Berekening van de scheidingskosten in een 2,6-xylenol-synthese fabriek

(1)

Berekening van de Scheidingskosten in

een 2,6~xylenol ... Synthese· Fabriek

Economische analyse behorende bij nOntwerp van de Scheidingssectie van een 2,6-xylenol-Synthese Fabriek", uttgeveerd in opdracht van

General Electric Plastics B.V. te Bergen op Zoom

Opdracht "Chemische Fabriek" van Prof. Montfoort,

aansluitend op de G-opdracht van najaar 1985

(2)

Summary

The general separation costs in a 2,6-xylenol-synthesis plant. (designed as presented in(11»),are calculated

The investment 1S calculated 1n four ways, as shown 1n tabIe:

calculation method investment Zevnik- Buchanan Lang / WEBcr Guthrie / WEBcr ASPEN PLUS investment (Dutch guldens, millions)

it.'/-65.0 i,~3

-36.0 • b ~ 18,6

-29.2

-separation costs (Dutch guldens/ 1000 kg reactorproduct)

10 year 5 year

okp-t/aI-,~w

down w1!'its Q8\ffi

117 - 142

96 109

104- 125

The costs also include the separation of m- and p- cresol from the bulk as weIl as the separation from each other. This is probably not-paying as demonstrated below.

Separation costs: (10 year write down, Lang/WEBCr method)

- whole plant i1 17.-/1000 kg reactorproduct

- without both m-/p- cresol

separations i80.-/1000 kg reactorproduct

Separation costs of m- and p- cresol:(10 year write down, Lang:WEBCr method)

(3)

Samenvatting

De kosten van de scheiding bij een 2,6-xylenol-synthese fabriek zijn berekend. Het ontwerp van deze fabriek staat beschreven in (11).

De investeringskosten zijn op 4 manieren berekend. De volgende uit-komsten zijn verkregen:

methode investering

investeringsberekening (miljoen gulden)

scheidingskosten (gulden/ton reactorproduct) I 10 jaar 5 jaar Q) , _afschrijving_afschrijving Zevnik-Buchanan 65,0 Lang/WEBCI 36,0 Guthrie/WEBCr 18,6 ASPEN PLUS 29,2 ~.

t\-.

ij ~ <-·J~.O ₁₁₇ 96 104 142 109 125

In de scheidj,ngskosten ~s ook opgenomen de afscheiding en scheiding van een kleine hoeveelheid m- en p- cresol. Dit is waarschijnlijk niet.

rendabel. Enige dj fers :

Scheidingskosten: (10 jaar afschrijving, Lang/WEBCI methode)

hele installatie fJ17,.,.../ton reactorproduct .,... zçmder lU""'-/p-cresol

atschetdtng en scheiding f 80,-/ton reactorproduct

Schd.dingskosten m-/p- cresol afscheiding en scheiding: (JO jaar a~schrij~ing, Lang/WEBCr methodel

(4)

Inhoudsopgave

Summary Samenvatting Inhoudsopgave Inleiding

I. Bepaling van de investeringen met de methode

2 3 4

van Zevnik-Buchanon 5

2. Berekening via de Lang-methode 6

3. Investeringskosten volgens Guthrie 20 4. De berekening van de investeringskosten met behulp

van het simulatieprogramma ASPENPLUS 29

5. Discussie 34

(5)

INLEIDI"N:;

Voor U ligt een economische analyse van een scheidingsfabriek. Deze analyse werd gemaakt in het kader van het vak Chemische Fabriek van Prof. A.G. Montfoort. Deze opdracht werd verricht in aansluiting op de G-opdracht van najaar 1985. Binnen het kader van deze G-opdracht werd een scheidingssectie voor het reactorproduct van een gasfasemethylering van phenol ontworpen. De economische analyse werd via 4 verschillende wegen verricht:

berekening via de stapmethode van Zevnik-Buchanan berekening via de Langmethode

berekening via de Guthriemethode

- berekening met behulp van het computersimulatieprograrnrna ASPEN. Deze analyse word U aangeboden door:

Gijs Bakker Pieter Brakman

Herbert van der Donk Adrianto Hadimoeljono Hans-Jan de Jong

Koen Meijer Arthur Rots.

Wederom zijn wij voor hun medewerking dankbaar de heer S. Vriens van General Electric Plastics B.V. te Bergen op Zoom en de heer R.Meijer van het Laboratorium voor Chemische Technologie van de , TH Delft. November 1985.

(6)

, • .1

Errata behorende bij de berekening van de scheidingskosten in een 2,6-xylenol-Synthese Fabriek, bladzijde 28.

De resultaten van de berekening van de investeringskosten:

Kolommen inclusief pakkingen, vaten Condensoren en reboilers

Contingency & fee 18%

f f f

f Pompen inclusief contingency & fee 18%

Hulpstoffen ( DEG, tolueen, pent~nol

f f

Totale investeringskosten volgens GUTHRIE f

Totale variabele kosten:

Afschrijvingsperiode

Afschrijvingskosten per jaar Kapitaalkosten (6% van de totale

investeringskosten)

Onderhoudskosten (4% van de

to-tale investeringskosten)

Personeelskosten (12,6 operators) Overheadkosten (lab, onderhouds-personeel & management)

Grondkosten (een hectare,f50,-/m2 )

Energiekosten

Totale kosten per jaar

10. jaar f 1.872.357 f 1.123.414 f f f 748.943,- 945.000,-f 60.000,-f 7.300.000,-f 12.994.714,- 8.784.537,- 3.179.739,- 2.153.570,-+ 14 . 11 7 . 846 , - 4.479.720,- 126.000,-+ 18.723.566,-5 jaar f 3.744.713,-f 1.123.414,-f f f 748.943,- 945.000,-f 60.000,-f 7.300.000,-f

14.867.070,-Jaarlijks wordt ca. 141.000 ton reactorproduct verwerkt, zodat de scheidingskosten van het reactorproduct bedragen f92,-/ton (10 jaar afschrijving) respectievelijk f105,-/ton (5 jaar afschrijving) •

(7)

f ' l ,

J

f'1

(tpl

1.Bepaling van de investeringen met de methode van Zevnik Buchanan

Deze bepaling is volledig aan de hand van het Collegediktaat de Chemische Fabriek, deel 2, lit( 4) , uitgevoerd.

Maximaal te bereiken temperatuur 22S0C. Hiermee wordt de temperatuurfactor F

t

=

0.04.

2 De druk in het proces ~s vrijwel steeds 1 bar. Hiermee wordt de drukfactor F = O.

P

3 Aangezien stainless steel gebruikt wordt, ~s de materiaal-factor F =; 0.2 .

m

4 De complexitettsfactor Cf wordt bepaald met: ~! C

f

=

2.JO(Ft+Pp+Fn

/=

3.5

../I/~

1$=

r

2 ,

~

inves-~ e

teringen worden: i 6S.000.~~~. Dit is overigens vrijwel

ge-~

.

..

~:!:d'::r::t

0::::

1

5

dat verk!

,:Z:;

:5;r

:;.:;

ecif

;

HO

~

c,ÇF,~"tC.~

'{;dJ

/

,'-1

!

(8)

2.Berekening via de Langmethode

Omdat het onmogelijk is om voor deze scheidingssectie een

ren-dement te berekenen worden slechts descheidingskosten per ton

bepaald. Het bepalen van een rendement is onmogelijk omdat er

geen marktgegevens bekend zijn voor het reactorproduçt.

Om de scheidingskosten per ton te kunnen bepale; doeten

devolgen-de kosten bekend zijn:

- afschrijvingskosten - energiekosten - onderhoudskosten - kapitaalkosten - personeelskosten - overheadkosten - grondkosten Afschrijvingskosten

De afschrijvingskosten hangen via de afschrijvingspolitiek samen met de totaal gepleegde investering.

