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GOVERNO FEDERAL

Ministério de Minas e Energia

Ministro Wellington Moreira Franco

Secretário-Executivo Márcio Félix Carvalho Bezerra

Secretário de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis João Vicente de Carvalho Vieira

Compilação de Correlações de Custos

de Equipamentos

Instalações Industriais de Gás Natural

Empresa pública, vinculada ao Ministério de Minas e Energia, instituída nos termos da Lei n° 10.847, de 15 de março de 2004, a EPE tem por finalidade prestar serviços na área de estudos e pesquisas destinadas a subsidiar o planejamento do setor energético, tais como energia elétrica, petróleo e gás natural e seus derivados, carvão mineral, fontes energéticas renováveis e eficiência energética, dentre outras.

Presidente Reive Barros dos Santos

Diretor de Estudos de Petróleo, Gás e Biocombustíveis José Mauro Ferreira Coelho

Diretor de Estudos Econômico-Energéticos e Ambientais Thiago Vasconcellos Barral Ferreira

Diretor de Estudos de Energia Elétrica Amílcar Gonçalves Guerreiro

Diretor de Gestão Corporativa Álvaro Henrique Matias Pereira

Superintendente Giovani Vitória Machado

Superintendente Adjunto

Marcelo Ferreira Alfradique

Consultor Técnico Gabriel de Figueiredo da Costa

Equipe Técnica

Claudia Maria Chagas Bonelli Henrique Plaudio Gonçalves Rangel

João Felipe Gonçalves de Oliveira (elaboração das primeiras versões)

URL: http://www.epe.gov.br Sede Esplanada dos Ministérios Bloco U Ministério de Minas e Energia - Sala 744 - 7º andar 70065-900- Brasília – DF Escritório Central Av. Rio Branco, n.º 01 – 11º Andar 20090-003 - Rio de Janeiro – RJ

Rio de Janeiro 24 de agosto de 2018

Custo de Equipamentos

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1


Compilação de Correlações de Custos de Equipamentos

Histórico de Revisões

Rev. Data Descrição

0 24/08/2018 Publicação Original

1

2

3

2



Sumário

1. INTRODUÇÃO_______________________________________________________ 9

1.1. ESTIMATIVAS DE CUSTO E NÍVEIS DE ACURÁCIA 10

1.2. CORREÇÃO TEMPORAL 11

1.3. CORREÇÃO POR FATORES DE ESCALA 12

1.4. INTERNAÇÃO E TROPICALIZAÇÃO 13

1.5. CORRELAÇÕES DE GUTHRIE 13

1.6. CORRELAÇÕES DE CORRIPIO 14

1.7. CORRELAÇÕES CAPCOST 14

1.8. CORRELAÇÕES DE PETERS, TIMMERHAUS E WEST 15

1.9. CORRELAÇÕES ICARUS 15

1.10. CUSTOS ADICIONAIS 16

2. BOMBAS__________________________________________________________ 17

2.1. CAPCOST 17

2.2. PETERS, TIMMERHAUS E WEST 17

2.3. ICARUS 19

3. COMPRESSORES ____________________________________________________ 21

3.1. GUTHRIE 21

3.2. CAPCOST 21


3.4. ICARUS 23

4. VASOS E CASCOS DE TORRES __________________________________________ 24

4.1. GUTHRIE 24

4.2. CORRIPIO 24

4.3. CAPCOST 27


4.5. ICARUS 28

5. PRATOS PARA TORRES ______________________________________________ 32

5.1. GUTHRIE 32

5.2. CORRIPIO 32

5.3. CAPCOST 33

3




5.5. ICARUS 34

6. RECHEIO PARA TORRES ______________________________________________ 36

6.1. GUTHRIE 36

6.2. CORRIPIO 36

6.3. CAPCOST 37


6.5. ICARUS 38

7. TROCADORES DE CALOR _____________________________________________ 39

7.1. GUTHRIE 39

7.2. CORRIPIO 39

7.3. CAPCOST 40


7.5. ICARUS 44

8. TURBINAS ________________________________________________________ 45

8.1. CAPCOST 45


8.3. ICARUS 46

9. OUTROS EQUIPAMENTOS _____________________________________________ 47

9.1. GUTHRIE 47

9.2. CAPCOST 48

9.3. ICARUS 53

10. ÍNDICES ECONÔMICOS _______________________________________________ 55

10.1. M&S E CEPCI 55

10.2. NELSON-FARRAR 57

10.3. FATORES DE CONSTRUÇÃO DE RICHARDSON 60

11. CUSTOS DE INSTALAÇÃO E OUTROS CUSTOS ______________________________ 62

11.1. GUTHRIE 62

11.2. ICARUS 62

11.3. TOWLER & SINNOTT 66

11.4. MÉTODO DE LANG 66

4



12. CUSTOS OPERACIONAIS ______________________________________________ 67

13. CUSTOS DE UNIDADES COMPLETAS _____________________________________ 69

13.1. UNIDADES DE REFINO 69

13.2. PLANTAS DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL 70

13.3. UNIDADES DE TRATAMENTO DE GÁS NATURAL COM AMINA PARA REMOÇÃO DE H2S E CO2 70

13.4. UNIDADES DE TRATAMENTO DE CO2 POR LAVAGEM COM AMINA 73

13.5. UNIDADES DE AJUSTE DE PONTO DE ORVALHO (UAPO) 73

13.6. UNIDADES DE DESIDRATAÇÃO POR GLICOL 74

13.7. UNIDADES DE FRACIONAMENTO DE LÍQUIDOS 75

13.8. SKIDS DE TURBOEXPANSÃO 76

13.9. UNIDADES DE GERAÇÃO TÉRMICA 76

14. ESTUDOS DE CASO__________________________________________________ 78

15. CONSIDERAÇÕES FINAIS _____________________________________________ 83

16. REFERÊNCIAS _____________________________________________________ 84

5



ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1.1. Classificação de estimativas de custos segundo a AACE 10

Tabela 1.2. Fatores de escala para diversos equipamentos 12

Tabela 1.3. Custos adicionais para o método da internação 13

Tabela 2.1. Parâmetros da correlação CAPCOST para bombas 17

Tabela 2.2. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para bombas centrífugas 18

Tabela 2.3. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para bombas alternativas 18

Tabela 2.4. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para bombas rotativas 19

Tabela 2.5. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para bombas centrífugas 19

Tabela 2.6. Parâmetros da correlação Icarus para bombas 20

Tabela 3.1. Parâmetros da correlação de Guthrie para compressores 21

Tabela 3.2. Parâmetros da correlação CAPCOST para compressores 22

Tabela 3.3. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para compressores centrífugos22

Tabela 3.4. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para compressores alternativos23

Tabela 3.5. Parâmetros da correlação Icarus para compressores 23

Tabela 4.1. Parâmetros da correlação de Guthrie para vasos e cascos de torres 24

Tabela 4.2. Parâmetros da correlação de Corripio para tanques 25

Tabela 4.3. Parâmetros da correlação de Corripio para vasos de pressão 26

Tabela 4.4. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST para vasos horizontais e verticais ou

cascos de torres 27

Tabela 4.5. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para tanques de

armazenamento construídos in loco 28


armazenamento comerciais 28

Tabela 4.7. Parâmetros da correlação Icarus para vasos 29

Tabela 4.8. Parâmetros da correlação Icarus para vasos 29

Tabela 4.9. Parâmetros da correlação Icarus para tanques 30

Tabela 4.10. Parâmetros da correlação Icarus para cascos de colunas de recheio 31

Tabela 5.1. Parâmetros da correlação de Guthrie para pratos 32

Tabela 5.2. Parâmetros da correlação de Corripio para pratos 33

Tabela 5.3. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST para pratos 33

Tabela 5.4. Parâmetros utilizados na correlação de Peters, Timmerhaus e West para pratos 34

Tabela 5.5. Parâmetros da correlação Icarus para colunas de pratos valvulados 34

Tabela 5.6. Parâmetros da correlação Icarus para colunas de pratos perfurados 35

Tabela 6.1. Custos de recheios usados na correlação de Guthrie 36

Tabela 6.2. Custos de recheios usados na correlação de Corripio 36

Tabela 6.3. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST para recheios 37

Tabela 6.4. Custos de selas de Berl de 1” usados na correlação de Peters, Timmerhaus e West 37

Tabela 6.5. Custos de recheios usados na correlação Icarus (US$/ft³) 38

Tabela 7.1. Parâmetros utilizados na correlação de Guthrie para trocadores de calor 39

6



Tabela 7.2. Parâmetros utilizados na correlação de Corripio para trocadores de calor 40

Tabela 7.3. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST para trocadores de calor 42

Tabela 7.4. Parâmetros utilizados na correlação de Peters, Timmerhaus e West para trocadores de

calor com tubos fixos 43


calor com cabeça flutuante 44

Tabela 7.6. Parâmetros da correlação Icarus para trocadores 44

Tabela 8.1. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST para turbinas 45

Tabela 8.2. Parâmetros utilizados na correlação de Peters, Timmerhaus e West para turbinas 45

Tabela 8.3. Parâmetros da correlação Icarus para turbinas 46

Tabela 9.1. Parâmetros utilizados na correlação de Guthrie para fornalhas de processo 47

Tabela 9.2. Parâmetros utilizados na correlação de Guthrie para aquecedores a chama direta 48

Tabela 9.3. Parâmetros utilizados na correlação de Guthrie para sopradores turbo 48

Tabela 9.4. Dimensões consideradas na correlação CAPCOST 49

Tabela 9.5. Parâmetros da correlação CAPCOST para diversos equipamentos 49

Tabela 9.6. Parâmetros da correlação CAPCOST para diversos equipamentos a pressão elevada 52

Tabela 9.7. Parâmetros da correlação Icarus para outros equipamentos 54

Tabela 10.1. Composição do índice CEPCI 55

Tabela 10.2. Índices CEPCI e M&S 56

Tabela 10.3. Índices Nelson-Farrar de 1962, 1973 e 1976, e de 1979 a 1985 57

Tabela 10.4. Índices Nelson-Farrar de 1986 a 1995 58




Tabela 10.8. Fatores de construção de Richardson em 2007 61

Tabela 11.1. Fatores de instalação segundo Guthrie 62

Tabela 11.2. Fatores de custo para posicionamento e montagem dos equipamentos segundo a

metodologia Icarus (%) 64

Tabela 11.3. Fatores de custo para materiais e serviços adicionais segundo a metodologia Icarus (%)65

Tabela 11.4. Fatores de custo para materiais e serviços adicionais segundo a metodologia de Towler

e Sinnott (2008) 66

Tabela 11.5. Fatores de Lang 66

Tabela 12.1. Custo de utilidades pelo método de Guthrie 67

Tabela 12.2. Custo de utilidades pelo método de Ulrich 68

Tabela 13.1. CAPEX de unidades de refino 69

Tabela 13.2. Estimativa de estudos preliminares (ordem de magnitude) para plantas de gás natural70

Tabela 13.3. Estimativa de OPEX para unidades de absorção com amina 72

Tabela 14.1. Sistemas Auxiliares de uma UPGN 81

7



ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 13.1. Custos de colunas de absorção em função do diâmetro: P<500 psi 71

Figura 13.2. Custos de colunas de absorção em função do diâmetro: 500 < P < 1000 psi 71

Figura 13.3. Custo de skid de absorção com amina 72

Figura 13.4. CAPEX e OPEX de uma unidade de remoção de CO2 com MDEA 73

Figura 13.5. Custos de UAPO em função da vazão de gás natural 74

Figura 13.6. Custos de unidades de desidratação por Glicol em plantas de gás natural 74

Figura 13.7. Custos de colunas fracionadoras em plantas de processamento de gás natural 75

Figura 13.8. Custos de Skid de TurboExpansores em plantas de processamento de gás natural 76

Figura 13.9. Custos de unidades de geração térmica a gás natural 77

Figura 14.1. Unidade de Tratamento de Gás Natural (UTG) 79

Figura 14.2. Unidade de Ajuste de Ponto de Orvalho (UAPO) 79

Figura 14.3. Unidade de Processamento de Condensados de Gás Natural (UPCGN) 80

Figura 14.4. CAPEX estimado para UPGNs de diferentes tipos e com diferentes capacidades 82

8



LISTA DE ABREVIAÇÕES

AACE – American Association of Costs Engineering (Associação Americana de Engenharia de Custos)

Al – Alumínio

AS – Alloy Steel (liga de aço)

CAPEX – Capital Expenditures (investimento fixo)

CEPCI - Chemical Engineering Plants Cost Index (índice de custos de plantas de engenharia química)

CI - Cast Iron (Ferro Fundido)

CS – Carbon Steel (Aço Carbono)

FC – Fluorcarboneto

FG – FiberGlass (fibra de vidro)

HH – homem-hora

IVA – Imposto sobre valor agregado

LF – Locational Factor (Fator Locacional)

LGN – Líquidos de Gás Natural (corrente liquefeita durante o processamento, contendo C2+)

LMI – Locally Supplied Material Index (Índice de custo de materiais supridos localmente)

M.O. – Mão de Obra

M&S – Marshal and Swift (índice de custos)

Mo – Monel (ligas de níquel, cobre e outros metais, resistentes à corrosão)

Ni – liga de Níquel

OPEX – Operating Expenditures (despesas operacionais)

PDE – Plano Decenal de Expansão de Energia

PF – Producticity Factor (Fator de Produtividade)

SS – Stainless Steel (Aço Inoxidável)

Ti – liga de Titânio

UAPO – Unidade de Ajuste de Ponto de Orvalho

UFN – Unidade de Fertilizantes Nitrogenados

UPCGN – Unidade de Processamento de Condensados de Gás Natural

UPGN – Unidade de Processamento de Gás Natural

UTG – Unidade de Tratamento de Gás Natural

9



1. INTRODUÇÃO

A lei de formação da EPE, Lei nº 10.847/2004, estabelece, em seu artigo 4º, inciso XII, que é uma

das atribuições da EPE “elaborar estudos relativos ao plano diretor para o desenvolvimento da

indústria de gás natural no Brasil”. Dentre os elementos que compõem os estudos realizados pela EPE

encontram-se análises e avaliações técnicas, econômicas e socioambientais de empreendimentos do

setor de gás natural, como Unidades de Tratamento de Gás Natural (UTGs), Unidades de

Processamento de Gás Natural (UPGNs), Unidades de Fertilizantes Nitrogenados (UFNs), entre outros.

Os custos de tais empreendimentos, por sua vez, influenciam nos preços do gás natural ofertado ao

mercado, bem como dos derivados de gás natural, e, por outro lado, nos preços máximos do gás

natural consumido, para que os produtos finais sejam competitivos no mercado.

Uma das formas de se estimar os custos de empreendimentos de petróleo e gás natural é mapear e

quantificar os equipamentos principais incluídos em cada um deles, realizar análises simplificadas de

dimensionamento (ordem de grandeza), estimar o custo destes equipamentos e somar fatores

referentes a equipamentos e materiais secundários, além de mão de obra e custos indiretos. O nível

de desagregação também pode ser menor, estimando-se unidades completas (e não cada um de seus

equipamentos). Geralmente os custos são estimados utilizando-se correlações da literatura que se

baseiam no Golfo do México, nos EUA, e os custos são trazidos para o Brasil por técnicas de

internação (acréscimo de frete e impostos, entre outras parcelas) ou fatores de tropicalização.

Sendo assim, torna-se vantajosa a compilação de diversas correlações de custos apresentadas na

literatura, além de fatores que possam ser utilizados para estimar os custos totais dos

empreendimentos. Este documento trata-se de uma compilação destas correlações de custos,

principalmente aquelas referentes a equipamentos e unidades contidos em projetos da indústria de

gás natural, ou empreendimentos relacionados. Ao final do documento, são apresentados estudos de

caso onde as correlações de Guthrie foram utilizadas para estimarem-se os valores de CAPEX de

diversas UPGNs com tecnologias e capacidades diferentes, com fluxogramas típicos, dimensionados de

forma simplificada.

Cabe ressaltar que os custos apresentados neste documento devem ser utilizados apenas para

análises de ordem de grandeza, uma vez que possuem data base defasada em relação ao presente, e

se mostravam válidas para condicionantes de mercado muito diferentes dos atuais. Por este motivo,

são apresentados também neste documento alguns índices temporais para que os custos, válidos em

uma certa data de referência, possam ser transpostos para outras datas base de forma aproximada.

10



1.1. Estimativas de custo e níveis de acurácia

Uma etapa essencial na elaboração de projetos de engenharia de plantas para a produção de

compostos químicos, processamento de hidrocarbonetos, projetos de infraestrutura, entre outros, é a

dos estudos de viabilidade econômica, onde se verifica se o projeto em questão irá prover lucro ou

não dependendo dos condicionantes do mercado, o que está relacionado à sua viabilidade econômica.

A essência de tais estudos é a comparação entre o investimento e os gastos necessários e as receitas

geradas por dado projeto, fazendo-se um balanço entre estes dois fatores.

Para que possam ser realizados estudos de viabilidade, dois elementos fundamentais dos quais deve-

se dispor é o valor do investimento fixo ou CAPEX (capital expenditures; quanto será gasto na

implementação do projeto) e o valor dos custos operacionais ou OPEX (operating expenditures;

quanto será gasto na manutenção e na operação do projeto). Estes, por sua vez, podem ser

estimados com determinados níveis de incerteza dada a fase na qual o projeto se encontra.

Segundo classificação proposta pela AACE (Associação Americana de Engenharia de Custos), existem

cinco classes de estimativas de custo que necessitam de determinados níveis de detalhamento do

projeto, e possuem tipicamente uma determinada faixa de incerteza. Estas classes são descritas

abaixo, na Tabela 1.1.

Tabela 1.1. Classificação de estimativas de custos segundo a AACE

Classe

Nível de maturidade (porcentagem concluída

da definição) Uso final Metodologia

Acurácia esperada (variações para

menos e para mais)

CLASSE 5 0% a 2% Seleção

conceitual

Dados de capacidade, modelos paramétricos,

analogias

-20% a -50% +30% a +100%

CLASSE 4 1% a 15% Estudo de viabilidade

Dados de equipamentos ou modelos paramétricos

-15% a -30% +20% a +50%

CLASSE 3 10% a 40% Autorização ou

controle de despesas

Unidades semidetalhadas, itens

detalhados por conjunto

-10% a -20% +10% a +30%

CLASSE 2 30% a 75% Controle ou

licitação

Unidades detalhadas, detalhes definidos pelo

usuário

-5% a -15% +5% a +20%

CLASSE 1 65% a 100%

Estimativa de

checagem ou licitação

Unidades detalhadas,

detalhes verificados e medidos

-3% a -10% +3% a +15%

Fonte: AACE, 2011; tradução livre.

