Voorlopige financiele analyse van het schone technologie fosforzuurproces

VOORLOPIGE FINANCIËLE ANALYSE VAN HET SCHONE TECHNOLOGIE

FOSFORZUURPROCES

verslag van uitvoering van de opdracht voor het vak st 44, De chemische fabriek.

laboratorium Apparatenbouw voor de Procesi ndustrie.

MET DANK AAN: A.A.F. International B.V. Norton Europe Tankfabriek Kooiman N.V. Ubel B.V. Amsterdam Zoetermeer Geertruidenberg Amsterdam

STUDENTEN: BEGELEIDERS: EINDREDACTIE: Ed Beringer Lennart Hiemstra Koos Hulst Guy de Kort Oscar Mulders Simon Overgaag Wim van Vliet

Drs. F.A. Meijer

Prof. ir. A.G. Montfoort Ir. S van der Sluis

Koos Hulst

O. Inhoudsopgave

Blz.

o.

Inhoudsopgave

1. Inleiding 1

2. Bepaling investeringen 2

2.1 Investeringen volgens Wilson (stap-methode) 2 2.2 Investeringen volgens Guthrie (factor-methode) 4 3. Bepaling productiekosten volgens Guthrie 7

4. Conclusies 9

5. Litteratuuropgave en bronvermelding 10

1. Inleiding

Voor het vak st 44 is door een aantal studenten een financiële analyse gemaakt van het Schone Technologie Fosforzuur Proces.

Eerder is mede met andere studenten een fabrieksvoorontwerp van dit proces gemaakt. Voortbouwend op het rapport van dit fabrieksvoorontwerp is dit verslag tot stand gekomen.

In dit verslag komen twee methoden aan de orde voor het bepalen van het investeringsbedrag van deze fabriek. Algemeen geldt dat naarmate men verder in het ontwerpproces gevorderd is, men over nauwkeuriger

gegevens ter bepaling van de investeringen kan beschikken. Daar bij het samenstellen van dit verslag slechts gegevens van het

fabrieksvoorontwerp beschikbaar waren, moet de lezer beseffen dat de resultaten van dit verslag een dienovereenkomstige nauwkeurigheid hebben.

2. Bepaling investeringen

2.1 Investeringen volgens Wilson (stap-methode)

De benodigde informatie voor het bepalen van het investeringsbedrag volgens de methode van Wilson, beperkt zich tot:

- het aantal apparaten (N), exclusief pompen;

-de gemiddelde doorzet per apparaat van de fabriek (massabalans). Het bedrag dat met de methode van Wilson bepaald kan worden is de zogenaamde "onsite-investering of battery limits" , symbool Ib, Uitgegaan wordt van de eenheidskosten per apparaat als functie van de doorzet (Average Unit Cost), waarbij wordt gecorrigeerd voor de druk, temperatuur en het toegepaste materiaal volgens de formule:

Ib

=

f . N . (AUC) . F

_{p .}

Ft • Fm

f = de Lang-factor afhankelijk van het soort proces en de hoogte van de (AUC), fig 111-28 [2];

N

=

het aantal apparaten van een bepaald type; Fp = drukcorrectie, fig

111-26 [2];

Ft = temperatuurcorrectie, fig

111-26 [2];

Fm = materiaalcorrectie, fig

111-27 [2].

De gevonden waarden staan vermeld in tabel 1 en de individuele apparaatkosten zijn gesommeerd voor het gehele proces.

