正丁烷氧化制順酐項(xiàng)目可行性的研究與討論

陳志軍

（天津渤海精細(xì)化工有限公司，天津 300000）

·專論與綜述·

正丁烷氧化制順酐項(xiàng)目可行性的研究與討論

陳志軍

（天津渤海精細(xì)化工有限公司，天津 300000）

順酐生產(chǎn)按照原料不同可以分為苯氧化法和正丁烷氧化法兩種工藝路線。因?yàn)槲覈固慨a(chǎn)量大，所以國內(nèi)普遍以苯氧化法為主，正丁烷氧化法為輔的生產(chǎn)模式。本文通過對比分析兩種工藝路線的投資金額、成本金額以及其中的不確定性和風(fēng)險分析，得出正丁烷氧化法就當(dāng)前市場的原料價格和成本而言具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。

順酐；苯氧化法；正丁烷氧化法

天津渤化中河化工有限公司是天津渤海精細(xì)化工有限公司的全資子公司，以順酐系類為主導(dǎo)產(chǎn)品。多年來，天津渤化中河化工有限公司在苯氧化法順酐工藝技術(shù)的開發(fā)和改進(jìn)以及催化劑的研發(fā)和生產(chǎn)上一直處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，順酐產(chǎn)品具有生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量等多方面的市場競爭優(yōu)勢。近年來隨著市場競爭的加劇，順酐行業(yè)出現(xiàn)三個主要趨勢：一是上游擁有焦化苯資源的企業(yè)，紛紛建設(shè)順酐生產(chǎn)裝置，導(dǎo)致焦化苯資源更趨緊張；二是下游順酐用戶紛紛自建順酐生產(chǎn)裝置，致使在順酐的銷售市場競爭加??；三是生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)工藝落后的順酐生產(chǎn)裝置在激烈的競爭中逐漸被淘汰，體現(xiàn)在順酐裝置的開工率只有60%左右，使得市場競爭愈演愈烈、企業(yè)的生存環(huán)境日趨惡化，經(jīng)濟(jì)效益不斷下降。

1 正丁烷氧化制順酐項(xiàng)目背景條件

目前，在世界范圍內(nèi)，順酐生產(chǎn)按照原料的不同主要分為兩種工藝路線：苯氧化法和正丁烷氧化法。在國內(nèi)，由于我國資源的特殊性，煤碳資源豐富，尤其是焦炭產(chǎn)量大，煤化工的下游產(chǎn)品焦化苯供應(yīng)充足，使苯法生產(chǎn)順酐具有天然資源優(yōu)勢［1］。因此，國內(nèi)的順酐生產(chǎn)裝置基本上以苯氧化法為主，以正丁烷氧化法為輔。而在國際上，由于正丁烷氧化法原料資源利用合理、環(huán)境污染程度輕、能源消耗低。所以，國外的順酐生產(chǎn)裝置基本上采用正丁烷氧化法，只有個別的生產(chǎn)裝置，由于歷史或地理的原因還在采用苯氧化法。

苯的來源主要有兩條途徑：一是石化行業(yè)以石油為原料生產(chǎn)的石油苯；二是煤化工行業(yè)以煉焦副產(chǎn)物煤焦油為原料生產(chǎn)的焦化苯。其中，焦化苯又因生產(chǎn)工藝的不同而分為兩類：一類是用酸洗法生產(chǎn)的酸洗苯；另一類是用加氫法生產(chǎn)的加氫苯。正丁烷的來源主要有四條：一是石油開采過程中的伴生氣；二是濕式天然氣；三是石油煉制過程中的煉廠氣；四是石油化工生產(chǎn)過程中的裂化氣。

近年來在國家產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)下，焦化苯中的酸洗苯工藝因其環(huán)境污染嚴(yán)重，逐漸被淘汰。而加氫苯工藝逐步占據(jù)主導(dǎo)地位。加氫苯的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)逐漸接近石油苯，隨著下游市場的認(rèn)可和接受，其價格也與石油苯逐步靠近，差價基本維持在200到300元/t。同時，酸洗苯因?yàn)樨浽淳o張，導(dǎo)致順酐生產(chǎn)廠家紛紛搶購，致使其價格與加氫苯逐步靠近，差價也基本維持在200到300元/t。造成了苯氧化法順酐的原料價格節(jié)節(jié)攀升，使苯氧化法順酐的生產(chǎn)成本不斷增加，而產(chǎn)品順酐的價格由于下游行業(yè)的制約增長乏力，造成苯氧化法順酐的利潤空間不斷縮小的局面。

