淺析丁辛醇裝置經(jīng)濟運行

關(guān)鵬

(天津渤化永利化工股份有限公司，天津300452)

1 概述

1.1 簡介

丁辛醇為無色透明、易燃的油狀液體（中等毒性且具有特殊的氣味），能與水及多種化合物形成共沸物，沸點117.7℃，具有刺激和麻醉作用[2]。丁醇（butyl alcohol）和辛醇2-乙基乙醇（2-ethyl hexanol）由于可以在同一套裝置中用羥基合成的方法生產(chǎn)，故習慣稱為丁辛醇。

1.2 用途

丁辛醇是合成精細化工產(chǎn)品的重要原料(基本有機合成原料)，用途十分廣泛。

正丁醇主要用于制造丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇醚、增塑劑DBP、氨基樹脂和丁胺等，也可用作油漆與涂料、化妝品、醫(yī)藥等方面的溶劑[3]。

異丁醇主要用作涂料和油漆的溶劑，還作為增塑劑(DIBP)、醋酸異丁酯、丙烯酸異丁酯及甲基丙烯酸異丁酯的原料。

辛醇用于合成增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、分散劑丙烯酸辛酯、油漆涂料醋酸辛酯、以及薄膜包裝材料己二酸二辛酯(DOA)等，也可用于制造表面活性劑，并用作溶劑、柴油和潤滑油的添加劑[4]。

辛醇下游消費主要集中在增塑劑領(lǐng)域，主要下游產(chǎn)品是DOP與DOTP。雖然DOP存在毒性，其未來繼續(xù)發(fā)展的空間有限，產(chǎn)能產(chǎn)量近幾年都有所放緩，但短期內(nèi)尚無其它增塑劑產(chǎn)品在制品及產(chǎn)品性價比上完全取代DOP產(chǎn)品。當前DOP產(chǎn)品在我國最大的替代品是DOTP，因其相對環(huán)保使得近年來市場份額逐漸增加。

2 生產(chǎn)工藝

丁辛醇生產(chǎn)工藝是以丙烯、合成氣和氫氣為原料，在銠和三苯基膦催化劑作用下進行低壓羰基合成反應(yīng)生成混合丁醛，分離出催化劑循環(huán)使用，分離出的正/異丁醛經(jīng)加氫生成粗正/異丁醇，粗正/異丁醇再經(jīng)精餾分離得到正丁醇和異丁醇產(chǎn)品；從混合丁醛中分離正丁醛在氫氧化鈉的催化作用下縮合脫水生成辛烯醛，辛烯醛加氫生產(chǎn)出粗辛醇，最后經(jīng)過精餾得到產(chǎn)品辛醇[5]。

丁辛醇生產(chǎn)裝置主要包括三個單元：分別為羰基合成單元、丁醇單元、辛醇單元。

2.1 羰基合成單元

羰基合成單元包括原料的凈化，羰基合成反應(yīng)，丁醛的分離與穩(wěn)定，異構(gòu)物的分離，醛的儲存以及催化劑制備和儲存。在羰基合成單元中，丁醛是通過原料丙烯與氫氣、一氧化碳氣進行反應(yīng)而得到的。反應(yīng)產(chǎn)物中主要為正丁醛，按7～10∶1的正異丁比副產(chǎn)異丁醛，以及丙烷和其它醛類副產(chǎn)物。

2.2 丁醇單元

丁醇單元包括混合丁醛的加氫、精餾以及異構(gòu)物分離。丁醇單元的產(chǎn)品是通過將正丁醛與異丁醛分別加氫而得到的產(chǎn)物。

2.3 辛醇單元

辛醇單元包括丁醛縮合、EPA加氫、精餾、真空系統(tǒng)、水氣提及蒸發(fā)系統(tǒng)。辛醇單元是通過由丁醛縮合生成的辛烯醛（EPA）加氫生成辛醇。

擬采用國際上先進的丁辛醇生產(chǎn)技術(shù)——戴維低壓羰基合成技術(shù)。以丙烯、合成氣為原料，以羰基銠/三苯基膦絡(luò)合物為催化劑，在低壓1.76MPa(G)的操作壓力下，即能完成反應(yīng)。

優(yōu)點：具有流程短、設(shè)備少、反應(yīng)條件要求低、正/異比高、無腐蝕、對設(shè)備材質(zhì)要求低、催化劑活性高、操作平穩(wěn)、產(chǎn)品比例方便調(diào)節(jié)等諸多優(yōu)點，截至現(xiàn)今是采用最為廣泛的工藝技術(shù)。

缺點：丁辛醇裝置生產(chǎn)過程中的物料：丙烯、正丁醛、甲烷、丙烷、異丁醛、異丁醇、有機胺的火災(zāi)危險類別為“甲類”易燃介質(zhì)；一氧化碳、正丁醇的火災(zāi)危險類別為“乙類”；辛醇的火災(zāi)危險類別為“丙類”，詳見表1。