Voor het bepalen van de totale investering is gebruik gemaakt van de Langmethode. Deze methode voor investeringskostenberekening is gebaseerd op de de uitgaven voor de apparaten geleverd aan de fabriekspoort, nog niet opgesteld.Dit zijn de zogenaamde kale investeringskosten. Het totaal van deze kale investeringskosten wordt vermenigvuldigd met de Langfactor. Omdat we bij deze

fa-briek te maken hebben met gas- vloeistofsystemen bedraagt deze

factor 4,74. In deze factor worden devolgende investeringskos-ten verdi?conteerd: fundameninvesteringskos-ten, ondersteuning, montage, pijp-leidingen, appendages, instrumentatie, electrische installaties, offsites, constructie, overhead, engineering, isolatie, bordes-sen, bouwrijp maken van het terrein, verzekeringen, belastingen, onvoorzien, tijdelijke montagevoorzieningen en montagetoezicht. Er wordt dus geen rekening gehouden met de patentkosten voor het Sorbexproces. Bij een nauwkeuriger studie moet dit zonder meer wel gebeuren. Lang benadrukt dat deze methode met de nodige

voor-zichtigheid moet worden gehanteerd wanneer alleen een processtroam-schema voorhanden is.

Hierna is een overzicht per kolom opgenomen van de kale kosten.

(9)

Kolom 1

De diameter van deze kolom T 1 is niet constant. In de top is

die 2 m. In de bodem is die 0,8 m. De topsectie is 6,8 m hoog,

de bodemsectie is 8,2 m hoog. De kolom wordt uitgevoerd in RVS 304. Met behulp van het WEBCI prijzenboekje (1} volgt een investering van f228.000 . De condensor H 1 heeft een V.O. van 450 m

2

. Die

condensor kan worden uitgevoerd in staal. Uit (1) volgt een

investering van f165.000 . De condensor wordt nog gevolgd d60r een

koelmachine H 2. In het verslag van de G-opdracht werd hiervoor

reeds een bedrag van f475.000 becijferd. Omdat na het ter perse

saan van het G-opdracht-verslag bleek dat warmtewisselaar H 3

niet noodzakelijk was wordt die niet meegenomen in de

kostenbere-kening. De reboiler H4 heeft een V.O. van 16 m

2 _{en kan worden}

uit-gevoerd in staal. Volgens (~l komt deze reboiler op f24.000 .

De stroom naar het vat Vl bedraagt 28 m

3_{/uur, ervanuitgaande dat}

de damp reeds in de condensor wordt afgevoerd en dus niet meer

naar Vl saat maar rechtstreeks naar H2. Met een verblijf tijd van

~O ~inuten

volgt dat het volume 5 m3 wordt.Uitgevoerd in staal

met een wanddikte van 5 mm komt dit vat op f10.000 . De

verblijf-tijd van 10 minuten zal,tenzij anders vermeld aangehouden worden.

De stroom naar het vat V2 bestaat uit een gas- vloeistof mengsel.

Alle methanol druppels die niet uit het gas gehaald worden zijn

verlies. Uit (3} volgt voor een gas- vloeistofscheidingsvat met een

3 d

50 van 50 micrometer dat een vat van 2 m

volstaat.

Dan volgt voor een vat van staal mat een wanddikte van 5 mm een

investerins van f7.000 .

De settler V3 heeft een volume van 3 m 3

. Uitgevoerd in AISI 316

en met een wanddikte van 5 mm komt de investering op f20.000.

Op grond van gegevens uit (9), Corrosion Data Survey is voor de

gehele plant,in die apparaten waar phenolachtigenvoorkomen

sekozen voor roestvaststaal.

Rond kolom 1 staan 6 pompen. Over de gehele scheidingssectie

ge-middeld kost een pomp met electromotor f25.000 . Deze pompen

wo~den dubbel uitgevoerd. Dat komt dus voor kolom 1 op f300.000 .

Geniddeld is de pompcapaciteit 20 m3/uur en de opvoerhoogte 50

rn_v.k. De pompen worden geheel uitgevoerd in SS 316. De te

instal-leren motor moet gemiddeld een vermogen van 11 kW hebben.

De afdichtingen moeten van hoge kwaliteit zijn om een voldoende

lekafdichting te krijgen in verband met explosiegevaar. De

electro-motor komt gemiddeld op f2.555 en de pomp gemiddeld op 1,25~0,9'

l'f 20.500 = f 23.000 . Bij elkaar grofweg f25.000 .

7

(10)

Uit (2) ,Chemical Engineering Design van Coulson and Richardson

volgt dat voor de schotels in de top gerekend kan worden op

i17.000 en voor de schotels in de bodem op i3.000

Samenvatting kolom l Toren Schotels Pompen i228.000 i 20.000 i300.000 Condensors i640.000 Reboiler i 24.000 Vaten i 37.000 Totaal i1~249.000 Kolom 2

De hoogte van kolom 2 is 5,2 m. De diameter is 0,23 m. Het is een RDC en het binnenwerk bestaat dus uit 6 ringen. Verder is er een een electromotor en een as met 6 schijven nodig. Volgens (1) komt de investering in kolom en binnenwerk, uitgevoerd in RVS 304

grof-weg op i50.000. Een schatting voor" de aandrijving met as is i3.000.

De pomp P7 ko~t dubbel uitgevoerd op i50.000.

Samenvatting kolom 2 Toren t50.000 Rotor en motor i 3.000 Pompen i50.000 Totaal i~03.000 Kolom 3

De toren is l4 m lang en heeft een diameter van 0,85 m. Volgens (l) komt deze toren, uitgevoerd in RVS 304 op i150.000. De pak-king bestaat uit Pall ringen van 50mm. De kosten van de vulling

komen volgens (2). op (PI/4).0,852.14. 8300.4,5.50-1

=

i 6.000 .

Rond toren 3 zitten 3 pompen. Dit komt dus op il50.000 .

De condensor H5 heeft een V.o. van 22 m2. Met AISI 304 komt dit

op een bedrag van i50.000 De reboiler H6 heeft een V.o. van

2

(11)

deze unit op een investering van f37.000 . De settler V4 komt volgens het verslag op 0,3 m3. Met een wanddikte van 5 mm, uit-voerd in AISI 316 komt dit op f12.000 .

Samenvatting kolom 3 Toren f150.000 Pakking f 6.000 Condensor f 50.000 Reboiler f 37.000 Pompen f150.000 Settler f 12.000 Totaal f405.000 Kolom 4

De hoogte van kolom 4 komt op 28 m, de diameter op 1,2 m. Uitge-voerd in RVS 304 komt deze toren volgens (11 op f346.000.

Volgens (2) bedragen de kosten van de schotels f62.000 .

Rond deze toren staan 2 pompen. Dat komt dus op fl00.000 .

De condensor H7 heeft een V.O. van 20 m2. Geheel uitgevoerd in AISI 304 komt deze unit op f49.000 . De reboiler H8 heeft een V.O. van 36 m2. De mantel uitgevoerd in staal en de pijpen uitge-voerd in AISI304 brengt deze unit op f45.000 .

3

Het vat V5 moet een stroom van 14 m luur verwerken. Het volume

3

zal dus 2,5 m zijn. Met een wanddikte van 5 mm, uitgevoerd in AISI 316 komt dit vat op f19.000

Samenvatting kolom 4

Toren f346.000 Pompen fl00.000

Schotels f 62.000 Vat f 19.000

Condensor f 49.000 Totaal f621.000

(12)

Kolom T5

De hoogte van T5 is 38 m, de diameter is 1.7 m. De

kolom wordt uitgevoerd in RVS 304. Met WEBCl, lit(l), volgt een investering van f612.000 . Met Coulson & Richardson,lit(2}, wordt de prijs van een zeefplaat uitgerekend. Hiermee volgt voor de investering voor de zeefplaten f 68.000 . De condensor (h9) heeft een

2

V.O. van 36.4 m . Er wordt gekozen voor een

conden-sor met een stalen mantel en de rest AISI 304,

waar-mee de investering volgens WEBCl, lit(l}, f 44.000 is. De reboiler (HI0) heeft een V.O. van 65.5 m

2 . Met een stalen mantel en de rest AISI 304 wordt de

investering volgens WEBCl, lit(l), f 66.000 . De stroom naar het vat (V6} is ca. 26.5 m3/hr. Met 10

3

min. holdup volgt het volume van de tank: 4.5 m . Het vat wordt uitgevoerd in AISI 316 met plaatdikte

