Economische evaluatie; g-groep ontwerp

VOORWOORD

Technici weten meestal vernuftige oplóssingen te bedenken voor de problemen die zij tegenkomen. Deze oplossingen moeten echter altijd aan minstens één voorwaarde voldoen: ze moeten economisch haalbaar zijn. Om deze reden moeten er tijdens en vlak na de ontwerpfase van een project één of meerdere economisch~ evaluaties uitgevoerd worden.

De nu voor U liggende evaluatie werd gemaakt in het kader van het college De Chemische Fabriek van Professor Ir. A.G. Montfoort als aanvulling op de G-opdracht 1982 van het Laboratorium Apparatenbouw voor de Procesindustrie aan de T.H. Delft.

Het ontwerp dat geëvalueerd wordt is een aromaten fabriek met transalkyleringsunit. Een deel van de gebruikte gegevens is afkomstig van ESSO, de opdrachtgever voor deze G-opdracht. De evaluatie is samengesteld door: N.F. Viets

M.S.A. Boonen

Begeleiders waren de Heren: Prof. Ir. A.G. Montfoort Drs. F.A. Meijer

-INHOUDSOPGA VE

HOOFDSTUK

I

II

III

IV

V

VI

VII

Doel van en gevolgde methode bij de studie

Warmtehuishouding' destillatietreinen en

bepaling van de totale investering •

• 1.1.

Investering voor de warmtehuishouding

bij de destillatietreinen •

• 1.2.

Kapitaliseren van de energiekosten

.1.3. Renteniersmethode

.2 •

Bepaling van de investeringen

• 2. 1 • De omze tme thode

.2.2. De methode van Zevnik-Buchanan

.2.3. De methode van Guthrie

.2.4. Vergelijking van de drie methoden

Bepaling van de afschrijvingen

• 1 •

.2. G 3.

Rechtlijnige afschrijving

Sinking Fund methode

De door ESSO gebruikte methode

Massabalans en bepaling van de omzet

• 1 • .2.

Overall massabalans

Omzet van de units

Kostenbepaling

Resultaten van de berekeningen

• 1 •

.2.

Bepaling maximale kostprijs

van de voedingsstromen.

Bepaling van de toegevoegde waarde

Conclusies

PAG.

4

6

7

10 11

13

13

14 17 17 20 21

23

24

26

27

29

33

37

38

39

42

HOOFDSTUK

I

DOEL VAN EN GEVOLGDE METHODE

BIJ

DE STUDIE

-I _{- Doel van en gevolgde methode bij de studie.}

Het doel van de studie is het verkrijgen van inzicht in de economische haalbaarheid van onze beide processen voor aromaten fabricage. We hebben hiertoe eerst binnen de twee scheidingstreinen een keuze gemaakt tussen drie methoden van warmteintegratie, deze keuze was gebaseeerd op het vergelijk in de G-opdracht (zie II.l). Vervolgens zijn we gaan kijken of de twee treinen het gewenste produkt kunnen leveren voor een reëele prijs. We hebben de twee processen volkomen naast elkaar beschouwd om ze enigzins met elkaar te kunnen vergelijken, dit vergelijk is natuurlijk moeilijk omdat de processen verschillende invoerstromen

hebben en omdat het ene proces een scheiding is ( extractie), en het andere proces duidelijk een fabricageproces

( transalkylering).

De delen van de totale unit die wij beschouwen zijn de extractieunit met de daaraan gekoppelde BTX-scheidingstrein

( in het vervolg het extractiedeel te noemen), en de trans-alkyleringsunit met de daaraan gekoppelde BTX-scheingstrein

( in het vervolg het transalkyleringsdeel te noemen). We laten kolom Tl buiten beschouwing omdat dit een geïnte-greerde kolom is. Gegevens over de in- en uitgaande stromen zijn in hoofdstuk IV gegeven.

We hebben in dit verslag twee methoden gebruikt om de haalbaarheid te toetsen, te weten een algemene waarbij per produkt een deel van de kosten wordt toegerekend

zodat de toegevoegde waarde van een ton produkt kan worden berekend. Deze methode is niet erg ste~k prijsafhankelijk hoewel de omzet wél gebruikt wordt voor rente en afschrijvings-berekeningen.

De tweede methode maakt gebruik van prijzen van de produkten en van de totale kosten~ met deze twee gegevens in combinatie

-met de massastromen is dan een waarde te berekenen die de voeding voor het proces heeft. Is deze waarde hoger dan de prijs bij direkte verkoop dan. is het proces lonend, anders is direkte verkoop van de voeding aan te bevelen. De totale kosten zijn opgebouwd aan de hand van het schema op 'pagina II. 2 van deel 2 van het dictaat "De Chemische Fabriek" waar een onderverdeling wordt gemaakt in

fabricage en algem~e kosten. Deze twee hoofdgroepen worden weer verder opgesplitst en tenslotte ontstaan kostengroepen waaraan wij waarden hebben toegekend ( zie Hoofdstuk V).

De investeringen zijn op drie manieren bepaald, te weten de omzetmethode, de methode van Zevnik-Buchanan en de methode van Guthrie. In hoofdstuk III zijn deze methoden uitgewerkt en de resultaten gegeven.

In Hoofdstuk IV zijn de gebruikte afschrijvingsmethoden gegeven, namelijk de linea.:i,.~e· &!f"sl!:hrijving, de sinking fund methode en de door ESSO gebruikte methode.

De totale uit dit alles volgende jaarlijkse kosten van de plants zijn in Hoofdstuk V gegeven.

Tenslotte worden de eindresultaten van de berekeningen in HoOfdstuk VI uiteengezet. Kanttekening bij deze cijfers is dat wij geen rekening gehouden hebben met belastingen en er van uit zijn gegaan dat we een volkomen nieuwe

fabriek bouwen, zonder gebruik te maken van reeds aanwezige faciliteiten of equipment. Ook onze conclusies zijn op deze basis getrokken.

