3. Costos de Manufactura

8/19/2019 3. Costos de Manufactura

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COSTOS DE MANUFACTURA

ESTIMACIÓN


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COSTOS DE MANUFACTURA

Los costos asociados con la operación diaria de una planta químicadeben estimarse antes de valorar la rentabillidad de un procesopropuesto.

Al estimar los costos de manufactura, se necesita la informaciónincluida en el PDF, una estimación del capital fijo denúmero de operadores que se requieren para operar la

inversión y delplanta.

Los costos de manufactura se expresan en dólarestiempo

por unidad de


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COSTO DE MANUFACTURA FACTORES - Tabla 6.1


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COM = DMC + FMC + GE


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DMC

FMC

GE

COM


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COSTO DE MANUFACTURA FACTORES Y ECUACIONES

1. 2. 3. 4. 5.

Capital fijo de inversión (FCI): (CTM o CGR) CostoCostoCostoCosto

de mano de obra de operación (COL) de los servicios (CTU) del tratamiento de residuos (CWT) de la materia prima (CRM)

DMC= + C WT + C UT + 1.33C OL + 0.069 FCI + C RM

FMC =0.708C OL + 0.069 FCI + depreciaci ón 0 .009 FCI + 0 .16 COM GE = 0 .177 +C OL

COM = 0.280 FCI + 2.73C OL +1.23(C RM + C WT + C UT ) COM d = 0.180 FCI + 2.73C OL +1.23(C RM + C WT + C UT )

0.03COM


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COSTO DE MANUFACTURA Ejemplo 1

El diseño de una planta de ácido nítrico de 92.000 ton/año tiene los siguientes costos:

Determine:

• los costos de manufactura $/año y $/ton para el proceso.

• El porcentaje de cada una de las tres categorías de los costos de manufactura.

Capital fijo de Inversión FCI $ 11.000.000

Costo de Materias Primas CRM $ 7.950.000 /año

Costo de Tratamiento de Residuos CWY $ 1.000.000 /año

Servicios CUT $ 356.000 /año

Mano se Obra Operativa COL $ 300.000 /añoCostos Fijos FMC $ 1.500.000 /año

COMd= $14,245,000/año $155/ton

DMC=76% FMC=7% GE=17%


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COSTO DE MANO DE OBRA

= (6.29 + 31.7 P2

+ 0.23 N )0.5 N OL np Donde NOL P

es el número de trabajadores por turno

∑= N np Equipos es el número de procesos involucradosen el manejo de partículas sólidas

Cálculo del número de trabajadores

= 365.dias

3.turnos

(#Turnos / año) = 1095.Turnos / año

Planta 1.año 1.dia

=

sem

turnos = 49. 6.(#Turnos / año) 294.Turnos / operador − año Oper

1.año operador − sem

1095.turnos

1.año #Operadores = = 3.72.operadores Para estados Unidos el número de

operadores es de 4.5, esto se debe aque los trabajadores realizan 5 turnospor semana

294.turnos

operador − año


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COSTO MANO DE OBRA

PROCESO HDAEjemplo 2

Estimar los costos de mano de obra operativa de unas instalaciones de

deshidroalquilación de tolueno.


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COSTO MANO DE OBRA

PROCESO HDAEjemplo 2

= (6,29 + 31,7(0)0.1

+ 0,23(11))0.5

= (8,82)0.5

= 2,97 N OL

# de operadores= NOL*# operadores por turno = 2,97*3,72=11,048

Costo de mano de obra operativa= 11,048*$55.000/año=$607.662/año


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COSTO MANO DE OBRA

PROCESO HDAEjemplo 6.2

Del PFD - Figura 1.5 se resume la TablaE6.2

Trabajadores por turno = 2.97

Mano de obra operativa = (4.5)(2.97) = 13.4

Costos Mano de Obra = (14)($50.000)

= $700.000/año

= (6.29 + 31.7(0)0.1 + 0.23(11))0.5 = (8.82)0.5 = 2.97 N OL


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COSTOS DE SERVICIOS Tabla 6.3


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COSTOS DE SERVICIOS Tabla 6.3


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Tabla 6.4 COSTO DE ALGUNOS QUÍMICOS COMUNES


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FACTOR DE CORRIENTE

Costos de manufacturas y asociados generalmente se reportan en términos de $ / año.La información en un PFD se muestra usualmentepor segundo. A fin de calcular los costos anualesdebe conocer el tiempo en el cual la planta opera,Corriente (SF), donde:

en términos de kg o kmol por hora ode materia prima o de servicios , se

de a esto se le conoce como Factor

Número de días que la planta opera por añoFactor de Corriente (SF) =

365

Representa la fracción de tiempo en que la unidad de proceso esta en línea y operandoa la capacidad de diseño.


