VOORLOPIGE FINANCIËLE ANALYSE VAN HET SCHONE TECHNOLOGIE FOSFORZUURPROCES
verslag van uitvoering van de opdracht voor het vak st 44, De chemische fabriek. laboratorium Apparatenbouw voor de Procesi ndustrie.
Delft, december 1986
MET DANK AAN:
A.A.F. International B.V.
Amsterdam
Norton Europe
Zoetermeer
Tankfabriek Kooiman N.V.
Geertruidenberg
Ubel B.V.
Amsterdam
STUDENTEN:
Ed Beringer Lennart Hiemstra Koos Hulst Guy de Kort Oscar Mulders Simon Overgaag Wim van Vliet
BEGELEIDERS:
Drs. F.A. Meijer Prof. ir. A.G. Montfoort Ir. S van der Sluis
EINDREDACTIE:
Koos Hulst Simon Overgaag
O. Inhoudsopgave Blz.
o.
Inhoudsopgave 1. Inleiding 2. Bepaling investeringen 2.1 Investeringen volgens Wilson (stap-methode) 2.2 Investeringen volgens Guthrie (factor-methode) 3. Bepaling productiekosten volgens Guthrie 4. Conclusies 5. Litteratuuropgave en bronvermelding
1 2 2 4 7 9 10
>,
1 1. Inleiding Voor het vak st 44 is door een aantal studenten een financiële analyse gemaakt van het Schone Technologie Fosforzuur Proces. Eerder is mede met andere studenten een fabrieksvoorontwerp van dit proces gemaakt. Voortbouwend op het rapport van dit fabrieksvoorontwerp is dit verslag tot stand gekomen. In dit verslag komen twee methoden aan de orde voor het bepalen van het investeringsbedrag van deze fabriek. Algemeen geldt dat naarmate men verder in het ontwerpproces gevorderd is, men over nauwkeuriger gegevens ter bepaling van de investeringen kan beschikken. Daar bij het samenstellen van dit verslag slechts gegevens van het fabrieksvoorontwerp beschikbaar waren, moet de lezer beseffen dat de resultaten van dit verslag een dienovereenkomstige nauwkeurigheid hebben.
2
2. Bepaling investeringen 2.1 Investeringen volgens Wilson (stap-methode) De benodigde informatie voor het bepalen van het investeringsbedrag volgens de methode van Wilson, beperkt zich tot: - het aantal apparaten (N), exclusief pompen; - de gemiddelde doorzet per apparaat van de fabriek (massabalans). Het bedrag dat met de methode van Wilson bepaald kan worden is de zogenaamde "onsite-investering of battery limits" , symbool Ib, Uitgegaan wordt van de eenheidskosten per apparaat als functie van de doorzet (Average Unit Cost), waarbij wordt gecorrigeerd voor de druk, temperatuur en het toegepaste materiaal volgens de formule: Ib
f
=f
. N . (AUC) . F p . Ft • Fm
= de Lang-factor afhankelijk van het soort proces en de
hoogte van de (AUC), fig 111-28 [2]; N = het aantal apparaten van een bepaald type; Fp = drukcorrectie, fig 111-26 [2]; Ft = temperatuurcorrectie, fig 111-26 [2]; Fm = materiaalcorrectie, fig 111-27 [2]. De gevonden waarden staan vermeld in tabel 1 en de individuele apparaatkosten zijn gesommeerd voor het gehele proces.
3 Tabel 2.1 .1 Bepaling van de onsite-investeringen volgens Wilson APPARAAT
ertstransport ontsluitvaten (4) bezinkbakken (3) centrifuge kristallisatoren (2) omkristallisator vacuumkoeler kris. vacuumkoeler omkris. filter kris. filter omkris. warmtewisselaar (filt.) Cd-regeneratie (3) jodide-vangst (4) buisreactor zeefband warmtewisselaar (Cd) fluorstripper gaswasser (groot) gaswasser (milieu) condensor (VSK kris.) condensor (VSK omkris.)
(AUC) (E1000) 251 4375 1517 266 2378 1710 461 1330 1189 350 218 105 328 1107 324 35 218 218 266 275 283
1,3 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,8 1,5 1,5 1,5 1,3 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8
Fp
Ft
Fm
'b (E1000)
1 1 1 1 1 1 1,02 1,04 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1,05 1,05 1,05 1,05 1,03 1,05 1,03 1,05 1,03 1,03 1,03 1,03 1,05 1,03 1,03 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05
1 1,3 1,3 1,7 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,5 1,3 1,3 1,3 1,3 1,5 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3
326 8958 3106 712 4869 3435 963 2778 2435 703 606 211 659 2267 564 97 536 536 654 676 695
+ 35.786
Dit bedrag is de onsite-investering in Engelse ponden x 1000 in 1971. Bij de omrekening van dit bedrag naar guldens in 1986 is als volgt te werk gegaan: Het prijsindexcijfer voor apparaten in het Verenigd Koninkrijk betrokken op 1971 is 412,47 % [4]. De huidige kosten van deze fabriek bedragen i:4,1247 x 35.786 x 1000, dit is ongeveer 148 miljoen pond. Omgerekend naar guldens tegen een huidige koers FI. 3,22 , gecombineerd met een locatiefactor van 1,1 (zie tabel 111-69, [2] ) , is de onsite-investering .ruim 525 Mfl. Dit bedrag is vermoedelijk te hoog, de oorzaak hiervan is dat bij de methode van Wilson de doorzet bepalend is voor de apparaatkosten. Er zijn in deze fabriek constructief eenvoudige apparaten met een hoge doorzet toegepast, waardoor een waarschijnlijk te hoog . investeringsbedrag is bepaald. Ten slotte dient te worden opgemerkt dat de methode van Wilson een tamelijk eenvoudige methode is, welke in het beginstadium van het ontwerp kan worden gemaakt, aangezien de vereiste informatie beperkt is.