Como pode ser observado, dependendo do nível de acurácia desejado, os dados necessários para a

estimativas são menos ou mais complexos e numerosos. Sendo assim, podem ser feitas estimativas

de custo considerando apenas a quantidade de determinado produto que será produzida (o que

define o porte da planta industrial), ou ainda levando em conta o dimensionamento de cada

equipamento em separado (com base nas correntes materiais e energéticas da planta).

11



1.2. Correção temporal

Qualquer custo de referência, seja ele informado por um fornecedor ou estimado por algum método,

possui uma data base de referência na qual ele é válido. Isto significa que este custo pode sofrer

alterações no tempo dependendo dos condicionantes de mercado, de evoluções no método de

produção daquele item, de variações cambiais ou perda de poder de compra da moeda. Por este

motivo, é importante que os custos parciais que serão somados para formar o custo total do projeto,

assim como quaisquer outros valores usados nos estudos de viabilidade, tenham a mesma data base.

Além disso, esta data base deve ser tão próxima quanto for possível da data de implementação do

projeto em questão. Isto porque a viabilidade de um projeto está relacionada aos condicionantes

válidos durante sua vida útil, e estes, por sua vez, podem tornar um projeto inviável caso mudem ou

tenham sido mal avaliados.

A correção dos custos estimados para a data base desejada pode ser feita por meio de índices mais

ou menos específicos. Por exemplo, o custo de um compressor centrífugo para gás natural pode ser

corrigido por um índice de preços da indústria química em geral, por um índice de preços da indústria

de óleo e gás, por um índice de preços para bombas e compressores, ou por um índice de preços

específico para compressores centrífugos.

Entre os índices mais utilizados na literatura especializada, podem ser citados os índices Marshal &

Swift (M&S), Chemical Engineering Plants Cost Index (CEPCI), e os índices Nelson-Farrar (que podem

ser gerais ou específicos para cada tipo de equipamento).

De posse dos valores do índice selecionado no ano (ou mês) do custo de referência, e no ano (ou

mês) da data base do projeto, a correção por índices pode ser feita mediante a equação 1.1

apresentada abaixo.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂𝑎𝑛𝑜 𝐵 = 𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂𝑎𝑛𝑜 𝐴 ∗ (Í𝑁𝐷𝐼𝐶𝐸𝑎𝑛𝑜 𝐵

Í𝑁𝐷𝐼𝐶𝐸𝑎𝑛𝑜 𝐴) (1.1)

12



1.3. Correção por fatores de escala

Uma das metodologias utilizadas para estimar custos é a da correção por fatores de escala. Esta

metodologia baseia-se no fato de que um equipamento com capacidade X vezes maior que outro não

custará exatamente X vezes o valor deste. Mais especificamente, o fator de escala situa-se entre zero

e um, o que significa que, ao multiplicar-se uma dimensão do equipamento por certo valor, seu custo

será multiplicado por um valor menor.

Sendo assim, de posse do custo de um equipamento de tamanho ou capacidade conhecida, o custo

de um equipamento igual, mas com outro tamanho ou capacidade, pode ser estimado conforme a

equação 1.2, abaixo.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂𝑑𝑖𝑚=𝐵 = 𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂𝑑𝑖𝑚=𝐴 ∗ ( 𝐵

𝐴 )

𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑎𝑙𝑎

(1.2)

O valor do fator de escala, por sua vez, pode ser definido como 0,6 como uma estimativa preliminar

(regra dos seis décimos). Porém, dependendo do tipo do equipamento, o valor típico do fator de

escala pode ser ligeiramente diferente, como apresentado na Tabela 1.2. Também é importante

observar qual a dimensão utilizada para a correção dos custos.

Tabela 1.2. Fatores de escala para diversos equipamentos

Equipamento Dimensão Fator Equipamento Dimensão Fator

Agitador, borbulhador potência 0,50 Coletor de poeira, ciclone vz. volumétrica 0,80

Agitador, turbina potência 0,30 Coletor de poeira, filtro de tecido vz. volumétrica 0,68

Compressor, um estágio vz. volumétrica 0,67 Coletor de poeira, precipitador vz. volumétrica 0,75

Compressor de ar, vários estágios vz. volumétrica 0,75 Evaporador de circulação forçada área 0,70

Secador a ar vz. volumétrica 0,56 Evaporador de tubos horizontal/vertical

área 0,53

Refervedor industrial vz. mássica 0,50 Ventilador potência 0,66

Refervedor, skid vz. mássica 0,72 Filtro de placas ou prensa área 0,58

Centrífuga, cesto horizontal diâmetro 1,72 Filtro, folhas pressurizadas área 0,55

Centrífuga, recipiente sólido diâmetro 1,00 Trocador de calor, tubos fixos área 0,62

Transportador esteira comprimento 0,65 Trocador de calor, tubo em U área 0,53

Transportador de baldes comprimento 0,77 Moinho de bolas e de rolo vz. mássica 0,65

Transportador parafuso comprimento 0,76 Moinho de martelos vz. mássica 0,85

Transportador vibratório comprimento 0,87 Bomba centrífuga, CS potência 0,67

Cristalizador de crescimento vz. mássica 0,65 Bomba centrífuga, SS potência 0,70

Cristalizador de circulação forçada vz. mássica 0,55 Tanques e vasos de pressão, CS volume 0,60

Cristalizador de batelada volume 0,70 Tanques e vasos horizontais, CS volume 0,50

Secadora de tambor ou rotatória área 0,45 Tanques e vasos, SS volume 0,68

Fonte: GUTHRIE, 1969.

13



1.4. Internação e tropicalização

A maioria das correlações e dos modelos existentes na literatura para estimativa de custos refere-se

ao custo FOB no Golfo do México, ou a custos nos EUA em geral, em US$. Por isso, quando o projeto

for implementado em outro país – por exemplo, no Brasil -, os custos devem ser adaptados à

realidade do mesmo. Isto pode ser feito por meio de um fator multiplicativo, que no caso do Brasil é

chamado de fator-Brasil ou de fator de tropicalização, ou ainda por meio da internação, que consiste

na aplicação de impostos e taxas referentes à importação de cada equipamento. No caso da

internação, os custos que devem ser acrescentados são os apresentados abaixo, na Tabela 1.3.

Tabela 1.3. Custos adicionais para o método da internação

CUSTO FOB

+ Frete Marítimo US$ 100 / tonelada (out/2017)

+ Imposto de Importação 14% do custo FOB

+ Taxas de desembaraço 1,5% do custo FOB

+ Seguro da Carga 0,5% do custo FOB

+ Imposto sobre Produtos Industrializados (IPI) geralmente, 9% do custo FOB

+ Adicional ao Frete para Renovação da Marinha Mercante (AFRMM) 25% do valor do frete marítimo

+ Frete Terrestre do porto até o local de instalação US$ 20 / tonelada (out/2017)

+ Imposto sobre a Circulação de Mercadorias e Serviços ... (ICMS) 12% do custo internado

= CUSTO INTERNADO

Fonte: Elaboração própria a partir de estimativas internas, Bloomberg (2018) e NTC & Logística (2018).

Já no caso do fator de tropicalização, este pode ser calculado com base em custos de referência de

que se tenha posse. Por exemplo, o custo de compressores pode ser tropicalizado por um fator que é

igual à razão entre o custo por HP de compressores no Brasil e nos EUA. Da mesma forma, o CAPEX

de uma unidade petroquímica pode ser tropicalizado usando a razão entre os custos (normalizados

pela capacidade) deste tipo de unidade no Brasil e nos EUA.

1.5. Correlações de Guthrie

As correlações de Guthrie (1974) foram desenvolvidas em 1970 e apresentadas no livro “Process Plant

Estimating, Evaluation and Control” deste mesmo autor. As correlações apresentadas aqui são uma

forma simplificada das originalmente apresentadas no livro, e têm como data base o ano de 1968,

com o índice M&S de 280, fornecendo custos em US$. As equações deste método possuem a forma

geral:

14



𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = A 𝑥𝐵 𝑦𝐶 𝑧𝐷 ∗ 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠1 (1.3)

1.6. Correlações de Corripio

As correlações de Corripio (1995) podem ser utilizadas para calcular o custo de capital de trocadores

de calor, vasos de pressão, tanques de estocagem, torres de destilação e outros equipamentos, e

baseiam-se no cálculo de um custo básico que pode ser corrigido por fatores relativos a pressão e

materiais de construção. Estas correlações possuem a seguinte fórmula geral:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 𝐴 𝑙𝑛(𝑥)2 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑥) + 𝐶 ] ∗ 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠2 (1.4)

Os parâmetros apresentados aqui para este método foram compilados por Piotrowicz e Secchi (2005)

e têm como data base o ano de 2005, fornecendo custos em US$.

1.7. Correlações Capcost

O método é baseado na determinação do custo total do módulo (equipamento) por meio de um

programa desenvolvido em Visual Basic, e seus parâmetros são informados em um capítulo específico

do livro de Turton et al. (2009). O custo total do equipamento como determinado pela correlação no

programa inclui os custos diretos e indiretos de aquisição e instalação. A correlação utilizada para os

equipamentos é apresentada a seguir:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝑆) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝑆)]2 ] ∗ 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠3 (1.5)

Onde S representa um parâmetro de dimensão típico do equipamento em questão. Os valores de K i (i

= 1, 2, 3, ...) e Bi (i = 1, 2, 3, ...) são os parâmetros das correlações específicas para cada tipo de

equipamento. Por exemplo, trocadores de placas ou de tubo têm parâmetros Ki e fatores

multiplicativos diferentes. Dentro dos fatores multiplicativos estão incluídos parâmetros Fm e Fp que

são, respectivamente, correções adotadas para os diferentes tipos de materiais e para as diferentes

condições de pressão dos equipamentos.

Cabe ressaltar que, caso desejado, usando-se apenas a primeira parte da correlação (ou seja,

igualando “fatores” a 1), é possível calcular o custo FOB de equipamentos tendo como material o ferro

1 Os fatores serão detalhados para cada tipo de equipamento no próximo capítulo. 2 Os fatores serão detalhados para cada tipo de equipamento no próximo capítulo. 3 Os fatores serão detalhados para cada tipo de equipamento no próximo capítulo.

15



fundido. Este custo, por sua vez, é chamado de “custo-base”. Os dados foram adquiridos em 2001 e a

correção é feita, em geral, pelo índice CEPCI, fornecendo custos em US$. Para o ano de 2001, o valor

desse índice era de 397.

1.8. Correlações de Peters, Timmerhaus e West

A correlação de Peters, Timmerhaus e West (PETERS e TIMMERHAUS, 1980; PETERS e TIMMERHAUS,

2002; PETERS, TIMMERHAUS e WEST, 2014) é apresentada no livro “Plant Design and Economics for

Chemical Engineers”, dos mesmos autores, e uma calculadora online que usa este método pode ser

acessada pelo site http://www.mhhe.com/engcs/chemical/peters/data/. Esta metodologia baseia-se

em equações que possuem a forma geral:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 𝐴 𝑙𝑛(𝑥)2 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑥) + 𝐶 ] ∗ 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠4 (1.6)

Além dos equipamentos mais utilizados na indústria, são apresentados custos relativos a outros

equipamentos como filtros de vários tipos, reatores encamisados, esteiras vibratórias, entre outros. Os

custos possuem data base de 2002, com um valor de CEPCI = 390,4, podendo ser corrigidos por este

mesmo índice, e fornecendo custos em US$.

1.9. Correlações ICARUS

As correlações desenvolvidas pela divisão Icarus da empresa Aspen (LOH, LYONS, e WHITE, 2002)

têm como base os custos FOB no Golfo do México, no primeiro trimestre de 1998, com um índice M&S

de 1074,6, e fornecendo custos em US$. Nesta correlação, a fórmula geral utilizada é a seguinte:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 𝐴 𝑙𝑛(𝑥)3 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑥)2 + 𝐶 𝑙𝑛(𝑥) + 𝐷 ] ∗ 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠5 (1.7)

Também são utilizados neste método alguns fatores para o cálculo dos custos de instalação para cada

tipo de equipamento, que serão apresentados no capítulo específico de custos de instalação.

4 Os fatores serão detalhados para cada tipo de equipamento no próximo capítulo. 5 Os fatores serão detalhados para cada tipo de equipamento no próximo capítulo.

16



1.10. Custos adicionais

De posse do custo dos equipamentos principais de uma planta, é necessário também estimar o custo

da instalação destes equipamentos e dos materiais adicionais necessários para tal, assim como

estudos e projetos, calculando-se assim o valor desembolsado dentro dos limites bateria de produção

(ISBL; Inside Battery Limits).

Além disso, é essencial calcular-se outros custos, como o do terreno e o de unidades auxiliares. Isto

pode ser feito de forma detalhada, descrevendo-se cada item adicional do orçamento, ou de forma

simplificada, como um fator que deve ser multiplicado pelos custos calculados. Este é o valor

desembolsado fora dos limites da bateria de produção (OSBL; Outside Battery Limits). Após o

acréscimo destes custos, obtém-se finalmente o CAPEX da planta.

A seguir, serão apresentadas de forma detalhada as correlações encontradas na literatura para custos

de equipamentos, assim como os fatores recomendados para o cálculo dos custos de instalação e de

diversos custos adicionais.

17



2. BOMBAS

2.1. CAPCOST

A correlação utilizada na determinação dos custos de bombas através do CAPCOST é apresentada a

seguir.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝑃𝑜𝑡) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝑃𝑜𝑡)]2 ] ∗ (𝐵1 + 𝐵2𝐹𝑀𝐹𝑃) (2.1)

𝐹𝑃 = 10^[ 𝐶1 + 𝐶2 𝑙𝑜𝑔(𝑃) + 𝐶3[𝑙𝑜𝑔(𝑃)]2 ] para P > 10 bar, ou FP =1 para P ≤ 10 bar (2.2)

Pot = potência (kW)

Fp = fator de pressão

Fm = fator de material

A Tabela 2.1, abaixo, apresenta o sumário contendo os valores das constantes utilizadas nas fórmulas

acima para cada tipo de bomba e para cada material.

Tabela 2.1. Parâmetros da correlação CAPCOST para bombas

Tipo de Bomba K1 K2 K3 C1 C2 C3 B1 B2 FmCI FmCS FmCu FmSS FmNi FmTi

Pmax

(barg)

Potmin

(kW)

Potmax

(kW)

Centrífuga 3,39 0,05 0,15 -0,39 0,40 0,00 1,89 1,35 1,00 1,55 NA 2,28 4,36 NA 100 1 300

Deslocamento

positivo 3,48 0,14 0,14 -0,25 0,26 -0,01 1,89 1,35 1,00 1,41 1,28 2,67 4,74 10,66 100 1 100

Alternativa 3,87 0,32 0,12 -0,25 0,26 -0,01 1,89 1,35 1,00 1,46 1,28 2,35 3,95 6,44 100 0 200

Fonte: TURTON et al, 2009.

2.2. PETERS, TIMMERHAUS E WEST

Para bombas centrífugas, com motor elétrico incluso:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 0,3826 ∗ 𝑙𝑛(𝑣) + 9,8185 ] 𝐹𝑝 𝐹𝑚 (2.3)

v = vazão volumétrica (m³/s) – entre 0,00015 e 1 m³/s



A Tabela 2.2, a seguir, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para bombas centrífugas.

18



Tabela 2.2. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West

para bombas centrífugas

Pressão, kPa 1.035 5.000 10.000 20.000 30.000

Fp 1,00 2,10 2,80 3,50 4,00

Material Ferro Aço Carbono Aço inox Liga de Níquel

Fm 1,00 1,80 2,40 5,00

Fonte: calculado a partir de PETERS, TIMMERHAUS e WEST, 2014.

Para bombas alternativas, com motor elétrico incluso:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 0,0093 ∗ 𝑙𝑛(𝑣)3 + 0,22 ∗ 𝑙𝑛(𝑣)2 + 1,9926 ∗ ln(𝑣) + 13,292 ] 𝐹𝑝 𝐹𝑚 (2.4)

v = vazão volumétrica (m³/s) – entre 0,0001 e 0,063 m³/s



A Tabela 2.3, abaixo, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para bombas alternativas.

Tabela 2.3. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para bombas

alternativas

Pressão, kPa 1.035 5.000 10.000 20.000 50.000 100.000

Fp 1,00 1,60 1,80 2,10 2,40 2,70

Material Ferro Aço Carbono Aço inox

Fm 1,00 1,30 2,25


Para bombas de diafragma, com motor elétrico incluso:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 0,441 ∗ ln(𝑣) + 11,29 ] (2.5)


Para bombas rotativas, com motor elétrico incluso:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 0,0143 ∗ 𝑙𝑛(𝑣)2 + 0,5189 ∗ ln(𝑣) + 10,568 ] 𝐹𝑝 𝐹𝑚 (2.6)




A Tabela 2.4, a seguir, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para bombas rotativas.

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Tabela 2.4. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West

para bombas rotativas

Pressão, kPa 1.035 5.000 10.000 20.000 30.000

Fp 1,00 2,00 2,50 3,10 3,40

Material Ferro Aço Carbono Aço inox Liga de Níquel

Fm 1,00 1,40 2,00 4,00


Para outras bombas centrífugas de metal com ou sem resistência química, incluindo motor elétrico:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp [ 𝐴 𝑙𝑛(𝑥)2 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑥) + 𝐶 ] (2.7)

x = vazão (m³/s) × pressão de descarga (kPa)

A, B, C = fatores de design

A Tabela 2.5, abaixo, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para outras bombas

centrífugas.

