ESTIMACION DE COSTOS DE INVERSION EN PLANTAS PETROQUIMICAS
Las plantas petroquímicas son un grupo de plantas dentro de un concepto mayor denominado plantas de industrias de proceso químico (Petroquímicas, metalúrgicas, alimentarias, cemento, papel, biotecnológicas, etc.)
En industrias de proceso cuando se habla de Costos de Inversión en Capital Fijo (FCI por sus siglas en inglés Fixed Capital Investment), se refiere al costo total de diseño, construcción e instalación de una planta y las modificaciones asociadas necesarias para preparar el sitio de la planta.
El Costo de Inversión en Capital Fijo (FCI) está compuesto de los siguientes costos: Inversión en el Interior del Límites de la Batería situados (ISBL) que constituye el costo de inversión de la propia planta; Inversión Fuera del Límite de Batería (OSBL), que constituye el costo de inversión en infraestructura del sitio y facilidades; costos de la Ingeniería y Construcción; Gastos de contingencia.
El costo de la planta ISBL incluye el costo de la adquisición e instalación de todos los equipos de proceso que conforma la nueva planta. Incluye tanto costos directos como indirectos.
En las primeras etapas de un proyecto, es importante definir el alcance ISBL con cuidado, ya que otros costos del proyecto se suelen estimar a partir de costo ISBL. Existen métodos rápidos para calcular el ISBL que serán referidos a continuación.
Los Costos de Inversión Fuera del Límite de Baterías (OSBL) incluyen los costos de la infraestructura del lugar para instalar una industria de proceso. Las inversiones OSBL pueden incluir: Plantas de generación eléctrica, plantas de generación de potencia, calderos, torres de enfriamiento, plantas de aire, laboratorios, tanques de almacenamiento, carreteras de acceso a complejos, puertos, aeropuertos, etc. En grandes complejos (Planta de LNG en Melchorita, Planta de Procesamiento de Gas en Malvinas) los costos de Inversión OSBL pueden ser varias veces mayor que los costos de inversión ISBL.
Estimación de Costos Inversión ISBL
Usualmente la información pública permite estimar los costos de inversión del ISBL, es decir la planta propiamente dicha dentro del límite de baterías.
El nivel de detalle de los cálculos se muestra a continuación: Estimación de Orden de Magnitud; Estimación a nivel de Estudio; Estudio Preliminar; Estimación Definitiva; Estimación a Nivel de Detalles.
Estimación de Orden de Magnitud
En las primeras etapas de diseño, o en la realización de estudios de mercado preliminares, el ingeniero de procesos puede realizar estimaciones del Costo de Inversión en Capital Fijo (FCI) sin tener que completar el diseño de la planta. Existen varios métodos que se han desarrollado para permitir estimaciones del FCI dentro de ± 50% como rango de precisión para estudios preliminares.
Se presenta el denominado Método de Curva de Costos (Cost Curve Method). Este método es una forma rápida de hacer una estimación del orden de magnitud de los costos de la planta y parte de escalar el costo conocido de una planta anterior que utiliza la misma tecnología o de los datos publicados. Esta estimación no requiere más información de diseño que la tasa de producción de la planta de procesos y el costo de inversión FCI de una planta en un año específico y en un lugar específico.
Como se procede:
Se obtiene data de vendedores de tecnología, equipos, de compras pasadas, por el método de factores de equipos o por medio de la data de los Profesores Towler y Sinnot.
El costo FCI obtenido, se ajusta por tamaño de planta. A continuación se ajusta por el tiempo. Para mayor exactitud se puede ajustar por localización y tamaño, por el efecto de inflación diferencial y/o por el efecto de productividad de mano de obra.
Ajustes por tamaño de Planta.- Se aplica la ecuación
Las plantas petroquímicas son un grupo de plantas dentro de un concepto mayor denominado plantas de industrias de proceso químico (Petroquímicas, metalúrgicas, alimentarias, cemento, papel, biotecnológicas, etc.)
