Cấu tử Nhiệt dung riêng ở 80.1oC
(kcal/kg.độ)
Nhiệt dung riêng ở 136oC (kcal/kg.độ) C6H6 0.49 0.53 C7H8 0.47 0.52 C6H5-C2H5 0.45 0.52 Vậy ta có: Ở 80.1oC, QC6H6 = 18.01*0.49*80.1 = 706.9 (kcal/h) QC7H8 = 2.87*0.47*80.1 = 108 (kcal/h) QC6H5-C2H5 = 856.57*0.45*80.1 = 30875.1 (kcal/h) Ở 136oC, QC6H6 = 18.01*0.53*136 = 1298.2 (kcal/h) QC7H8 = 2.87*0.52*136 = 203 (kcal/h) QC6H5-C2H5 = 856.57*0.52*136 = 60576.6 (kcal/h) Bảng 2. 16. Bảng nhiệt lượng của các cấu tử.
Cấu tử Qngl (kcal/h) Qra (kcal/h)
C6H6 706.9 1298.2
C7H8 108 203
C6H5-C2H5 30875.1 60576.6
Tổng 31690 62077.8
47
Q = Qra - Qngl = 62077.8– 31690 = 30387.8 (kcal/h) = 127227641 (J/h) Lượng hơi nước sử dụng để gia nhiệt cho thiết bị:
D = 127227641
48
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ KINH TẾ
Q trình tính tốn và ước lượng triển vọng kinh tế cho quá trình Alkyl hố sản xuất Etylbenzene với xúc tác pha lỏng của Monsanto được thực hiện gồm các bước sau: • Bước đầu tiên. Ước tính tổng vốn đầu tư.
• Bước thứ hai. Tính tốn tổng doanh thu u cầu.
• Bước thứ ba. Tính tốn tổng chi phí vận hành cho nhà máy.
3.1. Chi phí mua thiết bị (purchase cost)
Chi phí mua thiết bị bao gồm: Thiết bị sấy, thiết bị phản ứng, bình chứa, thiết bị chuyển vị xúc tác, thiết bị bay hơi, thiết bị rửa khí thải, thiết bị tách lắng, hệ thống trung hoà.
Thiết bị sấy (năm 2007):
• Chất liệu: Nhiều chất liệu • Nguyên giá: 95.000$-130.000$
Thiết bị phản ứng (năm 2007):
• Loại lị phản ứng: thiết bị ống chùm • Khối lượng lị phản ứng: 14783 gallon • Vật liệu: thép khơng gỉ
• Áp suất bên trong: Khí quyển đến 25 psi • Ngun giá: 431.200$
Bình chứa (Tank) (năm 2007):
• Bình chứa có cánh khuấy. • Vật liệu: thép khơng gỉ • Nguyên giá: 256.000$
49
Thiết bị chuyển vị xúc tác (năm 2007):
• Vật liệu: thép khơng gỉ • Nguyên giá: 343.000$
Thiết bị bay hơi (Evaporator) (năm 2007):
• Nguyên giá: 300.000$
Thiết bị rửa khí thải (năm 2007):
• Nguyên giá: 132.000$
Thiết bị tách lắng (năm 2007):
• Loại: TB nằm ngang tách 2 pha • Nguyên giá: 532.000$
Hệ thống trung hồ (năm 2007):
• Nguyên giá: 212.000$
Bảng 3. 1. Giá mua thiết bị sử dụng cho quá trình xây dựng phân xưởng
Thiết bị Số lượng Giá ($)
Thiết bị sấy 1 130.000
Thiết bị phản ứng 1 431.200
Bình chứa 1 256.000
Thiết bị chuyển vị xúc tác 1 343.000
Thiết bị bay hơi 1 300.000
Thiết bị rửa khí thải 1 132.000
Thiết bị tách lắng 1 532.000
50
Tổng 2.336.000
Giá của thiết bị có thể xác định được từ tính tốn và từ nhà cung cấp. Tuy nhiên, giá sẽ không ổn định theo từng năm mà sẽ thay đổi bởi lạm phát. Thông thường, giá sẽ tăng qua từng năm. Do đó để tính tốn giá thiết bị tại thời điểm sau thời điểm ra giá, ta phải nhân giá từ thời điểm ra giá với tỉ lệ được gọi là tỉ lệ chỉ số giá (cost index).