Tabel 2.1 .1 Bepaling van de onsite-investeringen volgens Wilson APPARAAT (AUC) _Fp Ft Fm _'b (E1000) (E1000) ertstransport 251 1,3 1 1 1 326 ontsluitvaten (4) 4375 1,5 1 1,05 1,3 8958 bezinkbakken (3) 1517 1,5 1 1,05 1,3 3106 centrifuge 266 1,5 1 1,05 1,7 712 kristallisatoren (2) 2378 1,5 1 1,05 1,3 4869 omkristallisator 1710 1,5 1 1,03 1,3 3435 vacuumkoeler kris. 461 1,5 1,02 1,05 1,3 963 vacuumkoeler omkris. 1330 1,5 1,04 1,03 1,3 2778 filter kris. 1189 1,5 1 1,05 1,3 2435 filter omkris. 350 1,5 1 1,03 1,3 703 warmtewisselaar (filt.) 218 1,8 1 1,03 1,5 606 Cd-regeneratie (3) 105 1,5 1 1,03 1,3 211 jodide-vangst (4) 328 1,5 1 1,03 1,3 659 buisreactor 1107 1,5 1 1,05 1,3 2267 zeefband 324 1,3 1 1,03 1,3 564 warmtewisselaar (Cd) 35 1,8 1 1,03 1,5 97 fluorstripper 218 1,8 1 1,05 1,3 536 gaswasser (groot) 218 1,8 1 1,05 1,3 536 gaswasser (milieu) 266 1,8 1 1,05 1,3 654 condensor (VSK kris.) 275 1,8 1 1,05 1,3 676 condensor (VSK omkris.) 283 1,8 1 1,05 1,3 695 + 35.786 Dit bedrag is de onsite-investering in Engelse ponden x 1000 in 1971. Bij de omrekening van dit bedrag naar guldens in 1986 is als volgt te werk gegaan:

Het prijsindexcijfer voor apparaten in het Verenigd Koninkrijk betrokken op 1971 is 412,47 % [4]. De huidige kosten van deze fabriek bedragen i:4,1247 x 35.786 x 1000, dit is ongeveer 148 miljoen pond. Omgerekend naar guldens tegen een huidige koers FI. 3,22 , gecombineerd met een locatiefactor van 1,1 (zie tabel 111-69, [2] ) , is de onsite-investering .ruim 525 Mfl.

Dit bedrag is vermoedelijk te hoog, de oorzaak hiervan is dat bij de methode van Wilson de doorzet bepalend is voor de apparaatkosten. Er zijn in deze fabriek constructief eenvoudige apparaten met een hoge doorzet toegepast, waardoor een waarschijnlijk te hoog .

investeringsbedrag is bepaald.

Ten slotte dient te worden opgemerkt dat de methode van Wilson een tamelijk eenvoudige methode is, welke in het beginstadium van het

ontwerp kan worden gemaakt, aangezien de vereiste informatie beperkt is.

2.2 Investeringen volgens Gythrje

De vereiste gegevens voor toepassing van de methode van Guthrie voor de bepaling van het investeringsbedrag zijn:

- De apparaten lijst;

- de kosten van de apparaten geleverd aan de fabriek maar niet opgesteld.

Bij de Guthrie-methode wordt de fabriek in 6 basiseenheden, (blokken c.q. modules) ingedeeld:

Tabel

2.2.1

Onderverdeling van de fabriek in blokken. 1. proceseenheid gas/vloeistof

2. vaste-stofbehandeling 3. terrein

4. fabrieksgebouwen 5. "offsite" installaties

6. indirecte projectkosten (voor alle 5 blokken)

In gedachte kan ieder van deze blokken in verschillende kostensoorten onderverdeeld worden, met hieronder als voorbeeld het gas/vloeistofblok, opgebouwd uit 7 primaire functionele kostensoorten, te weten:

Tabel

2.2,2

Onderverdeling van een blok in functionele kostensoorten. 1. apparatuur A

2. direct materiaal A + m = M FM

3. directe montagekosten L FL

4. directe kosten M + L Fo (=FM+Fd

5. indirecte kosten (engineering

&

construction overhèad) FI

6. naakte kosten FN (=Fo+FI)

7. "contingency" kosten Fe

8. tota,le kosten FT (=FN+Fc)

Bij het bepalen van het investeringsbedrag is als volgt te werk gegaan: De totale kosten van de onderdelen van blok 1 en 2 (de zgn. onsite facilities) werden verkregen uit de individuele apparaatkosten [3],

vermenigvuldigd met de factor FN waarmee de naakte kosten per apparaat werden bepaald. Zie voor de betekenis en samenstelling van de factor FN tabel 2.2.2. De waarden van de samenstellende deelfactoren werden verkregen uit het boek van Guthrie ; [1]. Vervolgens werden deze naakte kosten gesommeerd en vermenigvuldigd met de factor

Fe

(contingency and fee), waarmee de totale kosten van de onsite facilities (blok 1 en 2) bepaald waren.