En industrias de proceso cuando se habla de Costos de Inversión en Capital Fijo (FCI por sus siglas en inglés Fixed Capital Investment), se refiere al costo total de diseño, construcción e instalación de una planta y las modificaciones asociadas necesarias para preparar el sitio de la planta.
El Costo de Inversión en Capital Fijo (FCI) está compuesto de los siguientes costos: Inversión en el Interior del Límites de la Batería situados (ISBL) que constituye el costo de inversión de la propia planta; Inversión Fuera del Límite de Batería (OSBL), que constituye el costo de inversión en infraestructura del sitio y facilidades; costos de la Ingeniería y Construcción; Gastos de contingencia.
El costo de la planta ISBL incluye el costo de la adquisición e instalación de todos los equipos de proceso que conforma la nueva planta. Incluye tanto costos directos como indirectos.
En las primeras etapas de un proyecto, es importante definir el alcance ISBL con cuidado, ya que otros costos del proyecto se suelen estimar a partir de costo ISBL. Existen métodos rápidos para calcular el ISBL que serán referidos a continuación.
Los Costos de Inversión Fuera del Límite de Baterías (OSBL) incluyen los costos de la infraestructura del lugar para instalar una industria de proceso. Las inversiones OSBL pueden incluir: Plantas de generación eléctrica, plantas de generación de potencia, calderos, torres de enfriamiento, plantas de aire, laboratorios, tanques de almacenamiento, carreteras de acceso a complejos, puertos, aeropuertos, etc. En grandes complejos (Planta de LNG en Melchorita, Planta de Procesamiento de Gas en Malvinas) los costos de Inversión OSBL pueden ser varias veces mayor que los costos de inversión ISBL.
Estimación de Costos Inversión ISBL
Usualmente la información pública permite estimar los costos de inversión del ISBL, es decir la planta propiamente dicha dentro del límite de baterías.
El nivel de detalle de los cálculos se muestra a continuación: Estimación de Orden de Magnitud; Estimación a nivel de Estudio; Estudio Preliminar; Estimación Definitiva; Estimación a Nivel de Detalles.
Estimación de Orden de Magnitud
En las primeras etapas de diseño, o en la realización de estudios de mercado preliminares, el ingeniero de procesos puede realizar estimaciones del Costo de Inversión en Capital Fijo (FCI) sin tener que completar el diseño de la planta. Existen varios métodos que se han desarrollado para permitir estimaciones del FCI dentro de ± 50% como rango de precisión para estudios preliminares.
Se presenta el denominado Método de Curva de Costos (Cost Curve Method). Este método es una forma rápida de hacer una estimación del orden de magnitud de los costos de la planta y parte de escalar el costo conocido de una planta anterior que utiliza la misma tecnología o de los datos publicados. Esta estimación no requiere más información de diseño que la tasa de producción de la planta de procesos y el costo de inversión FCI de una planta en un año específico y en un lugar específico.
Como se procede:
Se obtiene data de vendedores de tecnología, equipos, de compras pasadas, por el método de factores de equipos o por medio de la data de los Profesores Towler y Sinnot.
El costo FCI obtenido, se ajusta por tamaño de planta. A continuación se ajusta por el tiempo. Para mayor exactitud se puede ajustar por localización y tamaño, por el efecto de inflación diferencial y/o por el efecto de productividad de mano de obra.
Ajustes por tamaño de Planta.- Se aplica la ecuación
Donde:
S: Atributo costo equipo
C: Costo compra
n : exponente de costo,
2: atributo buscado, 1 atributo base
Ajustes por Tiempo (Inflación de Costos).- Se emplea la siguiente ecuación:
S: Atributo costo equipo
C: Costo compra
n : exponente de costo,
2: atributo buscado, 1 atributo base
Ajustes por Tiempo (Inflación de Costos).- Se emplea la siguiente ecuación:
Los índices I1 e I2 se toman de una de las siguientes fuentes: Chemical Engineering Plant Cost Index, Marshall & Swift Process Industy Index, Nelson Refinery construction index.