5 rnrn , wat volgens WEBCl, lit(l), een investering

van f 25.000 vergt. Er zijn 3 pompen (P13-14-15) aanwezig, die alle dubbel uitgevoerd worden. Met de prijs van f 25.000 per pomp wordt de investering

f 150.000 . Samenvattin<;l Kolom f 612.000 Zeefplaten f 68.000 Condensor f 44.000 Reboiler f 66.000 Vat f 25.000 Pompen f 150.000 Totaal f 965.000 Kolom T6

De hoogte van kolom T6 is 21 m, de diameter is 0.425m. Met wat extrapolatie met WEBCl, l i t ( l ) , wordt de

in-vestering van de in RVS 304 uitgevoerde kolom

(13)

De pakking bestaat uit 35 mm Pall-ringen. Coulson & Richardson, lit(2), geeft een prijs van f 1000/ m3. Hiermee wordt de investering f 3DOO . De condensor

(H23) heeft een v.o. van 3.6 m2. De condensor wordt uitgevoerd met een stalen mantel en de rest AISI 304. Met WEBCl, lit(l), wordt de investering f 18.000 . De reboiler (H24) heeft een

v.o.

van 5.7 m2 waaruit op dezelfde wijze een investering van f 21.000 volgt. De stroom door het vat is ca. 1.2 m3/hr. Op grond van WEBCl, lit(l), is besloten voor vaten kleiner dan 1 m3 een investering van f 12.000 aan te houden. De twee dubbel uitgevoerde pompen (P33-34) kosten tesamen f 100.000 . Samenvatting: Kolom f 160.000 Pakking f 3.000 Condensor f 18.000 Reboiler f 21.000 Vat f 12.000 Pompen f 100.000 Totaal f 314.000 Kolom T7

Kolom T7 bestaat uit twee kolommen met ieder een hoogte van 35 m en een diameter van 1.5 m. In RVS 304 uitgevoerd wordt de investering voor de twee kolommen volgens WEBCl, lit(l}, f 1.060.000 . De prijs van een zeefplaat wordt met Coulson & Richard-son ,lit(21, uitgerekend. De in~estering wordt hier-mee f 86.000 . De condensor (Hll) heeft een V.o.

2

van 42.7 m en wordt uitgevoerd met een stalen man-tel en de rest AISI 304. WEBCl, lit(l), geeft de kosten f 51.000 . Op dezelfde wijze worden de kos-ten van de reboiler met een V.o. van 28.1 m2 bere-kend: f 39. 0 0 0 .

(14)

De stroom door het vat (V7) is ca. 30 m3/hr. Met

een holdup van 10 min. wordt de inhoud S m3.

Uit-voering met AISI 316 en plaatdikte S mmo De

inves-tering wordt volgens WEBCl, lit(l), f 26.000 . Er

zijn drie dubbel uitgevoerde pompen (P16-17-18)

aanwezig van f 2S.000 per stuk: f lS0.000 .

Samenvatting Kolom Zeefplaten Condensor Reboiler Vat Pompen Totaal Kolom T8 f 1.060.000 f 86.000 f Sl.000 f 39.000 f 26.000 f lS0.000 f 1.412.000

De kolom is 7 m hoog en de diameter is 2.1 m. De kolom wordt in RVS 304 uitgevoerd en de investering

is volgens WEBCI, litO}, f 140.000 . De pakking

is Mellapak 2S0Y van de firma Sulzer. De prijs wordt

op f 4000/m3 geschat. Hiermee wordt de investering

f 96.000 • De condensor (H131 heeft een V.O. van

360 m2. De uitvoering is met een stalen mantel en

de rest AISI 304. De investering wordt volgens

WEBCl, l i t ( l l , f 266.000 . De reboiler (H14 1 heeft

een V 0 . • van 326 m. 2 D e Ul voerlng lS eveneens . t . .

met een stalen mantel en de rest AISI 304, waarmee

de kosten f 199.000 worden. De stroom door het vat

(V8l is ca. 21 m3/hr. Met een holdup van 10 min.

3

wordt de inhoud 3.5 m en de investering f 22.000 .

Er zijn twee dubbel uitgevoerde pompen (19-21)

van f 2S.000 per stuk die dus een investering van

(15)

De vacuumpomp (P20) wordt eveneens dubbel uitge-voerd. Een geschikte vacuumpomp kost, volgens

in-formatie van de firma wiegand, f 10.000 . Hiermee

komt de investering op f 20.000 . Er moet tevens

geinvesteerd worden in een hoeveelheid diethyleen-glycol (DEG). De hoeveelheid wordt geschat op ca.

3

-15 m a f 7,50 per liter, volgens informatie van

het Centraal Magazijn. In vestering: f 113.000 .

Samenvatting Kolom Pakking Condensor Reboiler Vat Pompen Vacuumpompen DEG Totaal Kolom T9 f -140.000 f 96.000 f 266.000 f 199.000 f 22.000 f 100.000 f 20.000 f 113.000 f 956.000

De hoogte van Tg is 10.5 m en de diameter is 1.9 m. De kolom wo;rdt in RVS 304 uitgevoerd en de

investe-ring is volgens WEBCr, l i t ( l l , f ~88.000 . De

pak-king is Mellapak 250Y van de !firma Sulzer. De prijs

is op f 4000/.rn3 geschat. Hiermee worden de kosten

f 124.000 . De condensor (HlS) heeft een V.O. van

2

26 ~ en wordt uitgevoerd met stalen mantel en de

rest AISI 304~ De investering volgensWEBCl, lit(l),

is f 38.000. Het V.O. is niet uitgerekend in het

voorontwerp. Daarom i-s op grond van het benodigde

vermogen een schatting gemaakt: 40 m2. Uitgevoerd

~et stalen mantel en de rest AISI 304 is de

investe-rtng f 48.000 • De stroom door het vat (V91 is ca.

3

7 m

Ihr.

Met een holdup van 10 min. wordt de

in-3

houd 1 m en de investering f 14.000. Er zijn twee

dubbel uitgevoerde pompen: investering f 100.000 .

De vacuumpomp (P23) heeft dezelfde prijs als bij

T8: investering f 20.000

(16)

Samenvatting: Kolom f 188.000 Pakking f 124.000 Condensor f 38.000 Reboiler f 48.000 Vat f 14.000 Pompen f 100.000 Vacuumpompen f 20.000 Totaal f 532.000 Kolom TIO

De hoogte van de kolom ~s 9 m, de diameter ~s 0.2 m.

Uitge-voerd in RVS 304 volgt voor de investering met WEBCr, lit(I), f 40.000 . De warmtewisselaars (H.17-182 zijn niet gedimensi-oneerd, Hiervoor wordt de kleinste warmtewisselaar gekozen die WEBCr, lit(l), geeft. V.O. is 2 m2 en de investering f J7.000 per stuk. De vaten (VJO-II-J3) vergen de investering f J2.000 per stuk. De pompen (P25-27.,...30) kosten elk i 25.000 en dubbel uttgevoerd , wordt de totale investering voor de

po~pen i J50.000 . Voor de zeoliet wordt een prijs geschat van f JOO/kg.Met de benodigde hoeveelheid van ca. 200 kg, wo;rdt de inyeste;ring in zeoli:et f 20.000. Er wordt geschat

dat ca .. J 000 1 pentanol nodj:g is. De bulkprij s is i8/l, vol-gens het Centraal }'1agazijn, Totale investering: i 8.000 Nu moet er nog een schatting gemaakt worden van de kosten Van de rotary valve,pj,jpen en regelkleppen. Er wordt aange~

I

nomen dat dit benaderd kan worden door de kosten van JOO regelkleppen a i 4000 per klep. Totale investering: i 400.000

Samenvat ting Kolom i 40.000 Warmtewisselaars i 34.000 Vaten i 36.000 Pompen i 150.000 Zeoliet f 20.000

(17)

Pentanol f 8.000

Rotary valve etc. f 400.000

Totaal f 688.000

Kolom TIl

De hoogte ~s 14 m en de diameter is 0.11 m. De kolom wordt

uitgevoerd in RVS 304. Met wat extrapolatie volgt uit WEBCr,

lit(l), de kolominvestering: f 40.000 . Met Coulson &

Richard-son wordt de prijs van de pakking uitgerekend. Aangezien

hier niets over Raschig-ringen vermeld wordt, wordt de prijs

van Pall-ringen genomen: f 1S00/m3. De kosten van de pakking

worden hiermee f 200 en worden verder verwaarloosd. De V.O. I' S

van de condenso~ en de reboiler zijn niet uitgerekend. Om~

dat de benodtgde 'vermogens zeer klein zijn, wordt gekozen

'voor de kleinste warlIjtewisselaars uit WEBCr, lit (1

l.-.