Tenslotte dient nog opgemerktte worden dat, tenzij anders is vermeld , alle gebruikte methoden afkomstig zijn uit het dictaat bij het college M17, De Chêmische Fabriek, Van Prof. Ir. A.G. Montfoort.

-HOOFDSTUK

11

WARMTEHUISHOUDING DESTILLATIETREINEN

&

BEPALING VAN DE TOTALE INVESTERINGEN

-11.1. I. Investeringen voor de warmtehuishouding bij de

destillatie treinen.

Zoals vermeld staat

~n

het G-Groep verslag '82 (Hfdst. VI.3)

zijn er voor de energievoorziening van de destillatiekolommen

verschillende alternatieven (zie fig. 11.1

tlm

3):

A:

Het toepassen van conventionele reboilers en condensors. (fig.II.I)

B:

Het koppelen via een warmtewisselaar van de topstroom van

de xyleenkolom met de bodemstroom van de benzeenkolom van

iedere destillatietrein. Verder wordt dan het

conventione-Ie systeem toegepast. (fig. 11.2)

Cl: Het toepassen van warmtepompen bij de kolommen. De hiervoor

benodigde compressoren worden aangedreven door turbines waarin

stoom expandeert van 40 naar 9 bar. (fig 11.3)

C

2

: Idem als Cl ; nu worden de compressoren echter door

electro-motoren aangedreven. (fig. 11.3)

In het G-Groep verslag zijn voor deze alternatieven de

apparaat-kosten bepaald. Het verschil in deze apparaat-kosten tussen de alternatieven

gedeeld door het verschil in energieverbruik geeft dan de Pay-back

time. Dit

~s

een vrij grove benadering. Er zal nu getracht worden

om m.b.v. de werkelijke investeringen (de methode om deze te bepalen

zal verderop in dit hoofdstuk worden toegelicht) en rekening houdend

met rentepercentages tot een reëel ere keuzebepaling te komen. De

investeringen en energiekosten zijn afgebeeld in tabel 11.1.

Tabel Il. I

~n

10

6

fl.

investering

energie

-Investeringen en energiekosten

bij de warmtehuishouding.

alt.

A

alt.

B

alt.C

I

4,556

5,200

39,172

24,8

19,9

7,03

- 7

-aILC

₂

·

28,940

11,48

figuur 11.1: Conventionele warmtehuishouding met

een reboiler en een condensor

D,

-

- -

-~----,

figuur 11.2 :Koppeling van twee destillatiekolommen.

8

-" "

D

figuur

11.3:

Warmtehuishouding met een warmtepomp.

-De voor de keuzebepaling gebruikte methodes zijn:

- methode waarbij de energiekosten gekapitaliseerd worden.

- Renteniersmethode: bepaling van de capitalised costs.

11.1.2. Kapitaliseren van de energiekosten (M17, IV-l.2.3)

Bij deze methode wordt het verschil in energiekosten tussen

de alternatieven vergeleken met het bebrag van de extra investering.

De energiekosten worden als een annuïteit beschouwd waarvan de

huidige gekapitaliseerde waarde bedraagt:

waarin:

Sh

$ .

~

K x

$.

energ.

~

huidige gekapitaliseerde waarde

Annuiteitsdiscountfactor voor een reeks van

n periodieke betalingen bij een continue rente

van r% per periode.

We nemen hier n= 10 jaar en r= 10% /jaar. Volgens tabel IV.l uit

het dictaat Chemische Fabriek volgt:

$.=6,14.

~

Ui t tabel 11. 1 bepalen we nu de verschillende

De resultaten worden afgebeeld in tabel 11.2 •

Invest. en Energie.

Tabel 11.2 :kapitalisren van de energiekosten.

~n

10

6

fl.

verg_

el ijking

En. x $ .

Invest.

uitslag

~

AB

30,11

0,64

pos.

-AC

1

109,18

34,62

pos.

AC

2

81,84

24,38

pos.

BC

1

79,07

33,97

pos.

BC

2

51,73

23,74

pos.

C

2

C

1

27,34

10,23

pos.

- 10

-Bij de vergelijking van b.v. A met B vergelijkt men K

_en.

A-K

_en.

B

met Inv.

B

- Inv.

A

• Indien de gekapitaliseerde waarde van En. groter

is dan de extra investering, is het gunstiger om deze investering

te doen. Dit blijkt bij alle onderzochte vergelijkingen het geval

te

z~Jn.

We zien uiteindelijk dat

Cl

het meest gunstige alternatief

is en Ahet meest ongunstige.

11.1.3. De Renteniersmethode (Mil, V.I.2.3).

Met deze methode wordt de geldsom bepaald die aan het begin van

een project aanwezig moet zijn om:

- het gewenste apparaat te kunnen aanschaffen.

- van de reRte van het restant van de som de jaarlijkse

be-drijfskosten en de aanschaf van een vervangend apparaat te

kunnen betalen.

Aangezien alleen de rente van een deel van de som gebruikt wordt

om de bedrijfskosten en de vervanging te financiëren, kan dit

sys-teem oneindig lang worden voortgezet.

In formulevorm:

renteniers-kapitaal

~f

+

aanschaf

De bijdragen aan

~

zijn als volgt opgebouwd:

I.

~f

: begin investering

~b

+

betaling

vervang~ng

bedrijfsk.

2. van de rente van

~b

worden de bedrijfskosten betaald.

-~= i x ~b

waarin i het rentepercentage

~s.

3. we stellen de vervangingswaarde

v~n

het apparaat op Iv.

Van de rente van

~v

moet Iv over n jaren betaald kunnen

worden. Over n jaren is

~v

meer waard geworden nl.

~v x (I+i)n. Hieruit volgt nu dat:

Iv

=

~v

x {(I+i)n -

I }

Samenvattend komen we nu tot:

~

I

i

~

If +

+

v

x

i

(I+i)n

-1

i

-met

geldt:

F s

1.

