正丁烷氧化制順酐項目可行性的研究與討論

陳志軍

（天津渤海精細化工有限公司，天津 300000）

·專論與綜述·

正丁烷氧化制順酐項目可行性的研究與討論

陳志軍

（天津渤海精細化工有限公司，天津 300000）

順酐生產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。因為我國焦炭產量大，所以國內普遍以苯氧化法為主，正丁烷氧化法為輔的生產模式。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險分析，得出正丁烷氧化法就當前市場的原料價格和成本而言具有很強的競爭優勢。

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化工有限公司的全資子公司，以順酐系類為主導產品。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的開發和改進以及催化劑的研發和生產上一直處于國內領先地位，順酐產品具有生產規模、生產成本和產品質量等多方面的市場競爭優勢。近年來隨著市場競爭的加劇，順酐行業出現三個主要趨勢：一是上游擁有焦化苯資源的企業，紛紛建設順酐生產裝置，導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裝置，致使在順酐的銷售市場競爭加劇；三是生產規模小、生產工藝落后的順酐生產裝置在激烈的競爭中逐漸被淘汰，體現在順酐裝置的開工率只有60%左右，使得市場競爭愈演愈烈、企業的生存環境日趨惡化，經濟效益不斷下降。

1 正丁烷氧化制順酐項目背景條件

目前，在世界范圍內，順酐生產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，由于我國資源的特殊性，煤碳資源豐富，尤其是焦炭產量大，煤化工的下游產品焦化苯供應充足，使苯法生產順酐具有天然資源優勢［1］。因此，國內的順酐生產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、環境污染程度輕、能源消耗低。所以，國外的順酐生產裝置基本上采用正丁烷氧化法，只有個別的生產裝置，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：一是石化行業以石油為原料生產的石油苯；二是煤化工行業以煉焦副產物煤焦油為原料生產的焦化苯。其中，焦化苯又因生產工藝的不同而分為兩類：一類是用酸洗法生產的酸洗苯；另一類是用加氫法生產的加氫苯。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；四是石油化工生產過程中的裂化氣。

近年來在國家產業政策的引導下，焦化苯中的酸洗苯工藝因其環境污染嚴重，逐漸被淘汰。而加氫苯工藝逐步占據主導地位。加氫苯的各項技術指標逐漸接近石油苯，隨著下游市場的認可和接受，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，酸洗苯因為貨源緊張，導致順酐生產廠家紛紛搶購，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節攀升，使苯氧化法順酐的生產成本不斷增加，而產品順酐的價格由于下游行業的制約增長乏力，造成苯氧化法順酐的利潤空間不斷縮小的局面。

與此同時，國內為數不多的幾家正丁烷氧化法順酐企業（主要位于新疆），憑借獨特的地理、環境和資源優勢，逐步顯示出其競爭能力。針對當前的現實情況，有必要認真分析一下兩種工藝路線的優劣，為企業下一步的發展提供正確的方向。

2 苯氧化法和正丁烷氧化法兩種工藝路線的對比分析

因為各地土地價格不同，以下投資額中均不含土地費用

2.1 國內總投資

苯氧化法順酐：22575萬元。

正丁烷氧化法順酐：38488萬元，其中

1）設備購置費18102.0萬元、

2）安裝工程費9983.0萬元、

3）建筑工程費6541.0萬元、

4）其他基建費3862.0萬元。

說明：在正丁烷氧化法順酐的總投資中包括：公用工程費用5568萬元、前期費用3435萬元（含軟件包費用）、氣分裝置費用900萬元（用于從液化氣中分離正丁烷）、球罐區4485萬元。在苯氧化法順酐的總投資中則不包括上述費用。因此，兩者實際總投資差距為：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、產品均為當前價格）

苯氧化法順酐成本：9300×1.17+1500=12381元/t（當前售價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，循環水783.4，壓縮空氣3.84，儀表空氣105.3，氮氣180.2，排污費15.3；

3）人工費（萬元/a）：302.4；

4）其他（萬元/a）：3287.0；

合計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，相對應的順酐成本為：12030～13200元/t。因此，就當前原料價格和產品成本而言，正丁烷氧化法順酐無疑具有非常大的競爭優勢。

2.3 不確定性及風險分析

從正丁烷的來源分析：由于國內開采的天然氣絕大多數為“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。其他途徑產生的正丁烷主要以液化氣的形式供應民用。因此要想從國內市場上獲得穩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為“濕氣”，所含碳四組分豐富。多年來，正丁烷供應充足，價格相對穩定。因此從國際市場上進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和運行情況分析：到目前為止，天津某化工設計院和正在設計的產能已經達到30萬t/a。一旦這些裝置投產運行，釋放產能，勢必造成國內正丁烷市場貨源緊缺、價格上揚，很可能弱化正丁烷氧化制順酐裝置的競爭優勢。

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

隨著科學技術的進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，國內外很多研究機構正在全力展開工作，力爭早日實現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成本大幅下降，縮小與正丁烷氧化法制順酐裝置在生產成本上的差距。

大量蒸汽的輸出是順酐裝置降低生產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，必須落實用戶和價格。本方案蒸汽銷售價格為：180元/t，實際上多數情況下是在200～240元/t之間。（有些情況下，渤海精細化工工業園區對于蒸汽管網進行統一管理，不允許企業之間自行買賣蒸汽，企業輸出的蒸汽只能低價銷售給園區。）

3 調研結論和建議

3.1 結論

就當前原料價格和產品成本而言，正丁烷氧化法制順酐無疑具有很大的競爭優勢。

3.2 建議

3.2.1 正丁烷原料的來源是關鍵，當前在天津周邊尚未找到充足的資源。如果考慮進口正丁烷，那么裝置建設地點的選擇至為關鍵，靠近港口或液體產品儲存罐區是比較合理的方案。因為距離較近，可以采用管道輸送降低倉儲成本和運輸成本。

3.2.2 鑒于苯氧化法制順酐是強放熱反應的特點，順酐生產裝置有大量的富裕蒸汽需要輸出。而且，產品的相當一部分利潤來自于銷售蒸汽的收入。因此，裝置建設地點應該選擇在工業園區內，以便輸出蒸汽供應其他企業使用。另外，由于園區內蒸汽管網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定。其他可以考慮的方案為：在建設順酐裝置的同時，配套建設其他能夠合理消耗蒸汽的生產裝置，盡量做到蒸汽的自我平衡，使蒸汽發揮最大的經濟效益，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，建設可以采用兩種原料的氧化工序，根據正丁烷和苯的價格、資源的變化情況，及時、靈活地在兩種原料中進行選擇。當然，這種方案會使總投資額有所增加。

3.2.4 開發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，不過催化劑的開發難度較大。

［1］暢志堅.正丁烷法順酐生產工藝現狀【J】.天津化工，2011（05）.

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.05.001

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