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气相法糠醛加氢制糠醇工艺的技术经济分析
1997年19期 发行日期:2006-04-17
作者:邓蜀平
〖BFQ〗〖HT5”〗〖BG(〗〖BHDWG5,WK24ZQ,WK22,WK24YQW〗〖HT5”〗〖HJ0〗〖FK(WB80012*2。12〗〖HT4H〗〖YY(〗综〓〓合〖YY)〗〖FK)〗〖〗〖TPH1,+11mm。42mm,BP〗〖〗〖HT5K〗第19期〓1997年5月15日〓·13·〖BG)W〗〖HT5”〗〖SD5〗〖CDH10170〗[FK(H10012。70〗〖FK(W10*2。69〗〖JD7010〗〖LT(1〗〖HT11,0”DH〗气相法糠醛加氢制糠醇工艺的技术经济分析〖LT)〗[HT5][KH*2]〖HT5K〗□[KG*2]邓蜀平〓阎玉明〓武戈〓石颖〖FK)〗〖FK)〗[HT5][FL(3K2]〖HT5”BS〗[HJ*8]〓〓糠醇产品是重要的化工原料,具有良好的市场前景,近年来糠醇不但在国内市场的需求量持续增长,而且在国际市场也十分畅销。〖HTH〗一、国内外生产工艺现状〖HTBS〗目前世界上各国均采用糠醛催化加氢生产糠醇,其加氢方法有气相法和液相法两种,一般采用固定床和悬浮床反应器。〖HTK〗1液相加氢法〖HTBS〗液相加氢法于1948年实现工业化。我国现采用鼓泡式反应器加氢,反应温度190~210℃,压力6~8MPa,糠醇精制采用单釜工艺。前苏联也用液相加氢法,中压,CuCr催化剂,固定床或悬浮床反应器,加氢转化率96%~98%,精制得率88%。匈牙利和土耳其采用与我国类似的Nakipet工艺,但催化剂、糠醛和氢气混合在一起,用反应废热进行预热,再进入反应器。产物在换热器中冷却,氢气和产物在气液分离器中分离,氢气循环使用。反应温度170~220℃,压力245MPa,氢化产率高达97%。中国和美国Quaker  Oats公司用液相法制1吨糠醇的消耗定额和产品质量见表1。〖STHZ〗〖JZ〗〖HT5”H〗表 1〓液相法生产糠醇吨消耗定额和产品质量〖STBZ〗〖HT6H〗〖BG(〗〖BHDFG9,WK1*2,K22*2W〗〖GP〗消[KG*2。4〗耗定额〖〗〖ZB(〗〖BHDWG2,WK22*2W〗〖HTSS〗〓〓〓〓〓指〓〓〓标〖BHDG2*2,WK6ZQ*4,WK3。3,WK3*2。2W〗〖HJ*4〗〖〗糠醛(t)〖〗氢气(m3)〖〗水(m3)〖〗电(Kwh)〖〗蒸汽(t)〖BHDWG1*2〗中〓国〖〗12〖〗300〖〗180〖〗200〖〗25〖BHDWG2*2〗〖HJ*4〗美国QuakerOats公司〖〗102〖〗224〖〗150〖〗72〖〗2[HTH][ZB)]〖BHDG12*2,WK1*2,K22*2W〗〖GP〗产〓品〓质〓量〖〗〖ZB(〗〖BHDWG2,WK22*2W〗〖HTSS〗〓〓〓〓〓指〓〓〓标〖BHDG3*2,WK6*2ZQ*4,WK3。3,WK3*2。2W〗〖HJ*4〗〖〗糠醇(%)〖〗糠醛(%)〖〗水分(%)〖〗〖HJ0〗相对密度(d20)〖〗折光率〓(nD20)〖BHDWG3*2〗中〓国〖〗>98〖〗<07〖〗<03〖〗1132~1136〖〗1134~1137〖BHDWG3*2〗〖HJ*4〗美国QuakerOats公司〖〗>98〖〗<07〖〗<03〖〗〖HJ0〗1485~1488〖〗1485~1487[ZB)]〖BG)F〗〖HT5”K〗[HJ*8]〓〓2气相加氢法〖HTBS〗气相加氢法于1956年实现工业化。国外主要厂家均采用此法。气相加氢法反应温度低,而且所用列管式反应器的长径比可高达100,物料以活塞流型通过催化剂底层,有利于抑制二次加氢,反应选择性高,糠醛消耗可下降至11吨/吨糠醇或更低,基本消除了铬污染。法国Rhone  Poulenc公司采用气固相列管式反应器及Cu系催化剂的糠醛加氢,反应温度85~130℃,压力01MPa,一次氢化率85%,糠醇精制采用“四”塔工艺。