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• Jin Garcia

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E n el capítulo 1, la información proporcionada en un diagrama de flujo del proceso, incluyendo una mesa de corriente y una tabla resumen de los equipos, fue presentado. En los siguientes cuatro capítulos, esta información será utilizada como una base para estimar. 1. ¿Cuánto dinero (costo de capital) que se necesita para construir una nueva planta química 2. ¿Cuánto dinero (costo operativo) que se necesita para operar una planta química 3. ¿Cómo combinar los puntos 1 y 2 para proporcionar varios tipos distintos de valores compuestos que refleja la rentabilidad del proceso 4. ¿Cómo seleccionar un "mejor proceso" de alternativas en competencia 5. ¿Cómo estimar el valor económico de hacer cambios en los procesos y modificaciones a un procesos existentes. 6. ¿Cómo cuantificar la incertidumbre al evaluar el potencial económico de un proceso. En este capítulo, nos concentramos en la estimación de los costos de capital. El costo de capital se refiere a los costes asociado con la construcción de una nueva planta o modificaciones a una planta de fabricación de productos químicos existentes. 7.1 Clasificaciones de Estimaciones de Costos de Capital Hay cinco clasificaciones generalmente aceptadas de las estimaciones de costo de capital que tienen más probabilidades de ser encontrado en las industrias de proceso [1,2,3]: 1. Estimación detallada 2. estimación definitiva 3. Estimación preliminar 4. Estudio Estimación 5. Orden de magnitud estimación La información necesaria para realizar cada una de estas estimaciones se proporciona en la Tabla 7.1. Tabla 7.1 Resumen de las Clasificaciones de estimación de costos de capital (Referencias [1], [2] y [3]) Orden de magnitud (también conocido como Ratio o viabilidad) Estimación Datos: Este tipo de estimación normalmente se basa en la información de costos para un proceso completo tomado de plantas previamente construido. Esta información de costos se ajusta a continuación, utilizando factores de escala apropiados, por capacidad, y la inflación, para proporcionar el costo de capital estimado. Diagramas: Normalmente requiere sólo un diagrama de flujo de bloques. Estudio (también conocido como equipo pesado o factorizada) Estimación Datos: Este tipo de estimación utiliza una lista de los principales equipos que se encuentra en el proceso. Esto incluye todas las bombas, compresores y turbinas, columnas y vasos, calentadores de aire, e intercambiadores. Cada pieza de equipo es más o menos del tamaño y el costo aproximado determinado. El costo total del equipo es entonces factorizada para dar el costo de capital estimado.

Diagramas: Basado en PFD como se describe en el capítulo 1. Los costes de las cartas generalizadas. Nota: La mayoría de los diseños individuales de los estudiantes pertenecen a esta categoría. Diseño Preliminar (también conocido como Scope) Estimación Datos: Este tipo de estimación requiere dimensionamiento más preciso de los equipos que utiliza en la estimación del estudio. en Además, la distribución aproximada del equipo se hace junto con las estimaciones de las tuberías, instrumentación, y requisitos eléctricos. Utilidades se estiman. Diagramas: Basado en PFD como se describe en el capítulo 1. Incluye bocetos vasos para equipo pesado, plano del terreno preliminar, y el diagrama de elevación. Nota: La mayoría de los grandes diseños de grupos de estudiantes están en esta categoría. Definitiva (también conocido como Control de Proyectos) Estimación Datos: Este tipo de estimación requiere especificaciones preliminares para todo el equipo, los servicios públicos, instrumentación, eléctrica, y fuera de los sitios. Diagramas: Final de PFD, bocetos de los vasos, plan de la trama, y diagramas de elevación, los saldos de servicios públicos, y una preliminar P & ID. Detallado (también conocido como firma o del contratista) Estimación Datos: Este tipo de estimación requiere ingeniería completa del proceso y todo lo relacionado fuera de los sitios y servicios públicos. Se habrán obtenido cotizaciones de proveedores para todos los objetos de valor. Al final de una estimación detallada, la planta está lista para ir a la fase de construcción. Diagramas: Final de PFD y P & ID, bocetos de los buques, los saldos de servicios públicos, plano del terreno y diagramas de elevación, y isométricos de tuberías. Se requiere que todos los diagramas para completar la construcción de la planta si se construye. Los cinco clasificaciones dadas en la Tabla 7.1 corresponden aproximadamente a las cinco clases de estimación definidos en la AACE Práctica recomendada No. 17R-97 [4]. El rango de precisión y el costo aproximado para la realización de cada clase de estimación se presentan en la Tabla 7.2. Tabla 7.2 Clasificación de la estimación de costos En la Tabla 7.2, los límites de error asociado a cada clase de estimación y los costos asociados con llevar a cabo la estimación se clasifican en relación con la clase más preciso de estimación (clase 1). A fin de que usar la información en la Tabla 7.2, es necesario conocer la precisión de una estimación de Clase 1. Por el costo estimación de una fábrica de productos químicos, de Clase 1 estimación (estimación detallada) es típicamente + 6% a -4% exacto. Esto significa que al hacer tal estimación, el verdadero costo de la construcción de la planta probablemente estaría en el rango