Se presenta una gráfica del Chemical Engineering Plant Cost Index
Se presenta una gráfica del Chemical Engineering Plant Cost Index
Recientemente los Profesores Gavin Towler y Ray Sinnott, publicaron el libro Chemical Engineering Design, 2nd Ed., Butterworth-Heinemann, Boston, 2013.
En dicha publicación ellos modifican el ajuste por tamaño de planta para obtener la siguiente ecuación:
En dicha publicación ellos modifican el ajuste por tamaño de planta para obtener la siguiente ecuación:
Los Profesores Towler y Sinnot presentaron una gran tabla de la cual se ha extraido la siguiente información para plantas instaladas en el Golfo de los Estados Unidos (USGC):
Además se tiene la siguiente información de costos de plantas petroquímicas:
Polietileno de Baja Densidad (PEBD), planta en el USGC el año 2000, capacidad 600 MTM/año (Miles de toneladas métricas por año) tiene un Capital Fijo de Inversión (FCI) de 120 MMUS$ (para una planta ISBL).
Polipropileno (PP), planta en el USGC el año 2000, capacidad 400 MTM/año (Miles de toneladas métricas por año) tiene un Capital Fijo de Inversión (FCI) de 110 MMUS$ (para una planta ISBL)
COMPLEJO PETROQUIMICO DE OLEFINAS
A la fecha existe más de un proyecto petroquímico que busca implantar un complejo de olefinas en el Sur del Perú.
Desde el año 2010 se ha venido afirmando (SK) que la viabilidad de una planta petroquímica basada en el etano de Camisea, está basada en la competitividad de la materia prima (etano) en términos de su disponibilidad volumétrica y el precio al que es suministrado al operador de la planta petroquímica.
Con respecto a la disponibilidad de materia prima se requiere que exista etano en volumen adecuado y que su asignación a la Planta Petroquímica tenga prioridad nacional. Se debe garantizar que existan los volúmenes adecuados de etano para las futuras ampliaciones del proyecto petroquímico.
Se tiene que ya en el año 2012 Camisea producía 1,200 MMPCD de gas seco con un contenido de etano cercano al 10% lo que garantiza la viabilidad técnica de la implantación de una petroquímica de las olefinas, tal como se muestra en la figura adjunta:
Polietileno de Baja Densidad (PEBD), planta en el USGC el año 2000, capacidad 600 MTM/año (Miles de toneladas métricas por año) tiene un Capital Fijo de Inversión (FCI) de 120 MMUS$ (para una planta ISBL).
Polipropileno (PP), planta en el USGC el año 2000, capacidad 400 MTM/año (Miles de toneladas métricas por año) tiene un Capital Fijo de Inversión (FCI) de 110 MMUS$ (para una planta ISBL)
COMPLEJO PETROQUIMICO DE OLEFINAS
A la fecha existe más de un proyecto petroquímico que busca implantar un complejo de olefinas en el Sur del Perú.
Desde el año 2010 se ha venido afirmando (SK) que la viabilidad de una planta petroquímica basada en el etano de Camisea, está basada en la competitividad de la materia prima (etano) en términos de su disponibilidad volumétrica y el precio al que es suministrado al operador de la planta petroquímica.
Con respecto a la disponibilidad de materia prima se requiere que exista etano en volumen adecuado y que su asignación a la Planta Petroquímica tenga prioridad nacional. Se debe garantizar que existan los volúmenes adecuados de etano para las futuras ampliaciones del proyecto petroquímico.
Se tiene que ya en el año 2012 Camisea producía 1,200 MMPCD de gas seco con un contenido de etano cercano al 10% lo que garantiza la viabilidad técnica de la implantación de una petroquímica de las olefinas, tal como se muestra en la figura adjunta:
Requerimientos de etano para una planta de separación de etano de clase mundial
Un esquema conceptual para una petroquímica de las olefinas puede ser:
Un esquema conceptual para una petroquímica de las olefinas puede ser:
Es decir, sobre la base que la Planta Malvinas se modifica para poder separar etano como condensado y este se envía al Complejo Petroquímico, el Complejo Petroquímico podría estar compuesto de:
Una Planta Craqueadora de Etano de 800 MTMA.
