正丁烷氧化制顺酐项目可行性的研究与讨论

陈志军

（天津渤海精细化工有限公司，天津 300000）

·专论与综述·

正丁烷氧化制顺酐项目可行性的研究与讨论

陈志军

（天津渤海精细化工有限公司，天津 300000）

顺酐生产按照原料不同可以分为苯氧化法和正丁烷氧化法两种工艺路线。因为我国焦炭产量大，所以国内普遍以苯氧化法为主，正丁烷氧化法为辅的生产模式。本文通过对比分析两种工艺路线的投资金额、成本金额以及其中的不确定性和风险分析，得出正丁烷氧化法就当前市场的原料价格和成本而言具有很强的竞争优势。

顺酐；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细化工有限公司的全资子公司，以顺酐系类为主导产品。多年来，天津渤化中河化工有限公司在苯氧化法顺酐工艺技术的开发和改进以及催化剂的研发和生产上一直处于国内领先地位，顺酐产品具有生产规模、生产成本和产品质量等多方面的市场竞争优势。近年来随着市场竞争的加剧，顺酐行业出现三个主要趋势：一是上游拥有焦化苯资源的企业，纷纷建设顺酐生产装置，导致焦化苯资源更趋紧张；二是下游顺酐用户纷纷自建顺酐生产装置，致使在顺酐的销售市场竞争加剧；三是生产规模小、生产工艺落后的顺酐生产装置在激烈的竞争中逐渐被淘汰，体现在顺酐装置的开工率只有60%左右，使得市场竞争愈演愈烈、企业的生存环境日趋恶化，经济效益不断下降。

1 正丁烷氧化制顺酐项目背景条件

目前，在世界范围内，顺酐生产按照原料的不同主要分为两种工艺路线：苯氧化法和正丁烷氧化法。在国内，由于我国资源的特殊性，煤碳资源丰富，尤其是焦炭产量大，煤化工的下游产品焦化苯供应充足，使苯法生产顺酐具有天然资源优势［1］。因此，国内的顺酐生产装置基本上以苯氧化法为主，以正丁烷氧化法为辅。而在国际上，由于正丁烷氧化法原料资源利用合理、环境污染程度轻、能源消耗低。所以，国外的顺酐生产装置基本上采用正丁烷氧化法，只有个别的生产装置，由于历史或地理的原因还在采用苯氧化法。

苯的来源主要有两条途径：一是石化行业以石油为原料生产的石油苯；二是煤化工行业以炼焦副产物煤焦油为原料生产的焦化苯。其中，焦化苯又因生产工艺的不同而分为两类：一类是用酸洗法生产的酸洗苯；另一类是用加氢法生产的加氢苯。正丁烷的来源主要有四条：一是石油开采过程中的伴生气；二是湿式天然气；三是石油炼制过程中的炼厂气；四是石油化工生产过程中的裂化气。

近年来在国家产业政策的引导下，焦化苯中的酸洗苯工艺因其环境污染严重，逐渐被淘汰。而加氢苯工艺逐步占据主导地位。加氢苯的各项技术指标逐渐接近石油苯，随着下游市场的认可和接受，其价格也与石油苯逐步靠近，差价基本维持在200到300元/t。同时，酸洗苯因为货源紧张，导致顺酐生产厂家纷纷抢购，致使其价格与加氢苯逐步靠近，差价也基本维持在200到300元/t。造成了苯氧化法顺酐的原料价格节节攀升，使苯氧化法顺酐的生产成本不断增加，而产品顺酐的价格由于下游行业的制约增长乏力，造成苯氧化法顺酐的利润空间不断缩小的局面。

与此同时，国内为数不多的几家正丁烷氧化法顺酐企业（主要位于新疆），凭借独特的地理、环境和资源优势，逐步显示出其竞争能力。针对当前的现实情况，有必要认真分析一下两种工艺路线的优劣，为企业下一步的发展提供正确的方向。

2 苯氧化法和正丁烷氧化法两种工艺路线的对比分析

因为各地土地价格不同，以下投资额中均不含土地费用

2.1 国内总投资

苯氧化法顺酐：22575万元。

正丁烷氧化法顺酐：38488万元，其中

1）设备购置费18102.0万元、

2）安装工程费9983.0万元、

3）建筑工程费6541.0万元、

4）其他基建费3862.0万元。

说明：在正丁烷氧化法顺酐的总投资中包括：公用工程费用5568万元、前期费用3435万元（含软件包费用）、气分装置费用900万元（用于从液化气中分离正丁烷）、球罐区4485万元。在苯氧化法顺酐的总投资中则不包括上述费用。因此，两者实际总投资差距为：1525万元。从投资上分析两者相差不大。

2.2 成本对比分析（原料、产品均为当前价格）

苯氧化法顺酐成本：9300×1.17+1500=12381元/t（当前售价11800～12000元/t）正丁烷氧化法顺酐成本：9115.2元/t（按照正丁烷价格6500元/t，蒸汽输出价格180元/t进行估算：