(I+i)n -

1

~=

( Sinking Fund Factor)

+

F

s

1.

x I ).

v

Uit tabel IV.I van het dictaat Chemische Fabriek halen we dat

bij een rentevoet van 10% geldt:

en

F

=

0,063

s

De bedrijfskosten bestaan uit de energiekosten per Jaar en het

onderhoud. Dit laatste bedraagt per jaar 5%van de totale

investe-ring voor warmtewisselaars en 10% voor turbines en compressoren.

De gevonden resultaten Z1.Jn uitgewerkt voor alternatief A en verder

vermeld in tabel 11.3.

6

6 6 6

(0,05 x 4,556x10 )+(24,8xI0 ) + 0,063 x(II,80xI0 )

.

~A

=

4,556x10 +

0, I

262 268 000

fl.

Tabel 11.3 Resultaten Renteniersmethode

Alternatief

Capitalised casts l.n 10

6

n.

A

262,27

B

215,22_

-Cl

212,36

C

2

219,90

Wederom blijkt Cl het meest voordelige alternatief te Z1.Jn. We zullen

onze keus dan ook op alternatief Cl laten vallen. Nu deze

beslissing genomen is, kunnen we verder gaan met het bepalen van

de totale investering voor de aromatenfabriek.

-11.2 Bepaling van de investeringen.

Voor de bepaling van de totale investeringen zijn een aantal methoden gangbaar, variërend van zeer globaal

tot gèdetaïlleerd. Wij hebben gekozen voor drie verschillende methoden, te weten de omzetmethode ( globaal), de methode van Zevnik-Buchanan en de methode van Guthrie ( een

Factormethode). Wij-hebben deze drie methoden genomen om een indruk te krijgen van de verschillen ten opzichte van elkaar; uiteindelijk hebben we onze definitieve bere-keningen uitgevoerd via de methode van Guthrie.

11.2.1 De Omzetmethode( M17 , 111.1).

Deze methode gaat uit van een lineair verband tussen investeringen en omzet. Na berekening van de omzet is de investering met behulp van een zeer eenvoudige vergelijking op te lossen. De vorm van deze vergelijking is de volgende:

I = rI.v waarin: V = omzet in guldens, 1 r

I = capital ratio.

Nadelen van deze methode zijn:

investering in guldens en

-wisselende marktprijzen van de produkten hebben invloed op de investeringen.

-de investeringen zijn onafhankelijk van de grootte van de

te bouwen fabriek ( fabriek 2x zo groot dan ook I 2x zo groot). D~­

-de investeringen zijn onafhankelijk van het gebruikte

~

~~

'

.

,~

(

Voor onze berekeningen zijn we uitgegaan van een r

I

va

~~

De resultaten zijn gegeven en tabel 11. .De omzetten zijn

~

afkomstig uit Hoofdstuk IV.

Tabel II.~ Resultaten afkomstig van de berekeningen met de omzetmethode ( Mfl/jaar).

Extractiedeel V= 352.2 1- 470.0

Transalkyleringsdeel V= 300.0 1- 400.0

-11.2.2 De methode van Zevnik-Buchanan ( M17, 111.4).

Deze methode is gebaseerd op de veronderstelling dat de investeringen een functie zijn van twee variabelen, te weten de procescapaciteit en de procescomplexiteit. De fabriek wordt verdeeld in zogenaamde functionele eenheden die gemiddeld even duur zijn. Aan de hand van een aantal factoren voor druk,'temperatuur, materiaal en produktie wordt de prijs van een functionele eenheid bepaald, deze prijs wordt in een gegeven betrekking ingevuld en zo ontstaan dan de totale investeringen,

Met gegevens uit het G-groepverslag 1982 doorlopen we de in bovengenoemde paragraaf beschreven punten, allereerst voor het Extractiedeel:

o -1- Tmax = 175 C = 448 K F T= .0018( T-290)/100= .028 ( zie fig.II.4) -2- Pmax = 4 Bara F = P .06 zie fig.ILS) -3- Koolstofstaal F

M= .0 zie tabel II,S) -4- Complexityfactor C = 2xl0 (FT+Fp+FM)= 2.45

f

Het aantal functionele eenheden is acht (T

2 t/m T8 en V2)

-5- De produktie = 389468 ton/jr.,m=.6, C

f=2.45 uit figuur 11.6 volgt dan I

E= 1.8 M$ = 4.86 MF1. -6- IB+I

H= NXIEX1.33xCI/1571 CI=3430 voor 1982 ) I =112,7 MFl

tot.

Voor het Transalkyleringsdeel: -1- Tmax 475 C = 748 o K F = .082 T -2- Pmax = 30 Bara -3- Koolstofstaal -4- C f= 3.41 = F _p = .15 F

=

.0 M

Er zijn acht functionele eenheden (

-5- De produktie = 315000 ton/jr. ,m=.6, Cf~ =3."/1/

uit figuur 11.3 volgt dan I

E= 2.0 M$ = 5.4 MFl. -6- I +1 = 1 = 125.5 MFl

B H tot.

De investeringen voor het Extractie- en transalkyleringsdeel volgens de methode van Zevnik-Buchanan worden dus respectievelijk

112.7 en 125.5 miljoen gulden.

-20 18

1e

·14

o

12 0

'S-'O

oE L ₈ :J :J

..

111 6 L

"

Cl.

~

4

..

2 Te mperatuurfactor - curve Methode van Zevnlk -BlJchanan

)( 111 'O~---+---~~---r

o..E

~

-

o

~

_)(,

"'

o..E

~ 'O~---~---+---r =ti :J

o

.l: L

"

> .x :J L '0 Zevnlk - Buchanan O~--~--~--~---+--~~~----r _{'~----~--~----~----+---~---r}

o

0.' 0.2 0.3 0.4 O.~ 0.6 ,0.7 tempera tuurfactorFt Figuur II.4

o

0.05 0.' Figuur 11.5 0.15 02 025 0.3 drukfactor Fp

Alloy factors for various materials of construction

Fm

CONSTRUCT ION MATER lAL

o

Cast iron, carbon steel, wood

0.1

Aluminium, copper, brass, stainless steel

(400 series)

0.2

Monel, nickel, inconel stainless steel

(300 series)

0.3

Hastelloy, etc.