表1 主要危險介質(zhì)燃燒特性情況表

3 市場情況

中國是世界上丁辛醇進口國，歷史數(shù)據(jù)顯示2009年和2010年丁辛醇進口總量分別為95萬t和101萬t。國內(nèi)丁辛醇的需求量還處于增長階段，市場存在著一定的空缺（其市場價格也在持續(xù)走高）。

我方依據(jù)丁辛醇市場需求和企業(yè)的優(yōu)勢條件，以緩解市場緊張的供需矛盾和為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益為目的分析工藝技術(shù)先進、生產(chǎn)運行安全穩(wěn)定的丁辛醇生產(chǎn)裝置。

本文相關(guān)數(shù)據(jù)為歷年積累分析提出：采用低壓羰基合成技術(shù)生產(chǎn)丁辛醇，其規(guī)模22.5萬t，其中丁醇產(chǎn)品約8.5萬t/a、辛醇產(chǎn)品約14萬t/a。

自20xx年正式運營開始至20xx年底，此套丁辛醇裝置運行安全穩(wěn)定，產(chǎn)品產(chǎn)量（質(zhì)量）均達到設(shè)計要求。

3.1 生產(chǎn)能力（實際產(chǎn)量）情況

自正式運營起，丁辛醇實際產(chǎn)量測算見表2。

表2 生產(chǎn)能力（實際產(chǎn)量）

3.2 經(jīng)濟運行（效益）情況（見表3～表6）

表3 丁辛醇產(chǎn)品平均售價（不含稅）

表4 丁辛醇產(chǎn)品收入（現(xiàn)價產(chǎn)值）測算

表5 丁辛醇單位成本及總成本測算

表6 丁辛醇經(jīng)濟運行結(jié)果測算

4 結(jié)論

4.1 從以上測算數(shù)據(jù)來看，項目正式運行后，產(chǎn)量能夠達到設(shè)計能力要求，避免試車成本的增加。以兩年測算，正丁醇平均產(chǎn)量73065t、異丁醇產(chǎn)量21550.5t、辛醇平均產(chǎn)量142274t，平均總產(chǎn)量236890t，達到并超出設(shè)計產(chǎn)能225000t的標準。

4.2 項目建成正常運行平均年利潤總額9674.5萬元、平均稅后利潤8224萬元。經(jīng)綜合考量，本裝置運行狀態(tài)及收益是比較成功的。具體測算如下。

4.2.1 銷售收入和稅金測算

經(jīng)測算產(chǎn)品產(chǎn)量為236890t，其產(chǎn)品產(chǎn)量出廠價格經(jīng)數(shù)據(jù)測算，年均銷售收入153983萬元（不含稅）。

按增值稅率為17%，城建稅7%，教育附加費3%測算：增值稅26177.11萬元（未考慮進項稅抵扣）、城建稅1832.39萬元、教育附加費785.31萬元。

4.2.2 產(chǎn)品成本測算

按照產(chǎn)品產(chǎn)量為236890t為基礎(chǔ)，其產(chǎn)品產(chǎn)量產(chǎn)出成本經(jīng)數(shù)據(jù)測算，年均總成本144308.91萬元。

成本測算主要涉及丙烯、合成氣、氫氣、催化劑、中低壓蒸汽及動力價格。

4.2.3 經(jīng)測算，銷售利潤率為6.28%，從敏感性分析和盈虧平衡分析來看，裝置運行具有一定的抗風險能力。因此經(jīng)濟分析上是可行的。只要注意生產(chǎn)的變動因素所產(chǎn)生的影響，如安全、臨時故障停產(chǎn)等非正常性因素對經(jīng)濟運行的影響，則本裝置能夠達到盈利。

4.3 原材料（丙烯）價格對利潤總額敏感性影響大，需不斷降低原材料成本。與周邊的化工企業(yè)和丙烷脫氫項目對接。實現(xiàn)產(chǎn)品循環(huán)發(fā)展，形成優(yōu)勢互補的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈條。

綜上經(jīng)濟測算，在正常達產(chǎn)的前提下，其裝置運行去除運行成本及按規(guī)定上繳的稅金后其銷售凈利潤率5.34%，與化工行業(yè)標準還存在差距。須在今后對現(xiàn)裝置系統(tǒng)的生產(chǎn)負荷、工藝指標、運行的穩(wěn)定性不斷的總結(jié)，積累生產(chǎn)、原料、運行的生產(chǎn)運行參數(shù)。在保證實現(xiàn)安全穩(wěn)定長周期運行的前提下，探索優(yōu)化的經(jīng)濟運行方式，不斷提高裝置的盈利能力[1]。