浅析丁辛醇装置经济运行

关鹏

(天津渤化永利化工股份有限公司，天津300452)

1 概述

1.1 简介

丁辛醇为无色透明、易燃的油状液体（中等毒性且具有特殊的气味），能与水及多种化合物形成共沸物，沸点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）由于可以在同一套装置中用羟基合成的方法生产，故习惯称为丁辛醇。

1.2 用途

丁辛醇是合成精细化工产品的重要原料(基本有机合成原料)，用途十分广泛。

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、增塑剂DBP、氨基树脂和丁胺等，也可用作油漆与涂料、化妆品、医药等方面的溶剂[3]。

异丁醇主要用作涂料和油漆的溶剂，还作为增塑剂(DIBP)、醋酸异丁酯、丙烯酸异丁酯及甲基丙烯酸异丁酯的原料。

辛醇用于合成增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、分散剂丙烯酸辛酯、油漆涂料醋酸辛酯、以及薄膜包装材料己二酸二辛酯(DOA)等，也可用于制造表面活性剂，并用作溶剂、柴油和润滑油的添加剂[4]。

辛醇下游消费主要集中在增塑剂领域，主要下游产品是DOP与DOTP。虽然DOP存在毒性，其未来继续发展的空间有限，产能产量近几年都有所放缓，但短期内尚无其它增塑剂产品在制品及产品性价比上完全取代DOP产品。当前DOP产品在我国最大的替代品是DOTP，因其相对环保使得近年来市场份额逐渐增加。

2 生产工艺

丁辛醇生产工艺是以丙烯、合成气和氢气为原料，在铑和三苯基膦催化剂作用下进行低压羰基合成反应生成混合丁醛，分离出催化剂循环使用，分离出的正/异丁醛经加氢生成粗正/异丁醇，粗正/异丁醇再经精馏分离得到正丁醇和异丁醇产品；从混合丁醛中分离正丁醛在氢氧化钠的催化作用下缩合脱水生成辛烯醛，辛烯醛加氢生产出粗辛醇，最后经过精馏得到产品辛醇[5]。

丁辛醇生产装置主要包括三个单元：分别为羰基合成单元、丁醇单元、辛醇单元。

2.1 羰基合成单元

羰基合成单元包括原料的净化，羰基合成反应，丁醛的分离与稳定，异构物的分离，醛的储存以及催化剂制备和储存。在羰基合成单元中，丁醛是通过原料丙烯与氢气、一氧化碳气进行反应而得到的。反应产物中主要为正丁醛，按7～10∶1的正异丁比副产异丁醛，以及丙烷和其它醛类副产物。

2.2 丁醇单元

丁醇单元包括混合丁醛的加氢、精馏以及异构物分离。丁醇单元的产品是通过将正丁醛与异丁醛分别加氢而得到的产物。

2.3 辛醇单元

辛醇单元包括丁醛缩合、EPA加氢、精馏、真空系统、水气提及蒸发系统。辛醇单元是通过由丁醛缩合生成的辛烯醛（EPA）加氢生成辛醇。

拟采用国际上先进的丁辛醇生产技术——戴维低压羰基合成技术。以丙烯、合成气为原料，以羰基铑/三苯基膦络合物为催化剂，在低压1.76MPa(G)的操作压力下，即能完成反应。

优点：具有流程短、设备少、反应条件要求低、正/异比高、无腐蚀、对设备材质要求低、催化剂活性高、操作平稳、产品比例方便调节等诸多优点，截至现今是采用最为广泛的工艺技术。

缺点：丁辛醇装置生产过程中的物料：丙烯、正丁醛、甲烷、丙烷、异丁醛、异丁醇、有机胺的火灾危险类别为“甲类”易燃介质；一氧化碳、正丁醇的火灾危险类别为“乙类”；辛醇的火灾危险类别为“丙类”，详见表1。

表1 主要危险介质燃烧特性情况表

3 市场情况

中国是世界上丁辛醇进口国，历史数据显示2009年和2010年丁辛醇进口总量分别为95万t和101万t。国内丁辛醇的需求量还处于增长阶段，市场存在着一定的空缺（其市场价格也在持续走高）。

我方依据丁辛醇市场需求和企业的优势条件，以缓解市场紧张的供需矛盾和为企业创造良好的经济效益为目的分析工艺技术先进、生产运行安全稳定的丁辛醇生产装置。

本文相关数据为历年积累分析提出：采用低压羰基合成技术生产丁辛醇，其规模22.5万t，其中丁醇产品约8.5万t/a、辛醇产品约14万t/a。

自20xx年正式运营开始至20xx年底，此套丁辛醇装置运行安全稳定，产品产量（质量）均达到设计要求。

3.1 生产能力（实际产量）情况

自正式运营起，丁辛醇实际产量测算见表2。

表2 生产能力（实际产量）

3.2 经济运行（效益）情况（见表3～表6）

表3 丁辛醇产品平均售价（不含税）

表4 丁辛醇产品收入（现价产值）测算

表5 丁辛醇单位成本及总成本测算

表6 丁辛醇经济运行结果测算

4 结论

4.1 从以上测算数据来看，项目正式运行后，产量能够达到设计能力要求，避免试车成本的增加。以两年测算，正丁醇平均产量73065t、异丁醇产量21550.5t、辛醇平均产量142274t，平均总产量236890t，达到并超出设计产能225000t的标准。

4.2 项目建成正常运行平均年利润总额9674.5万元、平均税后利润8224万元。经综合考量，本装置运行状态及收益是比较成功的。具体测算如下。

4.2.1 销售收入和税金测算

经测算产品产量为236890t，其产品产量出厂价格经数据测算，年均销售收入153983万元（不含税）。

按增值税率为17%，城建税7%，教育附加费3%测算：增值税26177.11万元（未考虑进项税抵扣）、城建税1832.39万元、教育附加费785.31万元。

4.2.2 产品成本测算

按照产品产量为236890t为基础，其产品产量产出成本经数据测算，年均总成本144308.91万元。

成本测算主要涉及丙烯、合成气、氢气、催化剂、中低压蒸汽及动力价格。

4.2.3 经测算，销售利润率为6.28%，从敏感性分析和盈亏平衡分析来看，装置运行具有一定的抗风险能力。因此经济分析上是可行的。只要注意生产的变动因素所产生的影响，如安全、临时故障停产等非正常性因素对经济运行的影响，则本装置能够达到盈利。

4.3 原材料（丙烯）价格对利润总额敏感性影响大，需不断降低原材料成本。与周边的化工企业和丙烷脱氢项目对接。实现产品循环发展，形成优势互补的循环产业链条。

综上经济测算，在正常达产的前提下，其装置运行去除运行成本及按规定上缴的税金后其销售净利润率5.34%，与化工行业标准还存在差距。须在今后对现装置系统的生产负荷、工艺指标、运行的稳定性不断的总结，积累生产、原料、运行的生产运行参数。在保证实现安全稳定长周期运行的前提下，探索优化的经济运行方式，不断提高装置的盈利能力[1]。