Giá của thiết bị được tính có lạm phát như sau:
𝐺𝑖á ℎ𝑖ệ𝑛 𝑡ạ𝑖 = 𝐺𝑖á 𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 × 𝐼
𝐼𝑜 (6.1)
Với I: chỉ số giá I (năm hiện tại 2022) Io: chỉ số giá Io (năm đầu 2007)
Trong đồ án này, chỉ số giá I được lấy thông tin từ the Chemical Engineering (CE) plant cost index của tạp chí Chemical Engineering. Theo đó ở năm 2007, chỉ số giá Io là 525.4 và chỉ số giá I của năm 2022 là 317.
Lần lượt tính tốn theo cơng thức trên sẽ biết được giá bán của thiết bị tại thời điểm cần mua. Bảng 3.2 cho thấy giá của thiết bị tại thời điểm năm 2022.
Bảng 3. 2. Giá thiết bị ở thời điểm xây dựng phân xưởng
Thiết bị Số lượng Giá ($)
Thiết bị sấy 1 78.500
Thiết bị phản ứng 1 260.200
Bình chứa 1 154.500
Thiết bị chuyển vị xúc tác 1 207.000
Thiết bị bay hơi 1 181.000
Thiết bị rửa khí thải 1 80.000
51
Hệ thống trung hòa 1 128.000
Tổng 1.410.200
3.2. Chi phí lắp ráp thiết bị CBM và tổng vốn đầu tư lắp ráp thiết bị CTBM
Chi phí bare-module CBM là chi phí bỏ ra để thiết bị hoạt động bao gồm: chi phí mua thiết bị, chi phí nhân cơng lắp đặt, chi phí vận chuyển thiết bị, chi phí phụ trợ để thiết bị hoạt động... Tổng tất cả các chi phí bare-module CBM của từng thiết bị được gọi là tổng vốn đầu tư bare-module (total bare-module investment) CTBM. Tổng tất cả các giá trị CBM sẽ được sử dụng để tính tổng chi phí đầu tư CTCI và tổng chi phí vận hành CTPC. Để xác định chi phí bare-module CBM, trước tiên cần phải xác định hệ số bare-module (bare-module factor) FBM. Hệ số bare-module là hệ số biểu thị tỉ số giữa chi phí cuối cùng bỏ ra để thiết bị hoạt động trong dây chuyền sản xuất và chi phí mua thiết bị (chưa kể chi phí vận chuyển).
𝐶𝐵𝑀 = 𝑃𝑢𝑟𝑐ℎ𝑎𝑠𝑒 𝑐𝑜𝑠𝑡 × 𝐹𝐵𝑀
Trong đó: Purchase cost: chi phí mua thiết bị FBM : hệ số bare-module
Với mỗi hệ số bare-module sẽ tương ứng với từng thiết bị. Lần lượt nhân FBM với giá bán thiết bị đã được điều chỉnh lạm phát ở mục 4.2 để thu được chi phí bare-module CBM của mỗi thiết bị [47].
Tra phụ lục 1, hệ số FBM cần thiết cho từng thiết bị được đề cập trong Bảng 3.3. Bảng 3. 3. Hệ số bare-module FBM của mỗi thiết bị
Thiết bị Số lượng Giá ($)
Thiết bị sấy 1 2.06
Thiết bị phản ứng 1 3.05
52
Thiết bị chuyển vị xúc tác 1 2.61
Thiết bị bay hơi 1 2.45
Thiết bị rửa khí thải 1 3.02
Thiết bị tách lắng 1 4.16
Hệ thống trung hịa 1 1.56
Chi phí bare-module CBM của thiết bị sấy (Dryer) được xác định như sau:
𝐶𝐵𝑀 = 78.500 × 2.06 = 161.710 ($)
Lần lượt xác định CBM của các thiết bị còn lại. Kết quả tính tốn được thể hiện trong Bảng 3.4.
Bảng 3. 4. Chi phí bare-module CBM của mỗi thiết bị
Thiết bị Số lượng Chi phí bare-module CBM,
$
Thiết bị sấy 1 161.710
Thiết bị phản ứng 1 793.610
Bình chứa 1 509.850
Thiết bị chuyển vị xúc tác 1 540.270
Thiết bị bay hơi 1 443.450
Thiết bị rửa khí thải 1 241.600
Thiết bị tách lắng 1 1.335.360
Hệ thống trung hoà 1 199.680
53
Như vậy, ta xác định được tổng vốn đầu tư bare-module CTBM. Với giá trị CTBM có thể xác định tổng chi phí đầu tư CTCI và tổng chi phí vận hành CTPC ở những bước tiếp theo.