芬兰Rosenlew公司的生产工艺与Rhone  Poulenc公司类似,但产品精制采用“一塔一釜”工艺。Rhone  Poulenc公司与Rosenlew公司用气相法制1吨糠醇的消耗定额和质量指标见表2。[BF]〖STHZ〗〖JZ〗〖HT5”H〗表 2〓气相法生产糠醇吨消耗定额和产品质量〖STBZ〗〖HT6”SS〗〖BG(〗〖BHDFG1*2,WK13*2,SK14*2W〗消耗定额〖〗产品质量〖BHDG3*2,WK4*2,WK4*2,WK4*2,WK5,WK4*2,WK5W〗指标〖〗[HJ0]法国Rhone Poulenc〖〗[HJ]芬兰Rosenlew〖〗指标〖〗[HJ0]法国Rhone Poulenc〖〗芬兰Rosenlew〖BHDG1*6,WK4*2ZQ0,WK4*2,WK4*2,WK5ZQ*4,WK4*2,WK5W〗糠醛(t)〖〗103〖〗103〖〗糠醇(%)〖〗>985〖〗>985 〖BHDW〗氢气(m3)〖〗265〖〗250〖〗糠醛(%)〖〗<10〖〗<07〖BH〗水(m3)〖〗160〖〗160〖〗水分(%)〖〗<05〖〗<05〖BHDWG2*2〗[HJ0]电(Kwh)〖〗125〖〗120〖〗相对密度〓(d20)〖〗1127~〓1137〖〗1134~〓1137〖BH〗蒸汽(t)〖〗28〖〗23〖〗折光率〓(nD20)〖〗1482~〓1486〖〗1485~〓1488〖BG)F〗[BFQ]〖HT5”BS〗[HJ*8]〓〓中国科学院山西煤炭化学研究所也进行了气相法加氢催化剂及其工艺过程的研究开发,工业单管模试和小试寿命实验所用的自制催化剂,经由化学试剂到工业原料制备的催化剂,最后达到了工业模试水平。在工业单管模试固定床装置中,反应温度92~150℃,压力003~005MPa,液体空速0126条件下,连续运转2440小时,累计每公斤催化剂处理310公斤糠醛,中间没有再生,平均转化率95%以上,选择性98%以上。该催化剂再生后,其性能基本恢复,取得的产品符合GB/T14022192。山西煤化所开发的催化剂与进口美国催化剂相比较,在反应温度140℃,压力003MPa,液空045条件下,运转280小时,煤化所制备的催化剂转化率为9715%,美国催化剂转化率为9112%,而选择性都在995%~ 998%。因此,山西煤化所自制催化剂具有一定创造性、先进性,可替代进口产品,并达到国际同类产品的先进水平。两种催化剂制糠醇每吨消耗定额以及若干工艺参数比较见表3。〖STHZ〗〖HT5”H〗〖JZ(〗表 3〓两种催化剂制糠醇吨消耗定额以及若干工艺参数比较〖JZ)〗〖STBZ〗〖HT6SS〗〖BG(〗〖BHDFG3,WK7,WK3,WK14W〗工艺过程指标〖〗[]〖ZB(〗〖BHDG1*2,WK14W〗催化剂品种〖BHDG1*2,WK7。2W〗引进催化剂〖〗自制催化剂〖ZB)〗〖BHDG1*3,WK7ZQ,WK3ZQ0,WK7,WK7W〗糠醛〖〗(t)〖〗11〖〗11〖BHDW〗氢耗〖〗(m3)〖〗260〖〗250〖BH〗蒸汽〖〗(t)〖〗28〖〗28〖BH〗电〖〗(Kwh)〖〗125〖〗130〖BH〗反应温度〖〗(°C)〖〗90~170〖〗90~170〖BH〗反应压力〖〗(MPa)〖〗01~04〖〗01~04〖BH〗液体空速〖〗(/h)〖〗01~02〖〗02~035〖BH〗催化剂单耗〖〗(kg)〖〗40〖〗30〖BG)F〗〖HT5”H〗[HJ*8]〓〓二、消耗定额及原料来源〖HTK〗1消耗定额〖HTBS〗糠醛加氢气相法制糠醇正常的操作条件是:反应温度90~170℃,反应压力01~04MPa,液体空速02~035,氢醛摩尔比30~40。在此条件下的消耗定额如表4。