4
2.2 Investeringen volgens Gythrje De vereiste gegevens voor toepassing van de methode van Guthrie voor de bepaling van het investeringsbedrag zijn: - De apparaten lijst; - de kosten van de apparaten geleverd aan de fabriek maar niet opgesteld. Bij de Guthrie-methode wordt de fabriek in 6 basiseenheden, (blokken c.q. modules) ingedeeld: Tabel 2.2.1 Onderverdeling van de fabriek in blokken. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
proceseenheid gas/vloeistof vaste-stofbehandeling terrein fabrieksgebouwen "offsite" installaties indirecte projectkosten (voor alle 5 blokken)
In gedachte kan ieder van deze blokken in verschillende kostensoorten onderverdeeld worden, met hieronder als voorbeeld het gas/vloeistofblok, opgebouwd uit 7 primaire functionele kostensoorten, te weten: Tabel 2.2,2 Onderverdeling van een blok in functionele kostensoorten. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
apparatuur A direct materiaal A + m = M FM directe montagekosten L FL directe kosten M + L Fo (=FM+Fd indirecte kosten (engineering & construction overhèad) FI naakte kosten FN (=Fo+FI) "contingency" kosten Fe tota,le kosten FT (=FN+Fc)
5 Bij het bepalen van het investeringsbedrag is als volgt te werk gegaan: De totale kosten van de onderdelen van blok 1 en 2 (de zgn. onsite facilities) werden verkregen uit de individuele apparaatkosten [3], vermenigvuldigd met de factor FN waarmee de naakte kosten per apparaat werden bepaald. Zie voor de betekenis en samenstelling van de factor FN tabel 2.2.2. De waarden van de samenstellende deelfactoren werden verkregen uit het boek van Guthrie ; [1]. Vervolgens werden deze naakte kosten gesommeerd en vermenigvuldigd met de factor Fe (contingency and fee), waarmee de totale kosten van de onsite facilities (blok 1 en 2) bepaald waren. De kosten voortkomende uit de blokken 3, 4, 5 en 6 (de offsite facilities) zijn verdisconteerd door de totale kosten van de onsite facilities te vermenigvuldigen met de factor 1,358. Deze is samengesteld uit een aantal deelfactoren, vermeld in tabel 2.2.3, zie ook [1], p 24. Tabel 2.2.3 Samenstelling kostenfactor offsite facilities. site preparation industrial buildings storage facilities utility plants auxiliary facilities offsite piping
5,2 4,5 17,0 4,8 1,5 2,8
offsite overhead
35,8
% % % % % % + %
In tabel 2.2.4 staat de gevolgde berekènigsmethode weergegeven.
6 Tabel 2.2.4 Berekening van de totale investering. apparaat
centrifuge lamellen settler vacuumkoeler (1) vacuumkoeler (2) DH-filter HH-filter warmtewisselaar geroerde tank geroerde tank roerder (zie tanks) buffervat buffervat rubber, 4.779 m2 bandtransporteur meetband ontsluitvat buisreactor regeneratievat jodidevangstkolom internals Cd-vangst kleppen + regeling zeef voorraadvat voorraadvat voorraadvat voorraadvat voorraadvat pompen + motor stripper grote gaswasser milieu gaswasser eerste condensor tweede condensor ventilator
MIJmJ.