3.3. Tổng chi phí đầu tư (total capital investment) CTCI
Tổng chi phí đầu tư CTCI của một dự án là tổng chi phí cho việc thiết kế, xây dựng và bắt đầu một dự án được xây dựng mới hoặc nâng cấp từ một dự án cũ. Trong đó, tổng chi phí đầu tư bao gồm: Chi phí thiết bị, dự phịng, kho chứa, xúc tác, máy tính, chi phí chuẩn bị đất, cơ sở dịch vụ, các phân xưởng phụ trợ, chi phí dự phịng và phí nhà thầu, chi phí mua đất, bản quyền, khởi động phân xưởng và vốn kinh doanh.
Để tính tổng chi phí đầu tư CTCI, phải tính lần lượt qua các bước chi phí như sau:
Bước 1: Trước tiên cần tính tốn tổng vốn đầu tư bare-module CTBM bao gồm các chi phí thiết bị, chi phí dự phịng, kho chứa, chi phí xúc tác, chi phí máy tính và phần mềm... để thiết bị có thể hoạt động. Cách tính tổng vốn đầu tư bare-module đã được thực hiện ở mục 5.3.
Bước 2: Tính tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn (total of direct permanent investment) CDPI, chi phí này bao gồm tổng phân trần đầu tư CTBM, chi phí chuẩn bị đất Csite, chi phí cơ sở dịch vụ Cserv và chi phí phân bổ cho phân xưởng phụ trợ và phân xưởng liên quan Calloc.
Bước 3: Tiếp theo cần tính tổng vốn khấu hao (total depreciable capital) CTDC bao gồm tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn CDPI, chi phí dự phịng và chi phí nhà thầu Ccont.
Bước 4: Thực hiện q trình tính tổng đầu tư dài hạn (total permanent investment) CTPI, chi phí này là tổng của tổng vốn khấu hao CTDC, chi phí đất Cland, chi phí bản quyền Croyal và chi phí khởi động phân xưởng Cstartup.
Bước 5: Bước cuối cùng là tính tổng chi phí đầu tư (total capital investment) CTCI. Chi phí này gồm tổng đầu tư dài hạn CTPI và vốn kinh doanh (working capital) CWC.
54 Tổng đầu tư phân trần đã được tính.
Do đó q trình tính tốn tổng chi phí đầu tư sẽ được thực hiện ở bước tính tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn CDPI.
3.3.1. Tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn (total of direct permanent investment) CDPI CDPI
Như đã giới thiệu ở phần trên, tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn CDPI được tổng hợp từ các chi phí bao gồm tổng phân trần đầu tư CTBM, chi phí chuẩn bị đất Csite, chi phí cơ sở dịch vụ Cserv và chi phí phân bổ cho phân xưởng phụ trợ và phân xưởng liên quan Calloc.
𝐶𝐷𝑃𝐼 = 𝐶𝑇𝐵𝑀 + 𝐶𝑠𝑖𝑡𝑒 + 𝐶𝑠𝑒𝑟𝑣+ 𝐶𝑎𝑙𝑙𝑜𝑐
Do vậy cần phải tính các chi phí trên để tính được tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn CDPI.
Chi phí chuẩn bị đất Csite
Chi phí chuẩn bị đất Csite thường liên quan đến các công việc như khảo sát đất đai, khử nước và thoát nước, làm sạch bề mặt, phá, đào đá và đóng cọc chống đất. Ngồi ra cịn những chi phí khác như dựng tường rào, xây đường giao thông, làm vỉa hè, xây dựng và lắp đặt cống thoát nước, các thiết bị sử dụng phòng cháy chữa cháy như giếng khoan nước cứu hỏa và cảnh quan xung quanh.