de 6% superior a 4% inferior al precio estimado. Del mismo modo, el esfuerzo para preparar una clase 5 estimación para un proceso químico está típicamente en el intervalo de 0,015% a 0,30% del coste total instalada de la planta de [1,2]. El uso de la información en la Tabla 7.2, para estimar la exactitud de las estimaciones de costes y rendimiento, es se ilustra en los Ejemplos 7.1 y 7.2.

ejemplo 7.1 Se calculó el costo de capital estimado para una planta química utilizando el método de estimación de estudio (clase 4)en $ 2 millones. Si la planta se iban a construir, en qué intervalo se puede esperar la capital real estimar para variar? Para una estimación de Clase 4, de la Tabla 7.2, el rango de precisión esperada es de entre 3 y 12 veces la de un Clase 1 estimación. Como se ha indicado en el texto, una estimación de Clase 1 se puede esperar que variar de + 6% a -4%. Nosotros puede evaluar los rangos de costo de capital más estrechos y más amplia que se espera de la siguiente manera. Escala más baja de costo esperado Alto valor por el costo real de la planta ($ 2,0 x 106) [1 + (0.06) (3)] = $ 2.36 × 106 Valor bajo para el costo real de la planta ($ 2,0 x 106) [1 - (0,04) (3)] = $ 1.76 × 106 Escala más alta de costo esperado Alto valor por el costo real de la planta ($ 2,0 × 106) [1 + (0.06) (12)] = $ 3.44 × 106 Valor bajo para el costo real de la planta ($ 2,0 x 106) [1 - (0.04) (12)] = $ 1.04 × 106 El rango esperado real dependerá del nivel de definición y esfuerzo proyecto. Si el esfuerzo y la definición se encuentran en el extremo superior, entonces el rango de costo esperado sería entre $ 1.76 y $ 2.36 millón. Si el esfuerzo y la definición se encuentran en el extremo inferior, entonces el rango de costo esperado sería entre $ 1,04 y $ 3.440.000. La razón principal de que los costos de capital se subestiman se deriva de la no inclusión de la totalidad de la equipo necesario en el proceso. Típicamente, como un diseño avanza, la necesidad de equipo adicional es descubierto, y la exactitud estimación mejora. Los diferentes rangos de estimaciones de costos se ilustran en Ejemplo 7.2.

ejemplo 7.2 Comparar los costos para realizar una estimación del orden de magnitud y un presupuesto detallado para una planta que un costo de $ 5,0 x 106 a construir. Para la estimación del orden de magnitud, el coste de la estimación está en el intervalo de 0,015% a 0,3% de la final