0.4

Precious metals

Tabel 11.5

-,....

~ H

10~~~~~~~~~10

\

I

complexity Methode van Zevni k - Buchanan

<D Bepaling: Prijs per functionele unit

Basis: 1971 0 r-~

...

C :J _{1, ~---~---r----+~~~~~~~~~~---+1.0} ~ ~ c 0 +' u c :J

-

'-4.1 Cl. lil 0.1 +-~~~~~--~~~~~~----r---r---~., .~

'-a..

t

m=0.5 degressieexponent m

=

0.6 - - - - . j +----r~~-r~~--~r-.-~~~+---._~~~~~--~--~~~~~.O, 105 Produktie tonliaar

Bepaling investeringen per functionele eenheid

Figuur lI.8

- 16

II.2.3 De methode van Guthrie ( M17, III.5).

De methode van Guthrie is een zogenaamde factor-methode, dit houdt in dat voor verschillende apparaten factoren zijn bepaald waarmee de basiskostprijs vermenigvuldigd dient te worden om de prijs van het geïnstalleerde en bedrijfsklare apparaat te verkrijgen. Deze factoren hebben wij gehaald ui~ het boek 'process Plant Evaluation and Control' door Kenneth M. Guthrie. Verondersteld is dat de investeringen voor de apparaten 65% van de totale investeringen bedragen. Voor procesregeling, civiele bouwen off-sites wordt 35% uitgetrokken. In de tabellen II.6 en II.7 zijn de resultaten van de berekening van Guthrie voor het Extractiedeel en het Transalkylerings-deel gegeven.

Vermeld dientnog te worden dat we voor de meeste apparaten de basiskostprijs uit het Webci-prijzenboekje hebben

gehaald. Voor luchtkoelers adviseerde Ingenieursbureau

. 2

Lummus b.v. ons een bedrag van Fl 46,= per m warmte-overdragend oppervlak te nemen.

II.2.4 Vergelijking van de drie methoden.

In tabel II.8 zijn de resultaten van de drie gebruikte methoden bijelkaar gezet. Er blijkt dat de omzetmethode een erg hoge investering geeft, dat de investering volgens Zevnik-Buchanan een stuk lager ligt en dat de investering volgens Guthrie voor ons gevoel op een reëel niveau ligt. Gecombineerd met het feit dat Guthrie in het dictaat als nauwkeurigste van deze drie aa~gemerkt wordt hebben wij gekozen voor verder rekenen met Guthrie.

Tabel 11.8 Vergelijking van de drie methoden

Methode Investeringen Extractie Transalkylering

Omzet 470 ~l 400 ~l

-Zevnik-Buch. 112.7 ~l 125.5 MFl

Guthrie 43.1 ~l 50.6 ~l

-Tabel 11.6 De investeringen van het Extractiedeel volgens de methode van Guthrie uitgedrukt in MFl.

Apparaat Basiskostprijs Modular Factor Eindprijs

T2 .140 4.16 .590 T3 .118 4.16 .493 T4 .035 4.16 .146 T5 .140 4.16 .590 V2 .. 035 4.16 .146 H5 .360 3.17 1.141 HB . lOB 3.17 .344 H9 .040 3.17 .127 H12 .0381 3.17 .120 H4 .062 2.17 .135 H6 .099 2.17 .216 H7 .112 2.17 .242 HI0 .022 2.17 .048 Hl1 .542 2.17 1.177 pompen 5x .0133 3.30 .044

sulfolaan 200 ton x Fl. 8.IOO,=/ton

motor 5x .0137 2.50

royalties 5

%

van de investeringen

Totaal Extractieunit T6 T7 TB Reboilers Sta~tup R. Luchtk. Compress. Turbines Royalties .422 .481 .427 .623 .581 .211 2.550 1.950 4.16 4.16 4.16 3.17 3.17 2.17 2.15- _ 2.15 5

%

van de investeringen Totaal BTX-scheidingsunit

Totaal Extractiedeel apparaatkosten Off sites, Civielebouw en Regeling Totale Investeringen Extractiedeel

18 -1.620 .034 .361 7.574 1. 756 2.001 1.776 1.975 1.842 .458 5.483 4.190 .974 20.455 28.029 15.093 43.122

Tabel Ir. 7 De investeringen van het Transalkyleringsdeel volgens de methode van Guthrie in MF1.

Apparaat Basiskostprijs Modular Factor F1 Rl .286 4.16 v6 .030 4.16 V7 .020 4.16 V8 .0071 4.16 cS .230 2.15 TBS .1501 2.15 H24 1. 334 2.17 H23 .740 3.17 pompen 3x .070 3.30 H25 .035 3.17 H26 .056 3.17 Royalties

Katalysator ZSM5, 30ton à 17,=per kg Totaal Transalkyleringsunit T9 .292 4.16 TI0 .370 4.16 Tll .370 4.16 Reboilers .869 3.17 Startup R. .082 3.17 Luchtk. .141 2.17 Compress. 2.700 2.15 Turbines 2.310 2.15 Royalties Totaal BTX-scheidingsunit Eindprijs 3.860 1.180 .125 .083 .030 .500 .325 2.895 2.346 .231 .111 .180 .619 .500 12.933 1.215 1.539 1.539 2.755 .260 .306 5.810 4.967 .947 19.878

Totaal Transalkyl.-deel Apparaatkosten 32.871 Off sites, Civiele bouwen Regeling 17.700 Totale Investeringen Transalkyleringsdeel 50.571

1) Deze waarden zijn , bij gebrek aan voldoende gegevens, geschat uitgaande van de berekende waarden voor de overige apparaten.