與此同時，國內(nèi)為數(shù)不多的幾家正丁烷氧化法順酐企業(yè)（主要位于新疆），憑借獨(dú)特的地理、環(huán)境和資源優(yōu)勢，逐步顯示出其競爭能力。針對當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況，有必要認(rèn)真分析一下兩種工藝路線的優(yōu)劣，為企業(yè)下一步的發(fā)展提供正確的方向。

2 苯氧化法和正丁烷氧化法兩種工藝路線的對比分析

因?yàn)楦鞯赝恋貎r格不同，以下投資額中均不含土地費(fèi)用

2.1 國內(nèi)總投資

苯氧化法順酐：22575萬元。

正丁烷氧化法順酐：38488萬元，其中

1）設(shè)備購置費(fèi)18102.0萬元、

2）安裝工程費(fèi)9983.0萬元、

3）建筑工程費(fèi)6541.0萬元、

4）其他基建費(fèi)3862.0萬元。

說明：在正丁烷氧化法順酐的總投資中包括：公用工程費(fèi)用5568萬元、前期費(fèi)用3435萬元（含軟件包費(fèi)用）、氣分裝置費(fèi)用900萬元（用于從液化氣中分離正丁烷）、球罐區(qū)4485萬元。在苯氧化法順酐的總投資中則不包括上述費(fèi)用。因此，兩者實(shí)際總投資差距為：1525萬元。從投資上分析兩者相差不大。

2.2 成本對比分析（原料、產(chǎn)品均為當(dāng)前價格）

苯氧化法順酐成本：9300×1.17+1500=12381元/t（當(dāng)前售價11800～12000元/t）正丁烷氧化法順酐成本：9115.2元/t（按照正丁烷價格6500元/t，蒸汽輸出價格180元/t進(jìn)行估算：

1）原材料（萬元/a）：正丁烷37143.0，助催化劑32.4，催化劑1087.5，溶劑900.0，熔鹽6.0，氫氧化鈉102.4，脫鹽水146.0；

2）動力（萬元/a）：生活水0.72，冷凍水67.4，電7176.0，飽和蒸汽4265.7，過熱蒸汽-10028.8，循環(huán)水783.4，壓縮空氣3.84，儀表空氣105.3，氮?dú)?80.2，排污費(fèi)15.3；

3）人工費(fèi)（萬元/a）：302.4；

4）其他（萬元/a）：3287.0；

合計(jì)45576.0（萬元/a）。

說明：從2012年三季度以來，焦化苯的價格始終在9000～10000元/t左右，相對應(yīng)的順酐成本為：12030～13200元/t。因此，就當(dāng)前原料價格和產(chǎn)品成本而言，正丁烷氧化法順酐無疑具有非常大的競爭優(yōu)勢。

2.3 不確定性及風(fēng)險分析

從正丁烷的來源分析：由于國內(nèi)開采的天然氣絕大多數(shù)為“干氣”，所含碳四組分極少。石化裝置的裂化氣中的碳四組分主要用來脫氫制丁二烯和丁烯。其他途徑產(chǎn)生的正丁烷主要以液化氣的形式供應(yīng)民用。因此要想從國內(nèi)市場上獲得穩(wěn)定可靠的正丁烷來源比較困難。相反在國際市場上由于國外開采的天然氣絕大多數(shù)為“濕氣”，所含碳四組分豐富。多年來，正丁烷供應(yīng)充足，價格相對穩(wěn)定。因此從國際市場上進(jìn)口正丁烷是一個比較可行的解決方案。