Tabela 2.5. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para

bombas centrífugas

Motor Horizontal Vertical Horizontal,

c/ resist. química

Vertical,

c/ resist. química

A 0,2252 0,0893 0,2486 0,0839

B -0,9729 -0,0947 -0,6221 0,1757

C 10,164 8,7842 8,3723 7,6743

x mínimo 6 3 3 1

x máximo 174 56,4 56,4 17,4


2.3. ICARUS

Para bombas rotatórias, bombas em linha, bombas centrífugas, alternativas (duplex ou triplex), ou a

vácuo (com um ou dois estágios):

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 𝐴 𝑙𝑛(𝑥)3 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑥)2 + 𝐶 𝑙𝑛(𝑥) + 𝐷 ] ∗ 𝐹𝑚 (2.8)

x = vazão (galões/minuto)


A, B, C, D = parâmetros

Os parâmetros, as faixas de vazão e os fatores de material são apresentados na Tabela 2.6, a seguir,

para cada tipo de bomba:

20



Tabela 2.6. Parâmetros da correlação Icarus para bombas

Tipo Rotatória/ Em linha

Centrífuga Alternativa,

duplex Alternativa,

triplex Vácuo,

1 estágio Vácuo,

2 estágios

A 0,0394 0,0231 0 0 0 0

B -0,4081 -0,3752 0 0 0,1037 0,1053

C 1,5775 2,3509 0,6267 0,565 -0,3582 -0,4888

D 5,3624 2,9828 6,9676 6,5357 8,3428 9,1649

x mín. 10 100 25 25 30 30

x máx. 750 10.000 1.000 1.000 700 700

Material Aço

Carbono Inox 410

Inox 304

Inox 316

Inox 310 Aço/Borracha Bronze Monel

Fm 1,00 1,43 1,70 1,80 2,00 1,40 1,54 3,33

Fonte: calculado a partir de LOH, LYONS e WHITE, 2002.

21



3. COMPRESSORES

3.1. GUTHRIE

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 517,5 𝑏ℎ𝑝0,82 𝐹𝑑 (3.1)

bhp = potência (HP) – entre 30 e 10.000

Fd = fator de design

A Tabela 3.1, abaixo, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para compressores.

Tabela 3.1. Parâmetros da correlação de Guthrie para compressores

Design Centrífugo Alternativo Centrífugo Alternativo Alternativo

Acionador Motor Vapor Turbina Motor Queimador a gás

Fd 1,00 1,07 1,15 1,29 1,82


3.2. CAPCOST

A correlação utilizada na determinação dos custos de compressores através do CAPCOST é composta

de duas equações, apresentadas a seguir.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝑃𝑜𝑡) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝑃𝑜𝑡)]2 ] ∗ (𝐵1 + 𝐵2𝐹𝑀𝐹𝑃) (3.2)

𝐹𝑃 = 10^[ 𝐶1 + 𝐶2 𝑙𝑜𝑔(𝑃) + 𝐶3[𝑙𝑜𝑔(𝑃)]2 ] para P > 10 bar, ou FP =1 para P ≤ 10 bar (3.3)




A Tabela 3.2, a seguir, apresenta os valores das constantes utilizadas nas fórmulas acima para cada

tipo de compressor e para cada material.

22



Tabela 3.2. Parâmetros da correlação CAPCOST para compressores

TIPO K1 K2 K3 Fm

CS

Fm

SS

Fm

Ni

Potmin

(kW)

Potmax

(kW)

Centrifugo 2,2891 1,3604 -0,1027 2,7 5,8 11,5 450 3000

Axial 2,2891 1,3604 -0,1027 3,8 8,0 15,9 450 3000

Rotativo 5,0355 -1,8002 0,8253 2,4 5,0 9,9 18 950

Alternativo 2,2891 1,3604 -0,1027 3,4 7,0 13,9 450 3000



Para compressores centrífugos, incluindo acionador e base:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp [ 𝐴 𝑙𝑛(𝑝) + 𝐵 ] 𝐹𝑚 (3.4)

p = potência (kW) – entre 75 e 6.000 kW

A, B = fatores de design


A Tabela 3.3, abaixo, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para compressores

centrífugos.

Tabela 3.3. Parâmetros da correlação de Peters,

Timmerhaus e West para compressores centrífugos

Acionador Motor elétrico Turbina Rotor

A 0,9435 0,9195 0,6738

B 6,7769 7,1049 8,0581

Material Aço Carbono Aço inox Liga de Níquel

Fm 1,00 2,50 5,10


Para compressores alternativos, incluindo acionador e base:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp [ 𝐴 𝑙𝑛(𝑝) + 𝐵 ] 𝐹𝑚 (3.5)


A, B = fatores de design


A Tabela 3.4, a seguir, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para compressores

alternativos.

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Tabela 3.4. Parâmetros da correlação de Peters, Timmerhaus e West para

compressores alternativos

Acionador Combustão a gás

Motor elétrico Turbina a Vapor

A 0,9467 0,9138 0,9567

B 7,3553 7,2692 6,7937


Fm 1,00 2,50 5,10


3.4. ICARUS

Para compressores centrífugos ou alternativos:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 𝐴 𝑙𝑛(𝑥)2 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑥) + 𝐶 ] ∗ 𝐹𝑚 (3.6)

x = potência (HP)


A, B, C = parâmetros

Os parâmetros, as faixas de potência e vazão, e os fatores de material são apresentados na Tabela

3.5, abaixo, para cada tipo de compressor:

Tabela 3.5. Parâmetros da correlação Icarus para compressores

Tipo Centrífugo, 4 estágios

Centrífugo, 8 estágios

Centrífugo, 9 estágios

Alternativo, 1 estágio



A 0,0993 0,1119 0,1391 0,0967 0,1282 0,0007

B -0,9333 -1,2246 -2,1634 -0,6021 -1,1581 0,765

C 12,48 17,114 22,603 13,134 15,306 7,673

x mínimo 60 125 1.750 40 100 800

x máximo 25.000 50.000 50.000 7.000 10.000 22.500

v mín (ft³/min)

500 500 500 250 250 250

v máx (ft³/min)

200.000 200.000 15.000 60.000 35.000 7.000

Material Aço

Carbono Inox 410

Inox 304

Inox 316

Inox 310 Aço/Borracha Bronze Monel

Fm 1,00 1,43 1,70 1,80 2,00 1,40 1,54 3,33


24



4. VASOS E CASCOS DE TORRES

4.1. GUTHRIE

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 101,9 𝐷1,066 𝐻0,82 𝐹𝑚 𝐹𝑝 (4.1)

D = diâmetro (ft)

H = altura (ft)



A Tabela 4.1, abaixo, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para vasos e cascos de

torres.

Tabela 4.1. Parâmetros da correlação de Guthrie para vasos e cascos de torres

Pressão, psia ≤ 50 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Fp 1,00 1,05 1,15 1,20 1,35 1,45 1,60 1,80 1,90 2,30 2,50

Material CS SS Monel Titânio

Fm, revestido 1,00 2,25 3,89 4,25

Fm, maciço 1,00 3,67 6,34 7,89


4.2. CORRIPIO

Para tanques com cobertura cônica e fundo chato, comprados prontos ou fabricados na planta:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 𝐴 𝑙𝑛(𝑉)2 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑉) + 𝐶 ] ∗ 𝐹𝑚 (4.2)

V = volume (m³)


A Tabela 4.2, a seguir, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para tanques.

25



Tabela 4.2. Parâmetros da correlação de Corripio

para tanques

Fabricação Comercial in loco A -0,063088 0,045355

B 0,6637 -0,1045

C 7,994 9,369

V mínimo (m³) 5 80

V máximo (m³) 80 45.000

Material Fm

Aço Carbono 1,0

Aço inox 316 2,7

Aço inox 304 2,4

Aço inox 347 3,0

Níquel 3,5

Monel 3,3

Inconel 3,8

Zircônio 11,0

Titânio 11,0

Tijolo e borracha ou poliéster com aço 2,75

Aço e borracha 1,9

Poliéster reforçado com fiberglass 0,32

Alumínio 2,7

Cobre 2,3

Concreto 0,55

Fonte: PIOTROWICZ e SECCHI, 2005.

Para vasos de pressão horizontais ou verticais:

𝑊 = p 𝐷𝑖[ 𝐿 + 0,8116 𝐷𝑖 ] ∗ 𝑒 (4.3)

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 𝐴 𝑙𝑛(𝑊)2 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑊) + 𝐶 ] ∗ 𝐹𝑚 (4.4)

W = peso do equipamento (kg) – 2.210 a 103.000 para horizontal; 369 a 415.000 para vertical

p = pressão (bar)

Di = diâmetro interno (m) – de 0,92 a 3,66 para horizontal; 1,83 a 3,05 para vertical

L = comprimento (m) – de 3,66 a 6,10 apenas para vertical

e = espessura (mm)


A Tabela 4.3, a seguir, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para vasos de pressão.

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Tabela 4.3. Parâmetros da correlação de Corripio

para vasos de pressão

TIPO DE VASO A B C

Horizontal 0,043330 -0,164490 8,114000

Vertical 0,045760 -0,216510 8,600000

TIPO DE MATERIAL Fm

Aço Carbono 1,000

Carpenter 20CB-3 3,200

Incoloy 825 3,700

Inconel 600 3,900

Inox 304 1,700

Inox 316 2,100

Monel 400 3,600

Níquel 200 5,400

Titânio 7,700


Para cascos de torres de destilação:

𝑊 = p 𝐷𝑖[ 𝐿 + 0,8116 𝐷𝑖 ] ∗ 𝑒𝑝 (4.5)

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 0,02468 𝑙𝑛(𝑊)2 + 0,1808 𝑙𝑛(𝑊) + 6,950 + 0,01580 ∗ (𝐿/𝐷𝑖) ln (𝑒𝑓/𝑒𝑝) ] ∗ 𝐹𝑚 (4.6)

W = peso do equipamento (kg) – 4.090 a 2.470.000

p = pressão (bar)

L = altura (m) – de 17,57 a 51,82

Di = diâmetro interno (m) – de 0,91 a 7,32

ef = espessura do fundo (mm)

ep = espessura da parede (mm)

Fm = fator de material (podem ser considerados os mesmos fatores apresentados para vasos)

Para cascos de torres de absorção:

𝑊 = p 𝐷𝑖[ 𝐿 + 0,8116 𝐷𝑖 ] ∗ 𝑒 (4.7)

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 0,02297 𝑙𝑛(𝑊)2 + 0,21887 𝑙𝑛(𝑊) + 6,448 ] ∗ 𝐹𝑚 (4.8)

W = peso do equipamento (kg) –1.930 a 445.000

p = pressão (bar)

L = altura (m) –8,23 a 12,19

Di = diâmetro interno (m) – 0,91 a 6,40

e = espessura (mm)

Fm = fator de material (podem ser considerados os mesmos fatores apresentados para vasos)

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4.3. CAPCOST

A correlação utilizada na determinação dos custos de vasos e cascos de torres através do CAPCOST é

apresentada a seguir.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝑉) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝑉)]2 ] ∗ (𝐵1 + 𝐵2𝐹𝑚𝐹𝑝) (4.9)

𝐹𝑝 = [(𝑝+1)𝐷

2(849,6−0,6(𝑝+1))+ 0,00315] (4.10)

V = volume (m³)

p = pressão (barg)

D = diâmetro (m)




acima para cada tipo de vaso ou para cascos de torres.

Tabela 4.4. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST para vasos horizontais e verticais ou cascos de

torres

Tipo K1 K2 K3 B1 B2 Fm

CS

Fm

SS clad

Fm

SS

Fm

Ni clad

Fm

Ni

Fm

Ti Vmin(m³) Vmax(m³)

Horizontal 3,5565 0,3776 0,0905 1,49 1,52 1,0 1,7 3,1 3,6 7,1 9,4 0,1 628

Vertical/Casco 3,4974 0,4485 0,1074 2,25 1,82 1,0 1,7 3,1 3,6 7,1 9,4 0,3 520



Para tanques de armazenamento a pressão atmosférica, com base plana, construídos in loco, API

Standard 650, incluindo escadas, base, plataforma, etc:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 0,0488 ∗ 𝑙𝑛(𝑣)2 − 0,0449 ∗ ln(𝑣) + 9,3012 ] 𝐹𝑚 (4.11)

v = volume (m³) – entre 85,6 e 53.000 m³


A Tabela 4.5, a seguir, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para tanques de

armazenamento.

28




armazenamento construídos in loco

Material Aço Carbono

Aço inox 304

Aço inox 316

Monel / Inconel / Níquel

Titânio Hastelloy

Fm 1,00 2,30 3,00 5,61 8,97 10,66


Para tanques de armazenamento disponíveis comercialmente, sem incluir materiais adicionais e

serviços:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ −0,0795 ∗ 𝑙𝑛(𝑣)2 + 0,8775 ∗ ln(𝑣) + 7,9481 ] 𝐹𝑚 𝐹𝑒 (4.12)

v = volume (m³) – entre 3,9 e 114 m³


Fe = fator de espessura

A Tabela 4.6, abaixo, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para tanques de

armazenamento.


armazenamento comerciais

Material CS CS+borracha Al Plástico SS 304

SS 316

Monel / Inconel / Ni

Ti Hastelloy

Fm 1,00 1,38 1,47 0,69 2,30 2,82 5,64 9,02 10,71

Espessura 6,35 mm 12,7 mm 19,1 mm 25,4 mm

Fe 1,00 1,40 2,60 2,70


4.5. ICARUS

Estas correlações são usadas para vasos verticais ou horizontais, que suportam pressões médias (15

psig) ou altas (150 psig). No caso dos vasos verticais, é usada tipicamente uma razão

comprimento/diâmetro de 3. Os custos incluem cobertura, paredes simples, bocais, câmaras de

visitação, alças ou pés para apoio, e suportes para içamento.

Nesta equação, a dimensão utilizada pode ser a capacidade ou o peso do vaso. No caso de utilizar-se

a capacidade:


x = capacidade (galões)


29




Os parâmetros, as faixas de capacidade, e os fatores de material são apresentados na Tabela 4.7,

abaixo, para cada tipo de vaso:

Tabela 4.7. Parâmetros da correlação Icarus para vasos

Tipo Vertical, 15 psig

Vertical, 150 psig

Horizontal, 15 psig

Horizontal, 150 psig

A -0,0269 -0,0227 0 0

B 0,5277 0,4668 0,0212 0,0465

C -3,0563 -2,7387 0,0556 -0,1909

D 14,26 13,776 7,9436 8,6165

x mínimo 100 100 100 100

x máximo 5.000 5.000 100.000 100.000

Material Aço Carbono Inox 410 Inox 304 Inox 316 Inox 310 Aço/Borracha

Fm 1,00 2,00 2,80 2,90 3,33 1,25


Já no caso de utilizar-se o peso dos vasos:


x = peso (libras)



Os parâmetros, as faixas de peso, e os fatores de material são apresentados na Tabela 4.8, abaixo,

para cada tipo de vaso:

Tabela 4.8. Parâmetros da correlação Icarus para vasos

Tipo Vertical,

15 psig

Vertical,

150 psig

Horizontal,

15 psig

Horizontal,

150 psig

A -0,1384 -0,0236 0 0

B 3,2163 0,5522 0,0094 0,0232

C -24,183 -3,6362 0,5187 0,3091

D 67,947 15,236 4,5731 5,3281

x mínimo 1.000 1.300 1.100 1.400

x máximo 7.100 14.200 59.400 198.700


Fm 1,00 2,00 2,80 2,90 3,33 1,25


Este método indica ainda correlações para tanques de armazenamento com teto flutuante ou teto

cônico, em relação ao peso do tanque. Estão inclusos o revestimento de espuma de poliuretano, e

30



considera-se que os tanques de armazenamento cônico suportam até 2 psia de pressão interna, e os

de teto flutuante, de 2 a 15 psia. A correlação usada para estes tipos de tanques é a seguinte:


x = peso (libras)



Os parâmetros, as faixas de peso, e os fatores de material são apresentados na Tabela 4.9, abaixo,

para cada tipo de tanque:

Tabela 4.9. Parâmetros da correlação Icarus para tanques

Tipo Teto flutuante Teto cônico

A 0,0282 0,0274

B 0,0312 0,1647

C 8,164 6,2775

x mínimo 41.300 21.000

x máximo 2.219.100 2.226.100


Fm 1,00 2,00 2,80 2,90 3,33 1,25


Também são apresentados custos para cascos de colunas de recheio, mas que podem ser utilizados

também para cascos de colunas de pratos, embora neste segundo caso este método apresente os

custos dos cascos já somados aos dos pratos. Estão incluídos neste custo carcaça, teto, base, bocais,

suportes e downcomers, feitos com um único material (aço carbono, no caso base), além de câmaras

de visitação a cada 25 pés na sessão de recheio e mais uma acima e uma abaixo da mesma. A

correlação, neste caso, possui a forma:


x = altura (ft)



Os parâmetros e os fatores de material são apresentados na Tabela 4.10, a seguir, para cada

diâmetro e pressão considerados no projeto da coluna:

31



Tabela 4.10. Parâmetros da correlação Icarus para cascos de colunas de recheio

Pressão (psig)

15 150 15 150 15 150 15 150 15 150 15 150

Diâm. (ft)

1 1 1,5 1,5 2 2 2,5 2,5 3 3 3,5 3,5

A 0 0 0 0 -0,001 -0,0047 0,2159 0,2107 0,0662 0,0541 0,1198 0,11

B 0,3769 0,4476 0,4342 0,4572 0,3619 0,3939 -0,9108 -0,8706 -0,0124 0,0777 -0,3643 -0,2877

C 7,9421 7,7645 8,2398 8,2778 8,6403 8,6625 10,544 10,525 9,3857 9,2989 10,153 10,148

x mín 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

x máx 20 20 30 30 40 40 50 50 60 60 70 70


Fm 1,00 2,00 2,80 2,90 3,33 1,25


32



5. PRATOS PARA TORRES

5.1. GUTHRIE

O custo já considera a instalação do prato.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 4,7 𝐷1,55 𝐻 (𝐹𝑠 + 𝐹𝑡 + 𝐹𝑚) (5.1)

D = diâmetro (ft)

H = altura (ft) – considerando espaçamento de 24 polegadas entre os pratos

Fs = fator de espaçamento

Ft = fator de tipo dos pratos


A Tabela 5.1, abaixo, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para pratos de torres.