-HOOFDSTUK 111

BEPALING VAN DE AFSCHRIJVINGEN

-Wanneer de totale investeringen bepaald zijn, moet er vastge-steld worden in hoeverre de intrinsieke waarde van de apparatuur jaarlijks afneemt. De daling in waarde heet afschrijving en wordt op de winst- en verliesrekening van de onderneming opge-voerd.

Er zijn verschillende methodes beschikbaar om de jaarlijkse afschrijving vast te stellen; hier worden er een drietal genoemd.

1. rechtlijnige afschrijving.

2. sinking fund methode (afschrijven op vervanging) .

3.

de door ESSO gebruikte methode.

Er is bij ons ontwerp gekozen voor een afschrijvingsduur van 10 jaar, een voor de chemische industrie vrij gebruikelijke waarde. De genoemde methodes zullen nu nader worden beschreven.

1. Recl:\t:.lijnige afschrijving

Jaarlijks wordt er een vast bedrag afgeschreven zodat de waarde van het object lineair afneemt in de tijd en na n jaar is terug-gebracht tot de restwaarde. De restwaarde is de geschatte waarde van de installatie na afloop van de afschrijvingsduur. Aangezien we hier temaken hebben met vrij specialistische apparatuur waar-van het onwaarschijnlijk is dat deze na verloop waar-van tijd nog te verkopen is . (behalve tegen de schrootwaarde), stellen we de rest-waarde op 1 gulden. De boekrest-waarde van de installatie is een afne-mende grootheid en gelijk aan de aanschafprijs verminderd met de tot dan toe gedane afschrijving.

In formulevorm geldt voor de rechtlijnige 3fschrijving:

waarin: R = r R a s n r a - s n jaarlijkse afschrijving aanschaffingsprijs restwaarde afschrijvingsduur in jaren - 21

-en a x (1 - d )

.

n

waarin: b

d boekwaarde in het jaar d

Voor een periode van 10 jaar en een restwaarde gesteld op

°

vindt men:

R

r

R

r

4,312 x 106 fl. voor het extractie gedeelte

5,057 x 106 fl. voor het transalkylerings gedeelte

zodat de boekwaarden na ieder jaar worden: (tabel III.1)

Tabel III.1: boekwaarden bij rechtlijnige afschr.

Jaar extractie transalkyl.

-°

43,122 ~0,571 1 38,810 45,514 2 34,498 40,457 3 30,185 35,400 4 25,873 30,343 5 21,561 25,286 6 17,249 20,228 7 12,937 15,171 8 8,624 10,114 9 4,312 5,057 10

°

0- _

Deze methode wordt doordat zij vrij eenvoudig is veelvuldig

. toegepast.

-2. Sinking Fund Methode.

Bij deze methode is het de bedoeling dat na afloop van de afschrijvingsduur het afgeschreven bedrag en de over dit bedrag verkregen rente gelijk zijn aan de oorspronkelijke investering. Men heeft zijn investering dan terugverdiend en zou de gebruik-te installatie kunnen vervangen door een nieuwe. Ook bij deze methode wordt er jaarlijks een constant bedrag afgeschreven.

In formulevorm: R s

( 1 + i )n - 1

R x

~---~---i

waarin i rentevoet, hier gesteld op 10%.

R bestaat uit de jaarlijkse afschrijving

+

de hierover s verkregen rente. Verder geldt: R I x waarin: I

=

R x i i

=

Ix F s I totale investering en dus

F Sinking Fund Factor (tabel IV.1 ,M17) s

Stellen we wederom n=10 jaar en i= 10% dan krijgen we de vol-gende resultaten:

R =2,717 x 106 fl extr.

R ik = 3,186 x 106 fl transa .

De boekwaarden worden nu:

a x ( 1

-en zijn weergegev-en in tabel 111.2

23

-(' 1+i)d - 1

Tabel III.2 Boekwaarden bij Sinking Fund afschrijving. in 106 fl.

Jaar Extractie Tri?-nsalkylering

0 43,122 50,571 1 40,416 47,398 2 37,440 43,907 3

.

34,166 40,068 4 30,565 35,845 5 26,603 31,199 6 22,246 26,089 7 17,452 20,467 8 12,180 14,284 9 6,380 7,482 10 0 0

-Aangezien hier ook de rente bydraagt tot de afschrijving, is het

jaa~lijkse bedrag kleiner dan bij rechtlijnige afschrijving; de boekwaarde zal dan ook steeds hoger blijven.

3. De door ESSO gebruikte methode.

Bij ESSO wordt geen aparte post voor afschrijving gereserveerd. Men neemt daarentegen een jaarlijks bedrag, 15% van de totale investering voor een unit, als fixed casts. Dit bedrag bevat dan de gemaakte kosten voor:

- afschrijving - onderhoud - arbeidsloon op

-~

I

~1

de unit.

y

Dit bedrag is voor ons geval weergegeven in tabel III.3:

-Tabael III.3: Afschrijving volgens de methode van ESSO.

afschrijving in 1,96 fl Extractie 6,465

Transalk. 7,590

Aangezien de G-Opdracht is uitgevoerd voor de Esso zullen we in het vervolg deze methode hanteren en de hier gevonden resul-taten gebruiken bij de kostenberekening van de aromatenfabriek.

-HOOFDSUK IV

MASSABALANS EN BEPALING VAN DE OMZET VAN DE UNITS.

-

1-IV.I. Overall Massabalans.

Allereerst volgt hier een schema van de

.

aromatenfabriek met

daarin de voor de economische evaluatie belangrijke in- en

uit-gaande stromen.

20

..

'B

-ii

X

-

rl

₂₅

..

A

29

, r'" r--5'

Extract ie

24

~

-

-'I

..

