常亮,张宇
(兖矿鲁南化工有限公司,山东 滕州277527)
[摘 要]兖矿鲁南化工有限公司丁醇装置采用DAVY/DOW低压羰基合成技术,设计产能为正丁醇135 kt/a、异丁醇15 kt/a,丁醇装置仅正/异丁醇产品对外销售。而据市场调研情况,丁醇装置生产的中间产物——正/异丁醛市场未达到饱和,正/异丁醇和正/异丁醛价格随市场行情波动,各产品创效能力差异较大,因此探索对丁醇装置进行技术改造实现醇/醛柔性生产意义重大。经分析与研究,采用高效节能精馏技术,即在系统中增设丁醛异构物塔,丁醇装置可通过灵活组织生产模式实现醇/醛的柔性生产。丁醇装置改造后,正/异丁醛有效分离,产出产品的质量达到国标相关质量标准要求;丁醇装置可灵活组织生产模式,尽可能将创效高的产品组合投入市场,当前生产模式下,丁醇装置吨产品多项消耗指标有效降低,丁醇装置较改造前年可多创效约20 617.18万元。
[关键词]丁醇装置;正丁醇;异丁醇;正丁醛;异丁醛;醇/醛柔性生产;丁醛异构物塔;经济效益
[中图分类号]TQ223.12+4 [文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2022)03-0071-03
0 引 言
兖矿鲁南化工有限公司(简称鲁南化工)成立于2012年5月,由原兖矿鲁南化肥厂、兖矿国泰化工有限公司和兖矿国泰乙酰化工有限公司整合而成,多年来以不断开发升级的先进煤气化技术为基础,形成了以尿素、甲醇为龙头的碳一化学产业链。为进一步发展壮大,根据现有生产工艺及产品配置情况,近年来鲁南化工已开始逐步向精细化工及高端产品方面发展,目前主要产品有甲醇、丁醇、醋酸、醋酸甲酯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、醋酐、尿素、双氧水、环己酮、己内酰胺等。
鲁南化工丁醇装置采用DAVY/DOW低压羰基合成技术,设计产能为135 kt/a正丁醇、15 kt/a异丁醇,丁醇装置仅正/异丁醇产品对外销售。而据市场调研情况,丁醇装置的中间产物——正/异丁醛市场未达到饱和,正/异丁醇和正/异丁醛价格随市场行情波动,各产品创效能力差异较大,因此探索对丁醇装置进行技术改造实现醇/醛的柔性生产意义重大。以下对鲁南化工丁醇装置醇/醛柔性生产有关情况作一简介。
1 丁醇装置工艺流程及丁醛产品市场概况
1.1 丁醇装置工艺流程简述
在羰基合成反应器中,H2/CO为1.02(摩尔比)的丙烯、合成气在催化剂的作用下反应生成中间产品——混合丁醛(正/异丁醛),混合丁醛再送往丁醇单元;在丁醇单元,混合丁醛与变压吸附单元送来的氢气在丁醇转化器中专用加氢催化剂的作用下反应生成混合丁醇(正/异丁醇),混合丁醇经精馏塔、丁醇异构物塔产出合格的正丁醇和异丁醇产品,产品送往罐区储存、销售。
1.2 丁醛产品市场状况
1.2.1 正/异丁醛的用途
丁醇装置生产过程中,涉及到的中间产品为正/异丁醛,正/异丁醛应用范围极广,具体如下。
(1)正丁醛:正丁醛是重要的中间体,缩合脱水后加氢可制取2-乙基己醇;与甲醛缩合可制取三羟甲基丙烷,三羟甲基丙烷是合成醇酸树脂增塑剂的原料;与苯酚缩合可制取油溶性树脂,与尿素缩合可制取醇溶性树脂;是橡胶和医药产品的溶剂;医药工业用于制“眠尔通”;用于香精、香料的制备;用作树脂、塑料增塑剂、硫化促进剂、杀虫剂等的中间体。
(2)异丁醛:异丁醛与甲醛经加成反应生成羟基三甲基乙醛,再加氢生成新戊二醇,用作清漆、树脂、纤维和润滑剂的原料;与尿素反应制得的肥料能缓慢释放出氮;用作氨基酸、维生素等药物的中间体;极大量异丁醛可当作燃料利用;用于合成纤维素酯、香精、香料等,常用于烘烤食品、肉制品、糖霜;用于制造橡胶硫化促进剂和防老剂、异丁酸等。
1.2.2 异丁醛市场需求及价格
化工产品的生产通常需要考虑市场容量[1],笔者收集了2018年1月—2019年2月期间每月我国异丁醛的进口量,分别为1 826.4 t、662.4 t、2 620.7 t、1 310.8 t、3 080.8 t、2 826.9 t、1 859.0 t、2 569.0 t、1 501.1 t、2 418.1 t、1 112.9 t、2 091.2 t、3 978.3 t、1 865.9 t;期间各月异丁醛的进口价分别为2 274.6美元/t、3 060.6美元/t、2 183.5美元/t、3 167.8美元/t、2 033.1美元/t、2 250.3美元/t、2 471.4美元/t、1 777.4美元/t、2 974.0美元/t、2 078.2美元/t、3 079.5美元/t、2 025.1美元/t、1 701.8美元/t、1 846.8美元/t。可以看出:国内每月均有异丁醛进口,国内仍有较大的市场容量;异丁醛进口均价为2 351美元/t,约合人民币15 000元/t。目前鲁南化工异丁醛的完全生产成本约5 100元/t,异丁醛利润约10 000元/t;而目前国内异丁醇销售价格约9 800元/t,鲁南化工异丁醇完全生产成本约5 400元/t,异丁醇利润约4 400元/t。
2 精馏节能技术的运用
鉴于近年异丁醛的创效能力远高于异丁醇,有必要采用合理的分离技术对鲁南化工丁醇装置进行优化改造,实现正/异丁醛的有效分离,据市场情况灵活组织生产模式,实现丁醇装置醇/醛柔性生产,使企业效益最大化。
更多内容详见《中氮肥》2022年第3期