De kosten voortkomende uit de blokken 3, 4, 5 en 6 (de offsite facilities) zijn verdisconteerd door de totale kosten van de onsite facilities te vermenigvuldigen met de factor 1 ,358. Deze is samengesteld uit een aantal deelfactoren, vermeld in tabel 2.2.3, zie ook [1], p 24.

Tabel 2.2.3 Samenstelling kostenfactor offsite facilities. site preparation 5,2

%

industrial buildings 4,5

%

storage facilities 17,0

%

utility plants 4,8

%

auxiliary facilities 1,5

%

offsite piping 2,8

%

+ offsite overhead 35,8

%

In tabel 2.2.4 staat de gevolgde berekènigsmethode weergegeven.

6

Tabel 2.2.4 Berekening van de totale investering.

apparaat _MIJmJ. kosten/stuk _EN tot.kosten/stuk tot.naakte kosten

centrifuge 2 650 3 1.950 3.900 lamellen settler 3 250 2 500 1.500 vacuumkoeler (1) 1 18 4,16 77 77 vacuumkoeler (2) 1 56 4,16 233 233 DH-filter 1 700 3 2.100 2.100 HH-filter 1 1.080 3 3.240 3.240 warmtewisselaar 1 90 3,17 285 285 geroerde tank 3 200 4,16 832 2.496 geroerde tank 2 190 4,16 790 1.580

roerder (zie tanks) 5

buffervat 2 27 4,16 112 224 buffervat 4 19 4,16 77 308 rubber, 4.779 m2 1.250 bandtransporteur 1 250 2 500 500 meetband 1 50 2 100 100 ontsluitvat 4 190 4,16 790 3.160 buisreactor 1 29 3,05 89 89 regeneratievat 3 25 3,35 84 252 jodidevangstkolom 4 15 3,35 49 196 internals Cd-vangst 140 3,05 427 427 kleppen + regeling 80 8 1 8 640 zeef 4 419 3 1.257 5.028 voorraadvat 3 23 3,05 70 210 voorraadvat 1 39 3,05 120 120 voorraadvat 1 23 3,05 69 69 voorraadvat 2 252 3,05 882 1.764 voorraadvat 1 18 3,05 71 71 pompen + motor 26 3,3 1.382 stripper 1 243 4,16 1.011 1.011 grote gaswasser 1 200 4,16 832 832 milieu gaswasser 1 50 4,16 208 208 eerste condensor 1 89 4,16 370 370 tweede condensor 1 68 4,16 283 283 ventilator 1 125 3,3 413 413

+

totale naakte apparaatkosten 34.468

plus 18 % contingency and fee 6.204

+

totale kosten onsite facilities 40.672

kosten offsite facilities 14.560

+

- - - ,

3. Bepaling productiekosten yolgens Guthrje

De totale kosten van een product zijn vereenvoudigd als volgt weer te geven:

KT

=

de totale kosten van een product Kp

=

volumegebonden kosten

KI

=

investeringsgebonden kosten KL

=

loonafhankelijke kosten De volumegebonden kosten

In tabel 3.1 staan de kosten vermeld voortkomende uit de grond- en

hulpstoffen op jaarbasis. Aangenomen is dat de fabriek ca. 342 dagen per jaar volcontinue in bedrijf is, dit komt overeen met 8200 uur per jaar. Tabel 3.1 De volumegebonden kosten.

grondstof verbruik Q.CÜS.