,

Zowel

de condensor als de ~eb9iler worden '/uitgevoerd met stalen

lIjantel ende rest AlSl 304. Prijs per stuk: f ]7.000 , Het

vat is kleiner dan J lIj3, dus de prij s: f 12.000 ., Er zijn

twee dubbel uitgevoerde pompen (P28.,,-29) aanwezig

a

f 25.000

per stuk. Samenvat ting Kolom f 40.000 Condensor f J 7.000 Reboiler f 17.000 Vat f 12.000 Pompen f 100.000 Totaal f 186.000 Kolom T12

Voor deze kolom geldt hetzelfde als voor kolom TIl. De aan-wezige apparaten en hun afmetingen zijn vrijwel identiek. Er wordt daarom aangenomen dat kolom T12 dezelfde investering

vergt als kolom TIl: f ]86.000

(18)

Overzicht per kolom

Kolom 1 Methanolkolom 1 1.249.000

Kolom 2 RDe 1 103.000

Kolom 3 Ontwateringskolom 1 405.000

Kolom 4 Recyclekolom 1 621.000

Kolom 5 Afscheiding mesitol en 2,4-2,5 xylenol 1 965.000 Kolom 6 Afscheiding mesitol 1 314.000 Kolom 7 Ortho-cresolkolom 1 1.412.000 Kolom 8 2,6 xylenolkolom 1 956.000 Kolom 9 Di-ethyleenglycolregeneratiekolom 1 532.000 Kolom 10: Adsorptiekolom 1 688.000 Kolom 11: Parazuivering 1 186.000 Kolom 12: Metazuivering 1 186.000

Totale kale investering 1 7.617.000

Totale investering 136.105.000

De totale investering is dus kale investering maal de Langfactor (4,74). De economische levensduur die bepalend is voor de afschrijvingskosten per jaar is normaal gesproken JO jaar. Hier zal ook voor een economische

levensduur van 5 jaar een berekening gedaan worden. Dit is gebeurd in overleg met General Electric.

Afschrijving in 5 gelijke termijnen brengt de afschrijving jaarlijks op 17.221.000 , bij 10 jaar ligt dit op 13.6J1.000.

Kapi,taalkos ten

Ervanuitgaande dat een rentepercentage voor zeer kredietwaardige onderne-mingen de komende jaren rond de 12% zal liggen komen we op jaarlijkse ge-middelde rentelasten van 6% van de totale investering zijnde 12.166.000 per jaar.

Onderhoudskosten

Als vuistregel nemen we de onderhoudslast op jaarbasis als 4% van het to-taal geïnvesteerde kapito-taal zijnde 11.444.000.

(19)

Voor deze pL.l\1t Zijn J operators nollig. Dat kllllll: dlls 11C(~r.

De kosten per operator bedragen grofweg 175.000 per jaar.

personeelslasten zijn dus 1945.000 .

Overheadkosten

r:;-;

2

~

operators.

~le

jaarlijkse

De overheadkosten bevatten de kosten voor laboratorium, onderhoudspersoneel

en management en bedragen ruwweg 100% van de personeelslasten, dus

1945.000 .

Grondkosten

De grondbehoefte van deze scheidingstrein bedrangt ongev~er een hectare.

Ervanuitgaande dat dit soort grond voor ongeveer 150 per vierkante meter

van eigenaar kan wisselen komt de kapitaalslast op 1500.000 . De kosten per

jaar van deze kapitaalslast zijn 160.000 .

Energiekosten

Het koelwater voor de condensor kost Fl. 0,12/ml/hr.

---~

Stoom van de warmtekrachtcentrale kost Fl. 25, -/ton.

In het voorstudie rapport (9) staat bij de gegevens van Crawford &

Russeli B. V. dat de horende stoomdruk 10 bar bedraaq l .

Voor de gebruikers is maximaal 9 bar stoom beschikbaar. Aangenomen

wordt dat de9 bar stoom verzadigd is, de expansie warmte van 10 bar

naar 9 bar gaat waarschijnlijk verloren.

Uit Property of water and steam :

9 bar stoom verzadigd

2 bar condensaat stoom kost oftewel 17 2783,9 kJ/kg 503,7 kJ/kg 2280,2 kJ/kg = 2,28 GJ/ton F1. 25. /ton F 1. 1

°

,

96 / GJ Fl. 0,0396 /Kwh

(20)

*

ENERGIEKOSTEN VAN 2,6-XYLENOL SCHEIDING

*

CON- VOLUME STROOM ENERGIEKOSTEN RE- VERHOGEN

ENERGIEKOSTEN DEN- _{( m}3_/hr) (";-;ratt) SOR Flo BOI- Flo \'1: het koelwa-LER ter. per

jaar per jaar

Methanol kolom Tl Hl 778,2

744.080· H4

6 _482.400

W : 1,39

x10

Rotating Disc Conto T2 -- --

---- --- ----I-.---~._-_.

....

ex> Ontwateringssectie T3 H5 60,9 58.240 H6 6 _264.000

I

w : 0,92 x10 ---~--~- 1-'---Recycle kolom T4 H7 ~l : 120,7 115.440 H8 1,41 x 10 6 _444.960 _. 2,6-Xylenol kolom T5 n9 276 264.960 H10 6 _1.009.240

vl

: 3,19 x 10 2,4/2,5-Xylenol kol.T6 11 ,6 11.200 6 _42.967 H23 W : H24 0,14 x:.10 O-cresol kolom T7 H11 256,3 246.080 6 W : H12 2,97 x 10 939.032 Extractieve kolom T8 H13 650,6 624.578 H14 6 _668.205 W : 2,12 x 10 \ Recycle kolom T9 HlS 72 ,6 69.680 6 _'_165.619 W : H16 0,53 x 10

M/p-cresol kolom TI0

Hl7 _0,2 320 Vol : --- ---H18 K o l o m T11 H19 ~'1 : 0,6 560 H20 9,70 x 10 E _3.061 K o l o m T12 H21 h' : 0,11 80 . H22 7,30 x 10 E _2.304 T o t a a 1 2.135.218 T o t a a 1 4.021.788

(21)

-Met de warmtekrachtcentrale wordt ook hete olie opgewerkt. De kosten hiervan zijn niet bekend; Aangenomen wordt dat de energie kosten

hiervan evengroot zijn als van stoom.

De electriciteit van de warmtekrachtcentrale kost Fl. 0,14 /Kwh.

Het aantal uren dat gedraaid wordt is 8000 uur/jRar.

Energiekosten calculatie :

*

pompen : totaal 34 pompen in bedrijf = 34 x 30 x 8000 6

omgerekend B,16x10 x Fl. 0,14

6 8,16x10 Kwh

Fl. 1. 142 . 400 , -

?

* condensor H1,HS,H7,H9,H11,H13,H1S,H17,HIB,H19,H21,II23 _{Fl. 2.}_{13 S .}₂₁

Y

*

reboiler H4,H6,H8,HI0,H12,H14,H16,H20,H22,H24

Totale energiekosten

*

Energie verbruik per pomp is 30 Kw

Totale variabele kosten Bedragen in f. Afschrijvings~osten Kiapitaalskosten Onderhoudskosten Personeelskosten Overheadkosten Grondkos ten Energiekosten Totale kosten 10 jaar afschrijving 3.611.000 2.166.000 1. 444.000 94S.000 94S.000 60.000 7.300.000 16.471.000 '. . ... ~ ... Fl. 4.021. 788,-+

---Fl. 7.299.406,-5 jaar afschrijving 7.221.000 2.166.000 1.444.000 94S.000 94S.000 60.000 7.300.000 20.081.000

Jaarlijks wordt 141.000 ton reactorproduct verwerkt in de scheidingstrein

De scheidingskosten per ton reactorproduct bedragen dus achtereenvolgens voor 10 en 5 jaar afschrijving van de plant f117 en f142 per ton.