_L

51

_J

4S

~r

J

,)

A

~

,... 55 )(

Y

_Tran50lk.

-

r -3~

t

I

L

I

40+41

fig. IV.I: schema aromatenfabriek.

Zoals reeds in hoofdstuk I is vermeld, wordt uiteindelijk de

max~­

male kostprijs van de voedings van de extractie +destillatie unit

en van de transalkylerings+destillatie

unit (resp. de stromen 5

-en 31)bepaald. Hiertoe volgt nu e-en overzicht van de relevante

stromen.

-Tabel IV. 1

Massabalans Extractie unit.

Stof

stro nr.

In ton/jr

stro nr.

Uit ton/jr

benzeen

20

40 618

tolueen

24

161 401

x

yleen

29

180 260

C

9

+

51

7 001

paraff.

11

248 441

fuelgas

25

189

voeding

5

637 910

TOTAAL

637 910

.

637 910

Tabel IV. 2

Massabalans Transalkylerings unit.

Stof

.

.

str.nr •

.

.

In ton/jr

stro nr •

Uit ton/jr

benzeen

.

.

~!t(J~1-tH

. . . .

45

70 549

tolueen

Ij

~

.

.

24

_{. ~)}

.

.

161 401

xyleen

.~e",:~

l"

'

. . . .

....

.

55

216 259

C

9

+ _{~ )P I 51}

7 001

40

+

48 860

H

2

30\

V

6 023

41

methaan

30

)

_{5 518}

voeding

31

155 725

-TOTAAL

335 668

335 668

We moeten nu deze verschillende stromen een waarde toe gaan

kennen of aangeven wat ermee moet gebeuren.

-{}

IV.2. Omzet van de units.

We zullen nu alle in fig. IV.I voorkomende stromen aflopen en vermelden wat hun waarde en/of bestemming" is:

Extractie unit:

stroom 5 : waarde is nog onbekend.

stroom 11: deze stroom gaat direct weer terug als voeding naar de powerformer en dient ook niet verder meegerekend te worden bij de bepaling van de omzet. Eenvoudigheidshalve wordt aangenomen dat men deze stroom van de voedingsstroom 5 mag aftrekken.

stroom 20: productstroom benzeen.

stroom 24: deze stroom wordt tegen marktprijzen verkocht aan de transalkylerings unit.

stroom 25: kan worden verkocht als fuelgas.

stroom SI: wordt tegen Mogas waarde verkocht aan de trans-alkylerings unit.

stroom 29: productstroom xyleen.

Transalkylerings unit:

stroom 31: waarde nog onbekend.

stroom 24: wordt gekocht van de extractie unit. stroom SI: idem.

:,

stroom 30: deze stroom bestaat uit methaan en waterstof; deze worden tegen marktwaarde gekocht.

stroom 40+ voornamenlijk lichte koolwaterstofverbindingen 41 (ethaan,methaan,propaan); de toegekende waarde

is 1,25 x de fuelgas waarde.

~

stroom 45: productstroom benzeen. stroom 55: productstroom xyleen.

-De prijzen wwarmee voor de verschillende stoffen is gerekend zijn

afkomstig uit het dictaat Chemische Fabriek en dateren uit nov. '80.

Tabel IV. 3

marktprijzen van de

-

aanwezige stoffen.

Stof

prij s/ton

~n

fl.

benzeen

1180

tol·ueen

800

xyleen

940

+

mogas (C

9

)

800

waterstof

1395

methaan

560

fuelgas

450

Wanneer we nu de gevonden stromen vermenigvuldigen met deze prijzen,

dan vinden we, met weglating van de parafinnenstroom, de omzetten

van de respectievelijke units. Deze zijn afgebeeld in de volgende twee

tabellen.

Tabel IV.4 :omzet van de extractie unit.

Stof

In

~n

106fl

Uit

~n

10

6

_fl.

benzeen

47,929

tolueen

129,121

xyleen

_169,444

-mogas

5,601

fuelgas

0,085

voeding

??

OMZET

352,180

- 30

-Tabel IV.5.: omzet van de transalkylerings unit.

Stof

In 1n 10

6

f l

Uit 1n 10

6

fl.

benzeen

83,096

tolueen

129,121

xyleen

203,001

mogas

5,601

H

2

8,402

27,371

methaan

3,091

voeding

??

OMZET

313,468

De omzetten voor de units bedragen resp.:

Extractie

352 180 000

fl.,

~.M~

NJ=

/

b

/~

.fX= .eR.

f/;

'

~.

-HOOFDSTUK V KOSTENBEPAI;ING

-v -

Kostenbeoaling.

In onze berekeningen is de kostenpost één van de

twee van te voren te berekenen grootheden; als we

de omzet en de kosten weten volgt na aftrekken het

bedrag wat aan de voeding uitgegeven mag worden.

In het kader van de kostenberekening zijn al een

aantal calculaties uitgevoerd, te weten de

inves-teringsbepaling in Hoofdstuk 2, de af3c

h

ri

jvi

ngs-bepaling in Hoofdstuk 3 en de omzetngs-bepaling in

Hoofdstuk 4. Al deze posten worden gebruikt bij de

kostenbepaling.

Voor de bepaling van deze totale kosten zijn we

uitgegaan van het schema op pagina 11.2 van het

dictaat bij MI7. We hebben hierin de laatste kolom,

de kostensoorten,doorlopen waarbij sommige van de

posten zijn samengevoegd tot één post, andere posten

wel volledig

~gedetailleerd

zijn behandeld.

J

Ik zal het schema nu uitgebreid doorlopen voor

k

e

t

transalkyleringsdeel (zie ook tabel V.I).

Punt: l.l-grondstoffen- deze spelen bij de berekening

van de kosten geen rol, we gaan deze juist

bepalen.

()

'.

t.,P/' .

1.2-hulpstoffen- de katalysator wordt als

één-malige investerin

1.3-stoom- berekend

transalkyleringspr

per jaar, hierbij de

)0

.