Una Planta de polimerización para obtener PEAD de 500 MTMA
Una Planta de polimerización para obtener PEBD de 300 MTMA.
Una Planta Craqueadora de Etano de 800 MTMA.
Una Planta de polimerización para obtener PEAD de 500 MTMA
Una Planta de polimerización para obtener PEBD de 300 MTMA.
Año de evaluación: 2014
CEI año 2014 = 572.5
Año de costeo de plantas (1): 2006
CEI año 2006 = 499.6
Año de costeo de plantas (2): 2000
CEI año 2000 = 394.1
Costo Planta de Etileno de 800,000 TMA
Se tiene C = a Sn
Convirtamos las TM en MM Lbs
800,000 TM = 800,000,000 Kgs = 1,762,114,537 Lbs = 1,762 MMlbs/Año.
De la Tabla referida_
C = 9.574 (1762)0.6 = 848.6 MMUS$
Este FCI es al año 2006. En el año 2014 se tendrá:
C2014 = 848.6*(572.5/ 499.6) = 972.4 MMUS$
Costo Planta de PEAD de 500,000 TMA (Tecnología BP Amoco)
Se tiene C = a Sn
Convirtamos las TM en MM Lbs
500,000 TM = 500,000,000 Kgs = 1,101,321,586 Lbs = 1,101 MMlbs/Año.
De la Tabla referida:
C = 3.624*(1101)0.6 = 242.3 MMUS$
Este FCI es al año 2006. En el año 2014 se tendrá:
C2014 = 241.3 *(572.5/ 499.6) = 277.6 MMUS$.
Costo Planta de PEBD de 300,000 TMA
Polietileno de Baja Densidad (PEBD), planta en el USGC el año 2000, capacidad 600 MTM/año (Miles de toneladas métricas por año) tiene un Capital Fijo de Inversión (FCI) de 120 MMUS$ (para una planta ISBL).
C = 120 * (300/600) ^(0.6) * (572.5/394.1)
C2014 = 115 US$
En resumen un método rápido pero poco confiable
Terminemos con algunas opiniones respecto de la petroquímica
JSS/JSG
CEI año 2014 = 572.5
Año de costeo de plantas (1): 2006
CEI año 2006 = 499.6
Año de costeo de plantas (2): 2000
CEI año 2000 = 394.1
Costo Planta de Etileno de 800,000 TMA
Se tiene C = a Sn
Convirtamos las TM en MM Lbs
800,000 TM = 800,000,000 Kgs = 1,762,114,537 Lbs = 1,762 MMlbs/Año.
De la Tabla referida_
C = 9.574 (1762)0.6 = 848.6 MMUS$
Este FCI es al año 2006. En el año 2014 se tendrá:
C2014 = 848.6*(572.5/ 499.6) = 972.4 MMUS$
Costo Planta de PEAD de 500,000 TMA (Tecnología BP Amoco)
Se tiene C = a Sn
Convirtamos las TM en MM Lbs
500,000 TM = 500,000,000 Kgs = 1,101,321,586 Lbs = 1,101 MMlbs/Año.
De la Tabla referida:
C = 3.624*(1101)0.6 = 242.3 MMUS$
Este FCI es al año 2006. En el año 2014 se tendrá:
C2014 = 241.3 *(572.5/ 499.6) = 277.6 MMUS$.
Costo Planta de PEBD de 300,000 TMA
Polietileno de Baja Densidad (PEBD), planta en el USGC el año 2000, capacidad 600 MTM/año (Miles de toneladas métricas por año) tiene un Capital Fijo de Inversión (FCI) de 120 MMUS$ (para una planta ISBL).
C = 120 * (300/600) ^(0.6) * (572.5/394.1)
C2014 = 115 US$
En resumen un método rápido pero poco confiable
Terminemos con algunas opiniones respecto de la petroquímica
JSS/JSG