Wanneer de extractieve deatillatie en de adsorptie sectie niet gebouwd

worden bedragen de scheidingskasten f80 per ton wanner er over 10 jaar afge-schreven wordt. De scheidingskasten voor de afscheiding van meta-en para-cresol en de scheiding tussen deze twee wanneercr over 10 jaar afgeschreven wordt bedragen 15.150.000 per jaar. Er .vanllitgé1<lnd(' dat cr 20 keer zoveel meta ~n para uit de reactor komt dan ~u het geval is komt dat op 111.900/ton.

(22)

INVESTERINGSKOSTEN VOLGENS GUTHRIE.

Met de methode van Guthrie worden de investeringskosten van de

gehele installatie berekend door de investeringskosten per

proces-module te berekenen ( kolommen, warmte wisselaar, vaten, pompen).

Het is een factor-methode: per module wordt een "module factor"

opgezocht, dit is de factor waarmee de " base cast ", de kosten van

de eenvoudigste uitvoering van de module, vermenigvuldigd wordt.

Deze eenvoudigste uitvoering heeft een wanddikte geschikt voor 1 bar en is uitgevoerd in gewoon koolstofstaal.

Guthrie geeft tabellen voor deze " base costs " als functie van grootte of capaciteit van de module. De reele prijs van het kale apparaat kan dan worden berekend door te vermenigvuldigen met factoren voor wanddikte en materiaalsoort.

De " base costs " van Guthrie worden niet gebruikt, ze stammen uit 1968 en zijn in Americaanse dollar.

Het ligt voor de hand om de " base casts " uit het WEBCI prijzen boekje te halen. Maar, de door ons opgezochte" kale investerings-kosten" zijn geen" base costs ". De kosten zijn al direct berekend voor het juiste materiaal. Daarom moeten de kale investeringskosten uit WEBCI gedèeld worden door Guthrie's materiaal factor , om zodoende " base casts " te krijgen.

De aldus verkregen " base costs " worden vermenigvuldigd met een " module factor" Deze is opgebouwd uit

" base co st " " field matrials " " direct material " piping concrete steel intrruments electrical insulation paint totaal 100 x x + 100 )

(23)

" direct field labor " material erection equipment setting

" indirect cost "

" bare module

"bare module cost"

totaal : freight, insurance, taxes y z x + y + Z + 100 ) % "base cost"

(24)

Investeringskosten van de pompen:

Hoeveelheid aantal pompen : Pl - P34

In totaal 34 pompen zodat met reserve pompen komen we op 68 stuks.

De prijs van een centrifugaalpomp inclusief fundatieplaat en kopppeling; capaci teit 40 m3_/hr electromotor WEBCI fl. 22.500,-f1. 2 .500,-fl.

25.000,-Expected costs : f1.

1.700.000,-Geldt voor roestvaststaal pompen :

* material factor

*

operating factor zodat " base costs "

F m F o 1,93 1,0 f1. 1. 700.000,-1,93 xl,O

f

(eerste kwaartal 1984) f1.

880.829,-Voor Field installation module 6B geldt bare module factor van 3,38. Bare module

Bare module cost

Contingency & fee

Total module costs:

3,38 x 880829 = 2.977.202,-2.977.202,- + (1.700.000 - 880.829) 3.796.373,- fl. 3.796.373,-18% f1. 683.347,-+ f1.

4.479.720,-Tabel 1: Guthrie installation module for centrifugal pumps.

Fjeld la.taUatioa modulee

1100101. 6.\ 68 6C 60 6E

Bu. dollu eapU-.dI, Stoa,ooo Up to 2 2 co .. .. to 6 6 to 8 8 to 10

Z,aJpmut tob. coet, I! 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0

Pip"", 30.2 29.8 29.6 29.~ 29.4

Coac:retc •. 0 3.9 3.9 3.9 3.9

$ced - - - -

-In.,,,, ... o.,_ 3.0 2.9 2.9 2.9 2.9

Elccuical 31.0 30.~ 30.3 30.3 30.2

laaulat.ion 2.~ 2.~ 2.~ 2 .• 2 .• Cuttlt.,at PUlp Co.t, S • [eue cost x F". x FJlndu:

P.i.a, 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 _{AdJuw.at factc:wa}

1'111 . . . , ... 1&11, '" 71.~ 70.4 70.0 69.8 69.6

170.4 170.0 169.8 169.6

Wat.ri.l F. 0i'cudo, Llmlta Nu:. ,..lue

Direct aaC«la., E + lil + }.t 171.)

Ua,.,t.l crcccioft 60.0 )9.2 )9.0 )8.6 Equipcaut sectiD' 9.7 9.2 8.9 8.7 Dir'" 11014 la .... , L 69.7 68.4 67.9 67.3 DIIeot /ol 6-L ... 2.1.2 238.8 237.9 237.1 l'''ll,ht, Jnl"l'Ulce. , •••• '.0 8.0 '.0 '.0. WIr..,I .... '89.2 81.2 7'.' 78.2 BUI

-.M.'.

CM' )38.4 32'.0 324.4 323.3 L//ol ratio. 0.41 0.40 0.40 0.40 Wa,eri.llactot, 8 + .. 1.72 1.70 1.70 1.70 Dunt coat factor, M 6 L. 2.41 2.39 2.38 2.37 It&CU,tu factor 0.37 O.H 0.33 0.33

),bful. 'at:tot (DO",,) 3.38 3.28 3.24 3.711

)8.) 8.6 67.1 2}6.7 '.0 n.7 320 •• 0.40 1.69 2.36 0.32 3.20

Cu, _BroozeuOG. 1.00 SuctÎon prcuu.te, p,j,_ 1)0 ~oo

1.28 SyltCIn temperature, OF. 2'0 )'0

Ca" ueel 1.32 St.inluI 1.93 Factor p. 1.0 1.' Carpentcr 20 2.10 Yonhitc 2.44 H . . relJorC 2.89 ).4oDc1 _3.23 Nicke1 3 . .a Tirwua _'.98

Gemiddelde prlJs over het ie kwaartal 1984 van de US dollar voor giraal geldverkeer :

fl. 3,00/ dollar

Bron: Bank Mess& Hope, Delft.

1,000 8)0

(25)

Tabe12: Guthrie installation module for pressure vessels.

Ptoc . . . V"M1 Coet,' _ [B •• e coat x p .. x P,]ladcx AdJuboeollaelcn

F. F. Pressuce Factor Shell·Materia'l CI.d Solid Psl. F, Carbon atcd 1.00 1.00 Up '0 50 1.00 Sui"leu 316 2.25 3.67 100 1.0l Mooel 3.89' 6.H 200 I.I5 Titanium ~.23 7.89 300 I.20 ~oo 1.3l lOO lAl 600 1.60 700 1.80 800 1.90 900 2.30 1,000 ·2 .... 0

Field JutallaUOD modale. FIeld LulaUatioa module.

HorizcmlallaJuiclIlion

Ilohl. lA (V) lB (V) lC (V) 10 (V) lE(V) 1l0000Ie lA (H) )B (H) )C (H) )0 (H) )E (H) 8aa. dollar . . pJt.de, 1100,000 Up to 2 2 to 4 -4 to 6 6 to 8 8 to 10 Baae dol1ar .ap.Jtade, '100,000 Up to 2 2 to 4 -4 to 6 6 to B B to 10 &,.JPIMDt rob. cMt, E 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 Eqlllpme.t Cob. co.t, E 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0

Pipin, 60.0 19,6 '9.' 19.4 )9.3 Concreee 10.0 9.9 9.8 9.8 9.8 Pipins 4I.I 40.1 39.7 J9.~ 39.2 Concrcec 6.2 6.1 6.0 ).9 ).9 Steel ,8.0 7.9 7.8 7.8 7.8 InsuulDeot. 1.) 11.) lJ.4 11.3 11.3 Elcccrinl ).0 4.9 .4.9 4.9 4.9 Sec-cl - - - - -Insuumcnls 6.2 6.1 6.0 ).9 5.9 Elccuicat ).2 ~.1 5.0 ).0 ).0 InlUbcion 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 Insularion l.2 ).1 ).0 ).0 ).0