Chi phí chuẩn bị đất Csite thường được tính bằng 10 – 20% của tổng phân trần đầu tư CTBM. Trong q trình tính tốn của đồ án, chi phí chuẩn bị đất Csite được chọn bằng 15% của CTBM. Như vậy, chi phí chuẩn bị đất Csite được tính:
𝐶𝑠𝑖𝑡𝑒 =15 × 𝐶𝑇𝐵𝑀
100 =
15 × 4.225.530
100 = 633.829 ($)
55
Chi phí cơ sở dịch vụ Cserv bao gồm chi phí phịng điều khiển, phịng thí nghiệm kiểm tra nguyên liệu vào và phịng thử nghiệm sản phẩm, phịng bảo trì và một số các tịa nhà khác như phịng hành chính, cơ sở y tế, nhà ăn, nhà kho…
Chi phí cơ sở dịch vụ Cserv bằng 10% của tổng phân trần đầu tư CTBM. Do đó, chi phí cơ sở dịch vụ được tính:
𝐶𝑠𝑒𝑟𝑣 =10 × 𝐶𝑇𝐵𝑀
100 =
10 × 4.225.530
100 = 422.553 ($)
Chi phí phân bổ cho phân xưởng phụ trợ và phân xưởng liên quan Calloc
Chi phí phân bổ cho phân xưởng phụ trợ và phân xưởng liên quan Calloc bao gồm các phân xưởng phụ trợ ngoại vi như phân xưởng sản xuất hơi nước, điện, nước làm mát, nước sản xuất, nước nồi hơi, làm lạnh, khí trơ, nhiên liệu… và các phân xưởng liên quan để xử lí chất thải lỏng, rắn, xử lí khí thải và nước thải.
Chi phí phân bổ cho phân xưởng phụ trợ và phân xưởng liên quan Calloc được xác định bằng 20% của tổng phân trần đầu tư CTBM.
𝐶𝑎𝑙𝑙𝑜𝑐 =20 × 𝐶𝑇𝐵𝑀
100 =
20 × 4.225.530
100 = 845.106 ($)
Vậy tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn CDPI được tính bằng:
𝐶𝐷𝑃𝐼 = 𝐶𝑇𝐵𝑀 + 𝐶𝑠𝑖𝑡𝑒 + 𝐶𝑠𝑒𝑟𝑣+ 𝐶𝑎𝑙𝑙𝑜𝑐
= 4.225.530 + 633.829 + 422.553 + 845.106 = 6.127.018 ($)
3.3.2. Tổng vốn khấu hao (total depreciable capital) CTDC
Để tính tổng vốn khấu hao CTDC cần tính tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn CDPI, chi phí dự phịng và chi phí nhà thầu Ccont.
𝐶𝑇𝐷𝐶 = 𝐶𝐷𝑃𝐼+ 𝐶𝑐𝑜𝑛𝑡
Tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn đã tính ở mục trên nên q trình tính này chỉ cần tính chi phí dự phịng và chi phí nhà thầu Ccont.
Chi phí dự phịng và chi phí nhà thầu Ccont là những chi phí bất ngờ phát sinh trong quá trình xây dựng nhà máy. Để định tính chi phí dự phịng này, người ta thường thiết lập
56
và ấn định bằng 15% tổng chi phí đầu tư trực tiếp dài hạn CDPI. Vậy chi phí này được tính như sau:
𝐶𝑐𝑜𝑛𝑡 =15 × 𝐶𝐷𝑃𝐼
100 =
15 × 6.127.018
100 = 919.053 ($)
Vậy tổng vốn khấu hao CTDC sẽ bằng:
𝐶𝑇𝐷𝐶 = 𝐶𝐷𝑃𝐼+ 𝐶𝑐𝑜𝑛𝑡 = 6.127.018 + 919.053 = 7.046.071 ($)
3.4. Tổng chi phí vận hành (total production cost) CTPC
Tổng chi phí vận hành CTPC được xác định bằng tổng của chi phí sản xuất (cost of manufacture) COM và tổng chi phí chung (total general expenses) GE. Do vậy muốn xác định được tổng chi phí vận hành thì cần tính tốn được hai chi phí trên.
Chi phí sản xuất (cost of manufacture) COM
Chi phí sản xuất bao gồm những chi phí như: nguyên liệu, chi phí sản xuất phụ trợ, chi phí để vận hành ổn định phân xưởng, chi phí nhân cơng vận hành, chi phí để duy trì, thuế và bảo hiểm, cuối cùng là chi phí khấu hao. Để tính chi phí vận hành, cần tiến hành tính tốn lần lượt các chi phí trên.
Chi phí nguyên liệu
Nguồn nguyên liệu được lấy từ nhà máy đạm nên chi phí nguyên liệu là 0.