lsaS!f;m

g~r

jaar

EI x 1.000 erts 133,45 ton/ho 120 El.1t. 131.315 water 159,19 ton/ho 0,5 FI.It. 653 zwavelzuur 80% 116,80 ton/ho 225 FI.It. 214.538 ammoniak 40% 4,30 ton/ho 280 El.1t. 9.873

klei 0,12 ton/ho 25

jodide (KI) 1,80 kg./h. 20 EI./kg. 295

ionenwisselaar 812

ijzer (schroot) 25 kg./h. 1,0 FI./kg. 205 electriciteit 1016 Kw. 0,32 EI./Kwh. 267 stoom 4,3 ton/ho 25 FI.It. 882

+

358.865

Bij de productie van fosforzuur komt ook een aanzienlijke hoeveelheid hexafluorkiezelzuur vrij. Dit nevenproduct kan ongeveer FI. 900

I

ton opbrengen. Echter door een wisselende en zeer specifieke markt, welke een bijzondere benadering vereist, is van het in rekening brengen van deze eventuele baten afgezien.

De investeringsgebonden kosten. Aangenomen is dat:

- de fabriek wordt afgeschreven in tien jaar; - het rentepercentage 7 bedraagt;

- de afschrijving van de fabriek in annuïteiten geschiedt.

Hiermee zijn de investeringsgebonden kosten 7,83 Mfl. per jaar.

De loonafhankelijke kosten

De loonafhankelijke kosten zijn bepaald met behulp van de

Wessel-relatie[2]. Hiertoe is de fabriek opgedeeld in 5 functionele productiestappen te weten:

- de ontsluiting;

- de cadmiumverwijdering, regeneratie en jodideterugwinning; - de kristallisatie;

- de omkristallisatie;

- de productreiniging en gaswassing.

Uit figuur 11-34 [2] volgt, met een aangenomen continue ploegendienst, een personele bezetting van 70 personen. Gegeven dat een personeelslid FI. 350.000 per jaar kost, zijn de totale loonafhankelijke kosten 24,5 Mfl.

De totale productkosten. De totale productkosten zijn:

FI. 391.195.000 per jaar.

De jaarproductie 40 procentig fosforzuur is: 852.183 ton.

Hieruit volgt een kostprijs van: FI. 460,-- per ton.

De huidige marktprijs voor 100 procentig fosforzuur is circa FI. 1.000,-- per ton.

4. Conclysies

De bepaling van het totale investeringsbedrag zowel volgens de methode van Wilson als die van Guthrie is tamelijk onnauwkeurig. Gezien het feit, dat de methode van Guthrie gebruik maakt van gegevens die in een later

stadium van het ontwerpproces beschikbaar komen dan die, benodigd voor de methode van Wilson, ligt het voor de hand meer waarde te hechten aan de uitkomsten volgens de methode van Guthrie.

Opvallend is dat het investeringsbedrag slechts een klein deel uitmaakt van de totale productiekosten (ca. 3 % volgens de methode van Guthrie); het grootste deel van deze kosten wordt veroorzaakt door de grondstofprijzen. Hierdoor is het aannemelijk dat fluctuaties van de grondstofprijzen een aanzienlijke invloed op de kostprijs van het fosforzuur zullen hebben. Gezien de marktprijs voor 100 procentig fosforzuur lijkt de bepaalde kostprijs van FI. 460,-- per ton 40 procentig fosforzuur niet concurrerend.

5. Litteratyyropgave en bronvermelding

[1] Guthrie, Kenneth M., Process plant estimating evaluation and control, Craftsman book company of America, Solana Beach (CaL), 1974. [2] Montfoort, A.G., collegedictaat st 44 de chemische fabriek (dl. 11),

TH Delft, 1986.

[3] W.E.B.C.I./N.A.P., a Dutch annual composite cost index for chemical plants, 1986.

[4] Bron: Centraal Bureau voor de Statistiek, Voorburg.