Paint 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 Paint 0.) O.l 0.) 0." 0.) rle14 mater1au, '" 103.8 103.1 102.7 102.) 102.~ 'leId matertat., m 64.l 63.0 62.2 61.7 61.) Direct m.lenal, E + '" _ M 20l.8 20l.1 202.7 202.) 20U Direct malend, E + m - M 160 163.0 162.2 161.7 161.) Maecrial crcction 84.0 83.5 83.2 83.0 82.9 Matcri.1 crcction )2.2 )1.0 )O.~ )0.0 49.8 Equipment seuina: 1).2 14.9 14.0 13.) 13.2 Equipmcnl seuins: 9.3 8.3 7.7 7.2 7.0 DIrecl lIeld lAbo<, L 99.2 98.1 97.2 96.) 96.1 DIrecIlleid lAbo<, L 61.) )9.3 )8.1 57.2 ~.8

Dlloct /tf 6 L co.t 303.0 301.6 299.9 299.0 298.) DlrKt M (; L coat 226.0 222.3 220.3 219.0 218.3 Frcisht, inswancc tu:cs 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 Frcis~u. insurance, Uzes 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 lD41rect coet 112.0 102.) 98.9 98.7 9l.) ladlrect coet 83.6 7l.6 72.7 72.3 69.8 Bare .od"J. coet 42J,O 412.1 406.8 40).7 402.0 Bare module coet 317.6 30).9 301.0 299.3 296.1

LlM ratio. OA8 0,47 0.47 0.47 0.46 _L_/_M_ratio. _0.37 _0.36 O.J) O.J) O.J)

Matcriat factor, E + .. 2.0~ 2.03 2.03 2.02 2.02 Dircct cost factor, M 6 L J,03 3.02 3.00 2.99 2.98 lndircct faclor 0.37 0.34 0.33 0.33 0.32 Module factor (norm) 03 4.12 .4.07 4.06 ~.02

Mat~riallactor, E + ". 1.6~ 1.63 1.62 1.62 1.61 Direct coae factor, Af tr L 2.26 2.22 2.20 2.19 2.18 Indirccl factor 0.J7 0.34 0.33 0.33 0.32

Modulc f.clor (norm) 3.18 3.06 3.01 2.99 2.%

Tabel 3: Guthrie installation module for shell and tube exchangers. Fjeld la.tallatlo. modal ••

loIodole 3A 38 JC 30 3E

B . . e doUlllDap.ltade, tlOO,ooo Up Co 2 2 to 4 _{'" ro 6} 6108 Blo 10 &qa.lpmeat rob. COIIt, E! 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0

Pip ... , _4'_.₆ 45.1 44.7 4~.4 H.3 Coaercte 5.1 ~·.o 5.0 1.0 _s.o

5,eel 3.1 3.0 3.0 3.0 3.0

Inarrumeota 10.2 10.1 10.0 9.9 9.8

Electrlcal 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0

IotulatloQ 4.9 4.8 4.7 4.7 4.1 Exchaa,er Coat, • - [nuc co.t (FJ + F,J x P';'l Index PaJat _O,~, _0.' _0.' 0.) 0.'

Field malerf&1., .. 71.~ 70.) 69 •. 9 69.' 69.3

Direct miertai, E + ".. _ A4 17I.~ 170.~ 169.9 169.) 169.3

AdJ .. ';"Allaelou

Dcsisn Preuure, Dcsi,n Type FJ rsl. _P,"

U.,eri.l eleC'tioa _".4 H.7 H.2 ,3.9 SM J:cule, tcboilcr I.Jl Up to 1)0 0.00 -11 muc faeloca are E'I'IJpment .ettins: 7.6 6.5 ).9 ).l 5.2

DIrecl neld lAbot, 1. 63.0 61.2 60.1 5M 59.0

Floatin, bc.-d 1.00 300 0.10 used lodh·iduaU,., U tube 0.8) 400 0.25 .dd 1.00 to !hue Fiud tube .but 0.80 800 o.n ... alue •• DlreclM (, L cool 23~.4 231.7 230.0 228.9 278.3 1,000 0."

Fr~J,ht. ia.urtoec, taxc. 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0

IadJrecl COlit 86.7 78.8 ".9 n.l 7).0 5helI/Tab. IIltedala, F .. a..0_&10cool J29.1 J18.' 31J.9 ,12.~ 309.5

l./MraUoo 0.37 0.36 0." 0.)) 0." WaterJal tactor, B + M 1.71 1.70 1.70 1.69 1.69 Direct co.t l.cror, 11 6 L 2.34 2.32 2.30 2.29 2.28 laducct lactor 0.37 O.H 0.33 O.JJ 0.3~ . Nod.uJ. factor (nonD) J.29 3.18 3.14 3.12 3.09

Surf.cc Alc .. CS! CS! csI cs! SS/ cs! NoncV CS/ Ti/ Sq. Fr. CS Dr ••• Ilo SS SS Mon~1 Nend Tl TI Up to 100 1.00 1.0) 1.60 1.5~ 2.)0 2.09 3.20 4.10 10.28 100 to )CO 1.00 1.10 1.7) 1.78 3.10 2.30 3.JO ).20 10.60 '00 '" 1,000 1.00 I.Il 1.82 2.2l '.26 2.)0 '.6) 6.H 10.n 1,000 co ),000 1.00 1.30 2.1) 2.81 ,.n 3.10 4.2) 8.9) 13.0) ',000 co 10,000 1.00 1.)2 2.)0 3.)2 4.50 J.n M) 11.10 16.60

23

(26)

ti.) ~ Column Kolom Tl LG- SETTLER V1 LG- SETTLER V2 LL- SETTLER v3

Rot. Disc Conto

Kolom T3 LL- ~ETTLER V4 Kolom T4 VAT V5 Kolom T5 VAT v6 Kolom T6 VAT kolom T6 - . . . . J

Tabel 4

*

Investeringskosten volgens GUTHRIE

*

Base Expected Field Bare Bare

cost F F cost install. modulE module

Fl. m p Fl. module factol Fl. 101. 333 2,25 1,0 228.000 5A(V) 4,23 428.640 11.556 2,25 1,0 26.000 5A(H) 3,18 36.747 7.556 2,25 1,0 17.000 5A(H) 3,18 24.027 8.889 2,2C: 1,0 20.000 5A(H) 3,18 28.267 22.222 2,25 1,0 50.000 5A(V) 4,23 94.000 66.667 2,25 1,0 150.000 5A(V) 4,23 282.000 5.333 2,25 1,0 12.000 5A(I:I) 3,18 16.960 153.778 2,2C: 1,0 346.000 5A(V) 4,23 650.480 8.444 2,2" 1,0 19.000 5A(H) 3,18 26.853 272.000 2,25 1,0 612.000 5A(V) 4,23 1.150.560 11.111 2,25 1,0 25.000 5A(H) 3,18 35.333 71.111 2, 2 '.:i 1,0 160.000 5A(V) 4,23 300.800 5.333 2,2~ 1,0 12.000 5A(H) 3,18 16.960 Bare Tray module cost cost Fl. Fl. 555.307 20.000 51.191 -33.471 -39.378 - - - -121.778 3.000 365.333 6.000 23.627 -842.702 62.000 37.409 -1.490.560 68.000 49.222 -_. _--389.689 3.000 23.627

(27)

---t\) Ol i ~ Column Kolom T7 VAT V7 Kolom T8 VAT V8 Kolom T9 VAT V9 Kolom TI0 Rotary valve VAT VI0,V11,V13 Kolom Tl1 VAT V12 Kolom T12 VAT V14 Tabel 5 Base cost Flo 471.111 11. 556 62.222 9.778 83.556 6.222 26.667 --6.667 17.778 2.222 17.778 2.222

*- Investeringskosten volgens GUTHRIE

Expected Field F F cost install. m p Flo module 2,25 1,0 1. 060.000 5A(Y) 2,25 1,0 26.000 5A(H) 2,25 1,0 140.000 5A(V) 2,25 1,0 22.000 5A(H) 2,25 1,0 188.000 5A(V) 2,25 1,0 14.000 5A(H) 2,25 1,0 60.000 5A(V) - - --

-2,25 1,0 15.000 5A(H) 2,25 1,0 40.000 5A(V) 2,25 1,0 5.000 5A(H) 2,25 1,0 40.000 5A(V) 2,25 1,0 5.000 5A(H)

*

Bare Bare Bare Tray

module module module cost

factor Flo cost Fl. Flo

4,23 1.992.800 2.581.689 86.000 3,18 36.747 51.191 -4,23 263.200 340.978 96.000 3,18 31.093 43.315 ---4,23 353.440 457.884 124.000 3,18 19.787 27.565 ---4,23 112.801 146.134 --

_--

-- 400.000 3,18 21.200 29.533 -4,23 75.201 97.423 200 3,18 7.066 9.844 ----4,23 75.201 97.423 200 3,18 7.066 9.844 ---T o t a a 1 7.916.137 868.400

(28)

-IV 0) Exchanger Condensor Hl Koeler H2 Reboiler H3 Reboiler H4 Condensor H5 Reboiler H6 Condensor H7 Reboiler H8 Condensor H9 Reboiler H10 Condensor Hll Reboiler H12 Surf ace area m2 450 500 ---6 22 25 20 36 36,4 65,5 42,7 92,3 Tabel 6 Base cost Flo 55.000 182.132 ---12.000 20.161 14.919 19.758 18.145 17.742 14.997 20.565 14.954

'* Investeringskosten volgens GUTHRIE

*

Expected Field Bare Bare Bare

Fd F _p F _m cost install. module module module cost

Flo module factor Flo Flo

0,8 0 B,75 165.000 3A 3,29 180.950 290.950 0,8 0 3,26 475.000 3A 3,29 599.215 892.083 - - - --- - -- - - - - -0,8 0 12,5 24.000 3A 3,29 39.400 51.480 0,8 0 ~, 1 50.000 3A 3,29 66.331 96.170 0,8 0 13 , 1 37.000 3A 3,29 49.085 71.166 0,8 0 ~, 1 49.000 3A 3,29 65.004 94.246 , 0,8 0 3,1 45.000 3A 3,29 59.698 86.553 0,8 0 IJ,1 44.000 3A 3,29 58.371 84.629 1,35 0 3,26 66.000 3A 3,29 49.340 100.343 0,8 0 3,1 51.000 3A 3,29 67.659 98.094 0,8 0 3,26 39.000 3A 3,29 49.199 73.245

(29)

f\) -.J Exchanger Condensor H13 Reboiler H14 Condensor HlS Reboiler H16 H17 Koeler H18 H19 Condensor H21 . H20 Reboller H22 Condensor H23 Reboiler H24 Tabel 7 Surface Base area cost m2 _Flo 216 101. 994 181 _80.242 26 15.323 30 19.355 2 8.500 2 8.500 2 8.500 6 9.000 2 10.500

*-Investeringskosten volgens GUTHRIE *

i

Expected Field Bare Bare Bare

Fd F _p F _m co st install. module module module cost

Flo module factor Flo Flo

0,8 0 ~,26 266.000 3A 3,29 335.560 499.566 I I 0,8 0 3,10 199,000 3A 3,29 263.996 382.754 _I 0,8 3,1 38.000 3A 3,29 50.411 73 .088 . I 0,8 ₀ ~, 10 48.000 3A 3,29 63.677 92.322 0,8 2,5 17.000 3A 3,29 27.965 36.465 0,8 2,5 17.000 3A 3,29 27.965 36.465 0,8 2,5 17.000 3A 3,29 27.965 36.465 0,8 0 2,5 18.000 3A 3,29 29.610 38.610 0,8 0 2,5 21.000 3A 3,29 34.545 45.045 T o t a a 1 3.179.739

(30)

Totale investeringskosten :

Kolommen en pakkingen, vaten Fl. 8.78 4.537,-Condensoren en reboilers Fl. 3.179 .739,-+ Fl.ll.9 64.276,-Contingency & fee 18% Fl. 2.153.570 ,-+ Fl.

14.117.846,-Pompen inclusief contingency & fee 18% Fl.

4.479.720,-Totale investeringskosten volgens GUTHRIE Fl. 18.597.566,

-Overzicht van de totale kosten .

10 jaar 5 jaar

Afschrijvingskosten 1.859.760 3.719.515

Kapitaalkosten 1.115.855 1.115.855

( 6 % van de totale

investerings-kosten )

-

_._-_._---+_._---_.

I

__ .

_

.

.. _.-

_!

!

Onderhoudskosten

I

I 743.905 I 743.905

i

!

management ) _I Grondkosten $60.000 Î 60.000 ( 1 hectare, f1.50,-/m2 ₎ I Energiekosten 7.300.000 7.300.000 T o t a 1 e k 0 s t e n Fl. 13.469.520,-

15.329.275,-De scheidingskosten bedragen dan f96,S/ton (10 jaar afschrijving),

(31)

De berekening van de investeringkosten met behulp van het simulatieprogramma ASPEN PLUS.

Het ASPEN PLUS-simulatie programma biedt de mJ~elijkheid om kostenberekeningen te maken. Dit kan op twee manieren gebeuren, door na een flowsheetberekening een kostenberekening te laten uitvoeren of door aan het programma de dimensies van apparatuur aan te bieden en dan een kostenberekening te laten uitvoeren, de zgn. 'stand-alone costing'-methode. Deze laatste methode is gebruikt voor het berekenen van de investeringskosten voor de scheidingssectie van de 2,6-xylenol-plant, zoals die ~s

ontworpen door de G-groep in de afgelopen twee maanden.

Het simulatieprogramma ASPEN PLUS gebruikt de volgende kosten-modellen voor de verschillende apparaten.

a. voor warmtewisselaars

De kosten voor een warmtewisselaar worden uitgerekend uitgaande van het warmteuitwisselend oppervlak, tube- en shell-druk en de constructie-materialen. Dit kan voor de verschillende typen warmtewisselaars

gedaan worden.

De berekening gaat uit van een base equipment cast (BEC). Dit is een flooting-head warmtewisselaar, uitgevoerd ~n koolstof-staal en opererend bij een lage druk. Uitgaande van de BEC worden de

purchased equipment cast (PEC) , de installatiemateriaal- en arbeids-kosten bepaald. Dit gebeurt met behulp van verschillende factoren

voor het materiaal, de ontwerpdruk, type en factoren voor de installatie-kosten. Voor de exacte waarde van de factoren wordt verwezen (5), (6)

en (7).

(32)

b. voor vessels

De kosten van de vessels z~Jn gecorreleerd aan het gewicht van

de vessels. Het gewicht wordt door ASPEN PLUS berekend aan de hand van lengte, diameter en druk. De gegevens hiervoor zijn afkomstig

van PDQS Inc. ( Enyedy, 1979).

Bij de kosten zijn naast de vessel ook de ondersteuningen ,platformen en ladders inbegrepen. De versschillende correlaties die gebruikt worden zijn ontleend aan (8).

c. voor kolommen

De kosten voor een kolom mat schotels worden berekend m.b.v. de volgende correlatie:

TRAYC NTRY x BC x TRMF x TF x NF (1)

met TRAYC schotelkosten

,

BC basis kosten

,

TRMF schotelmateriaal TF type schotel ,

NF 'number of plates'-factor, NTRY aantal schotels.

~? In (4) staan de grootte van de verschillende factoren weergegeven. De wandkosten worden worden berekend volgens het kostenmodel van

een vessel. Beide kosten worden bij elkaar opgeteld en aldus worden de kale kolomkosten berekend.

Gepakte kolommen worden ook m.b.v. dit;kosten-model berekend. Hierbij worden drie schotels genomen en wordt de afstand tussen de schotels

zodanig genomen zodat ASPEN een kolomlengte berekend die overeenkomt met de gewenste waarde. Achteraf wordt de kolomvulling in rekening

gebracht.

(33)

Voor de berekening van de kosten is de scheidingssectie in units ingedeeld. Per unit worden de kosten in de uitvoer weergegeven.

Aan de kosten van de apparaten van de unit worden de kosten voor,

piping, instumenten, fundering, isolatie, verf, en bedrading toegevoegd m.b.v. factoren zoals vermeld in (4).