~eom

voor

het

Lub~

s,

dit

~

s F141.800,~

;

~~~

reeds berekende

Fl4.020.000,= voor de scheidingstrein

~

levert:

Fl.4.061.800,=/jr.

1.4-electriciteit- voor de pompen is 232kW/hr.

nodig, bij 8760hr. per jaar levert dit een

totaalbedrag van

Fl.

260.000,=/jr.

-fuel gas- voor het fornuis is 2292kWx200hr.

( 2x per jaar 4 dagen opstarten) nodig,

-Tabel V.l - kostenopbouw volgens het dictaat M17.

fabricage kosten · totale kosten van een produkt/ kosten-plaats

K.r

algemene kosten KA directe productiekosten

~

Kostensoort - - { grondstoffen "produktie rt· hulpstoffen ,

"

volume afh. :? stoom, water . of Kp '1 energie, koeling 6' bijprodukt, ( . katalys. semi-variabel z royalty

1).

.

3 onderhoud \ ~ Laboratorium '5" loon

,,-~nve8 er~ngs-t ·

{-1

· afschrijving . afh." 2. verzeker~ng of K " ~ r~nte . I l.( l~cent~e indirecte proQuktiekosten of plant overhead terrein, erfpacht toezicht kantine brandweer, veiligheid l"aboratorium KO - 34 -I " opslag, verlading personeelsdienst chem. techno dienst

marketing teckhn. service - [

marktresearch ver oop. vervoer

'dmini,tr.ti.~

kantoorkosten administratie, boekhouding juridische zaken

directie

dit resulteert in

FI.

247.500,=/jr.

-koeling- de luchtkoelers zijn erg klein

en het vermogen is

on~

onbekend, we

ver-waarlozen deze post.

punt: 1.5-bijprodukt- we hebben de uitgaande stromen

óf als recycle óf als hoofdprodukt gerekend,

er zijn dus geen bijprodukten.

2.1-kataly~ator-

zie punt 1.2.

2.2-royalties- deze zijn als investering behandeld.

2.3-onderhoud- zie punt 3.1.

2.4-laboratorium- zie punt 5, 6 en 7.

2.5-loon-

zi~

punt 3.1.

3.1-afschrijvinç- de ESSO rekent voor de posten

loon, onderhoud en afschrijving samen, 15%

--:;::-- .,.

~~an

het gelnvesteerde vermogen. In ons geval

/ /

Jt

~

wordt dit

FI.7.590.000,=/jr.

;;r

al'

3. 2-verzekering- hiervoor wordt in het algemeen

, 7

1%

van de investeringen genomen, hier dus

p ; /

f) A-(1 F

1.

5 0 6 . 0 0 0 ,

=

jr.

~

3.3-rente- hiervoor wordt 10% over 55% van het

gelnvésteerde vermogen genomen vermeerderd

met

~O%

van het werkkapitaal (12% van de

omzet)

I

totaal

F1.6.544.620,=/jr.

3.4-licenties- we hebben van deze post geen

flauw idee en hem daarom niet verrekend.

4

-plantoverhead- hiervoçr wordt in

chemische industrie in de regel

van

het investment + 45% van

.

het

l~on

geQQmen

zijnde

_~1.1.259.000,=/jr.

5

-Sales, Administration en Research (S.A.R.)

6

worden in de regel tussen de 3 en 5% van

7

de omzet genomen. Wij hebben 3.5% genomen,

hier

Fl.10.971.391,=/jr.

De totale kosten van de Transalkyleringsunit worden

nu FI.31.440.311,=/jr. afgerond

31,5x10

6

FI/jr.

35

Voor de extractietrein zijn alleen de van belang

zijnde posten weergegeven:

punt: l.3-stoom-

Fl. 10:700.000,=/jr.

1.4-electriciteit-

Fl.

300.000,=/jr.

-,

3.l-afschrijving, loon en

onderhoud-Fl.

6.465.000,=/jr.

3.2-verzekering-

Fl.

3.3-rente- .

Fl.

4

-plantoverhead-

Fl.

5,6,7- S.A.R.-

Fl.

De totale kosten worden nu

431.000,=/jr.

2.370.500,=/jr.

1.146.500,=/jr.

12.326.300,=/jr.

33,7x10

6

Fl/jr.

Met de hierboven gegeven waarden voor de kosten

en de in hoofdstukIV berekende waarden voor de

produktstromen worden in hoofdstuk VI de waarden

berekend die de invoerstromen voor de beideprocessen

hebben.

-HOOFDSTUK VI

RESULTATEN 'VAN DE BEREKENINGEN

-VI.1 Bepaling

max~mum

kostprijs van de voedingsstromen.

In hoofdstuk IV zijn de productstromen in geld uitgedrukt en

in hoofdstuk V zijn de jaarlijkse bedrijfskosten voor de beide

takken va? de aromatenfabriek bepaald. We zullen nu komen tot

het uiteindelijke resultaat van deze economische evaluatie,

de

vast~telling

van de maximale kostprijs van de voedingen van

de extractie- en de transalkyleringsunit. We vinden deze waarden

door van de totale opbrengst per unit de jaarlijkse

bedrijfskos-ten en de invoerstromen waarvan de prijs wel bekend is af te

trekken. De berekening hiervan is aangegeven in tabel IV.1 •

Tabel VI. 1

prijs van de voedingsstromen.

In 10

6

fl.

Extractie

Transalkylering

Opbrengst

352,180

313,468

Overige invoer

0

146,215

Bedrijfslosten

31,500

33,700

Voeding

320,680

133,553

Delen we deze resultaten door het aantal tonnen per jaar van

de respectievelijke voedingen, dan krijgen we de resultaten zoals

vermeld in tabel VI.2.

Tabel VI.2: Maximum kostprijs van de voeding/ton

-In fl/ton

max. kostpr.

-

met 20%

CGR

Extractie

823,4

801,2

Transalk.

857,5

792,7

-I~

De in het linkerdeel van de tabel gevonden waarden Z1Jn echter de

prijzen waarmee net geen verlies geleden wordt. Bij ESSO is het

ge-bruikelijk om als voorwaarde voor de rentabiliteit van een unit