Tabela 5.1. Parâmetros da correlação de Guthrie para pratos

Espaçamento 24” 18” 12”

Fs 1,00 1,4 2,2

Tipo Grade Prato Perfurado Abertura/válvula Borbulhador Cascata Koch

Ft 0,00 0,0 0,0 0,4 1,8 3,9

Material CS SS Monel

Fm 1,00 1,7 8,9


5.2. CORRIPIO

O custo de um prato, incluindo suas válvulas e downcomers pode ser calculado pela correlação

abaixo.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 278,38 exp[ 0,1739 𝐷 ] ∗ 𝐹𝑚 ∗ 𝐹𝑡 ∗ 𝐹𝑛 (5.2)

𝐹𝑚 = 𝐴 + 𝐵 ∗ 𝐷 (5.3)

𝐹𝑛 = 2,25/1,0414𝑛, para n < 20; ou Fn = 1 para n ≥ 20 (5.4)

D = diâmetro (m)

n = número de pratos


33



A, B = parâmetros do fator de material

Ft = fator de tipo dos pratos

Fn = fator de número de pratos

A Tabela 5.2, abaixo, apresenta os parâmetros usados na correlação acima para pratos de torres.

Tabela 5.2. Parâmetros da correlação de Corripio para pratos

Material Aço Carbono Carpenter 20CB-3 Inox 304 Inox 316 Monel

A 1,00 1,525 1,189 1,401 2,306

B 0,00 0,2585 0,1894 0,2376 0,3674

Tipo Valvulado Borbulhador Grade Perfurado

Ft 1,0 1,59 0,80 0,85


5.3. CAPCOST

A correlação utilizada na determinação dos custos de pratos para torres através do CAPCOST é

apresentada a seguir. O custo inclui válvulas e downcomers, assim como suportes necessários à sua

instalação.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝐴) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝐴)]2 ] ∗ 𝐹𝑚 (5.5)

A = área (m²)


A Tabela 5.3, abaixo, apresenta o sumário contendo os valores das constantes utilizadas na fórmula

acima para cada tipo de prato.

Tabela 5.3. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST para pratos

TIPO K1 K2 K3 FM

CS FM

SS FM

FC FM

Ni Amin(m²) Amax(m²)

Perfurado 2,995 0,4465 0,3961 1,00 1,80 5,60 0,70 12,3

Valvulado 3,332 0,4838 0,3434 1,00 1,83 5,58 0,70 10,5

Eliminador de Névoa 3,235 0,4838 0,3434 1,00 1,80 5,60 0,70 10,5



O custo inclui um prato, suas válvulas e downcomers, assim como suportes para sustentação. A

equação de custo é apresentada a seguir.

34



𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 0,5025 ∗ 𝑙𝑛(𝑑)2 + 0,9264 ∗ ln(𝑑) + 6,9518 ] 𝐹𝑡,𝑚 (5.6)

d = diâmetro (m) – entre 0,61 e 3,81 m

Ft,m = fator de tipo e de material dos pratos

A Tabela 5.4, abaixo, apresenta as constantes utilizadas na fórmula acima para cada tipo de prato.

Tabela 5.4. Parâmetros utilizados na correlação de Peters, Timmerhaus e West para pratos

Tipo Perfurado Perfurado Valvulado Valvulado Borbulhador Borbulhador Estampado

Material CS SS CS SS CS SS SS

Fd 1,00 2,07 1,21 2,52 2,07 3,31 1,51


5.5. ICARUS

Este método apresenta custos para colunas completas (casco e pratos) de pratos valvulados e de

pratos perfurados. Os custos incluem carcaça, teto, base, bocais, pratos, suportes e downcomers,

feitos com um único material (aço carbono, no caso base). Incluem ainda câmaras de visitação a cada

25 pés na sessão de pratos, além de uma acima e uma abaixo da mesma.

No caso de colunas com pratos valvulados:


x = número de pratos – entre 2 e 60



Os parâmetros e os fatores de material são apresentados na Tabela 5.5, abaixo, para cada diâmetro e

pressão considerados no projeto da coluna:

Tabela 5.5. Parâmetros da correlação Icarus para colunas de pratos valvulados

Pressão (psig) 15 150 15 150 15 150 15 150

Diâmetro (ft) 5 5 10 10 15 15 20 20

A 0,0692 0,0570 0 0 0 0 0 0

B -0,3507 -0,2839 0,1096 0,1021 0,0989 0,0983 0,0852 0,1105

C 0,8397 0,7499 0,0013 0,0111 0,0726 0,0046 0,1530 -0,0803

D 9,8887 10,064 11,004 11,355 11,603 12,262 11,922 12,917

Material Aço

Carbono Inox 410

Inox 304

Inox 316

Inox 310

Aço/Borracha

Fm 1,00 2,00 2,80 2,90 3,33 1,25


35



Já no caso de colunas com pratos perfurados:


x = número de pratos – entre 2 e 60



Os parâmetros e os fatores de material são apresentados na Tabela 5.6, abaixo, para cada diâmetro e

pressão considerados no projeto da coluna:

Tabela 5.6. Parâmetros da correlação Icarus para colunas de pratos perfurados

Pressão (psig) 15 150 15 150 15 150 15 150

Diâmetro (ft) 5 5 10 10 15 15 20 20

A 0,0743 0,0571 0 0 0 0 0 0

B -0,3838 -0,2833 0,1111 0,1027 0,0992 0,0984 0,0859 0,1108

C 0,8944 0,7403 -0,0137 0,0019 0,0634 -0,0027 0,1421 -0,089

D 9,8443 10,056 10,983 11,339 11,574 12,249 11,889 12,906

Material Aço

Carbono

Inox

410

Inox

304

Inox

316

Inox

310 Aço/Borracha

Fm 1,00 2,00 2,80 2,90 3,33 1,25


36



6. RECHEIO PARA TORRES

6.1. GUTHRIE

Os custos apresentados na Tabela 6.1 já consideram a acomodação do recheio na torre.

Tabela 6.1. Custos de recheios usados na

correlação de Guthrie

Tipo Custo (US$/ft³)

Carvão Ativado 14,2

Alumina 12,6

Coque 3,5

Calcário 5,8

Sílica Gel 27,2

Anéis de Raschig 1” – Pedra 5,2

Anéis de Raschig 1” – Porcelana 7,0

Anéis de Raschig 1” – Aço inox 70,2

Selas de Berl – Pedra 14,5

Selas de Berl – Porcelana 15,9


6.2. CORRIPIO

Os custos apresentados na Tabela 6.2 já consideram a acomodação do recheio na torre.

Tabela 6.2. Custos de recheios usados na

correlação de Corripio

Tipo Custo (US$/m³)

Anéis de Rasching de cerâmica, 1" 510

Anéis de Rasching de metal, 1" 840

Anéis de Paul de metal, 1" 840

Selas Intalox, 1" 510

Anéis de Rasching de cerâmica, 2" 360

Anéis de Rasching de metal, 2" 600

Anéis de Paul de metal, 2" 600

Selas Intalox, 2" 360


37



6.3. CAPCOST

A correlação utilizada na determinação dos custos de recheios para torres através do CAPCOST é

apresentada a seguir. O custo inclui a instalação.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝑉) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝑉)]2 ] (6.1)

V = volume (m³)


acima para cada tipo de recheio.

Tabela 6.3. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST

para recheios

TIPO K1 K2 K3 Vmin(m³) Vmax(m³)

Cerâmica 3,066 0,9744 0,0055 0,03 628

Aço Inox 304 3,300 0,9744 0,0055 0,03 628

Selas plásticas 2,449 0,9744 0,0055 0,03 628



Esta metodologia apresenta apenas custos para selas de Berl de 1” em diferentes materiais, conforme

a Tabela 6.4.

Tabela 6.4. Custos de selas de Berl de 1” usados

na correlação de Peters, Timmerhaus e West

Material Custo (US$/m³)

Aço Carbono 905,05

Aço inox 304 1659,25

Aço inox 316 3167,66

Polietileno 754,21

Porcelana 754,21

Fonte: PETERS, TIMMERHAUS e WEST, 2014.

38



6.5. ICARUS

Os custos da Tabela 6.5, abaixo, não consideram a instalação do recheio na torre.

Tabela 6.5. Custos de recheios usados na correlação Icarus

(US$/ft³)

Tipo 0,5” 1” 1,5” 2” 3”

Anéis de Pall de polipropileno 33 29 21 8 -

Anéis de Pall de aço inoxidável 130 118 92 76 -

Selas Intalox de cerâmica 31 28 23 21 -

Selas Intalox de porcelana 32 29 24 21 -

Anéis de Rasching de cerâmica 119 14 12 12 11

Anéis de Rasching de porcelana - 17 15 12 11

Anéis de Rasching de aço inoxidável - 111 94 59 54

Anéis de Rasching de aço carbono - 37 31 20 18

Carvão Ativado 25

Peneira molecular 13X 61

Sílica Gel 94

Cloreto de Cálcio 11

Fonte: LOH, LYONS e WHITE, 2002.

39



7. TROCADORES DE CALOR

7.1. GUTHRIE

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 101,3 𝐴0,65 (𝐹𝑑 + 𝐹𝑝)𝐹𝑚 (7.1)

A = área (ft²) – entre 200 e 5000 ft²




Os parâmetros e os fatores da equação acima são apresentados na Tabela 7.1, abaixo, para cada tipo

de trocador e pressão de projeto. A caracterização dos materiais é feita na forma “material do

casco/material dos tubos”.

Tabela 7.1. Parâmetros utilizados na correlação de Guthrie para trocadores de calor

Design Kettle, reboiler Floating Head U-tube Fixed-tube sheet

Fd 1,35 1,00 0,85 0,80

Pressão, psia ≤ 150 300 400 800 1000

Fp 0,00 0,10 0,25 0,52 0,55

Material CS/CS SS/Bronze CS/MO CS/SS SS/SS CS/Monel Monel/Monel CS/Ti Ti/Ti

Fm 1,00 1,30 2,15 2,81 3,75 3,10 4,25 8,95 13,05


7.2. CORRIPIO

A correlação de Corripio para custos de trocadores de calor é apresentada a seguir.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp[ 8,202 + 0,01506 ∗ ln(𝐴) + 0,06811 ln(𝐴)2 ] 𝐹𝑑 𝐹𝑝 𝐹𝑚 (7.2)

𝐹𝑑 = exp [𝐴 + 𝐵 ∗ ln(𝐴)] (7.3)

𝐹𝑝 = 𝐶 + 𝐷 ∗ ln(𝐴) (7.4)

𝐹𝑚 = 𝐸 + 𝐹 ∗ ln(𝐴) (7.5)

A = área (m²) – entre 14 e 1.100 m²



40





acima para cada design, pressão ou material.

Tabela 7.2. Parâmetros utilizados na correlação de

Corripio para trocadores de calor

Design A B

Fixed-Head -0,9003 0,0906

Kettle Reboiler 0,3002 0,0000

U-Tube -0,7844 0,0830

Pressão (manométrica) C D

700 a 2100 kPa -0,9003 0,0906

2100 a 4200 kPa 0,3002 0,0000

4200 a 6200 kPa -0,7844 0,0830

Material E F

Aço inox 316 0,8608 0,23296

Aço inox 304 0,8193 0,15984

Aço inox 347 0,6116 0,22486

Níquel 200 1,5092 0,60859

Monel 400 1,2989 0,43377

Inconel 600 1,2040 0,50764

Incoloy 825 1,1854 0,49706

Titânio 1,5420 0,42913

Hastelloy 0,1549 1,51774


7.3. CAPCOST

A correlação utilizada na determinação dos custos de trocadores de calor através do CAPCOST é

apresentada a seguir.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝐴) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝐴)]2 ] ∗ (𝐵1 + 𝐵2𝐹𝑝) (7.6)

𝐹𝑝 = 10^[ 𝐶1 + 𝐶2 𝑙𝑜𝑔(𝑃) + 𝐶3[𝑙𝑜𝑔(𝑃)]2 ] para P > 5 bar, ou Fp =1 para P ≤ 5 bar (7.7)

A = área (m²)



41



A

Tabela 7.3, a seguir, apresenta o sumário contendo os valores das constantes utilizadas nas fórmulas

acima para cada tipo de trocador de calor.

42



Tabela 7.3. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST para trocadores de calor

Tipo K1 K2 K3 C1 C2 C3 B1 B2 Amin (m²) Amax (m²) Pmax (barg)

Double Pipe 3,3444 0,2745 -0,0472 13,1467 -12,6574 3,0705 1,74 1,55 1 10 300

40 barg < P < 100 barg

0,6072 -0,912 0,3327

P < 40 barg

0 0 0

Multiple Pipe 2,7652 0,7282 0,0783 13,1467 -12,6574 3,0705 1,74 1,55 10 100 300


0,6072 -0,912 0,3327

P < 40 barg

0 0 0

Fixed tube/sheet/U tube 4,3247 -0,303 0,1634 0,03881 -0,11272 0,08183 1,63 1,66 10,0 1000 140

tubos > 5 barg

-0,0016 -0,00627 0,0123

Floating Head 4,8306 -0,8509 0,3187 0,03881 -0,11272 0,08183 1,63 1,66 10,0 1000 140

tubos > 5barg

-0,0016 -0,00627 0,0123

Bayonet 4,2768 -0,0495 0,1431 0,03881 -0,11272 0,08183 1,63 1,66 10,0 1000 140

tubos > 5 barg

-0,0016 -0,00627 0,0123

Kettle Reboiler 4,4646 -0,5277 0,3955 0,03881 -0,11272 0,08183 1,63 1,66 10,0 100 140

tubos > 5 barg

-0,0016 -0,00627 0,0123

Scraped Wall 3,7803 0,8569 0,0349 13,1467 -12,6574 3,0705 1,74 1,55 2,0 20 300


0,6072 -0,912 0,3327

P < 40 barg

0 0 0

Teflon Tube 3,8062 0,8924 -0,1671 0 0 0 1,63 1,66 1,0 10 15

Air Cooler 4,0336 0,2341 0,0497 -0,125 0,15361 -0,0286 0,96 1,21 10 10000 100

Spiral Tube (shell and tube) 3,9912 0,0668 0,243 -0,4045 0,1859 0 1,74 1,55 1 100 400

tubos > 5 barg

-0,2115 0,09717 0

Spiral Plate 4,6561 -0,2947 0,2207 0 0 0 0,96 1,21 1 100 19

Flat Plate 4,6656 -0,1557 0,1547 0 0 0 0,96 1,21 10 1000 19


43




Para trocadores com tubos fixos de 16 ft com ¾” de diâmetro externo, e arranjo quadrado com

espaçamento de 1” entre os eixos dos tubos:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp [ 𝐴 𝑙𝑛(𝑎)2 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑎) + 𝐶 ] 𝐹𝑝 (7.8)

a = área de troca térmica (m²) – entre 3,52 e 635 m²

A, B, C = parâmetros de material



acima.


calor com tubos fixos

Material Aço Carbono Aço Inox 304 Aço Inox 316

A 0,0523 0,0680 0,0725

B 0,1169 0,1159 0,1172

C 7,695 7,7323 7,8207

Pressão nos Tubos (kPa) 1.035 5.000 10.000 50.000 5.000 10.000 50.000

Pressão no Casco (kPa) 1.035 1.035 1.035 1.035 5.000 10.000 50.000

Fp 1,00 1,07 1,10 1,12 1,16 1,24 1,31


Para trocadores com cabeça flutuante, tubos de 16 ft com ¾” de diâmetro externo, e arranjo

quadrado com espaçamento de 1” entre os eixos dos tubos:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp [ 𝐴 𝑙𝑛(𝑎)2 + 𝐵 𝑙𝑛(𝑎) + 𝐶 ] 𝐹𝑚 (7.9)

a = área de troca térmica (m²) – entre 9,30 e 1000 m²

A, B, C = parâmetros de pressão


A Tabela 7.5, a seguir, apresenta os valores das constantes utilizadas na fórmula acima.

44



Tabela 7.5. Parâmetros utilizados na correlação de Peters, Timmerhaus

e West para trocadores de calor com cabeça flutuante

Pressão 100 psia 300 psia 1000 psia

A 0,0599 0,0794 0,0801

B 0,0620 -0,0797 -0,1119

C 7,8471 8,6930 8,5078

Material do Casco CS CS CS CS SS CS

Material dos Tubos CS Cobre SS Níquel SS Titânio

Fm 1,00 1,25 1,70 2,80 3,00 7,20


7.5. ICARUS

Esta metodologia apresenta custos de trocadores de calor de casco-e-tubos, trocadores a ar e

trocadores de calor do tipo espiral. Quanto aos trocadores casco-e-tubos, o custo se refere a

trocadores com feixes cilíndricos dentro de cascos cilíndricos com no máximo 48 polegadas de

diâmetro. Já no caso dos trocadores a ar, estes podem ser aletados ou não. Os trocadores do tipo

espiral têm o arranjo simples tipicamente usado.

A correlação tem a seguinte forma:


x = área externa de troca térmica (ft²)



Os parâmetros, as faixas para as quais as correlações são válidas, e os fatores de material são

apresentados na Tabela 7.6, abaixo, para cada tipo de trocador de calor:

Tabela 7.6. Parâmetros da correlação Icarus para trocadores

Tipo Casco-e-Tubos Trocador a ar Espiral

A -0,0111 0 0

B 0,3539 0,0913 0,0506

C -2,769 -0,7632 0,0909

D 15,872 11,558 7,7221

x mínimo 100 100 40

x máximo 70.000 10.000 1.300

Casco CS CS CS CS Inox 304

Tubos CS Alumínio Monel CS Inox 304

Fm 1,00 1,25 2,08 1,67 2,86


45



8. TURBINAS

8.1. CAPCOST

A correlação utilizada na determinação dos custos de turbinas através do CAPCOST é apresentada a

seguir.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝑃𝑜𝑡) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝑃𝑜𝑡)]2 ] ∗ 𝐹𝑚 (8.1)




acima para cada tipo de turbina e para cada material.

Tabela 8.1. Parâmetros utilizados na correlação CAPCOST para turbinas

TIPO K1 K2 K3 FmCS FmSS FmNi FmTi Potmin(kW) Potmax(kW)

Axial 2,7051 1,4398 -0,1776 3,5 6,1 11,7 NA 100 4000

Radial 2,2476 1,4965 -0,1618 3,5 6,1 11,7 NA 100 1500



Para turbinas a gás axiais:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = exp [ 0,5889 𝑙𝑛(𝑝) + 8,1066 ] 𝐹𝑚 (8.2)




acima para cada tipo de turbina e para cada material.