從正丁烷裝置的建設(shè)和運(yùn)行情況分析：到目前為止，天津某化工設(shè)計(jì)院和正在設(shè)計(jì)的產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到30萬t/a。一旦這些裝置投產(chǎn)運(yùn)行，釋放產(chǎn)能，勢必造成國內(nèi)正丁烷市場貨源緊缺、價格上揚(yáng)，很可能弱化正丁烷氧化制順酐裝置的競爭優(yōu)勢。

從焦化苯價格的歷史趨勢上分析：當(dāng)前焦化苯的價格為多年來的高點(diǎn)，今后，回落到合理區(qū)間的可能性是存在的。另外，面對目前嚴(yán)峻的市場，很多苯氧化制順酐企業(yè)都在研究改造裝置轉(zhuǎn)換原料路線的問題。如果部分裝置轉(zhuǎn)換了原料路線，那末焦化苯的供求關(guān)系有可能發(fā)生一定程度的變化，促使焦化苯的價格向合理區(qū)間靠近，減少與正丁烷氧化制順酐裝置相比的競爭劣勢。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和科研投入的增加，苯氧化法制順酐催化劑性能會有重大突破（目前最好的苯氧化法制順酐催化劑的摩爾收率只有60%多，國內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)正在全力展開工作，力爭早日實(shí)現(xiàn)苯氧化法制順酐催化劑的摩爾收率的大幅提高），從而使苯氧化法制順酐催化劑的生產(chǎn)成本大幅下降，縮小與正丁烷氧化法制順酐裝置在生產(chǎn)成本上的差距。

大量蒸汽的輸出是順酐裝置降低生產(chǎn)成本的主要因素之一，為了保證大量蒸汽能夠銷售出去、銷售收入能夠拿得回來，必須落實(shí)用戶和價格。本方案蒸汽銷售價格為：180元/t，實(shí)際上多數(shù)情況下是在200～240元/t之間。（有些情況下，渤海精細(xì)化工工業(yè)園區(qū)對于蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，不允許企業(yè)之間自行買賣蒸汽，企業(yè)輸出的蒸汽只能低價銷售給園區(qū)。）

3 調(diào)研結(jié)論和建議

3.1 結(jié)論

就當(dāng)前原料價格和產(chǎn)品成本而言，正丁烷氧化法制順酐無疑具有很大的競爭優(yōu)勢。

3.2 建議

3.2.1 正丁烷原料的來源是關(guān)鍵，當(dāng)前在天津周邊尚未找到充足的資源。如果考慮進(jìn)口正丁烷，那么裝置建設(shè)地點(diǎn)的選擇至為關(guān)鍵，靠近港口或液體產(chǎn)品儲存罐區(qū)是比較合理的方案。因?yàn)榫嚯x較近，可以采用管道輸送降低倉儲成本和運(yùn)輸成本。

3.2.2 鑒于苯氧化法制順酐是強(qiáng)放熱反應(yīng)的特點(diǎn)，順酐生產(chǎn)裝置有大量的富裕蒸汽需要輸出。而且，產(chǎn)品的相當(dāng)一部分利潤來自于銷售蒸汽的收入。因此，裝置建設(shè)地點(diǎn)應(yīng)該選擇在工業(yè)園區(qū)內(nèi)，以便輸出蒸汽供應(yīng)其他企業(yè)使用。另外，由于園區(qū)內(nèi)蒸汽管網(wǎng)的容量和彈性均很大，所以有利于裝置輸出蒸汽的平衡和穩(wěn)定。其他可以考慮的方案為：在建設(shè)順酐裝置的同時，配套建設(shè)其他能夠合理消耗蒸汽的生產(chǎn)裝置，盡量做到蒸汽的自我平衡，使蒸汽發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益，提高能量的利用效率。

3.2.3 鑒于兩種原料價格變動的不確定性，建設(shè)可以采用兩種原料的氧化工序，根據(jù)正丁烷和苯的價格、資源的變化情況，及時、靈活地在兩種原料中進(jìn)行選擇。當(dāng)然，這種方案會使總投資額有所增加。

3.2.4 開發(fā)可使用正丁烷和苯兩種原料的催化劑，此方案可以避免總投資額的增加，不過催化劑的開發(fā)難度較大。

［1］暢志堅(jiān).正丁烷法順酐生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀【J】.天津化工，2011（05）.

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.05.001

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