializarse tres productos distintos (hidrógeno, metanol y
formaldehido), la planta es muy versátil, pudiéndose adaptar fácilmente a las
necesidades del mercado. Además, los tres productos son muy demandados y tienen
muchas aplicaciones, lo que facilita enormemente la labor de venta.

Viabilidad del proyecto

Viabilidad técnica

El tipo de proceso que se va a usar en la planta se decide básicamente escogiendo el tipo de

catalizador que se va a usar. Así, dependiendo de qué clase de catalizador se use, la planta
poseerá una estructura u otra.

Proceso y alternativas al proceso

Como se dijo anteriormente, dependiendo del catalizador la estructura de la planta cambia.

Así, existen dos tipos básicos de planta:

1. Plantas en las que se usan catalizadores de plata en la reacción

2. Plantas en las que se usan catalizadores de óxidos metálicos en la reacción

La primera de ellas es el primer tipo de planta industrial para la obtención de formaldehido

que se empleó, siendo la segunda el tipo de planta que se ha desarrollado más
recientemente. Debido a que las plantas basadas en catalizadores de plata son más
complejas y necesitan más equipos, las nuevas plantas que se construyen para la
producción de formaldehido son plantas basadas en catalizadores de óxidos metálicos. A
pesar de ello, las plantas basadas en catalizadores de plata son más versátiles que sus
homónimas, pero no suele ser motivo suficiente para que las empresas apuesten por la
construcción de este tipo de plantas.
Aun así, aproximadamente el 30% de las plantas de producción de formaldehido siguen
basándose en catalizadores de plata, siendo el restante porcentaje las plantas basadas en
catalizadores de óxidos metálicos.

Se verá ahora el esquema general de cada una de esas plantas.

Planta basada en catalizadores de plata

El esquema básico de las plantas basadas en catalizadores de plata se puede observar a
continuación:

Gases de la torre
de absorción Agua
Agua de
proceso
vapor
vapor
vapor
Catalizador
de planta

vapor Agua vapor

Aire
Agua Formaldehido
Agua
Metanol
Esquema del proceso de obtención de formaldehido por catalizadores de plata

En el diagrama del proceso se observa cómo se mezcla la corriente de metanol con aire
atmosférico y se aprovecha para vaporizar la mezcla resultante mediante un intercambio de
calor con vapor de agua. Toda la mezcla, ya en estado gaseoso, entra en el reactor donde se
encuentra contenido el catalizador de plata, y es allí donde se produce la reacción con un
rendimiento no demasiado alto. Ya obtenido el formaldehido, se absorbe éste y el metanol
remanente en un absolvedor con agua de proceso. Como el porcentaje de metanol es
demasiado elevado debido a la baja conversión del reactor, se lleva la corriente resultante
del absolvedor a una torre de destilación donde se obtiene por colas el formaldehido con las
condiciones esperadas. El metanol que sale por cabeza de columna se recircula al mezclador
que se encuentra antes del reactor para minimizar pérdidas de reactivo.

Planta basada en catalizadores de óxidos metálicos

El esquema básico de una planta de formación de formaldehido basada en catalizadores de
óxidos metálicos es:
 Gases de la torre
de absoción

Aire
Esquema del proceso de obtención de formaldehido por catalizadores de óxidos Agua de
metálicos
proceso
vapor
En el diagrama se puede observar como la corriente de metanol es mezclada con aire y
Aire
vaporizada, y luego entra al reactor (en el esquema se puede observar cómo es un reactor
de doble lecho, aunque se puede usar otros tipos de reactores) donde se encuentra el
catalizador. Después de haberse producido la reacción, la cual posee un alto rendimiento de
vapor
reacción (9899%, o incluso más), la corriente se lleva a una torre de absorción donde el
formaldehido y el metanol son absorbidos por el agua de proceso que se introduce en la
torre (el agua que se introduce en la torre se puede mezclar con el formaldehido de Agua
recirculación también). Los gases de salida del absolvedor, al ser en este caso casi en su
totalidad oxígeno y nitrógeno, se llevan a antorcha, aunque es posible (si se desea) que una
parte de estos gases se recircule al mezclador inicial.

Methanol
vapor

Comparativa de ambas plantas

El rendimiento de la reacción en los reactores basados en catalizadores de plata es inferior a
la que se obtiene al usar catalizadores de óxidos metálicos (en este tipo de plantas es
normal conseguir rendimientos del 98% y del 99%), por lo que se necesitan más
operaciones de separación posteriores en las pantas basada en catalizadores de plata (fíjese
que las plantas basadas en catalizadores de óxidos metálicos no poseen la torre de
destilación, mientras que en el otro tipo de plantas es imprescindible esta instalación).
Además, la selectividad de los catalizadores de plata es mucho menor a la de los
catalizadores basados en óxidos metálicos.