kosten/stuk
EN
tot.kosten/stuk tot.naakte kosten
2 3 1 1 1 1 1 3 2 5 2 4
650 250 18 56 700 1.080 90 200 190
3 2 4,16 4,16 3 3 3,17 4,16 4,16
1.950 500 77 233 2.100 3.240 285 832 790
3.900 1.500 77 233 2.100 3 .240 285 2.496 1.580
27 19
4,16 4,16
112 77
1 1 4 1 3 4
250 50 190 29 25 15 140 8 419 23 39 23 252 18
2 2 4,16 3,05 3,35 3,35 3,05 1 3 3,05 3,05 3,05 3,05 3,05 3,3 4,16 4,16 4,16 4,16 4,16 3,3
500 100 790 89 84 49 427 8 1.257 70 120 69 882 71
224 308 1.250 500 100 3.160 89 252 196 427 640 5.028 210 120 69 1.764 71 1.382 1.011 832 208 370 283 413
80 4 3 1 1 2 1 26 1 1 1 1 1 1
243 200 50 89 68 125
1.011 832 208 370 283 413
+ totale naakte apparaatkosten
34.468
plus 18 % contingency and fee
6.204
+ 40.672 14.560
totale kosten onsite facilities kosten offsite facilities
+ totale investering
55.232
--
--
-
-
--------,
7 3. Bepaling productiekosten yolgens Guthrje De totale kosten van een product zijn vereenvoudigd als volgt weer te geven:
KT Kp KI KL
= de totale kosten van een product = volumegebonden kosten = investeringsgebonden kosten = loonafhankelijke kosten
De volumegebonden kosten In tabel 3.1 staan de kosten vermeld voortkomende uit de grond- en hulpstoffen op jaarbasis. Aangenomen is dat de fabriek ca. 342 dagen per jaar volcontinue in bedrijf is, dit komt overeen met 8200 uur per jaar. Tabel 3.1 De volumegebonden kosten. grondstof erts water zwavelzuur 80% ammoniak 40% klei jodide (KI) ionenwisselaar ijzer (schroot) electriciteit stoom
verbruik 133,45 159,19 116,80 4,30 0,12 1,80
ton/ho ton/ho ton/ho ton/ho ton/ho kg./h.
25 kg./h. Kw. 1016 4,3 ton/ho
lsaS!f;m
Q.CÜS. El.1t.
120 0,5 225 280
FI.It. FI.It.
20
EI./kg.
El.1t.
FI./kg. 1,0 0,32 EI./Kwh. FI.It. 25
g~r jaar EI x 1.000 131.315 653 214.538 9.873 25 295 812 205 267 882
+ 358.865
Bij de productie van fosforzuur komt ook een aanzienlijke hoeveelheid hexafluorkiezelzuur vrij. Dit nevenproduct kan ongeveer FI. 900 I ton opbrengen. Echter door een wisselende en zeer specifieke markt, welke een bijzondere benadering vereist, is van het in rekening brengen van deze eventuele baten afgezien.
8 De investeringsgebonden kosten. Aangenomen is dat: - de fabriek wordt afgeschreven in tien jaar; - het rentepercentage 7 bedraagt; - de afschrijving van de fabriek in annuïteiten geschiedt. Hiermee zijn de investeringsgebonden kosten 7,83 Mfl. per jaar. De loonafhankelijke kosten De loonafhankelijke kosten zijn bepaald met behulp van de Wesselrelatie[2]. Hiertoe is de fabriek opgedeeld in 5 functionele productiestappen te weten: - de ontsluiting; - de cadmiumverwijdering, regeneratie en jodideterugwinning; - de kristallisatie; - de omkristallisatie; - de productreiniging en gaswassing. Uit figuur 11-34 [2] volgt, met een aangenomen continue ploegendienst, een personele bezetting van 70 personen. Gegeven dat een personeelslid FI. 350.000 per jaar kost, zijn de totale loonafhankelijke kosten 24,5 Mfl. De totale productkosten. De totale productkosten zijn: FI. 391.195.000 per jaar. De jaarproductie 40 procentig fosforzuur is: 852.183 ton. Hieruit volgt een kostprijs van: FI. 460,-- per ton. De huidige marktprijs voor 100 procentig fosforzuur is circa FI. 1.000,-- per ton.
9 4. Conclysies De bepaling van het totale investeringsbedrag zowel volgens de methode van Wilson als die van Guthrie is tamelijk onnauwkeurig. Gezien het feit, dat de methode van Guthrie gebruik maakt van gegevens die in een later stadium van het ontwerpproces beschikbaar komen dan die, benodigd voor de methode van Wilson, ligt het voor de hand meer waarde te hechten aan de uitkomsten volgens de methode van Guthrie. Opvallend is dat het investeringsbedrag slechts een klein deel uitmaakt van de totale productiekosten (ca. 3 % volgens de methode van Guthrie); het grootste deel van deze kosten wordt veroorzaakt door de grondstofprijzen. Hierdoor is het aannemelijk dat fluctuaties van de grondstofprijzen een aanzienlijke invloed op de kostprijs van het fosforzuur zullen hebben. Gezien de marktprijs voor 100 procentig fosforzuur lijkt de bepaalde kostprijs van FI. 460,-- per ton 40 procentig fosforzuur niet concurrerend.
10 5. Litteratyyropgave en bronvermelding [1] Guthrie, Kenneth M., Process plant estimating evaluation and control, Craftsman book company of America, Solana Beach (CaL), 1974. [2] Montfoort, A.G., collegedictaat st 44 de chemische fabriek (dl. 11), TH Delft, 1986. [3] W.E.B.C.I./N.A.P., a Dutch annual composite cost index for chemical plants, 1986. [4] Bron: Centraal Bureau voor de Statistiek, Voorburg.