van een Cash Grow Return (CGR) ,oftewel een winst op investering,

van 20% uit te gaan. De CGR is gelijk aan 20% van de totale

investe-ring van de unit. Voeren we nu weer dezelfde rekenprocedure uit maar

met een

'

verhoging van de bedrijfskosten t.g.v. de CGR, dan krijgen we

de resultaten zoals vermeld in het rechterdeel van tabel VI.2.

De resultaten uit deze tabel zijn echter nog steeds samengesteld

op basis van de prijzen van de grondstoffen zoals vermeld in tabel

V.3 •• wil men een beeld krijgen dat daarvan onafhankelijk is, dan

kan men de toegevoegde waarde van de verschillende producten gaan

bepalen.

VI.2: Bepaling van de toegevoegde waarde.

De m1n1mum toegevoegde waarde is het bedrag dat iedere ton van

een product minstens moet opleveren om de fabriek JU1St

kosten-dekkend te kunnen bedrijven. Een vraag die hierbij onmiddellijk

opdoemt 1S in hoeverre we aan de verschillende proudcten de

gemaakte kosten moeten toerekenen, Dit kan op verschillende

ma-nieren: b.v. naar verhouding van de geproduceerde hoeveelheden

of naar verhouding van het aantal koolstoatomen in de

verschillen-de producten. We hebben hier voor verschillen-de eerste ververschillen-deling gekozen.

Dit levert de volgende verhoudingen: zie tabel VI.3

Tabel VI.3: Geproduceerde hoeveelheden

Extractie

Transalkyler1n

:,.=:J2-_ _ _ _ ~

Stof

geprod ton/j r

v~rhoudillg

gep

ri

d

.,

t.C):n/

j

r

verhouding

.

Benzeen

40 618

0,10

70 549

0,25

Tolueen

161 401

0,41

-Xyleen

180 260

0,47

216 259

0,75

C

9

+ 7

001

0,02

-389 280

1,00

286 808

1,00

- 39

-De verschillende producten dragen dus ieder een deel van de kosten

dat evenredig is met het aandeel van de productie van iedere unit.

Dit, samen met de in hoofdstuk V gevonden

,

kosten, levert de

volgen-de kostenvervolgen-deling (tabel

Vl.4):

Tabel

Vl.4: Kostentoerekening.

Extractie

Transalkylering

Stof

deel

kosten in 106fl

deel

kosten in

10

6

fl

Benzeen

0, 10

3,150

0,25

8,425

Tolueen

0,41

12,915

-

-Xyleen

0,47

14,805

0,75

25,275

+

C

9

0,0

2

0,630

-

-1,00

31,500

1,00

33,700

Delen we nu de kosten van ieder product door de geproduceerde

hoe-veelheid van dat product, dan krijgen we de minimale toegevoegde

waarde van iedere stof; zie tabel

Vl.5.

Tabel

Vl.5: Toegevoegde waarden. 1n fl.

Stof

Extractie

Transalkylering

Benzeen

77 ,50

1 19,40

Tolueen

80,00

-Xyleen

82,10

116,90

C

+

.

_90,00

-9

40

-Een probleem bij deze rekenwijze is dat de gevonden waarden nog

steeds afhankelijk zijn van een stelsel verkoopprijzen voor de

verschillende producten; deze laatste zitten nl. verwerkt

~n

percentages van de omzet voor verschillende posten bij de

bedrijfs-kosten. Aangezien de wijzigingen in de tijd van deze verkoopprijzen

meestal niet echt drastisch zijn, kan men de waarden uit tabel VI.S

binnen een bepaalde tijdsduur goed gebruiken. Zijn de wijzigingen

echter wel ingrijpend dan zal men de gevonden waarden bij moeten

stellen.

We kunnen nu uitgaande van een willekeurig stel verkoopprijzen

van onze producten en m.b.v. dè gevonden toegevoegde waarden

de kostprijs van ieder product bepalen en dus ook die van de

voedingsstroom van de units. Ook kunnen we andersom te werk gaan,

de prijzen van alle ingaande stromen moeten dan echter wel

bekend zijn.

-HOOFDSTUK VII CONCLUSIES

-VII - Conclusies.

Uit de resultaten van onze evaluatie blijkt dat de voedings-stromen waarden krijgen van Pl. 823,40 en Pl. 857,60 per ton voor het extractie- respectievelijk transalkyleringsdeel. Met een vereiste 20 % winst op investering worden deze waarden Pl. 801,20 en Pl. 792,70 ( zie tabel VI.2). De vraag is nu voor welk bedrag deze voeding direkt verkocht kan worden. Voor .de voeding van de extractieunit is geen waarde te vinden, wij verwachten dat hij iets hoger is dan Pl. 800,=, een

conclusie op deze basis hebben wij niet getrokken in verband met de slechte onderbouwing. De voeding van de transalkylerings-unit hebben wij op ongeveer Pl. 800,= geschat zodat we bij een fluctuatie van tien gulden ( neem Pl. 790,= per ton), economisch kunnen produceren.

De toegevoegde waarde per ton produkt is minder momentafhankelijk omdat ze minder prijsafhankelijk is. Wij hebben ons meer gericht op de boven gegeven methode en uit de toegevoegde waarde geen conclusies getrokken.

Een zeer belangrijke kanttekening bij deze evaluatie is, nogmaals benadrukt, dat wij géén belastingen in de berekening hebben

verwerkt en dat we een nieuwe plant hebben gebouwd zonder gebruik te maken van reeds aanwezige faciliteiten en utilities. We zijn uitgegaan van produkt- en apparaatprijzen uit 1980;81.