Otro problema que tiene la planta basada en catalizadores de plata es que el gas que sale
del absolvedor debe obligatoriamente llevarse a antorcha porque posee cantidades
superiores de formaldehido a las que la ley permite que se emitan a la atmósfera. Mediante
el otro tipo de planta esto no ocurre (los gases son prácticamente en su totalidad nitrógeno
y oxígeno), aunque los gases de salida del absolvedor se suelen llevar a antorcha también
para prevenir efectos adversos en la salud y el medio ambiente.

Otra cuestión es que el catalizador de plata posee una vida útil menor que los catalizadores
de óxidos metálicos (3-8 meses frente a 12-24 meses del otro tipo de catalizador) aunque
ambas clases de catalizadores se pueden regenerar fácilmente.

La presión en ambos procesos es la misma (presión atmosférica), pero la temperatura a la

que opera el reactor basado en catalizadores de plata es de 600-650 ⁰C, superior a la que se
emplea para el reactor del proceso basado en catalizadores de óxidos metálicos (270-330
⁰C), por lo que se debe emplear más energía y recursos para obtener estas temperaturas y
los materiales a usar en el reactor deberán ser más resistentes a la temperatura y corrosión
(por lo tanto, más caros) en las plantas basadas en catalizadores de plata que en las plantas
basadas en catalizadores de óxidos metálicos.

Las plantas basadas en los catalizadores de plata fueron las primeras plantas que se
construyeron para este propósito (a principios del siglo XX), apareciendo las plantas basadas
en óxidos metálicos en los años 50 (aunque fueron investigadas en profundidad para
posterior uso en los años 30 del pasado siglo).

Debido a toda la serie de ventajas explicadas (mayor rendimiento de reacción, planta más
barata, sencilla y con menores requerimientos energéticos, no necesidad de quemar los
gases de salida del absolvedor (aunque sea recomendable), mayor vida útil de catalizador y
condiciones de operación menos severas) nos lleva a elegir como planta a diseñar la
instalación basada en catalizadores de óxidos metálicos. Además, conociendo que las
plantas que se están construyendo en la actualidad son de este tipo, nos reafirmamos más
si cabe al escoger este tipo de instalación.

Desviaciones frente al proceso general

En este pequeño apartado se explicará la elección del proceso comparándolo con el

esquema general.

• El vapor que se produce al refrigerar el reactor se usará directamente para diferentes

aplicaciones.

• La corriente gaseosa de salida del absolvedor se llevará íntegramente a antorcha:

debido a que la cantidad de formaldehido es muy pequeña (a nivel de trazas) en esa
corriente, y que dicha corriente posee menor proporción de oxígeno que el aire
atmosférico, se prefiere llevarla a antorcha para su posterior combustión. Esto se debe
a la toxicidad del formaldehido y sus efectos nocivos sobre el Medio Ambiente, por lo
que se prefiere proceder a la combustión de dicha corriente para prevenir efectos en
la salud de los trabajadores y el entorno (aunque el CO 2 producido en la combustión es
nocivo para el Medio Ambiente, no lo es tanto como el formaldehido). Gracias a esta
medida, además, se evitan los equipos innecesarios (recirculaciones, soplantes,
accesorios, etc.), aunque se pierde una mínima cantidad de rendimiento al no
recircularla (este rendimiento que se aumentaría es casi despreciable, menor al
0,01%).

• La recirculación de producto al absolvedor se realizará por la parte superior de la

columna, y dicha corriente irá mezclada con agua: la corriente de salida líquida del
absolvedor se recirculará parcialmente a éste, pero se mezclará con agua líquida antes
de entrar al absolvedor. Esta operación se realiza porque la concentración de
formaldehido en agua de la corriente de salida líquida del absolvedor es bastante
elevada pudiéndose llegar, si no se produjese esta mezcla, a que la mezcla quedara
 saturada. Por ello se le agregará a esta corriente de recirculación agua pura.
Además, se introducirá toda esta mezcla en la parte superior de la columna para
aprovechar todo el volumen para el contacto de las fases y así recoger todo el
formaldehido posible (por tanto, la corriente de agua que entra en la parte superior
del absolvedor en la figura no existe en nuestro proceso).

• Se poseerá un mezclador al final del proceso para ajustar la concentración de

formaldehido en el agua.