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FACTOR DE CORRIENTE


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Ejemplo 3

Estime las cantidades y los costos anuales de los servicios apropiados para los siquientesequipos en el PFD de la hidroalquilación del tolueno. Se asume que el factor de corrientees 0.95 y que todos los números en el PFD están base de tiempo. Los requerimientos decada unidad se encuentran en la tabla 1.7.

a. b.c.d.e.

E - 101, Precalentador de la alimentaciónE - 102, Enfriador del efluente del reactorHCC

---

101,101,101,

CalentadorCompresor de gas de reciclo, asumiendo impulsor eléctrico

Compresor de gas de reciclo, asumiendo impulsor de vapor que usa vapor

de 10 barg con descarga a la presión atmosféricaf. P - 101, Bomba de tolueno alimentado


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Ejemplo 3


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Ejemplo 6.9

a. E - 101: la carga calórica es 15.19 GJ/h, el costo de hps es $9.83/GJ• •

Q = 15.19.GJ / h = (mvapor)(∆ H vap ) = (mvapor)(1699.3).kJ / kg del balance de energía

Se tiene que mvapor = 8939 kg/h = 2.48 kg/s

Costo anual = (Q)(Cvapor )(t) = (15.19 GJ/h)($9.83/GJ)(24)(365)(0.95) = $ 1.242.000 / año

b. E - 102: la carga calórica es 46.66 GJ/h, el costo del agua de efriamiento es $0.354/GJ• •

Q = 46.66.GJ / h = (mvapor )(C P )(∆T CW ) = (mCW )(4.18)(10) del balance de energía

Se tiene que mCW = 1.116.270 kg/h = 310 kg/s

Costo anual = (46.66 GJ/h)($0.354/GJ)(24)(365)(0.95) = $ 137.000 / año


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Ejemplo 6.9

c. H - 101: la carga calórica es 27 GJ/h (7500 kW). Asuma que un calentamiento indirecto noreactivo con una eficiencia térmica de 90%. El costo del gas natural es $6/GJ y en valor decalentamiento es 0.0377 GJ/m3.

• •

Q = 27.GJ / h = (v gas )(∆ H gas−natural )(eficiencia ) = (v gas )(0.0377 )(0.9) del balance de energía

769 std m3/h = 0.22 std m3/s Se tiene que mgas=

Costo anual = (Q)(Cvapor )(t) = (27 GJ/h)($6/GJ)(24)(365)(0.95)/(0.9) = $ 1.498.000 / año

d. C - 101: la potencia de eje es 49.1 kW, y de la figura 6.7 la eficiencia del impulsor eléctricoes 90%

Potencia eléctrica = Pdr = Potencia de salida / = (49.1)/(0.9) = 54.6 kWdr

Costo anual = (54.6 kW)($0.06/kW)(24)(365)(0.95) = $ 27.300 / año


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Ejemplo 6.9

e. Para vapor de 10 barg descargado a una presión de 0 barg la tabla 6.5 establece que serequiere 8.79 kg-vapor/kW de potencia.la eficiencia del eje es 35% (figura 6.7).

Vapor requerido = (49.1)(8.79/0.35) = 1233 kg/h = 0.34 kg/s

Costo anual = (1233)(24)(365)(0.95)(13.71x10-3) = $ 140.700 / año

f. P - 101: la potencia de eje es 14.2 kW, y de la figura 6.7 la eficiencia del impulsores 86%

eléctrico

Potencia eléctrica = Pdr = Potencia de salida / = (14.2)/(0.86) = 15.5 kWdr

Costo anual = (16.5)(0.06)(24)(365)(0.95) = $ 8240 / año

COSTO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS


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COSTO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS LÍQUIDOS Y SÓLIDOS

Como las regulaciones ambientales continuan estrechas, los problemas y costosasociados con el tratamiento de corrientes de residuos químicos incrementan. Enlos últimos años se ha tratado de reducir o eliminar el volumen de estas corrientesmediante estrategias de minimización de residuos. Tales estrategias involucran lautilización de procesos con tecnologías alternativas o usar etapas adicionales de

recuperación a fin de reducir o eliminar las corrientes de residuos.

Algunos costos típicos asociados con estos tratamientos se muestran en la tabla6.3, y los flujos se pueden obtener del PFD.

Vale la pena notar que los costos asociados con la eliminación de sólidos de lascorrientes de desecho, especialmente los residuos peligrosos, tenían costoselevados hace unos cuantos años, y los valores dados en la tabla 6.3 son solo unaaproximación.

El escalamiento de estos valores se debe hacer con mucho cuidado.

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