Chi phí nhân cơng
Một trong những chi phí khó khăn nhất phải ước tính hàng năm là tiền lương trực tiếp và lợi ích (direct wages and benefits) DW&B để vận hành một phân xưởng. Để xác định được giá trị DW&B cần phải tính được số giờ làm việc trong một năm, số lượng nhân viên vận hành trong một kíp và số kíp và lương một giờ của mỗi nhân viên vận hành. Cơng thức tính DW&B thể hiện dưới đây:
57
Phân xưởng sản xuất acid tại nhà máy lọc dầu được vận hành theo phương thức 2 ca, 4 kíp. Trong đó có 4 người vận hành trong một kíp và hai ca gồm: ca đêm và ca ngày, mỗi ca làm việc là 12 tiếng. Mỗi nhân viên phải làm 2 ca đêm, 2 ca ngày và nghỉ 2 ngày. Như vậy bình quân 6 ngày mỗi nhân viên làm việc 12×4 = 48 giờ.
Vậy số giờ làm việc của 1 nhân viên trong một năm được xác định như sau:
𝑆ố 𝑔𝑖ờ 𝑙à𝑚 𝑣𝑖ệ𝑐 =365
6 × 48 = 2920 (𝑔𝑖ờ)
Mỗi giờ làm việc một nhân viên được trả 4$, vậy tiền lương trực tiếp và lợi ích DW&B được tính:
𝐷𝑊&𝐵 = 4 × 4 × 2920 × 4 = 186880 ($)
Để xác định được tổng chi phí nhân cơng trong một năm, kí hiệu là O, cần xác định các giá trị bao gồm tiền lương trực tiếp và lợi ích DW&B, lương và lợi ích cho giám sát và kĩ sư (direct salaries and benefits), hoạt động điều hành và dịch vụ (operating supplies and services), hỗ trợ kĩ thuật sản xuất (technical assistance to manufacturing) và hoạt động phịng thí nghiệm (control laboratory).
Lương và lợi ích cho giám sát và kĩ sư được xác định bằng 15% DW&B, do vậy chi phí này được tính:
𝑙ươ𝑛𝑔 𝑣à 𝑙ợ𝑖 í𝑐ℎ =15 × 186880
100 = 28032 ($)
Chi phí hoạt động điều hành và dịch vụ được lấy bằng 6% DW&B nên:
𝑐ℎ𝑖 𝑝ℎí ℎ𝑜ạ𝑡 độ𝑛𝑔 đ𝑖ề𝑢 ℎà𝑛ℎ 𝑑ị𝑐ℎ 𝑣ụ = 6 × 186880
100 = 11213 ($)
Chi phí hỗ trợ kĩ thuật sản xuất được tính bằng tích của 60000 $ và số kíp:
ℎỗ 𝑡𝑟ợ 𝑘ĩ 𝑡ℎ𝑢ậ𝑡 𝑠ả𝑛 𝑥𝑢ấ𝑡 = 60000 × 4 = 240000 ($)
Chi phí hoạt động phịng thí nghiệm bằng tích của 65000 $ và số kíp:
58
Như vậy tổng chi phí nhân cơng trong một năm sẽ là:
𝑂 = 186880 + 28032 + 11213 + 240000 + 260000 = 726125($)
Chi phí bảo trì M
Một trong những chi phí quan trọng khác trong chi phí sản xuất là chi phí bảo trì thiết bị nhà máy để đảm bảo quá trình sản xuất. Các thiết bị phải được bảo trì để có thể làm việc được bằng việc sửa chữa và thay thế các bộ phận cần thiết.
Chi phí bảo trì hàng năm M bao gồm các chi phí tiền cơng duy trì và lợi ích (maintenance wages and benefits) MW&B, tiền lương và các quyền lợi cho kĩ sư và cán bộ giám sát (salaties and benefits), vật liệu và các dịch vụ bảo trì (materials and services) cuối cùng là chi phí bảo trì (maintenance overhead).
Chi phí tiền cơng duy trì và lợi ích (maintenance wages and benefits) MW&B được ước tính bằng 3.5% của tổng vốn khấu hao CTDC.
𝑀𝑊&𝐵 =3.5 × 7.046.071
100 = 246.612 ($)
Tiền lương và các quyền lợi cho kĩ sư và cán bộ giám sát (salaties and benefits) được xác định bằng 25% MW&B. Do đó, chi phí này được tính như sau: