Verslag chemische fabriek: Economische evaluatie van een ammoniak fabriek volgens de Guthrie methode

(1)

· T

I

1

RAPPORT Nr:

Verslag Chemische Fabriek ECONOMISCHE EVALUATIE VAN EEN AMMONIAK FABRIEK VOLGENS DE GUTHRIE METHODE

april 1983 Arthur van Dalen

Martijn Verster

TECHNISCHE HOGESCHOOL DELFT

AFDELING DER WERKTUIGBOUWKUNDE

(2)

INHOUD pag. Inleiding 1 Uitwerking 4 Conclusies 8 Literatuurlijst 9 FIGUREN 1 Werkwijze 2 2 Flowsheet 3 3 Kostindices 7

(3)

.

..

Inleiding

Voor bepaalde doeleinden, zoals Ncorcalculaties of globale prijs-' indicaties is behoefte aan eepsnelle en redelijk betrduwbare kosten-berekeningsmethode. K.M.Guthrle heeft in de zestiger jaren' meer dan 50 raffinaderijen en chemische fabrieken op investerings-kosten onderzocht. Hij was toen staflid van W.R.Grace & Co en van de Fluor Corporation. Naar aanleiding van dit onderzoek heeft hij een boek geschreven: "process Plant Estimating Evaluation and Control". Dit boek is een leidraad voor het berekenen van inves-teringskosten van proces-eenheden, gebaseerd op prijzen in de V.S. midden 1970 (Gulf Coast).

Hoe werkt de Guthrie methode. Uitgangspunt is het apparaat. Voor dit apparaat geeft Guthrie aan de hand van de dimensies een basis-kostprijs., Deze basiskostprijs wordt vermenigvuldigd met factoren voor fundering, pijpsystemen, instrumentatie etc.,(F ) .De

basis-m

kostprijs wordt ook vermenigvuldigd een factor Fl voor loon. Deze twee factoren Fm+ Flopgeteld leveren de directe kostfactor Fd. Hieraan dient nog toegevoegd te würden een factor voor indirecte-kosten, F .. Deze bestaat uit:-Werk door contractor voor

project-~

management, -Engineering,

-Algemene overheadkosten. Zodoende komen we tot een "bare module" factor, F .

n

Basiskostprijs x bare module factor

=

Kosten geïnstalleerd. De factoren F zijn bekend voor de verschillende apparaten :

n ~ Fornuis 2,14 Warmtewisselaar 3,17 Verticaal Procesvat 4,16 Horizontaal Procesvat 3,05 Pomp + Drijver 3,30 Compressor 2,15 Koelmachine 1,52 Opslagtank 2,20

Via deze methode vinden we de prijs van de geïnstalleerde appa-raten in 1970 in de V.S. Met de kostindex (zie fig. ) vinden we de prijs geïnstalleerd in 1983 in de V.S. Via de dollarkoers vinden we de, prijs geïnstalleerd in 1983 in Nederland. Normaal gesproken zou nog een area-factor in rekening gebracht moeten worden; Het blijkt echter dat deze factor tussen de V.S en Nederland ongeveer 1 is.

-1-, ,I

(4)

I N I

PLAN ECONOMISCHE EVALUATIE VOLGENS GUTHRIE

Prijs x F Prijs x I apparaat n geïnstalleerd 1970 p 1970 ~ U.S.A. U.S.A. Figuur 1 Werkwijze Prijs x $ koers Prijs geïnstalleerd gefnstalleerd

...

₁₉₈₃ ₁₉₈₃ U.S.A. Nederland

(5)

I w I ·Cl

:

...

~,~.;~::~:~ !~:~:~

~._.

T..f

i

.

,

C~---

-

--

-

- -- --- -- --- ---'

C.'-l'IIU

CIM'II_

~.2_-,-.. _ WIIIU_ ,u~, u ·

-

.,

...

!.I , . _ TI _ _ .. MI·n.Ma·n _ _ _ 11 _IlATE_ yJt.:.:. ... ~~. au_ .,

_w.'

_

...

NU hr:'l:~ .. ·~UI'

'.1.

:""' ~

__

-.. aü-~.... ,.', -~-' . ..: .""';' ••••.... .xaR -PUiüi~ _ -- -.- - ~.

-nu

-_.~

.

__

,._- -

---,.u

-ïiNiiö---MTS ft[ACtoa"' - -'sELUTOMO IllUCToi. , METHANATOR -.--....THÉK ""'C1'DIÏ [D"C

"

C01 LUCHT NHJ PRODUKT

Figuur 2· Flowsheet NHJ -FABRIEK

1EONBCHE~

I

Aa

I

t==1

--c~ ;s , _~ ';. .".-' _-! ;

I

I: I -I

.

f

I

,

I ·1

· I

!

I , J

j

..

:j

b

(6)

,

$ 1970 $ 1970

APPARAA';l' BASISKOSTPRIJS MODULAR-FACTOR EINDPRIJS

Cl 400.000.- 2.15 860.000.-C3 35.000.- 2.15 75.250.-C4 50.000.- 2.15 107.500.-I C6 45.000.- I 2.15 I 96.750.-C7 905.000.-' 2.15 1.945.750.-H6 72.640.- 3.17 230.270.-H7 86.227.- 3.17 270.170.-H8 19.300.- 3.17 61.180.-H9 5.000.- 3.17 15.850.-Hl0 22.000.- 3.17 69.740.-Hll 8.000.- 3.17 25.360.-H12 68.200.- 3.17 216.190.-H14 61.000.- 3.17 193.370.-H18 57.000.- 3.17 180.690.-H20 68.200.- 3.17 216.195.-H21 68.200.- 3.17 216.195.-H22 129.200.- 3.17 409.565.-H24 274.500.- 3.17 870.165.-Ml 64.800.- 4.16 I 269.570.-M3 2 x 25.200.- 4.16 209.665.-M4 68.250.- 4.16 283.920.-M5 68.250.- . _.. 4.16 283.920. - .. I " Pl 1. 500.- 3.30 4.950.-p.2 67.000.- 3.30 ' 221.100.-" , p3 134.000.-.' _3.30 _{442.200. -} _. I , p5 3.000.- 3.30 9.900.-, " + '. 7.775.515.-

(7)

-4-$ 1970

APPARAAT BAS ISKOSTPRIJS

Tl 252.000.-" , T2 _, , 43.000.-TBl 120.000.-, TB2 20.000.-TB3 60.000.-TB4 I 320.000.-V1 12.880.-V2 4.760.-V3 89.600.-V4 43.000.-V5 18.000.-• V6 12.000.-V7 11. 000.-V9 32.400.-VlO 47.000.-V11 12.000.-V12 12.000.-Rl 28.000.-R2 100.000.-R3 121.000.-R4 44.800.-R5

70.560.---_

..

--transport

-'i

'L

G

<,

-MQDULAR-FACTOR . 4.16 .' 4.16 3.30 3.30 3.30 I 3.30 4.16 4.16 4.16 4.16 2.20 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 ~5-$ 1970 EINDPRIJS 1.048.320.- 178.880.- 396.000.- 66.000.- 198.000.-1. 056.000.- 53.580.- 19.800.- 372.740.- 178.800.- 39.600.- 49.920.- 45.760.- 134.780.- 195.520.- 49.920.- 116.480.- 416.000.- 503.360.- 186.370.- 293.530.- 5.659.180.- 7.775.515.- 13.434.695.-+ + , ' I I

",

j

, '

(8)

I ,

De Guthrie methode is niet bruikbaar voor zeer grote proces-eenheden die niet standaard te verkrijgen zijn. Voor deze proces-eenheden hebben we gegevens verzameld uit het WEBCI-boekje of ons reehtstreeks gericht tot bedrijven.

Hf! 1983 Hfl 1983

Apparaat Basiskostprijs Factor Kosten

Fornuis 35.000.000.- 1.00 35.000.000.-Syngas-reactor Waste-heatreboiler 7.000.000.- 3.05 21. 350.000.-6.000.000.- 3.17 19.000.000.-Pakking Koelmachine 1. 000 . 000 • - 1.00 1.000.000. - ' 6.350.000.- 1.52 9.640.000.-I , , Purge-ll;nit Kqeltoren 23.500.000.- 1.00 23.500 '.000. ;.. 6.000.000. -, 1.00 6.000.000.115.490.000.