Tabela 8.2. Parâmetros utilizados na correlação de

Peters, Timmerhaus e West para turbinas


Fm 1,00 2,00 3,00


46



8.3. ICARUS

A metodologia apresenta custos para turbinas a gás e a vapor (em duas faixas de potência), usando a

correlação a seguir:


x = potência (HP)



Os parâmetros, as faixas para as quais as correlações são válidas, e os fatores de material são

apresentados na Tabela 8.3, abaixo, para cada tipo de turbina:

Tabela 8.3. Parâmetros da correlação Icarus para turbinas

Tipo Turbina a gás Turbina a vapor

< 1.000 HP Turbina a vapor

≥ 1.000 HP

A 0 0 -0,1109

B 0,7951 0,1738 2,8515

C 7,3895 9,4565 -3,0396

x mínimo 10 10 1.000

x máximo 370.000 999 30.000

Material Aço

Carbono

Inox

410

Inox

304

Inox

316

Inox

310

Aço/

Borracha Bronze Monel

Fm 1,00 1,43 1,70 1,80 2,00 1,40 1,54 3,33


47



9. OUTROS EQUIPAMENTOS

9.1. GUTHRIE

Para fornalhas de processo:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 5.520 𝑄0,85 (𝐹𝑑 + 𝐹𝑝 + 𝐹𝑚) (9.1)

Q = calor absorvido (MMBtu/h) – entre 20 e 300




Tabela 9.1. Parâmetros utilizados na correlação de Guthrie para fornalhas de

processo

Design Aquecedor

de Processo Pirólise

Reformador

(sem catalisador)

Fd 1,00 1,10 1,35

Pressão, psia ≤ 500 1000 1500 2000 2500 3000

Fp 0,00 0,10 0,15 0,25 0,40 0,60

Material dos tubos irradiadores

Aço Carbono Cromo/

Molibdênio Inox

Fm 0,00 0,35 0,75


Para aquecedores a chama direta:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 5.070 𝑄0,85 (𝐹𝑑 + 𝐹𝑝 + 𝐹𝑚) (9.2)

Q = calor absorvido (MMBtu/h) – entre 2 e 30




48



Tabela 9.2. Parâmetros utilizados na correlação de Guthrie para aquecedores a chama

direta

Design Cilíndrico Dowtherm

Fd 1,00 1,10

Pressão, psia ≤ 500 1000 1500

Fp 0,00 0,15 0,20

Material dos tubos irradiadores Aço Carbono Cromo/Molibdênio Inox

Fm 0,00 0,45 0,50


Para sopradores turbo (obtido de Peters, Timmerhaus e West, custos de jan/1967):

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 𝐹 𝑄𝑝 (9.3)

Q = vazão (ft³/min)

F = fator de pressão de descarga

p = fator exponencial de pressão de descarga

Tabela 9.3. Parâmetros utilizados na correlação de Guthrie

para sopradores turbo

Pressão máxima de descarga 3 psi 10 psi 30 psi

F 39,7 126,5 838,7

P 0,529 0,598 0,493

Q mínimo 100 1.000 2.000

Q máximo 10.000 30.000 15.000

Fonte: PETERS e TIMMERHAUS, 1980.

9.2. CAPCOST

A correlação geral utilizada para determinação dos custos de vários equipamentos através do

programa CAPCOST é apresentada a seguir.

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝑆) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝑆)]2 ] ∗ 𝐹𝑚 (9.4)

S = dimensão


A dimensão S depende do equipamento que está sendo analisado, e pode ser consultada na Tabela

9.4, a seguir.

49



Tabela 9.4. Dimensões consideradas na correlação CAPCOST

Tipo de Equipamento Dimensão S Unidade de S

Misturador (sólido/Líquido) Volume do misturador m3

Centrífugas Diâmetro da centrífuga m3

Esteiras Área da esteira m2

Cristalizadores Volume do cristalizador m3

Motores Potência kW

Secadores Área m2

Ciclones Vazão volumétrica m3/s

Evaporadores Volume m3

Ventiladores Pressão bar

Misturadores (líquido/gás) Volume do misturador m3

Filtros Área do filtro m2

Trocadores de combustão direta Calor trocado MJ/h

Reatores Volume do reator m3

Tanques de estocagem Volume do tanque m3


Os parâmetros K1, K2, K3 e Fm são listados na Tabela 9.5, a seguir, para cada tipo de equipamento.

Tabela 9.5. Parâmetros da correlação CAPCOST para diversos equipamentos

Misturadores Sólido/Líquido

TIPO K1 K2 K3 Vmin(m3) Vmax(m3) Fm

Kneader 5,0141 -0,4133 0,3224 0,14 3 1,5

Ribbon 4,1366 -0,4928 0,0070 0,70 11 1,5

Rotary 4,1366 -0,4928 0,0070 0,70 11 1,5

Centrífugas

TIPO K1 K2 K3 Dmin(m) Dmax(m) Fm

Auto Batch Seperator 4,7681 -0,0260 0,0240 0,50 1,70 1,5

Centrifugal Seperator 4,3612 -0,1236 -0,0049 0,50 1,00 1,5

Oscillating Screen 4,8600 -0,6660 0,1063 0,50 1,10 1,5

Solid Bowl w/o Motor 4,9697 0,1689 0,0038 0,30 2,00 1,5

Esteiras

TIPO K1 K2 K3 Amin(m2) Amax(m2) Fm

Apron 3,9255 -0,4961 0,1506 1,00 15,00 2

Belt 4,0637 -0,7416 0,1550 0,50 325,00 2

Pneumatic 4,6616 -0,6795 0,0638 0,75 65,00 2

Screw 3,6062 -0,7341 0,1982 0,50 30,00 2

Cristalizador

TIPO K1 K2 K3 Vmin(m3) Vmax(m3) Fm

Batch 4,5097 -0,8269 0,1344 1,50 30,00 1,5

Secadores


Drum 4,5472 -0,7269 0,1340 0,50 50,00 1,5

Rotary, Gas Fired 3,5645 0,1118 -0,0777 5,00 100,00 1,5

Tray 3,6951 -0,4558 -0,1248 1,80 20,00 1,5


50



Tabela 9.5. (cont.) Parâmetros da correlação CAPCOST para diversos equipamentos

Ciclones

TIPO K1 K2 K3 Vmin(m3/s) Vmax(m3/s) Fm

Baghouse 4,5007 -0,5818 0,0813 0,08 350,00 1,5

Cyclone Scrubbers 3,6298 -0,4991 0,0411 0,06 200,00 1,5

( Centrifugal, Gravit, Spray, Impingement, and Wet Dynamic)

4,1520 -0,5299 0,0171 0,10 50,00

Electrostatic Precipitator 3,6298 -0,4991 0,0411 0,06 200,00 1,5

Venturi 3,6298 -0,4991 0,0411 0,06 200,00 1,5

Filtro


Bent 5,1055 -0,5001 0,0001 0,90 115,00 1,5

Cartridge 3,2107 -0,2403 0,0027 15,00 200,00 1,5

Disc and Drum 4,8123 -0,7142 0,0420 0,90 300,00 1,5

Gravity 4,2756 -0,6480 0,0714 0,50 80,00 1,5

Leaf 3,8187 -0,3765 0,0176 0,60 235,00 1,5

Pan 4,8123 -0,7142 0,0420 0,90 300,00 1,5

Plate and Frame 4,2756 -0,6480 0,0714 0,50 80,00 1,5

Table 5,1055 -0,5001 0,0001 0,90 115,00 1,5

Tube 5,1055 -0,5001 0,0001 0,90 115,00 1,5

Misturadores Líquidos/Gases

TIPO K1 K2 K3 Pmin(kW) Pmax(kW) Fm

Impeller 3,8511 -0,2991 -0,0003 5,00 150,00 1,5

Propeller 4,3207 -0,9641 0,1346 5,00 500,00 1,5

Turbine 3,4092 -0,5104 0,0030 5,00 150,00 1,5

Reatores

TIPO K1 K2 K3 Vmin(m3) Vmax(m3) Autoclave 4,5587 -0,7014 0,0020 1,00 15,00 1,5

Fermenter 4,1052 -0,4680 -0,0005 0,10 35,00 1,5

Inoculum Tank 3,7957 -0,5407 0,0160 0,07 1,00 1,5

Jacketed Agitated 4,1052 -0,4680 -0,0005 0,10 35,00 1,5

Jacketed Non-Agitated 3,3496 -0,2765 0,0025 5,00 45,00 1,5

Mixer/Settler 4,7116 -0,5521 0,0004 0,04 6,00 1,5

Tanque de armazenamento

TIPO K1 K2 K3 B1 B2 Fm

Fixed Roof 4,8509 -0,3973 0,1445 1,10 0 B1+B2

Floating Roof 5,9567 -0,7585 0,1749 1,10 0,00 B1+B2


Para evaporadores, ventiladores e trocadores de combustão direta o custo do equipamento é ainda

corrigido pelo fator de pressão Fp. O fator Fp realiza a correção dos custos de equipamentos baseado

nas faixas típicas de pressão de operação dos equipamentos. Para trocadores de calor do tipo

51



Packaged Steam Boiler (PSB), a correlação de cálculo de custo inclui ainda um termo de correção Fsh

relacionado à temperatura do vapor superaquecido gerado no trocador. Sendo assim, o custo pode

ser estimado pelas equações abaixo:

𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 = 10^[ 𝐾1 + 𝐾2 𝑙𝑜𝑔(𝑆) + 𝐾3[𝑙𝑜𝑔(𝑆)]2 ] ∗ 𝐹𝑝 ∗ 𝐹𝑠ℎ (9.5)

𝐹𝑝 = 10^[ 𝐶1 + 𝐶2 𝑙𝑜𝑔(𝑃) + 𝐶3[𝑙𝑜𝑔(𝑃)]2 ] (9.6)

𝐹𝑠ℎ = 𝑇1 + 𝑇2 ∗ 𝐷𝑇 + 𝑇3 ∗ 𝐷𝑇2 (9.7)

S = dimensão


Fsh = fator de superaquecimento do vapor

Para evaporadores, a dimensão é a área de evaporação, e Fp é válido para 10 < P > 150 bar. Para

ventiladores, a dimensão é a vazão de ar; para ventiladores axiais, Fp é válido para 0,04 < P < 0,16

bar, e para ventiladores centrífugos Fp é válido para 0,01 < P < 0,16 bar. Para valores inferiores aos

mínimos para cada faixa de pressão, o valor de Fp é a unidade, Fp=1.

Para equipamentos de aquecimento, a dimensão é a taxa de troca térmica. Caso não sejam

trocadores de calor do tipo Packaged Steam Boiler (PSB), o fator Fsh é igual à unidade.

Os parâmetros e fatores para esses três tipos de equipamentos são apresentados na Tabela 9.6, a

seguir.

52



Tabela 9.6. Parâmetros da correlação CAPCOST para diversos equipamentos a pressão elevada

Evaporadores K1 K2 K3 Amin (m²) Amax (m²) Pmax (barg) C1 C2 C3

Forced Circulation 5,02 0,35 0,07 5 1000 150 0,16 -0,30 0,14

Falling Film 3,91 0,86 -0,01 50 500 150 0,16 -0,30 0,14

Agitated (Scraped Wall) 5,00 0,15 -0,01 0,50 5 150 0,16 -0,30 0,14

Short Tube 5,24 -0,66 0,35 10 100 150 0,16 -0,30 0,14

Long Tube 4,64 0,37 0,00 100 10.000 150 0,16 -0,30 0,14

Ventiladores (inclui motor elétrico) K1 K2 K3 Fm CS Fm FG Fm SS Fm Ni C1 C2 C3 Vmin (m³/s) Vmax (m³/s) Pmax (barg)

Centrifugal Radial Fan 3,54 -0,35 0,45 2,74 4,97 5,75 11,45 0,00 0,21 -0,03 1,00 100 0,16

Centrifugal Backward curved

3,35 -0,07 0,31 2,74 4,97 5,75 11,45 0,00 0,21 -0,03 1,00 100 0,16

Axial Tube Fan 3,04 -0,34 0,47 2,74 4,97 5,75 11,45 0,00 0,21 -0,03 1,00 100 0,16

Axial Vane Fan 3,18 -0,14 0,34 2,74 4,97 5,75 11,45 0,00 0,21 -0,03 1,00 100 0,16

Fired Heater Data

Fornalhas K1 K2 K3 Qmin (kW) Qmax (kW) Pmax (barg) C1 C2 C3 Fm CS Fm AS Fm SS

Reformer Furnace 3,07 0,66 0,02 3.000 100.000 200 0,14 -0,27 0,13 2,13 2,51 2,81

Pyrolysis Furnace 2,39 0,97 -0,02 3.000 100.000 200 0,10 -0,20 0,09 2,13 2,51 2,81

Aquecedores não reativos K1 K2 K3 Qmin (kW) Qmax (kW) Pmax (barg) C1 C2 C3 Fm CS Fm AS Fm SS

Process Heater 7,35 -1,17 0,20 1.000 100.000 200 0,13 -0,24 0,10 2,13 2,51 2,81

Aquecedores a fluido térmico K1 K2 K3 Qmin (kW) Qmax (kW) Pmax (barg) C1 C2 C3 Fm T1 T2 T3

Hot Water 2,08 0,91 -0,02 650 10.750 200 -0,02 0,06 -0,01 2,17

Molten Salt, Mineral Oil, 1,20 1,48 -0,10 650 10.750 200 -0,02 0,06 -0,01 2,17

Diphenyl Based Oils 2,26 0,86 0,00 650 10.750 200 -0,02 0,06 -0,01 2,17

Packaged Steam Boilers 6,96 -1,48 0,32 1.200 9.400 40 2,59 -4,23 1,72 2,17 1,00 1,8E-3 3,4E-6


53



9.3. ICARUS

Esta metodologia apresenta custos para diversos outros tipos de equipamentos, baseadas em uma

mesma correlação típica, e em dimensões características de cada um deles.

A correlação utilizada é a seguinte:


x = dimensão (depende do tipo de equipamento)



Os parâmetros, as dimensões, as faixas para as quais as correlações são válidas, e os fatores de

material são apresentados na Tabela 9.7, a seguir, para cada equipamento:

54



Tabela 9.7. Parâmetros da correlação Icarus para outros equipamentos

Equipamento A B C D dimensão x x mín x máx

Forno 0 0,0496 0,2319 11,521 Trabalho térmico (MMBtu/h) 2 500

Torre de resfriamento 0 0,044 0,2762 5,7905 Vazão de água (gal/min) 150 6.000

Refervedor 0 0,0792 -1,0995 14,859 Capacidade de vapor (lb/h) 10.000 300.000

Evaporador 0 0 0,5494 8,5144 Área (ft²) 100 10.000

Triturador giratório 0 0 1,3889 5,2874 Potência (HP) 40 1.250

Triturador rotativo 0 0 0,7049 7,2472 Potência (HP) 2 25

Granulador Anular 0 0 0,9372 6,1340 Potência (HP) 75 1.250

Moinho de bolas 0 0 0,7414 8,6769 Potência (HP) 7,5 450

Moinho de rolo 0 0 0,6113 8,9459 Potência (HP) 30 400

Secador rotativo de contato direto 0 0 0,9538 5,7928 Área (ft²) 100 2.000

Secador atm. tambor simples 0 0 0,6119 9,4856 Área (ft²) 10 200

Secador atm. de bandejas 0 0 0,3849 7,4568 Área (ft²) 30 200

Centrífuga com base suspensa 0 0 0,7413 6,9987 Diâmetro (pol) 20 48

Centrífuga com topo suspenso 0 0 1,2888 5,5315 Diâmetro (pol) 20 50

Centrífuga contínua vibratória 0 0 3,1593 -1,2514 Diâmetro (pol) 48 56

Centrífuga contínua de esteira 0 0 0,9514 9,0395 Diâmetro (pol) 15 50

Filtro de cartucho 0,0313 -0,3963 1,9869 3,6041 Vazão (gal/min) 30 1.200

Filtro-prensa 0 0 0,1892 11,079 Capacidade (ft³) 10 50

Filtro tubular de tecido 0 0 0,6525 5,6073 Vazão (gal/min) 100 3.400

Filtro de tambor 0 0 0,4253 9,0707 Área (ft²) 100 1.000

Agitador 0 0,0997 0,0082 8,9118 Potência (HP) 2 100

Ventilador centrífugo 0 0,1285 -1,6516 12,253 Capacidade (gal/min) 700 150.000

Soprador rotativo 0 0 0,5392 5,9415 Capacidade (gal/min) 100 4.000


Fm 1,00 2,00 2,80 2,90 3,33 1,25


55



10. ÍNDICES ECONÔMICOS

10.1. M&S e CEPCI

Os índices compostos M&S e CEPCI são dois dos mais utilizados na correção de custos de

equipamentos para outras datas base. Os mesmos são calculados com base em uma cesta de itens de

grande relevância em plantas químicas e petroquímicas. Por exemplo, alguns dos itens relacionados

são apresentados a seguir na Tabela 10.1 para o índice CEPCI.

Tabela 10.1. Composição do índice CEPCI

Item Peso

EQUIPAMENTOS 50,675%

Trocadores de Calor e Tanques 33,8% Maquinário de Processo 12,8%

Tubos, Válvulas e Flanges 19,0% Instrumentos de Processo 10,5%

Bombas e Compressores 6,4%

Equipamentos Elétricos 7,0% Suportes estruturais e outros 10,5%

CONSTRUÇÕES 4,575%

ENGENHARIA E SUPERVISÃO 15,750%

MÃO DE OBRA E CONSTRUÇÃO 29,000%


Os índices M&S e CEPCI compilados de 1969 até 2017 são apresentados na Tabela 10.2, a seguir.