costo de la planta: Mayor Valor esperado: ($ 5,0 x 106) (0,003) = $ 15,000 Menor Valor esperado: ($ 5,0 x 106) (0,00015) = $ 750 Para la estimación detallada, el coste de la estimación está en el intervalo de 10 a 100 veces la de la orden-ofmagnitude estimación. Para el rango de menor costo esperado: Mayor Valor esperado: ($ 5,0 x 106) (0.03) = $ 150.000 Menor Valor esperado: ($ 5,0 x 106) (0,0015) = 7.500 dólares Para el rango de mayor costo esperado: Mayor Valor esperado: ($ 5,0 x 106) (0,3) = $ 1,500,000 Menor Valor esperado: ($ 5,0 x 106) (0,015) = $ 75,000 Estimaciones de los costos de capital son esencialmente los estudios de papel y lápiz. El costo de hacer una estimación indica las horas de personal necesarios para completar la estimación. De la Tabla 7.2 y los Ejemplos 7.1 y 7.2, la tendencia entre la precisión de una estimación y el coste de la estimación es clara. Si es mayor exactitud requerido en el cálculo del coste de capital, entonces más tiempo y dinero deben ser gastados en la realización de la estimación. Este es el resultado directo de la mayor detalle requerido para la estimación más precisa técnicas. ¿Qué técnica de estimación de costos es la adecuada? Al comienzo del capítulo 1, se le dio una narración corta que presentó la evolución de un proceso químico que conduce al diseño final y la construcción de un planta química. Las estimaciones de costos se realizan en cada etapa de esta evolución. Hay muchas decenas a cientos de sistemas de proceso examinados en el nivel de diagrama de bloques para cada proceso eso lo hace a la etapa de construcción. La mayoría de los procesos considerados inicialmente se criban antes se realiza algún estimaciones detalladas de los costos. Dos áreas principales dominan este proceso de selección. para continuar desarrollo de procesos, el proceso debe ser técnicamente racionales y económicamente atractiva. Una serie típica de las estimaciones de costos que se llevarían a cabo en el relato presentado en el capítulo 1 es el siguiente. • se hacen estimaciones de viabilidad preliminar (orden de magnitud o las estimaciones del estudio) para comparar muchas alternativas de proceso. • Las estimaciones más precisas (estimaciones preliminares o definitivos) se hacen para el más rentable procesos identificados en el estudio de viabilidad. • estimaciones detalladas a continuación, se hacen para las alternativas más prometedoras que quedan tras el estimaciones preliminares. • Con base en los resultados de la estimación detallada, se toma la decisión final sobre si seguir adelante con la construcción de una planta. Este texto se centra en la clasificación preliminar y la estimación estudio basado en un PFD como se presenta en Capítulo 1. Este enfoque proporcionará estimaciones precisas en el rango de + 40% a -25%.

En este capítulo, se supone que todos los procesos considerados técnicamente correcta y la atención se centra en la estimación económica de los costos de capital. Los aspectos técnicos de los procesos serán considerados en capítulos posteriores. 7.2 ESTIMACIÓN DE COSTOS DE EQUIPOS ADQUIRIDOS Para obtener una estimación del costo de capital de una planta química, los costos asociados con las principales plantas equipo debe ser conocido. Para la presentación en este capítulo, se supone que un PFD para el proceso es disponible. Este PFD es similar a la que se discute en detalle en el capítulo 1, que incluye materiales y balances de energía con cada pieza importante del equipo identificado, materiales de construcción seleccionados, y la tamaño / capacidad más o menos estimado de las condiciones en el PFD. PFD adicionales y resumen equipos tablas se dan para varios procesos en el Apéndice B. La estimación más precisa del costo de comprar una pieza de equipo pesado es proporcionada por una corriente cotización del precio de un proveedor adecuado (un vendedor de equipos). La mejor alternativa es utilizar los datos de costes epreviamente adquirido equipos del mismo tipo. Otra técnica, suficientemente exacta para el estudio y Las estimaciones preliminares de costos, utiliza gráficos de resumen disponibles para los distintos tipos de equipos comunes. Esta última técnica es utilizada para las estimaciones del estudio se destacan en este texto y se discute en detalle en la Sección 7.3. Cualquier dato de costos deben ajustarse para cualquier diferencia en la capacidad de la unidad (véase la Sección 7.2.1) y también para cualquier el tiempo transcurrido desde que se generaron los datos de costos (véase la Sección 7.2.2). 7.2.1 Efecto de la capacidad en materia Comprado Costo Equipo La relación simple más común entre el coste de comprar y un atributo de los equipos relacionada con unidades de capacidad está dada por la ecuación 7.1. (7,1) donde atributo de coste A = Equipos C = costo Comprado n = Costo exponente Los subíndices: una se refiere al equipo con el atributo necesario b se refiere al equipo con el atributo de base El atributo de coste del equipo es el parámetro de equipo que se utiliza para correlacionar los costos de capital. la atributo costo del equipo es más a menudo relacionado con la capacidad de la unidad, y la capacidad de término es comúnmente usado para describir e identificar este atributo. Se dan algunos valores típicos de los exponentes de costos y capacidades de la unidad