-De basiskostprijzen van het fornuis, de syngas-reactor, de waste-heat reboiler en de koeltoren komen van DSM. De pakking-prijs komt van Norton-chemicals in Zoetermeer. De prijs voor stalen Pal I-ringen bedraagt FI 1500,- per m3 •

'De koelmachine prijs is gehaald uit het WEBCr-boekje : FI

150.000,-per

MW.

Dit geldt bij verdamper temperatuur van +40oF. Volgens Guthrie

moet er nog een factor van 2,2 worden toegepast voor een lagere

ver-damper temperatuu~ van -40oF. Het benodigd vermogen voor deze

instal-latie is 19,22 MW.

De prijs van de purge-unit is gebaseerd op die van een soortgelijke installatie. Deze heeft een geïnstalleerde waarde van $

4,.600.000,-. 316 9

in ,1979. Via een kost~ndex van 238:7 en een dollarkoers $ 1,-

=

Fl 2,75

vinden we voor deze installatie Fl 16.800.000,-. Aangezien de

purge-~

l

Y

P

I

unit in ons geval e,~maal groter is komen we op Fl 23.500.000,-.

(9)

.

,. 310

.,.

r.... 300 ~ 11""" Annual inde,x ~ 290

,

~ 9~ 1 280

,

270 260 i 250

--", /

..

"'

~

-

-~ 1980

I I

>-"'

~

CE plant cost index

(1957·59 - 1001

./

-

>-"3 ...

EQuipmenl, machlnery, .upporll •••• ConSlrUClion labor •••••••••••••• Building ••••••••••••••••••••• " EnginHring a. .upervi.ion •••••••••

Fabrlcated eQuipment

...

.

Process machinerv

...

Pipe. valve. a. fitting ••••••..•••

Proc ... inltrumenll

...

..

...

Pump. a. compressors

..

,

...

..

.

Eleclriul equipmènl •••••••••• Structur.1 lupporu·a. mise.

...

-

,." L

-> o Z 1970 - 125., 1971 - 132.2 1972 - 137.2 1973 - 144.1 1974 - 1€5.4 1975 - 182.4 1976-192.1 1977 - 204.1 1978 - 218.8 1979 - 238.7 1980 - 261.2

Jin. '8Z· O.c. 'Slt Nov. 'Slt Jan. 'Sl t Prelim. R.vised Finll Final

310.5 305.5 306.6 276.6 335.1 332.6 332.4 308.3 256.9 248.6 252.6 214.8 286.2 279.0 279.5 257.1 295.9 284.1 287.1 23,2.3 326.0 328.9 329.4 305.9 311.5 309.0, 307.7 287.2 384.6 370.0 369.5 344.9 294.6 304.9 304.0 264.9 407.0 404.5 401.3 368.6 231.4 229.3 229.2 212.3 332.4 325.8 327.7 310.~ • '''"iNd; prochtcU..,hy fector • 1.71. 'Un,.vIMd; Pf'Oda.fctlyhv 'ector • 2.50. S •• "CE Planl

Co .. Iftd •• -".vl •• d:' Apr,

,e

.

1112, p. 153. For de.G,lpUo" of od"".1 Inrl . . ' " Feb "

ttel i"ye. for P'" 'fI"u,1 ...,."ag . . of CE ".nt Co .. Inde. and M.S Eq,~ipm.n. Co.t Ind ... "'or 10 I"." of .Ap,. 21, t .... Moy I, lUe, No •. 13. 1172, Ap,. 28, 11170, Moy "

"" ,nd Apr, , ... "'2. 'Ol """1'1' Cont.lnln, .11 to,.golnt .,lIef •• , '.Cl'I"' R.p,lnt

No. 075 0" Ofd., fo,m in beek of _ny 111u •.