56



Tabela 10.2. Índices CEPCI e M&S

Ano CEPCI M&S Ano CEPCI M&S Ano CEPCI M&S Ano CEPCI M&S Ano CEPCI M&S

1958 99,70 229,20 1970 127,23 300,00 1982 313,53 773,43 1994 368,66 994,63 2006 499,85 1328,12

1959 101,80 234,50 1971 136,62 320,10 1983 317,39 785,02 1995 382,59 1032,34 2007 525,02 1403,44

1960 102,00 237,70 1972 147,89 333,49 1984 323,19 804,35 1996 384,58 1042,29 2008 530,78 1437,14

1961 101,50 237,20 1973 168,54 344,98 1985 328,29 815,12 1997 388,56 1060,20 2009 539,41 1538,24

1962 102,00 238,50 1974 187,32 398,56 1986 320,49 819,02 1998 390,55 1064,18 2010 532,22 1490,66

1963 102,40 239,20 1975 184,06 443,96 1987 324,39 817,07 1999 392,54 1068,16 2011 563,86 1514,45

1964 103,30 241,80 1976 193,72 472,95 1988 343,90 854,15 2000 395,57 1090,24 2012 590,47 1569,95

1965 104,20 244,90 1977 207,25 505,80 1989 357,56 897,07 2001 397,54 1094,15 2013 564,70 1584,08

1966 107,20 252,50 1978 220,77 546,38 1990 358,71 916,59 2002 395,57 1103,90 2014 576,10 1615,76

1967 109,70 262,90 1979 242,03 598,55 1991 362,69 932,20 2003 403,45 1123,41 2015 556,80 1599,60

1968 113,60 273,10 1980 261,35 661,35 1992 358,71 943,90 2004 462,56 1193,66 2016 541,70 1614,00

1969 119,00 285,00 1981 298,07 748,31 1993 358,71 963,41 2005 468,93 1266,67 2017 568,82 1655,96

Fonte: OGJ, 2012, entre outros.

57



10.2. Nelson-Farrar

Outro índice de custos amplamente utilizado na indústria química, principalmente na área de petróleo

e gás, é o índice Nelson-Farrar. Além do índice composto para refinarias (ou plantas petroquímicas em

geral), estes autores apresentam índices específicos para cada tipo de equipamento e para despesas

operacionais, que são publicados mensalmente na revista Oil & Gas Journal.

Os índices para CAPEX e OPEX, compilados de 1979 até 2017, assim como alguns outros anos, são

apresentados nas Tabelas Tabela 10.3 até Tabela 10.7, a seguir.

Tabela 10.3. Índices Nelson-Farrar de 1962, 1973 e 1976, e de 1979 a 1985

CAPEX (base 1946) 1962 1973 1976 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985

Bombas, Compressores 222,50 345,90 538,60 693,00 777,30 882,96 915,35 919,03 943,48 966,81

Máquinas Elétricas 189,50 220,20 287,20 351,89 394,70 449,42 466,99 469,92 483,48 496,49

Motores a Combustão Interna 183,40 238,30 348,30 457,00 512,60 587,75 614,84 622,71 644,68 666,02

Instrumentos 214,80 338,00 466,40 523,60 587,30 665,41 688,07 689,14 705,76 721,51

Trocadores de Calor 183,60 313,70 478,50 551,60 618,70 654,07 628,87 583,30 550,70 516,27

Média de Equipamentos Mistos 198,80 291,40 432,80 515,40 578,10 647,90 662,80 656,80 665,60 673,40

Componente Materiais 205,90 292,30 445,20 573,10 629,20 693,20 707,60 712,40 735,30 739,60

Componente Serviços 258,80 585,20 729,40 879,00 951,90 1.044,20 1.154,20 1.234,80 1.278,10 1.297,60

Índice Refinarias 237,60 468,00 615,70 756,60 822,80 903,80 976,90 1.025,80 1.061,00 1.074,40

OPEX (base 1956) 1962 1973 1976 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985

Combustível 100,90 186,80 384,50 745,29 810,50 803,25 774,14 714,10 636,43 541,00

Mão de Obra 93,90 102,90 145,50 184,37 200,50 219,21 235,83 246,47 253,73 255,71

Salários 123,90 221,20 314,30 404,51 439,90 494,67 547,06 587,45 621,06 642,53

Produtividade 131,80 214,90 216,10 208,09 226,30 240,96 252,20 256,18 256,02 250,19

Investimentos, Manutenção 121,70 193,00 252,60 298,67 324,80 361,71 396,30 421,74 442,01 453,46

Produtos Químicos 96,70 117,30 195,20 210,76 229,20 235,69 237,38 231,03 220,09 203,76

OPEX Refinarias 103,70 125,70 209,30 287,54 312,70 335,99 355,06 364,32 368,02 363,75

OPEX Unidades de Processo 103,60 168,00 267,10 420,69 457,50 473,48 480,36 471,43 453,49 424,67

Fonte: OGJ 2012, entre outros.

58



Tabela 10.4. Índices Nelson-Farrar de 1986 a 1995

CAPEX (base 1946) 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995

Bombas, Compressores 982,60 995,00 1.027,70 1.100,00 1.135,10 1.177,80 1.216,40 1.254,60 1.277,60 1.316,70



Instrumentos 733,30 744,20 748,80 781,90 814,08 844,70 865,50 879,30 886,60 904,40

Trocadores de Calor 524,70 575,20 664,10 744,10 744,59 772,60 746,60 704,10 687,10 758,60

Média de Equipamentos Mistos 684,40 703,10 732,50 779,20 797,50 827,50 837,60 842,80 849,20 879,50

Componente Materiais 730,00 748,90 802,80 827,40 832,80 832,30 824,60 846,70 873,60 918,00

Componente Serviços 1.330,00 1.370,00 1.405,60 1.458,60 1.487,70 1.533,30 1.579,20 1.620,20 1.650,20 1.708,10

Índice Refinarias 1.089,90 1.121,50 1.164,50 1.206,20 1.225,70 1.252,90 1.277,30 1.310,80 1.339,50 1.392,10

OPEX (base 1956) 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995

Combustível 548,80 554,10 445,20 518,40 434,17 443,80 425,90 421,50 411,60 461,60

Mão de Obra 259,40 253,50 260,80 257,10 274,70 280,80 281,10 286,20 300,60 263,20

Salários 651,80 663,20 689,80 707,70 770,31 787,40 824,90 868,00 895,90 900,50

Produtividade 253,80 261,80 264,60 275,30 274,51 280,60 293,80 303,40 298,10 342,90



OPEX Refinarias 369,00 371,80 373,70 387,70 383,69 392,20 393,30 396,30 405,30 410,60




CAPEX (base 1946) 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Bombas, Compressores 1.354,50 1.383,90 1.406,70 1.427,90 1.456,40 1.487,00 1.522,00 1.540,20 1.560,20 1.685,50



Instrumentos 932,30 956,90 981,30 1.001,70 1.025,30 1.042,90 1.061,40 1.076,80 1.074,00 1.108,00

Trocadores de Calor 793,30 773,60 841,10 760,70 662,20 726,90 732,70 732,70 732,70 1.072,30

Média de Equipamentos Mistos 903,50 910,50 933,20 927,90 917,80 939,30 951,30 956,70 960,60 1.062,10

Componente Materiais 917,10 923,90 917,50 883,40 896,10 877,70 899,70 933,80 1.043,60 1.179,80

Componente Serviços 1.753,50 1.799,50 1.851,00 1.885,10 1.973,70 2.047,70 2.137,20 2.228,10 2.291,00 2.411,60

Índice Refinarias 1.418,90 1.449,20 1.477,60 1.484,40 1.542,70 1.579,70 1.642,20 1.710,40 1.792,00 1.918,80

OPEX (base 1956) 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Combustível 546,70 529,30 411,80 339,10 779,90 704,00 667,00 934,80 868,90 1.360,20

Mão de Obra 241,10 241,90 241,00 245,30 248,80 221,10 211,20 200,80 199,00 201,90

Salários 884,30 929,60 978,30 996,10 1.094,40 1.006,70 967,70 971,80 980,70 1.007,40

Produtividade 366,90 385,20 406,30 406,00 440,90 455,70 458,90 485,40 492,80 501,10



OPEX Refinarias 413,30 415,60 405,10 395,00 444,00 428,70 432,80 464,70 471,80 542,10



59




CAPEX (base 1946) 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Bombas, Compressores 1.758,20 1.844,40 1.949,80 2.011,40 2.030,70 2.108,70 2.170,60 2.221,10

Máquinas Elétricas 520,20 517,30 515,60 515,50 513,90 513,70 514,80 516,70

Motores a Combustão Interna 959,70 974,60 990,90 1.023,00 1.027,80 1.036,00 1.047,00 1.046,80

Instrumentos 1.166,00 1.267,90 1.342,10 1.394,80 1.435,10 1.469,90 1.477,00 1.509,90

Trocadores de Calor 1.162,70 1.342,20 1.354,60 1.253,80 1.116,00 1.153,60 1.220,90 1.293,30

Média de Equipamentos Mistos 1.113,30 1.189,30 1.230,60 1.239,70 1.224,70 1.256,40 1.286,10 1.317,50

Componente Materiais 1.273,50 1.364,80 1.572,00 1.324,80 1.480,10 1.610,50 1.579,70 1.538,70

Componente Serviços 2.497,80 2.601,40 2.704,30 2.813,00 2.909,30 2.985,60 3.055,60 3.123,40

Índice Refinarias 2.008,10 2.106,70 2.251,40 2.217,70 2.337,60 2.435,60 2.465,20 2.489,50

OPEX (base 1956) 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Combustível 1.569,00 1.530,70 1.951,30 978,50 1.184,90 1.204,40 968,10 1.123,70

Mão de Obra 204,20 215,80 237,90 264,50 281,70 277,40 287,90 308,30

Salários 1.015,40 1.042,80 1.092,20 1.177,10 1.279,40 1.304,30 1.407,50 1.506,40

Produtividade 497,50 483,40 460,80 445,20 454,50 470,80 489,40 489,10

Investimentos, Manutenção 743,70 777,40 830,80 812,40 850,00 885,70 896,50 905,30

Produtos Químicos 365,40 385,90 472,50 406,20 449,80 537,40 517,20 502,60

OPEX Refinarias 579,00 596,50 674,20 582,60 628,20 651,90 637,50 661,80

OPEX Unidades de Processo 870,70 872,60 1.045,10 706,10 796,80 814,70 739,00 802,60



CAPEX (base 1946) 2014 2015 2016 2017

Bombas, Compressores 2.271,90 2.313,60 2.336,30 2.356,80

Máquinas Elétricas 515,80 516,50 513,00 517,30

Motores a Combustão Interna 1.052,90 1.062,30 1.035,60 1.047,70

Instrumentos 1.533,60 1.554,40 1.597,50 1.606,10

Trocadores de Calor 1.305,00 1.305,00 1.221,20 1.221,20

Média de Equipamentos Mistos 1.335,80 1.350,30 1.340,70 1.349,80

Componente Materiais 1.571,80 1.434,90 1.403,10 1.513,60

Componente Serviços 3.210,70 3.293,80 3.395,80 3.468,70

Índice Refinarias 2.555,20 2.550,20 2.598,70 2.686,60

OPEX (base 1956) 2014 2015 2016 2017

Combustível 1.264,80 915,90 869,10 986,20

Mão de Obra 312,80 319,20 339,60 319,30

Salários 1.541,30 1.584,40 1.624,50 1.701,30

Produtividade 493,10 497,10 479,10 532,90

Investimentos, Manutenção 939,40 948,00 938,20 998,80

Produtos Químicos 472,30 434,60 409,90 449,60

OPEX Refinarias 688,50 660,00 657,00 690,00

OPEX Unidades de Processo 865,30 748,10 734,40 790,50


60



10.3. Fatores de construção de Richardson

Os fatores de construção de Richardson são úteis na determinação de custos em diversos locais do

mundo. Tendo como base a cidade de Richardson, nos EUA, onde o valor dos fatores é assumido

como 1, são calculados três fatores: um fator de custo de compra de materiais em cada local (LMI);

um fator de produtividade de trabalhadores de construção civil em cada local (PF); e um fator

ponderado de custo (composto de materiais e serviços) em cada local (LF).

São ainda estimados pela mesma empresa os fatores que devem ser adicionados ao custo FOB

relativos à mão de obra, ao frete e aos impostos que incidem sobre produtos importados, e os valores

de remuneração média ponderada por HH dos operários de construção civil em cada local.

Os três fatores, assim como as outras informações calculadas para o ano de 2007, são apresentadas

na Tabela 10.8, a seguir.

61



Tabela 10.8. Fatores de construção de Richardson em 2007

Cidade País Câmbio Moeda Material Importado

LMI Serviços

LF M.O. Frete IVA Outros $/HH PF

Richardson, EUA 1,00 USD 0% 5% 0% 0% 1,00 72,86 1,00 1,00

New Orleans, EUA 1,00 USD 0% 5% 0% 0% 0,98 40,76 0,91 0,89

Melbourne, Austrália 1,20 AUD 20% 21% 0% 0% 1,20 57,70 1,20 1,18

Perth, Austrália 1,20 AUD 20% 18% 0% 0% 1,20 50,87 1,20 1,15

Sydney, Austrália 1,20 AUD 20% 21% 0% 0% 1,20 59,68 1,20 1,19

Beijing, China 7,52 CNY 8% 23% 17% 10% 0,80 12,13 2,25 0,95

Guangzhou, China 7,52 CNY 8% 21% 17% 10% 0,70 10,78 2,20 0,88

Shanghai, China 7,52 CNY 8% 24% 17% 10% 0,80 12,32 2,25 0,95

Bhopal, Índia 40,51 INR 50% 27% 0% 0% 1,10 4,23 3,00 1,02

Bombay, Índia 40,51 INR 50% 27% 0% 0% 1,10 4,23 3,00 1,02

Jakarta, Indonésia 9.235,00 IDR 10% 21% 0% 0% 1,30 9,16 2,25 1,09

Kobe, Japão 115,00 JYY 7% 21% 0% 3% 1,40 51,53 1,10 1,26

Tokyo, Japão 115,00 JYY 7% 21% 0% 3% 1,40 51,53 1,10 1,26

Kuantan, Malásia 3,47 MYR 5% 21% 0% 0% 1,40 14,68 2,40 1,14

Manila, Filipinas 46,01 OMR 20% 21% 0% 0% 1,40 5,94 3,00 1,17

Singapore, Singapore 1,52 SGD 0% 21% 0% 0% 1,30 20,49 1,30 1,08

Seoul, Coreia do Sul 930,00 KRW 8% 21% 0% 12% 0,85 33,71 1,90 1,06

Taipei, Taiwan 33,03 TWD 12% 21% 0% 7% 0,80 15,18 1,80 0,87

Samutprakam, Tailândia 31,94 THB 33% 21% 0% 0% 1,35 9,08 2,90 1,22

Binh Duong, Vietnam 15.956,00 VDG 12% 21% 0% 15% 0,95 8,00 2,50 1,05

Calgary, Alberta, Canadá 1,03 CAD 3% 8% 7% 0% 1,00 83,41 1,10 1,06

Montreal, Ontario, Canadá 1,03 CAD 3% 8% 7% 7% 1,00 67,68 1,20 1,05

Toronto, BC, Canadá 1,03 CAD 3% 8% 7% 7% 1,00 86,29 1,20 1,12

Vancouver, BC, Canadá 1,03 CAD 3% 8% 7% 7% 1,00 81,67 1,20 1,10

Windsor, Ontario, Canadá 1,03 CAD 3% 8% 7% 7% 1,00 82,43 1,20 1,11

Winnipeg, Manitoba, Canadá 1,03 CAD 3% 8% 7% 7% 1,00 79,23 1,20 1,09

Mexico City, México 11,40 MXP 15% 8% 0% 0% 1,25 5,58 1,70 1,01

October 6th city, Egito 5,58 EGP 0% 27% 0% 0% 1,20 16,56 1,75 1,08

Kuwait City, Kuwait 0,28 KWD 0% 27% 0% 0% 1,20 18,03 1,75 1,09

Damman, Arábia Saudita 3,75 SAR 0% 27% 0% 0% 1,20 8,09 1,75 1,04

Jeddah, Arábia Saudita 3,75 SAR 0% 27% 0% 0% 1,20 8,09 1,75 1,04

Gebze, Turquia 1,27 TRL 17% 27% 0% 0% 0,90 6,82 2,70 0,84

Abu Dhabi, U.A.E. 3,67 AED 5% 27% 0% 0% 1,20 12,10 1,75 1,08

Buenos Aires, Argentina 3,14 ARS 18% 16% 30% 0% 1,25 11,66 2,00 1,12

Rio de Janeiro, Brasil 1,92 BRL 50% 16% 0% 0% 1,15 19,89 1,70 1,08

Medellin, Colômbia 2.753,00 COP 20% 16% 0% 0% 1,10 13,09 1,75 1,04

Guatemala City, Guatemala 7,54 GTQ 15% 16% 0% 0% 1,30 9,77 2,00 1,10

Lima, Peru 3,09 SOL 35% 16% 0% 0% 1,35 15,56 1,60 1,18

Caracas, Venezuela 2.146,00 VEB 10% 16% 0% 0% 1,10 15,36 1,90 1,04

Brussels, Bélgica 0,72 EUR 0% 16% 17% 0% 1,25 43,53 1,50 1,19

Paris, France 0,72 EUR 5% 16% 17% 0% 1,20 45,34 1,20 1,13

Frankfurt, Alemanha 0,72 EUR 5% 19% 17% 0% 1,15 54,56 1,10 1,10

Dublin, Irlanda 0,72 EUR 0% 16% 17% 0% 1,40 44,03 1,70 1,30

Milan, Itália 0,72 EUR 0% 21% 17% 0% 1,15 37,83 1,80 1,20

Amsterdam, Holanda 0,72 EUR 5% 19% 17% 0% 1,15 81,44 1,15 1,20

Warsaw, Polônia 2,74 PLN 10% 21% 22% 0% 0,80 21,23 1,70 0,96

Moscow, Rússia 25,40 RUB 45% 37% 0% 0% 1,45 8,06 2,50 1,47

Barcelona, Spain 0,72 EUR 0% 16% 17% 0% 1,20 43,53 1,20 1,12

London, Inglaterra 0,49 GBP 0% 16% 17% 0% 1,20 111,71 1,30 1,38

El Hassania, Marrocos 8,06 MAD 10% 27% 0% 0% 1,40 12,78 2,00 1,15

Ibadan, Nigéria 124,00 NGN 5% 27% 0% 0% 1,35 18,45 2,75 1,21

Johannesburg, África do Sul 7,12 ZAR 0% 27% 0% 0% 1,10 31,62 1,70 1,09

Fonte: COST DATA ON LINE INC., 2008.