1）原材料（万元/a）：正丁烷37143.0，助催化剂32.4，催化剂1087.5，溶剂900.0，熔盐6.0，氢氧化钠102.4，脱盐水146.0；

2）动力（万元/a）：生活水0.72，冷冻水67.4，电7176.0，饱和蒸汽4265.7，过热蒸汽-10028.8，循环水783.4，压缩空气3.84，仪表空气105.3，氮气180.2，排污费15.3；

3）人工费（万元/a）：302.4；

4）其他（万元/a）：3287.0；

合计45576.0（万元/a）。

说明：从2012年三季度以来，焦化苯的价格始终在9000～10000元/t左右，相对应的顺酐成本为：12030～13200元/t。因此，就当前原料价格和产品成本而言，正丁烷氧化法顺酐无疑具有非常大的竞争优势。

2.3 不确定性及风险分析

从正丁烷的来源分析：由于国内开采的天然气绝大多数为“干气”，所含碳四组分极少。石化装置的裂化气中的碳四组分主要用来脱氢制丁二烯和丁烯。其他途径产生的正丁烷主要以液化气的形式供应民用。因此要想从国内市场上获得稳定可靠的正丁烷来源比较困难。相反在国际市场上由于国外开采的天然气绝大多数为“湿气”，所含碳四组分丰富。多年来，正丁烷供应充足，价格相对稳定。因此从国际市场上进口正丁烷是一个比较可行的解决方案。

从正丁烷装置的建设和运行情况分析：到目前为止，天津某化工设计院和正在设计的产能已经达到30万t/a。一旦这些装置投产运行，释放产能，势必造成国内正丁烷市场货源紧缺、价格上扬，很可能弱化正丁烷氧化制顺酐装置的竞争优势。

从焦化苯价格的历史趋势上分析：当前焦化苯的价格为多年来的高点，今后，回落到合理区间的可能性是存在的。另外，面对目前严峻的市场，很多苯氧化制顺酐企业都在研究改造装置转换原料路线的问题。如果部分装置转换了原料路线，那末焦化苯的供求关系有可能发生一定程度的变化，促使焦化苯的价格向合理区间靠近，减少与正丁烷氧化制顺酐装置相比的竞争劣势。

随着科学技术的进步和科研投入的增加，苯氧化法制顺酐催化剂性能会有重大突破（目前最好的苯氧化法制顺酐催化剂的摩尔收率只有60%多，国内外很多研究机构正在全力展开工作，力争早日实现苯氧化法制顺酐催化剂的摩尔收率的大幅提高），从而使苯氧化法制顺酐催化剂的生产成本大幅下降，缩小与正丁烷氧化法制顺酐装置在生产成本上的差距。

大量蒸汽的输出是顺酐装置降低生产成本的主要因素之一，为了保证大量蒸汽能够销售出去、销售收入能够拿得回来，必须落实用户和价格。本方案蒸汽销售价格为：180元/t，实际上多数情况下是在200～240元/t之间。（有些情况下，渤海精细化工工业园区对于蒸汽管网进行统一管理，不允许企业之间自行买卖蒸汽，企业输出的蒸汽只能低价销售给园区。）

3 调研结论和建议

3.1 结论

就当前原料价格和产品成本而言，正丁烷氧化法制顺酐无疑具有很大的竞争优势。

3.2 建议

3.2.1 正丁烷原料的来源是关键，当前在天津周边尚未找到充足的资源。如果考虑进口正丁烷，那么装置建设地点的选择至为关键，靠近港口或液体产品储存罐区是比较合理的方案。因为距离较近，可以采用管道输送降低仓储成本和运输成本。

3.2.2 鉴于苯氧化法制顺酐是强放热反应的特点，顺酐生产装置有大量的富裕蒸汽需要输出。而且，产品的相当一部分利润来自于销售蒸汽的收入。因此，装置建设地点应该选择在工业园区内，以便输出蒸汽供应其他企业使用。另外，由于园区内蒸汽管网的容量和弹性均很大，所以有利于装置输出蒸汽的平衡和稳定。其他可以考虑的方案为：在建设顺酐装置的同时，配套建设其他能够合理消耗蒸汽的生产装置，尽量做到蒸汽的自我平衡，使蒸汽发挥最大的经济效益，提高能量的利用效率。

3.2.3 鉴于两种原料价格变动的不确定性，建设可以采用两种原料的氧化工序，根据正丁烷和苯的价格、资源的变化情况，及时、灵活地在两种原料中进行选择。当然，这种方案会使总投资额有所增加。

3.2.4 开发可使用正丁烷和苯两种原料的催化剂，此方案可以避免总投资额的增加，不过催化剂的开发难度较大。

［1］畅志坚.正丁烷法顺酐生产工艺现状【J】.天津化工，2011（05）.

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.05.001

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