Las desviaciones frente al proceso teórico que se han comentado anteriormente, las cuales
van a aplicar en la planta en estudio, son desviaciones comunes en la industria del
formaldehido. Es decir, muchas plantas de producción de formaldehido aplican estas
desviaciones, y otras que en el proceso no se realizan por no ser convenientes, por
diferentes motivos (dependen de múltiples características, como la pureza del catalizador,
temperatura de reacción escogida, cantidad de formaldehido en los gases de salida del
absolvedor, etc.).

Viabilidad económica
la rentabilidad del presente proceso en estudio es superior al 15%, por lo que su viabilidad
económica está completamente justificada.

Para realizar un correcto análisis de los costes, se deben tener en cuenta las siguientes
partidas:

• Costes de Fabricación

Se incluyen en este punto los costes relacionados con:

- Materias Primas. Presupuesto parcial correspondiente al gas natural y

los catalizadores.
- Mano de obra directa.
- Mano de obra indirecta.
- Servicios generales. Incluye el agua de refrigeración, el vapor de alta, y
la electricidad consumida por las unidades de compresión y bombeo.
- Honorarios de proyecto y dirección de montaje.

• Costes de Gestión

Se consideran en este concepto los costes Comerciales.

• Costes relacionados con la tecnología aplicada

 Se consideran en este apartado los costes correspondientes al inmovilizado de las
unidades de proceso, es decir, los costes derivados de la adquisición de equipos,
instrumentación, tuberías y aislamiento.

Los beneficios generados por la planta proceden de la comercialización del formaldehido al

37%.

Localización de la planta
La localización se realizará de la planta en su conjunto, ya que la línea de producción en
estudio se encuentra incluida en ésta.

La ubicación de una planta industrial se realiza teniendo en cuenta múltiples factores,

como son la cercanía de empresas que puedan comprar el producto o de las que se
pueda abastecer la materia prima, la dificultad de transporte de dichas sustancias, puntos
geográficos de especial relevancia, nudos de comunicaciones, poblaciones cercanas,
economía de la región, etc.

En este Capítulo se explicará, de forma razonada, la elección de la localización de la

planta exponiendo las características de dicha región y explicando las industrias
cercanas proveedoras de materias primas y destinatarias de los productos.

Elección de la localización

La planta en estudio posee como productos principales el hidrógeno, el metanol y el

formaldehido.

El formaldehido es el producto principal, por lo que la planta deberá ubicarse en una

zona donde existan industrias que puedan usar dicho producto. En la provincia de San
Cristóbal no existen grandes empresas de papel, cartón ni madera, pero existe una
actividad productiva que puede emplear el formaldehido producido: la industria del
corcho.

El corcho es la corteza secada de algunos árboles, entre ellos uno muy común en esta
zona como es el alcornoque. La obtención del corcho es una actividad no destructiva, es
decir, no se necesita talar el árbol ni le produce a éste ningún daño irremediable, sino
que el árbol regenera esta corteza de forma natural al cabo de un tiempo.
En la provincia de San Cristóbal existe una comarca donde la industria del corcho está
muy extendida, siendo esta región la contenida y limítrofe con el Parque Natural de los
Alcornocales. Debido a que varias empresas e industrias del corcho se localizan en
dicha región, la planta diseñada debe estar en las proximidades de dicha zona.

El hidrógeno es un gas con una temperatura de ebullición muy baja y es muy

inflamable, por lo que no se recomienda su transporte a largas distancias por seguridad.
Con respecto al metanol y al formaldehido al 37% en agua, al estar en estado líquido,
aunque son inflamables y tóxicos, no poseen grandes inconvenientes a su transporte
(comparándolo con el hidrógeno). Por ello, la planta puede ubicarse un poco más
alejada de la región de Los Alcornocales si es necesario, si con ello la distancia de
transporte de hidrógeno a su destino es menor.

Además, la materia prima más importante en la planta es el gas natural, y como es un

gas inflamable, la planta deberá estar cerca de las instalaciones de alimentación de dicho
gas natural. Debido a que el gas natural, en dicha comarca, se puede obtener mediante
conexión autorizada a un gaseoducto, se opta porque la planta esté en las proximidades
de un tramo de gaseoducto.

Por ello, la planta deberá estar cerca de Refinería Dominicana de Petróleo

REFIDOMSA, en las proximidades a un gaseoducto y no lejos de la zona de Los
Alcornocales. Por ello se escoge la siguiente ubicación de la planta:
En el presente Capítulo se abordará la distribución de la planta en su conjunto, para
posteriormente realizar la distribución del proceso en estudio.