62



11. CUSTOS DE INSTALAÇÃO E OUTROS CUSTOS

11.1. GUTHRIE

O custo de instalação de cada equipamento pode ser calculado igualando-se todos os fatores de

material, de pressão, de design, etc., a 1 (ou 0, quando aplicável), na fórmula correspondente, e

multiplicando-se o custo obtido pelos fatores apresentados na Tabela 11.1:

Tabela 11.1. Fatores de instalação segundo Guthrie

Equipamento Fator de Instalação

Fornalhas de Processo 1,27

Aquecedores a Chama Direta 1,23

Trocadores de calor 2,29

Compressores 2,11

Vasos e cascos de torres 2,18

Sopradores Turbo 4,00


11.2. ICARUS

Nesta metodologia, são apresentados primeiramente fatores para estimar os custos relacionados ao posicionamento dos equipamentos dentro da planta química e sua montagem. Estes fatores devem

ser multiplicados pelo preço dos equipamentos calculados com fator de material igual a 1, e são apresentados na

63



Tabela 11.2, a seguir.

64



Tabela 11.2. Fatores de custo para posicionamento e montagem dos

equipamentos segundo a metodologia Icarus (%)

Equipamento Fator Equipamento Fator

Absorvedora 20 Moinho de martelos 25

Silo de amônia 20 Aquecedor 20

Moinho de Bolas 30 Trocador de Calor 20

Máquina de Bríquetes 25 Leito fluidizado 15

Centrífuga 20 Metanizador (catalítico) 30

Clarificador 15 Misturador de correntes 20

Fracionadora de coque 15 Precipitador 25

Tambor de coque 15 Regenerador (recheado) 20

Condensador 20 Retorta 30

Condicionador 20 Rotoclone 25

Resfriador 20 Peneira 20

Esmagadora 30 Raspador (água) 15

Ciclone 20 Decantador 15

Decantadora 15 Conversor Shift 25

Coluna de destilação 30 Separador de correntes 15

Evaporador 20 Tanque de armazenamento 20

Filtro 15 Esgotador 20

Fracionadora 25 Tanque 20

Forno 30 Vaporizador 20

Fonte: LOH, LYONS, e WHITE, 2002.

Em seguida, são apresentados fatores para o cálculo dos custos com materiais adicionais necessários

à instalação de cada equipamento. Estes percentuais devem ser aplicados sobre os custos de

equipamentos calculados com fator de material igual a 1. Além disso, são apresentados fatores que

devem ser aplicados sobre o custo dos materiais adicionais para o cálculo do custo dos serviços

relacionados aos mesmos (ou seja, à instalação propriamente dita).

Os fatores são apresentados na Tabela 11.3, a seguir.

65



Tabela 11.3. Fatores de custo para materiais e serviços adicionais segundo a metodologia Icarus (%)

Tipo de Processo Sólido Sólido/Gás Líquido/Lama Gás

Temperatura (°F) ≤400 >400 ≤400 >400 ≤400 >400 ≤400 >400 ≤400 >400 ≤400 >400

Pressão (psig) - - ≤150 >150 ≤150 >150 - - ≤150 >150 ≤150 >150

Fundações Materiais 4 5 5 6 6 6 5 6 5 6 6 5

Serviços 133 133 133 133 133 133 133 133 133 133 133 133

Aço Estrutural Materiais 4 2 4 4 5 6 4 5 5 5 5 6

Serviços 50 100 100 100 50 50 50 50 50 50 50 50

Construções Materiais 2 2 2 2 5 4 3 3 3 3 3 4

Serviços 100 100 100 50 50 100 100 100 100 100 100 100

Isolamento Materiais 0 1,5 1 1 2 2 1 3 1 1 2 3

Serviços 0 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150

Instrumentos Materiais 6 6 2 7 7 8 6 7 6 7 7 7

Serviços 10 40 40 40 40 75 40 40 40 40 75 40

Instalações

Elétricas

Materiais 9 9 6 8 7 8 8 9 8 9 6 9

Serviços 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 40 75

Tubulação Materiais 5 5 35 40 40 40 30 35 45 40 40 40

Serviços 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

Pintura Materiais 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Serviços 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300

Miscelânea Materiais 3 4 3,5 4 4 4,5 4 5 3 4 4 5

Serviços 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80

Fonte: LOH, LYONS, e WHITE, 2002.

66



11.3. TOWLER & SINNOTT

O trabalho de Towler e Sinnott (2008) apresenta um método para estimar outros custos inclusos no

investimento fixo de plantas de processos químicos. Este método consiste na multiplicação do custo

de aquisição dos equipamentos principais pelos fatores apresentados na Tabela 11.4, abaixo.

Tabela 11.4. Fatores de custo para materiais e serviços adicionais segundo a

metodologia de Towler e Sinnott (2008)

Tipo de Processo Fluidos Fluidos/Sólidos Sólidos

Montagem dos equipamentos 0,3 0,5 0,6

Tubulação 0,8 0,6 0,2

Instrumentação e controle 0,3 0,3 0,2

Sistemas elétricos 0,2 0,2 0,15

Obras civis 0,3 0,3 0,2

Estruturas e construções 0,2 0,2 0,1

Isolamento e pintura 0,1 0,1 0,05

INSTALAÇÃO (I) 2,2 2,2 1,5

Offsites (OS) 0,3 0,4 0,4

Projeto e Engenharia (DE) 0,3 0,25 0,2

Contingência (X) 0,1 0,1 0,1

TOTAL = (1+I)×(1+OS)×(1+DE+X) 6,00 6,05 4,55

Fonte: TOWLER e SINNOTT, 2008.

11.4. Método de Lang

Pelo método de Lang, o CAPEX de uma planta, incluindo todos os custos de materiais adicionais, de

instalação, e de unidades auxiliares, é estimado com base na multiplicação do custo FOB dos

equipamentos principais da planta por um fator apropriado, que depende do tipo de planta que está

sendo analisada.

𝐶𝐴𝑃𝐸𝑋 = 1,05 ∗ 𝑓𝐿𝑎𝑛𝑔 ∗ 𝐶𝑈𝑆𝑇𝑂 𝐹𝑂𝐵𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 (14.1)

Os fatores típicos são apresentados na Tabela 11.5, abaixo. Cabe ressaltar que o CAPEX obtido desta

forma não inclui o capital de giro necessário ao projeto.

Tabela 11.5. Fatores de Lang

Tipo de Unidade Fatores de Lang

originais

Fatores de Lang recomendados

por Peters, Timmerhaus e West

Processamento de Sólidos 3,10 3,90

Processamento de Sólidos e Fluidos 3,63 4,10

Processamento de Fluidos 4,74 4,60

Fonte: elaboração própria a partir de diversas fontes.

67



12. CUSTOS OPERACIONAIS

Segundo a metodologia de Guthrie, os custos de algumas utilidades (contidos no OPEX) podem ser

estimados com base no custo do combustível utilizado em sua produção, apenas multiplicando-se este

último pelos fatores mostrados na Tabela 12.1:

Tabela 12.1. Custo de utilidades pelo método de Guthrie

Utilidade Fator Preço (exemplo)

Combustível (óleo ou gás) 1,00 $ 4,00 / 106 Btu

Vapor – 600 psig a 750°F 1,30 = $ 5,20 / 1000 lb

Vapor Sat. – 600 psig 1,13 = $ 4,52 / 1000 lb

Vapor Sat. – 250 psig 0,93 = $ 3,72 / 1000 lb

Vapor Sat. – 150 psig 0,85 = $ 3,40 / 1000 lb

Vapor Sat. – 50 psig 0,70 = $ 2,80 / 1000 lb

Vapor Sat. – 15 psig 0,57 = $ 2,28 / 1000 lb

Eletricidade 1,00 = $ 0,04 / kWh

Água de Resfriamento 0,75 = $ 0,03 / 1000 gal


Outro método, desenvolvido por Ulrich (ULRICH, 1992), estima o custo de utilidades com base no índice

CEPCI para o ano de interesse e no custo do combustível utilizado para produzir tais utilidades neste

mesmo período. Sendo assim, o custo das utilidades é igual a A×CEPCI + B×Custo do combustível (em

dólares por GigaJoule). Estes custos podem ser calculados para unidades auxiliares que atendam a um

só módulo de processo, ou para unidades auxiliares comuns à planta ou polo industrial como um todo.

Os parâmetros A e B deste modelo são apresentados na Tabela 12.2, a seguir, onde o símbolo “q” se

refere a vazões, “Q” a taxas de troca térmica, “T” a temperaturas e “P” a pressões.

68



Tabela 12.2. Custo de utilidades pelo método de Ulrich

Utilidade A B

Água de Resfriamento ($/m³) 0,01 < q < 1,0 m³/s

Módulo de processo 0,0001 + 0,00005 / q 0,0056

Dentro da planta 0,00007 + 0,000025 / q 0,0056

Água desmineralizada ($/m³) 0,001 < q < 1,0 m³/s



Água potável ($/m³) 0,01 < q < 1,0 m³/s



Água natural bombeada e filtrada ($/m³) 0,001 < q < 1,0 m³/s



Tratamento primário de efluentes ($/m³) 0,01 < q < 1,0 m³/s



Tratamento secundário de efluentes ($/m³) 0,01 < q < 1,0 m³/s



Tratamento terciário de efluentes ($/m³) 0,01 < q < 1,0 m³/s



Água/Óleo quentes ($/kJ) 1.000 < Q < 20.000 kW 350 < T < 850 K

Módulo de processo 0,0000007 T0,5 / Q0,9 0,00000006 T0,5

Dentro da planta 0,0000006 T0,5 / Q0,9 0,00000006 T0,5

Eletricidade ($/kWh)

Comprada de fora da planta 0,00013 0,010

Produzida no local para cada módulo 0,00014 0,011

Produzida no local para a planta 0,00004 0,011

Ar comprimido e de secagem ($/m³) 0,01 < q < 100 m³/s 1 < P < 35 barg

Módulo de processo 0,000050 q-0,30 ln(P) 0,0009 ln(P)

Dentro da planta 0,000045 q-0,30 ln(P) 0,0009 ln(P)

Ar para instrumentação ($/m³)

Módulo de processo 0,000125 0,00125

Dentro da planta 0,000110 0,00125

Vapor de processo ($/kg) 0,06 < q < 40 kg/s 1 < P < 46 barg

Módulo de processo 0,000027 / q0,9 0,0034 P0,05

Dentro da planta 0,000023 / q0,9 0,0009 P0,05

Descarte de líquidos e sólidos convencionais ($/kg)

Módulo de processo 0,00010 0

Dentro da planta 0,00005 0

Descarte de produtos tóxicos e perigosos ($/kg)

Módulo de processo 0,0004 0

Dentro da planta 0,0003 0

Refrigeração ($/kJ) 1 < Q < 1.000 kW 200 < T < 300 K

Módulo de processo 6.000.000 / Q0,7 T5 1.100.000 / T5

Dentro da planta 180 / Q0,9 T3 1.100.000 / T5


69



13. CUSTOS DE UNIDADES COMPLETAS

13.1. Unidades de refino

Em um estudo do Oil & Gas Journal, são apresentadas estimativas de CAPEX (em milhões de dólares,

no ano de 2007) de unidades relacionadas a refinarias. A equação utilizada é do tipo A×CapacidadeB,

tendo como parâmetros os valores de A e B apresentados na Tabela 13.1 abaixo:

Tabela 13.1. CAPEX de unidades de refino

Unidade Unidade de Capacidade A B

Dessalgamento 1.000 b/d 0,44 0,555

Destilação Atmosférica 1.000 b/d 8,20 0,510

Destilação a Vácuo 1.000 b/d 8,34 0,493

Coqueamento Retardado – 10 bblcarga/toncoque 1.000 b/d 17,56 0,657

Coqueamento Retardado – 30 bblcarga/toncoque 1.000 b/d 24,42 0,644

Redução de Viscosidade 1.000 b/d 5,80 0,741

FCC – carga destilada 1.000 b/d 24,67 0,461

FCC – carga residual 1.000 b/d 32,98 0,510

HCC – 1.000 scf H2/bbl 1.000 b/d 15,65 0,719

HCC – 3.000 scf H2/bbl 1.000 b/d 26,18 0,714

HCC – dessulfurização de nafta 1.000 b/d 4,96 0,524

HCC – dessulfurização de destilado 1.000 b/d 8,62 0,576

HCC – dessulfurização de resíduo 1.000 b/d 8,61 0,834

Reforma catalítica semirregenerativa 1.000 b/d 7,96 0,572

Reforma catalítica contínua 1.000 b/d 12,19 0,547

Isomerização de butano 1.000 b/d 9,57 0,514

Isomerização de pentano/hexano sem reciclo 1.000 b/d 3,11 0,565

Isomerização de pentano/hexano com reciclo 1.000 b/d 6,17 0,599

Alquilação 1.000 b/d 12,19 0,606

Produção de hidrogênio – reforma a vapor do metano MMscfd 3,35 0,599

Produção de hidrogênio – oxidação parcial MMscfd 5,44 0,601

Processamento de gás – 1 gal/Mscf MMscfd 1,91 0,627



Tratamento de gás com amina gpm 0,064 0,746

Recuperação de enxofre tonelada longa/dia 2,84 0,412

Remoção de enxofre S-zorb – gasolina 1.000 b/d 4,77 0,602

Remoção de enxofre S-zorb – diesel 1.000 b/d 4,62 0,553

Dewaxing 1.000 b/d 5,82 0,598

Produção de éter 1.000 b/d 8,96 0,472

Fonte: OGJ, 2007.

70



13.2. Plantas de processamento de gás natural

Em estudos preliminares de orçamentação de projetos de gás natural, os custos associados às plantas

de processamento são influenciados pelo tipo e composição do gás que deve ser especificado na

unidade. Em sua compilação acerca do processamento de gás natural, Younger (2004) apresentou

dados de estudos preliminares de custos (avaliação de ordem de grandeza). A Tabela 13.2 apresenta

o sumário dos resultados.

Tabela 13.2. Estimativa de estudos preliminares (ordem de magnitude) para

plantas de gás natural

TIPO DE GÁS CAPEX ($/MMCF)

Gás muito ácido e rico 300.000,00 – 500.000,00

Gás de acidez mediana 100.000,00 – 300.000,00 Gás rico com baixa acidez 50.000,00 – 100.000,00

Gás pobre com baixa acidez 10.000,00 – 50.000,00

Fonte: YOUNGER, 2004.

13.3. Unidades de tratamento de gás natural com amina para

remoção de H2S e CO2

As unidades de tratamento de gás natural (UTGs) consistem nas etapas de remoção de

contaminantes de gás natural, em especial, o CO2 e o H2S. Devido à complexidade desta etapa e à

corrosividade dos compostos envolvidos, os equipamentos e módulos presentes nessas unidades

somam aos Custos de Capital (CAPEX) valor considerável. Além disso, como há a presença de

correntes externas às UTGs (aminas, vapor superaquecido, etc), devem ser contabilizados os custos

dessas utilidades na composição dos Custos Operacionais (OPEX).

Jones, no documento Fundamentals of Gas Treating (JONES e PERRY, 1973), apresentou custos

referentes a unidades de amina para remoção de gases ácidos. Os custos foram coletados em 1971 e

compilados para obtenção de uma correlação para a coluna de absorção utilizada no adoçamento e

também para todo o módulo (skid) de absorção.

Os custos são correspondentes a colunas de absorção onde a pressão de operação não supera 500

PSI (34,5 bar), e são apresentados a seguir, na Figura 13.1 (data-base 1947).

71



Figura 13.1. Custos de colunas de absorção em função do diâmetro: P<500 psi

Fonte: elaboração própria a partir de JONES e PERRY, 1973.

A correlação obtida é representada pela equação abaixo.

CUSTOABSORÇÃO, 500 PSI = exp[0,3642 ∙ 𝑙𝑛 (𝐷)2 − 0,9739 ∙ 𝑙𝑛 (𝐷) + 1,8341] (13.1)

Ainda, os custos correspondentes às colunas de absorção, onde a pressão de operação não supera

1000 PSI (69 bar), são apresentados na Figura 13.2 (data base 1947).

Figura 13.2. Custos de colunas de absorção em função do diâmetro: 500 < P < 1000 psi


A correlação é representada pela equação abaixo:

CUSTOABSORÇÃO, 1000 PSI = exp[0,3122 ∙ 𝑙𝑛 (𝐷)2 − 0,5107 ∙ 𝑙𝑛 (𝐷) + 1,1296] (13.2)

O skid de absorção de gases ácidos com aminas inclui não só a coluna de absorção, mas todos os

equipamentos associados como trocadores, bombas e a coluna de regeneração de amina, mas não

inclui os custos de transporte, fundações, tubulações. O documento apresenta ainda os custos para

tais skids de absorção com amina em função da vazão de amina em GPM (galões por minuto).

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0

Cu

sto

(M

il U

S$)

Diâmetro (in)

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00

Cu

sto

(M

Il U

S$)

Diâmetro (in)

72



Figura 13.3. Custo de skid de absorção com amina


A correlação para o custo do skid em função da vazão de amina é dada a seguir:

CUSTOSkid = exp[0,5002 ∙ 𝑙𝑛(𝑄) + 0,431] (13.3)

onde Q é a vazão de amina em GPM.

No documento são também apresentados os custos operacionais (OPEX) para as unidades em função

da vazão de gás alimentado à coluna de absorção por aminas. Os custos (data base 1947) são para

uma planta que se utiliza de 25 GPM (galões por minuto) de DEA (Dietanolamina) e uma vazão de gás

de 3 MMCFD (milhões de pés cúbicos por dia). Os custos (data base 1947) estão sumarizados a seguir

na Tabela 13.3. Estimativa de OPEX para unidades de absorção com amina.