〖STHZ〗〖JZ〗〖HT5”H〗表 4〓消耗定额(以生产1吨糠醇计)〖STBZ〗〖HT6SS〗〖BG(〗〖BHDFG2,WK4,WK3,WK8,WK3,WK6W〗项目〖〗单位〖〗规格〖〗数量〖〗备注〖BHDG1*3,WK4ZQ*2,WK3,WK8,WK3,WK6W〗糠醛〖〗(t/t)〖〗≥98%〖〗11〖BHDW〗氢气〖〗(m3/t)〖〗≥98%〖〗250〖BH〗催化剂〖〗(kg/t)〖〗气相〖〗30〖〗山西煤化所制〖BH〗水〖〗(t/t)〖〗≤30℃〖〗160〖BH〗电〖〗(Kwh/t)〖〗220/380V〖〗130〖BH〗蒸汽〖〗(t/t)〖〗04~08MPa〖〗28〖BG)F〗〖HT5”K〗[HJ*8]〓〓2原料来源〖HTBS〗本项目的主要原料为糠醛、氢气及催化剂。本项目中糠醛只考虑外购,如果企业拟自建生产糠醛,那么糠醇成本可以大大降低;氢气如果外购一是运输、贮存不便,另外成本也太高,所以也考虑自产。加氢催化剂采用中国科学院山西煤化所研制的产品。〖HTH〗三、投资估算及资金筹措〖HTK〗1建设投资估算〖HTBS〗建设投资估算见表5。〖STHZ〗〖JZ〗〖HT5”H〗表 5〓建设投资估算表〖STBZ〗〖HT6SS〗〖BG(〗〖BHDFG3,WK11,WK3,WK5*2,WK4W〗序号〓〓项〓目〓[KG*2]〓〓〖〗估算值(万元)〖〗〖HT6,6”〗占总估算值〖HT6〗(%)〖〗备〓注〖BHDG1*4,WK11ZQ0,WK3DW,WK5*2DW,WK4W〗一、固定资产〖〗〖〗〖JZ〗687〖BHDW〗〓〓1主要生产项目〖〗〖〗470〖BH〗〓〓〓①定型设备〖〗〖JZ〗8〖BH〗〓〓〓②非定型设备〖〗55〖BH〗〓〓〓③制氢设备〖〗112〖BH〗〓〓〓④设备安装〖〗20〖BH〗〓〓小计〖〗195〖BH〗〓〓2辅助生产项目〖〗40〖〗96〖BH〗〓〓小计〖〗40〖BH〗〓〓3公用工程〖〗50〖〗121〖BH〗〓〓小计〖〗50〖BH〗〓〓合计〖〗285〖BH〗二、无形资产〖〗〖〗145〖BH〗〓〓1技术费〖〗60〖〗〖〗含设计费〖BH〗〓〓合计〖〗60〖BH〗三、〖HT6,6”〗递延资产(开办费)〖HT6〗〖〗〖〗72〖BH〗〓〓1人员培训及试车〖〗30〖BH〗〓〓合计〖〗30〖BH〗四、预备费〖〗〖〗96〖BH〗〓〓1基本预备费及〖〗40〖BH〗〓〓〓价格增长预备费〖BH〗〓〓合计〖〗40〖BH〗五、建设投资总估算值〖〗415〖〗1000〖BG)F〗〖HT5”K〗[HJ*8]〓〓2总投资估算[HTBS]该项目的总投资为1076万元,其中包括建设投资415万元,流动资金2585万元,建设投资贷款利息1823万元。〖HTH〗四、经济效益分析及成本估算〖HTK〗1成本估算〖HTBS〗①成本估算依据a原料、燃料及动力价格参照当地实际情况计取;b年工作日300天,工人定员50人,生产工人工资及附加费按7200元/人·年计;c本项目建设期为1年,生产期限为10年,采用直线法进行折旧;d销售费用取销售收入的1%;e流动资金贷款年利率为1008%;f管理费用按生产工人工资总额的250%计。单位成本估算见表6。〖STHZ〗〖JZ〗〖HT5”H〗表 6〓单位成本估算表〖JZ(〗〓〓〓(以投产后正常生产年份计)〖STBZ〗〖HTSS〗[KG*2]单位:元〖JZ)〗〖HT6SS〗〖BG(!〗〖BHDFG2,WK8,WK3*2。3,WK5W〗项目名称〖〗单位〖〗单价〖〗单耗〖〗〓〓金额〖BHDG1*8,WK8ZQ*4,WK3*2。3,WK5YQ*4W〗一、〖WB〗原辅材料〖〗〖〗〖〗〖〗8250〖BHDW〗〖DW〗1糠醛〖〗(t)〖〗6500〖〗11〖〗7150〖BH〗〖DW〗2氢气〖〗(m3)〖〗26〖〗250〖〗650〖BH〗〖DW〗3催化剂〖〗(kg)〖〗150〖〗3〖〗450〖BH〗二、〖WB〗公用工程〖〗〖〗〖〗〖〗253〖BH〗〖DW〗1水〖〗(t)〖〗03〖〗160〖〗48〖BH〗〖DW〗2电〖〗(Kwh)〖〗05〖〗130〖〗65〖BH〗〖DW〗3汽〖〗(t)〖〗50〖〗28〖〗140〖BH〗三、工资及福利〖〗〖〗〖〗〖〗180〖BH〗四、制造费用〖〗〖〗〖〗〖〗190〖BH〗五、管理费用〖〗〖〗〖〗〖〗330〖BH〗六、财务费用〖〗〖〗〖〗〖〗912〖BH〗七、销售费用〖〗〖〗〖〗〖〗110〖BH〗〓单位产品成本〖〗〖〗〖〗〖〗94042〖BG)F〗〖HT5”BS〗[HJ*8]〓〓②成本分析通过对本项目成本费用分析表明,原料、动力所占比例较大,约8773%,特别是原材料糠醛占总成本的76%,是影响成本费用高低的主要因素。