ECONOMIC INDICATORS

340 330 320 198, , 310 300 290 280

,

270 c ..!lI ~ ~ ..:.

"'

~ ./ ~

V

1981

>-"'

~

...

.-

...

-...

> o Z Annual index 1971 - 132.2· 1972·137.2 • 1973- 144.1· 1974· 165.4 • 1975· 182.4 • 1976-192.1· 1977 • 204.1 • 1978 - 218.8 • 1979 - 238.7 • 1980 - 261.2 • 1981 - 297.0 •

CE plant cost index

(1957·59 - 1001

Jin. 'S3· 'Dec. 'S2· Nov. '82' Jin. '8Z· Prelim. Revised Final Final

316.9 316.1 315.3 311.8 EQuipment. machinerv. supports •••• 3~5.0

Construction labor •••••••••••••• 274.3 Bulldlngs •••••••••••••••••••••• 294.1 Enlline.ring a. superviSion ••••••••• 315.9 Fabricat.d .Quipment ," •••••• , 322.1 Proce .. machinerv ••••.••••••• 318.9 Pipe. valve. & fittlnlls •••••• , ••• 377.6

Proc." inltrumentl .•...•....• 304.9

Pumps & compressors ••••••• ,. 416.6 Electrieel equipment .•• , .•• ,., 239.0 Structural suppo,ts & mise ••.. ,. 332.3 ·ArwIMd. produCllvitv 'actor· 1.75.

336.0 336.9 333.3 269.4 264.& 266.5 292.0 290.4, 288.4 314.0 312.2 295.9' 325.0 317.8 379.6 303.2 414.3 238.7. ' 332.2 324.8 317.5 383.7 301.4 :413.9 236.7 335.9' I 32:4.5 '303.5 " 384.6, 293.9 407.0 231.4 332.4 'Unreviled; producllvitV factor· 2.50. . '. .' .. s.. "CE

".nt

COlt: Index-R.viled," Apr. 19, 1982, p. ·1~3. Fot de'se'lp'lon of OtIV"'" Index, IN Feb. 1., 1983 illu •. For PIU InnuII • ..,.r~, of .CE '11nl Con I!,d •• I~ MilS Eqylpmont Colt Inde •• ,of., to illYII of Ap,. 25, 1966. Moy 5, 1969. No •. 13, t972.

AfH. 28. 1171. May •• li71 .t\d ,Apr. 19. 1982, For rt~"int cont,lining',1I tOf'VQing a"icle"

IeqtJ"t Reprint No. 075 on order 'orm in back 0' InV .. sue.

Figuur 3 Kostindices

(10)

-7-1 ,

I' ,

Totale·kostprijs

We hebben nu twee groepen prijzen

- Groep 1 met prijzen in dollars anno 1970 - Groep 2 met prijzen in guldens anno 1983

Groep 1 moet dus nog geïndexeerd worden omgerekend naar guldens : Indexfactor

Dollarkoers

naar 1983 en worden 316,9

125,7

$

1,-Deze gegevens geven voor de prijs van groep 1 Totaal van groep 2 Totaal kosten fabriek

Conclusies 2,52 Fl 2,75 Fl 93.100.000,-Fl 115.490.000,---~~~~~~~- + Fl

208.590.000,-De Guthrie methode lijkt bruikbaar voor kleine proces-eenheden wat basisprijzen betreft.

Voor grote proces-eenheden is de basisprijs niet te bepalen met deze methode.

De factoren welke toegepast worden zijn bruikbaar en lijken re~el.

Combinatie van basisprijzen uit Guthrie en directe gegevens gecom-bineerd met de Guthrie-factoren leidt tot redelijke resultaten Kostprijs volgens Guthrie berekend : 208,6 miljoen Hfl tegen tegen DSM : 247 miljoen Hfl.

(11)

•

LITERATUURLIJST

Process Plant Estimating Evaluation and Control, Kenneth M. Guthrie

De Chemische Fabriek deel II Prof.ir.A.G.Montfoort

Chemical Engineering maart 1982 / maart 1983

Economische Aspecten en Cost-engineering