Tabela 13.3. Estimativa de OPEX para unidades de absorção com amina

Custos com mão de obra na operação 13,30 US$/MMCFD

Eletricidade 3,30 US$/MMCFD

Matérias-primas e suprimento 1,10 US$/MMCFD

Supervisão 6,20 US$/MMCFD

Depreciação 7,00 US$/MMCFD

Taxa de interesse de 8% 4,50 US$/MMCFD

Seguros e taxas 0,50 US$/MMCFD

Frente de obra 5,70 US$/MMCFD

Suporte e manutenção 2,22 US$/MMCFD

TOTAL 43,82 US$/MMCFD

Fonte: JONES e PERRY, 1973.

Younger (2004) também apresentou valores de custos para unidades de adoçamento de gás natural,

analisados em função da vazão de solvente utilizado. A correlação encontrada para esses custos é

apresentada a seguir (data-base 1983):

CUSTOADOÇAMENTO = exp[0,0868 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄)2 − 0,632 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄) + 2,1917] (13.4)

onde Q é a vazão em GPM de solvente utilizada.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00

Cu

sto

s (M

il U

S$)

Vazão de amina (GPM)

73



13.4. Unidades de tratamento de CO2 por lavagem com amina

Um estudo econômico acerca das unidades de tratamento de CO2 por lavagem com aminas foi

realizado por Gadelha, Araújo e Medeiros (2014). A compilação dos resultados para CAPEX e OPEX

das unidades em função da vazão de CO2 (Q, em MMm3/d) é apresentada abaixo. Neste estudo

específico a amina utilizada foi a MDEA (metildietanolamina), e a data base dos custos é 2013.

Figura 13.4. CAPEX e OPEX de uma unidade de remoção de CO2 com MDEA

Fonte: elaboração própria a partir de GADELHA, ARAÚJO e MEDEIROS, 2014.

OPEX = 14,493(Q) + 2,6532 (13.5)

CAPEX = 23,553(Q) + 0,5229 (13.6)

13.5. Unidades de Ajuste de Ponto de Orvalho (UAPO)

Tais unidades são empregadas na especificação do ponto de orvalho do gás natural produzido na

unidade. As tecnologias mais empregadas em plantas de ajuste de gás natural são o Joule Thomson e

a refrigeração simples. As correlações empregadas (data base 1983) para dois tipos de gás natural

são apresentadas Younger (2004). O gás rico apresenta percentual em C3+ superior a 10% e o gás

pobre apresenta percentual em C3+ inferior a 5%.

A Figura 13.5 e as equações a seguir apresentam a compilação dos dados de custos.

-

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45

MM

US$

Vazão de CO2 (MMm³/dia)

CAPEX OPEX

74



Figura 13.5. Custos de UAPO em função da vazão de gás natural

Fonte: elaboração própria a partir de YOUNGER, 2004.

CUSTOUAPO, 𝐺á𝑠 𝑝𝑜𝑏𝑟𝑒 = exp[0,0603 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄)2 + 0,2461 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄) + 1,4111] (13.7)

CUSTOUAPO, 𝐺á𝑠 𝑟𝑖𝑐𝑜 = exp[0,054 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄)2 + 0,3068 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄) + 1,5315] (13.8)

onde Q representa a vazão de gás natural na unidade em milhões de pés cúbicos por dia.

13.6. Unidades de Desidratação por Glicol

Os custos de unidades desse tipo em função da vazão de gás natural são apresentados pela Figura

13.6.

Figura 13.6. Custos de unidades de desidratação por Glicol em plantas de gás natural


0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 10 20 30 40 50

Cu

sto

(M

M U

S$)

Vazão (MMCFD)

Gás Pobre (C3+ < 5%) Gás Rico (C3+ > 10%)

0

200

400

600

800

1.000

0 10 20 30 40 50 60

Cu

sto

(M

il U

S$)

Vazão de gás (MMCFD)

75



A correlação empregada (data base 1983) para determinação dos custos de unidades de desidratação

por glicol é também obtida dos dados apresentados por Younger (2004).

CUSTOdesidratação = exp[0,0369 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄)2 + 0,3473 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄) + 4,8293] (13.9)

13.7. Unidades de Fracionamento de líquidos

Em seu trabalho, Younger (2004) apresenta também os dados de custos de desbutanizadoras,

depropanizadoras e um splitter de butano (coluna utilizada para separar iso-butano do n-butano). A

Figura 13.7 apresenta os custos dessas três unidades em função da vazão de líquido alimentado.

Figura 13.7. Custos de colunas fracionadoras em plantas de processamento de gás natural


As correlações, cuja data base é 1983, para essas colunas a partir da compilação dos dados e seus

respectivos acessórios são apresentadas a seguir.

CUSTODESBUTANIZADORA = exp[0,05922 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄)2 − 0,2287 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄) − 1,1556] (13.10)

CUSTODESPROPANIZADORA = exp[0,0611 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄)2 − 0,2474 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄) − 1,3365] (13.11)

CUSTOSPLITTER BUTANO = exp[0,0828 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄)2 − 0,5142 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄) − 0,0489] (13.12)

Nessas correlações, o termo Q representa a vazão em barris por dia de líquido que alimenta cada

unidade.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000

Cu

sto

(M

MU

S$)

Vazão (BPD)

DESBUTANIZADORA DESPROPANIZADORA SPLITTER DE BUTANO

76



13.8. Skids de Turboexpansão

Younger (2004) apresenta os custos de turboexpansores em função da vazão de C2+ produzida em

unidades de mil barris por dia. A correlação, cuja data base é 1986, é apresentada a seguir.

CUSTOTURBOEXPANSORES = exp[0,6022 ∙ 𝑙𝑛 (𝑄) + 1,8526] (13.13)

A Figura 13.8 apresenta os custos em função da vazão de gás obtido através dessa correlação.

Figura 13.8. Custos de Skid de TurboExpansores em plantas de processamento de gás natural


13.9. Unidades de geração térmica

Em Energy and Environmental Analysis (2008) é apresentada uma análise de custos relacionada a

unidades de geração termelétrica a gás, acoplada à geração de exausto que pode ser usado como

fonte de aquecimento em processos ou ainda para cogeração elétrica.

O custo da unidade inclui apenas a turbina a gás, o sistema de combustível e o gerador, e o custo do

complexo inclui ainda um sistema para tratamento do exausto após o calor do mesmo ter sido usado

em outra unidade. Estes custos são apresentados na Figura 13.9, a seguir:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70

Cu

sto

s (M

M U

S$)

Vazão (MBPD)

77



Figura 13.9. Custos de unidades de geração térmica a gás natural

Fonte: elaboração própria a partir de ENERGY AND ENVIRONMENTAL ANALYSIS, 2008.

Estes custos (em dólares de 2007) podem ser representados alternativamente em função da

capacidade (CAP, em kW, variando de 1.000 a 40.000), pelas equações abaixo:

CUSTOUNIDADE = −0,0056 ∙ (𝐶𝐴𝑃)2 + 1149,4 ∙ (𝐶𝐴𝑃) + 2.000.000 (13.14)

CUSTOCOMPLEXO = −0,0115 ∙ (𝐶𝐴𝑃)2 + 1651,4 ∙ (𝐶𝐴𝑃) + 4.000.000 (13.15)

0

10

20

30

40

50

60

- 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000

milh

ões

de

US$

(2

00

7)

Capacidade (kW)

Custo da unidade Custo do Complexo

78



14. ESTUDOS DE CASO

Com base nas correlações de custos apresentadas, foram realizadas estimativas de custo de UPGNs

para processamento de diversos tipos de gás natural, por diferentes processos tecnológicos. Para tal,

foram definidos fluxogramas típicos de processo para cada tipo de planta, com base na literatura

pertinente (por exemplo, CORDEIRO, 2009; e SANTOS, 2013), e os equipamentos foram

dimensionados de forma aproximada com base nos volumes de gás natural processados e volumes de

produtos gerados.

Notadamente, as unidades para as quais foram definidos fluxogramas foram três: (i) a unidade de

tratamento do gás natural (UTG); (ii) a unidade de ajuste de ponto de orvalho do gás natural (UAPO),

incluindo sua especificação e compressão, com geração de LGN; e (iii) a unidade de processamento

do condensado de gás natural (junto ao LGN produzido na segunda seção). Os fluxogramas definidos

para uma planta de Turboexpansão são apresentados, como exemplo, nas Figura 14.1, Figura 14.2 e

Figura 14.3.

79



Figura 14.1. Unidade de Tratamento de Gás Natural (UTG)

Fonte: elaboração própria.

Figura 14.2. Unidade de Ajuste de Ponto de Orvalho (UAPO)


80



Figura 14.3. Unidade de Processamento de Condensados de Gás Natural (UPCGN)


As vazões e composições aproximadas das correntes foram calculadas por meio de balanços de massa

para que pudessem ser utilizadas no dimensionamento dos vasos separadores, trocadores de calor,

torres de separação, bombas e compressores. O dimensionamento, por sua vez, foi baseado em

valores característicos e regras de estimação disponíveis na literatura (por exemplo, PERRY e GREEN,

2007). Para a realização dos dimensionamentos simplificados para cada tipo de UPGN e para cada

capacidade de processamento, foi considerado que uma UPGN do tipo Joule-Thompson com

Refrigeração Simples poderia especificar um gás natural com Riqueza de 10%, uma UPGN do tipo

Turboexpansão poderia especificar um gás natural com riqueza de 18%, e uma UPGN do tipo

Absorção Refrigerada poderia especificar um gás natural com Riqueza de 23%.

Para o cálculo das dimensões dos vasos, considerou-se um tempo de residência de 5 minutos em

vasos de flash e de carga, e de 10 minutos em vasos onde ocorrem processos que utilizam leito fixo.

A razão adotada entre o comprimento e o diâmetro dos mesmos foi de 2,5. Quanto aos trocadores de

calor, adotou-se o valor de coeficiente global de troca térmica igual a 362 W/m2 °C (GETU et. al.,

2013) para os equipamentos, obtendo-se áreas de troca térmica de aproximadamente 1.000 m² para

os condensadores da UPCGN, 1.500m² para o resfriador P104, a ciclo de propano, e 500 m² para os

demais trocadores.

As torres de separação foram dimensionadas considerando números típicos de pratos (20 para T002 e

T201, e 30 para as demais torres), distância entre pratos de 60 centímetros, e diâmetros que

garantissem tempos de residência de 5 minutos. Os compressores foram dimensionados considerando

potências necessárias à compressão de gás ideal, e para os cálculos das bombas foi considerada a

diferença de pressão necessária ao escoamento. Foi considerada, adicionalmente, a compra de uma

bomba ou compressor reserva, equivalentes aos que foram dimensionados neste estudo, para cada

bomba ou compressor usados no processo.

Além das seções principais apresentadas acima, foram dimensionados os sistemas auxiliares, incluindo

tanques de armazenamento de produtos (tanques de C5+ e de soda cáustica, e esferas de GLP) e

bombas para movimentação desses produtos e de utilidades. Para tal, foram consideradas as vazões

das correntes, além de dimensões típicas de projetos existentes de UPGNs ou Refinarias.

Os principais sistemas auxiliares considerados são apresentados na Tabela 14.1.

81



Tabela 14.1. Sistemas Auxiliares de uma UPGN

Item Quantidade

Coletor de condensado 1

Tanques de fluido refrigerante 2

Ciclo de Propano 1

Colunas para lavagem cáustica (UTC) 4

Tanque de soda cáustica 1

Torres de resfriamento 3

Esferas de GLP 3

Tanques de C5+ 2


Os custos dos equipamentos foram calculados pelas correlações de Guthrie, com materiais adicionais

e serviços calculados por meio da metodologia Icarus. Estes referem-se a preços realizados no

mercado americano, mais especificamente no golfo do México, e foram corrigidos para o ano de 2017.

Para que a estimativa refletisse mais fielmente os preços em território nacional, incluindo impostos e

outros fatores econômicos, foi necessário definir um fator de tropicalização (Ftrop) dos custos.

O fator de tropicalização foi calculado de forma simplificada como a razão entre o custo médio de

UPGNs no Brasil e o custo médio de UPGNs nos EUA, ambos normalizados quanto à capacidade das

plantas. Por meio de custos disponíveis na literatura (por exemplo, base de dados BoxScore), foram

calculados valores de CAPEX médio por unidade de vazão de UPGNs iguais a US$2012 83 /(m³/d) para

o Brasil (já com impostos) e US$2012 40 /(m³/d) para os EUA, o que permite estimar um fator de

tropicalização Ftrop de 2,08. Porém, dentro deste fator, que foi obtido para a cotação do dólar de 2012,

considerou-se que a parcela de serviços e materiais adicionais não seria cotada em dólar. Sendo

assim, corrigindo apenas esta parcela para compensar a depreciação da taxa de câmbio de 2012 a

2017, o fator de tropicalização estimado para o ano de 2017 foi Ftrop = 1,70.

Foram adicionados ainda a estes custos as despesas relativas ao Projeto Básico e ao Projeto Executivo

da planta (5% do Custo Direto), aos estudos para o Licenciamento Ambiental (1,5 milhão de dólares)

e às Compensações ambientais (0,5% do Custo Direto), à Aquisição, à Terraplenagem e à

Urbanização do terreno (US$ 100 /m², área de 100.000 m²), à Administração Local da Obra (5% do

Custo Direto) e a Benefícios e Despesas Indiretas – BDI (25% do Custo Direto). Estes fatores foram

estimados com base em informações disponíveis na literatura.

Os valores de CAPEX estimados são apresentados na Figura 14.4.

82



Figura 14.4. CAPEX estimado para UPGNs de diferentes tipos e com diferentes capacidades


As UPGNs do tipo Joule-Thompson + Refrigeração Simples possuem custo intermediário em relação

aos três tipos apresentados, e geralmente são utilizadas para processar correntes de gás natural com

menor riqueza (10%). Já as UPGNs do tipo Turboexpansão possuem custos superiores, devido ao alto

custo do Turboexpansor e das colunas de separação de etano, mas são capazes de processar gás

natural com alta riqueza (18%).

Pode ser observado que as UPGNs do tipo Absorção Refrigerada têm um menor CAPEX em relação às

dos outros tipos, mesmo processando um gás natural mais rico (23% de riqueza). Porém, neste caso,

espera-se que o OPEX seja maior, uma vez que esta planta necessita de uma corrente de óleo de

absorção sendo movimentado entre a coluna de absorção e a coluna de regeneração. Além disso, nos

três casos, espera-se que a venda dos líquidos produzidos possa contribuir para a remuneração do

capital em termos de CAPEX e OPEX, aprimorando assim a viabilidade dos empreendimentos.

-

100

200

300

400

500

600

2 4 6 8 10

CA

PEX

(m

i US$

2017

)

Capacidade (milhões de m³/dia)

Turboexpansão

Joule-Thompson + Refrigeração Simples

Absorção Refrigerada

83



15. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Observa-se que a literatura especializada em estimativas de custos é bem vasta e conta com diversas

correlações que permitem a realização de análises de ordem de grandeza, e que podem contribuir

para a análise prévia de diversos empreendimentos em um horizonte de longo prazo. Os métodos de

estimativa de custos consolidados neste documento variam desde um nível de desagregação mais

baixo, com custos de unidades completas, até um nível mais alto, com custos por equipamento,

permitindo assim a realização de estudos com diferentes níveis de detalhamento.

Porém, ressalve-se que tais correlações não devem ser utilizadas como referências para o custo real

de equipamentos e serviços em uma etapa mais avançada de projeto, uma vez que concernem a

grupos de equipamentos de diversas marcas, e foram desenvolvidas em um contexto específico, com

condicionantes específicos de mercado, não sendo necessariamente válidas para a compra de um

equipamento. Nestas etapas mais avançadas, se fazem necessárias cotações e orçamentos detalhados

para os itens incluídos em um empreendimento.

Outro cuidado que se faz necessário no momento do uso destas correlações é a correta adaptação

dos mesmos em relação à data e ao local das obras, principalmente no que toca aos serviços e

materiais adquiridos no local da implementação do empreendimento. Isto porque o custo internado

dos equipamentos que podem ser importados funciona como uma boa proxy para o custo do

equipamento em território nacional, mas isto não ocorre para os materiais adicionais e serviços, uma

vez que a relação entre seus preços nos territórios norte-americano e brasileiro pode não ser trivial

(não sendo possível, por exemplo, sua correção no tempo utilizando índices do mercado norte-

americano). O efeito do câmbio também tem uma influência importante nos custos dos

empreendimentos, uma vez que afeta direta e proporcionalmente o custo dos equipamentos

importados, e não afeta tão diretamente o custo dos materiais e serviços nacionais. Sendo assim,

tanto o custo em dólares quanto o custo em reais sofrerão variações, já que incluem itens que são

afetados diferentemente pelo câmbio.

Finalmente, ressalta-se que a estimativa dos custos de UPGNs pôde ser realizada com sucesso pela

metodologia proposta, e os valores de CAPEX obtidos ficaram na faixa de US$ 35 a US$ 111 /(m³/d),

dependendo da capacidade e da tecnologia de processamento (data-base 2017). Esta metodologia de

estimativa é utilizada nos estudos da EPE, como por exemplo na seção do Capítulo de Gás Natural do

Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE) onde são descritos os investimentos previstos para o

setor de gás natural no horizonte decenal.

84



16. REFERÊNCIAS

AACE - AMERICAN ASSOCIATION OF COST ENGINEERS, (2011). International Recommended Practice No. 18R-97, 2011.

Bloomberg (2018). BDIY:IND - BDI Baltic Exchange Dry Index.

CORDEIRO, A. de F. Estudo de simulação e controle de uma unidade de processamento de gás natural. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos). Rio de Janeiro: Escola de

Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro (EQ-UFRJ), 2011.

CORRIPIO, A. B, CHRIEN, K. S. e EVANS, L. B. Estimate costs of heat exchangers and storage tanks

via correlations. Chemical Engineering, Janeiro de 1995.

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ENERGY AND ENVIRONMENTAL ANALYSIS. Technology Characterization: Gas Turbines. Washington, DC: Energy and Environmental Analysis, 2008.

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OGJ – Oil and Gas Journal. Nelson-Farrar Quarterly: annual refinery construction indexes listed for

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85



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(Esta página foi intencionalmente deixada em …...nos termos da Lei n 10.847, de 15 de março de 2004, a EPE tem por finalidade prestar serviços na área de estudos e pesquisas