en la Tabla 7.3. De la Tabla 7.3, se puede observar que se da la siguiente información: Tabla 7.3 Valores típicos de los exponentes de costos para una Selección de Equipos de Proceso 1. Una descripción del tipo de equipo utilizado 2. Las unidades en que se mide la capacidad 3. El intervalo de la capacidad sobre las que la correlación es válida 4. El exponente costo (valores mostrados para n varían entre 0,30 y 0,84) La ecuación 7.1 puede ser reorganizado para dar (7,2) donde La ecuación 7.2 es una línea recta con una pendiente de n cuando el registro de Ca se representa frente al log de Aa. a ilustrar esta relación, el costo típico de un ventilador de una sola etapa frente a la capacidad del soplador, dado que el caudal volumétrico, se representa en la figura 7.1. El valor para el exponente costo, n, de esta curva es 0,60. Figura 7.1 Costo Comprado de un soplador de aire centrífugo (Datos adaptados de referencia [3]) IMAGEN El valor del exponente costo, n, utilizado en las ecuaciones 7.1 y 7.2, varía en función de la clase de equipo que se está representado. Ver Tabla 7.3. El valor de n para los diferentes elementos del equipo es a menudo alrededor de 0,6. Sustitución n en la ecuación 7.1 y / o 5.2 por 0.6 proporciona la relación a que se refiere como los sixtenths gobernar. Un problema con la regla de los seis décimas partes se da en el Ejemplo 7.3. ejemplo 7.3 Use la regla de seis décimas para estimar el porcentaje de aumento en el costo de comprar cuando la capacidad de una pieza de los equipos se duplica. Utilizando la ecuación 7.1 con n = 0,6, Ca / Cb = (2/1) 0,6 = 1,52 Aumento% = ((1,52-1,00) /1.00) (100) = 52% Este sencillo ejemplo ilustra un concepto conocido como la economía de escala. A pesar de que el equipo capacidad se duplicó, el costo del equipo comprado aumentó sólo un 52%. Esto conduce a la siguiente generalización. Cuanto mayor sea el equipo, menor será el costo de los equipos por unidad de capacidad. Especial cuidado debe tenerse en el uso de la regla de seis décimas de un solo equipo. El exponente costo puede variar considerablemente de 0,6, como se ilustra en el Ejemplo 7.4. El uso de esta regla para una química total proceso es más fiable y se discute en la Sección 7.3. ejemplo 7.4

Comparar el error para la ampliación de un compresor alternativo por un factor de 5 utilizando la regla de seis décimas en lugar de la exponente coste dado en la Tabla 7.3. Utilizando la ecuación 7.1, Relación coste usando la regla de seis décimas (es decir, n = 0,60) = 5.00.60 = 2,63 Relación coste utilizando (n = 0,84) de la Tabla 7.3 = 5.00.84 = 3,86 % Error = ((2,63-3,86) /3.86) (100) = -32% Otra forma de pensar de la economía de escala es considerar el costo de equipo comprado por unidad de capacidad. La ecuación 7.2 puede ser reorganizado para dar la siguiente relación: (7.3) ECUACION Si la ecuación 7.3 se representa en coordenadas log-log, la curva resultante tendrá una pendiente negativa, como se muestra en la Figura 7.2. El significado de la pendiente negativa es que como la capacidad de una pieza de equipo aumenta, el coste por unidad de capacidad disminuye. Esto, por supuesto, es una consecuencia de n