产品成本分析见表7。〖STHZ〗〖HT5”H〗〖JZ(〗表 7〓产品成本分析(以投产后年正常生产费用计)〖JZ)〗〖STBZ〗〖HT6SS〗〖BG(!〗〖BHDFG1*2,WK9,WK5,WK10W〗项目名称〖〗金额〖〗所占比例(%)〖BHDG1*8,WK9ZQ*2,WK5DW,WK10DWW〗一、原辅材料〖〗〖JZ〗8250〖〗〖JZ〗8773〖BHDW〗二、公用工程〖〗253〖〗269〖BH〗三、制造费用〖〗190〖〗202〖BH〗四、管理费用〖〗330〖〗351〖BH〗五、财务费用〖〗912〖〗097〖BH〗六、其他〖〗290〖〗308〖BH〗合计〖〗94042〖〗10000〖BG)F〗〖HT5”K〗[HJ*8]〓〓2经济效益分析〖HTBS〗①编制依据a开工负荷:装置投产后第一年达设计能力的80%,第二年达设计能力的100%;b糠醇销售价格按市场价格每吨11万元计;c产品增值税按17%计,所得税按33%计,城市维护建设税按增值税的7%计,教育费附加税按增值税的3%计。②经济效益分析主要技术经济指标见表8。〖STHZ〗〖HT5”H〗〖JZ〗表 8〓主要技术经济指标〖STBZ〗〖HT6SS〗〖BG(〗〖BHDFG2,WK17,WK7W〗序号〓〓项目名称〓〓〓〓〓〓〓〓〖〗指标〖BHDG1*8,WK17ZQ*2,WK7DWW〗一、生产规模(t/a)〖〗〖JZ〗2000〖BHDW〗二、建设投资(万元)〖〗415〖BH〗三、流动资金(万元)〖〗〖JZ〗2585〖BH〗四、建设期利息(万元)〖〗1823〖BH〗五、年销售收入(万元)〖〗2200〖BH〗六、年总成本费用(万元)〖〗18808〖BH〗七、单位成本(元/t)〖〗94042〖BH〗八、增值税(万元/a)〖〗7878〖BH〗九、地方税(万元/a)〖〗787〖BH〗十、年销售利润(万元)〖〗3018〖BH〗十一、所得税(万元/a)〖〗996〖BH〗十二、所得税后利润(万元/a)〖〗2022〖BH〗十三、投资利润率(%)〖〗2923〖BH〗十四、投资利税率(%)〖〗5615〖BH〗十五、〖ZK(〗内部收益率(%)(税后)〖ZK)〗〖〗215〖BH〗十六、〖HT6,7〗投资回收期(年)(含建设期,税后)〖HT6〗〖〗72〖BG)F〗〖HT5”BS〗〖HJ*8〗〓〓上述指标表明,项目投资利税率和投资利润率指标较好,说明项目盈利能力较强。 〖HTH〗五、结论及建议〖HTBS〗1山西煤化所研究开发的糠醛气相加氢制糠醇是一项新技术,具有很多优点,已通过山西省科委组织的鉴定,认为该技术达到国际同类研究的先进水平。2糠醇是十分重要的有机合成原料之一,目前国内外市场的需求量持续增长。使用新型气相法催化剂生产的糠醇产品,纯度高达988%,符合国家产品标准。3通过技术经济分析比较,该项目技术先进,工艺简单易行,按每年2000吨产品规模计算,投资较少,成本较低,每年可创利税4014万元,投资回收期仅为72年(税后),具有良好的经济效益。4本方案是在考虑原料外购的情况下做的比较,这样原料费用所占的成本比较高;如果对一个糠醛厂产品深加工、进行技术改造的话,效益将会更加明显。〖HT5”〗〖BG(〗〖BHDFG3*2,FK11,FK10*2F〗〖HT2ZY〗技术经济〖HT5”〗〖〗〖ZB(〗〖BHDG2,K10*2〗〖HT5H〗本〖KG*2。4〗版编辑〖HT5”〗〖BHDG1*2〗〖HT5K〗邬新民〖HT5”〗〖ZB)〗〖BG)F〗〖FL)〗

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