Aan de totale plantkosten, die worden verkregen door de totale unit-kosten op te tellen, worden kosten toegevoegd om de totale

investerings-kosten te verkrijgen. Deze investerings-kosten zijn landinvesterings-kosten, ontginningsinvesterings-kosten, kantoorkosten, engineeringkosten en nog enige andere kosten.

De met AS PEN PLUS verkregen investeringskosten zijn niet volledig. Aan de kosten dienen de pompkosten te worden toegevoegd en tevens

de pakkingen RDC-kosten, aangezien deze niet door ASPEN PLUS kunnen worden berekend.

De gebruikte invoer voor ASPEN PLUS ~s vermeld in de uitvoer. De

gehele uitvoer van het programma is als bijlage aanwezig.

(34)

;PEN

PLUS

VE:n: IUl-1-V~2 HEL:

DEC83F

IllST: '.fBO-CT 12/04/85

l:'AGE

LOCATIOtl:

!11SSlll(~

L:Coumnc EVi\Lur\TIor~ .st:CTIO!'J

cnPITAL INVE:STM~NT

REPORT

ASPEN

11E1'IIOD

PIIUJ::CT

CO/'lPLETION:

19l33,

QUARTt::Hl

MAlERlAL

co.sr

LABOR COST

LAUOR HOUk

):[SS

UNITS

:LITY

UNITS

:VNG

,

SHIPPI!l~~ ~

S'l:Of\

{V IC E:

DUILDItIC

lVIC[ SYST

G DI~TllZIU1:I:

HTIONAL DIREC

T

C

OIAL DIRECT COST

rE:

DEVELOPMCil1: ::1 GH T

LES

TAX

5UBIOTAL

'~rRACTOR

cLD lllDIHCCTS

f

IELD CONSTRUCTION

:J; iJ'

....

2,671,929 $ 0 0 210,lnl 165,501 0 3,OLt7,982 $ 30,480 60,960 91,439 3,230,861 $ 217,481 3,448,341 $

AL fILLD

COt~STRUCTIOIl

CaST

TRACTOR ENGINEERInG [, I!Of.1E OffICE.

ER'S COST

S, PERMITS [, INSUHANCE

ITIONAL DEPRECIAnLE COST

UBTOTAL

TOTAL DIRECT [, INDIHECTS

CESS CONTINGENCY

JECT DEFINITION CONTIUGE:nCy

OIAL CONIINCENCY

TOTAL DEPRECIABLE CAPIIAL

NO

YALTY [,

EXPEnSES

DITIONAL NON-[)EPHECIAIJLE

SUBIOTAL (NON-DEPHECI/H3LE CaSTS)

TOTALfIXi:;D INV

CST

1 '

De resultaten van de berekening van de investeringskosten.

total fixed investment $ 8.0.63.854 f 24. 191

.562,-RDC-unit (volgens Guthrie ) f

124.778,-pompen (volgens Guthrie) f

4.479.720.,-pakkingen ( volgens Lang) f

229.40.0.,-hulpstoffen ( DEG, tolueen, pentanol) f 126.0.0.0.,-+

To.TALE INVESTERINGSKo.STEN f 29.151.460.,-De berekening van de scheidingskosten per ton voeding:

Afschrijvingsperiode 10. jaar 5 Jaar

Kapitaalskosten ( 6% v.d. investerings- f 1.749.0.88 f J ! 749.088 kosten)

Personeelskosten f 945.0.0.0. f 945.0.0.0.

(3 operators, 4.2 ploegen p.d.)

Overheadkosten( lab. ,ond. ,man.)_ f 945.0.0.0. f 945.0.0.0.

Energiekosten f 7.30.0..0.0.0. f 7.30.0..0.0.0. Afschrijvingskosten f 2.915.146 f 5.830..292 Onderhoudskosten (4% v.d. investerings- f 1.166.0.58 f 1.166.0.58 + - kosten) +

To.TALE KOSTEN ~ER JAAR f 14.750..292 f 17.665.438

Met een jaarlijkse hoeveelheid te scheiden stroom van ca.141738 ton vinden we voor de scheidingskosten per ton resp. f 10.4 en f 125 .

(36)

5. Discussie

Uit de investering die volgt uit de Zevnik-Buchanon stapmethode (165.000.000), blijkt na vergelijking met de andere methoden dat dit een hoog bedrag is. Dit is logisch gezien het grove karakter van deze methode

De Lang-methode ~s nauwkeuriger. De berekende investering bedraagt

f36.000.000 • Een belangrijk bezwaar van deze methode is dat de

kost-prijs van een apparaat, uitgevoerd in een duur constructiemateriaal, vermenigvuldigd wordt met de Lang~factor. Een duurder constructie-1llatertaal heeft geen invloed op de meeste kosten die via de Lang-factor

verdisconteerd worden. Dit zijn kosten zoals engineering,instrumentatie, fundering,utilities en dergelijke.

B;ij de methode van Guthrie hebben de "module factors" betrekking

op de "base costs", dit is de kostprij s van een apparaat in een stan-dailrd u:j:t-yoering. De berekende investering bedraagt n8.597.566. De prijzen Van de Guthrie~ en Lang~methoden gelden voor het eerste kwartaal van J984.

De ASPEN-methode heeft de beperkingen dat er minimale afmetingen zijn voor vaten en warmtewisselaars. Als er een te kleine afmeting wordt gespecificeerd, wordt er gerekend met de minimale afmeting.

Het bleek niet mogelijk om binnen redelijke tijd utiliteitsberekeningen uit te voeren. De prijzen zijn geldig voor maart 1983. (Investering: 129.191.562)

Het is moeilijk om voor de Sorbex-kolom een goede investerings-schatting te doen. De - weliswaar geringe - kosten van tolueen in

kolom T3 zijn ten onrechte verwaarloosd. De kosten van de warmtewisselaars zullen in werkelijkheid groter uitvallen. In het ontwerp is de fout

gemaakt deze warmtewisselaars te berekenen voor koelwater. Dit geeft grote kans op verstoppingen door stolling van het product. Een ander ontwerp zal duurder uitvallen.

Om tot een afweging te komen van de kosten van de extractieve

destillatie en de adsorptiesectie moet inzicht verschaft worden omtrent een eventueel te bereiken vermindering van de reactorkosten. Voor de opbrengst van de producten is het niet lonend, de scheidingskosten bedragen globaal 112.000 per ton!

(37)

Literatuur

e

1) Dutch Association of Cost Engineers, WEBCI prijzenboekje, 11 ed.,

DACE, december (19841

2) . J . M. Cou son, J.F. 1 R~c . h d ' ar son, Chem~ca Eng~neer~ng, 1 . . 3rd ed.,

Pergamon Press, (J 978)

3l

J. de Graauw, collegedictaat Olie en Gas Behandeling,Th Delft,

Lab. Apparatenbouw Procesindustrie, Delft, (1984)

4) A.G. Montfoort, collegedictaat De Chemische Fabriek deel 2,

EconomLsche Aspecten en Cost-Engineering, Lab. voor Chemische Technologie, TH Delft, (J98Jl

5)_ H. PQppe'r, Modern Cos t Engineering Techniques, (J 9 70)

chapte;t:' 3: K.M, Guthrie, process Plant Estimating Evaluation

6t J •. \:t. Hackney, ASPEN System Design for Sizing and Control , L

Repo;t:'t to Aspen, (l 9791.

71. p.W. Johnson, p.A, Peters, Computer Program for Calculating Capital

and Operating Costs, User~s Manual, U.S. Bureau of Mines, Process

Evgluation Sectton, Avondale,U,S.A, (J976)

81. ASl;'EN pLUS, Techn. ReferenceManual vol. 11, Nov. (J98J}

th

9) N .,E, H8J!)ller, Corrosion Data Survèy, S ed. ,National Association

0;1; Cq;t:'roston Engineers, Houstón, (19741

lQtJ~ 'van der Steen, C., van Houwelingen, Verslag Fabrieksvoorontwerp,

VOQ;t:'studie voor het ontwerp van een scheidingssectie na de gasfase methyleringvan phenol met methanol, Delft, (1985)

JJ tG groep naj aar J 9..85, Ontwerp 'Van de scheidingssectie van een

2,6"'~ylenol""synthese fabriek, G opdracht najaar 1985, Lab

Apparaten-bouw Procesindustrie, TH Delft, nov. (1985)