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丁辛醇投资决策需关注铑金属价格
2018年22期 发行日期:2018-11-15
作者:■ 中国石油化工集团公司物资装备部(中国石化国际事业有限公司) 刘媛

    近45年间,金属铑的价格大起大落,类似过山车。最高值为9745美元/盎司,最低值为182美元/盎司,二者之比高达53.5。铑金属催化剂在丁辛醇装置建设投资中所占比例5%~20%,投资丁辛醇装置时有必要密切关注其价格走势,如何在合适的时间点采购,以期降低铑金属催化剂的费用应该受到投资者高度重视。
 
1.丁辛醇羰基合成工艺
    
    工业上正丁醇有五种生产工艺:发酵法、乙醛缩合法(又称醇醛缩合法,Aldol法)、雷珀法(Reppe法)、齐格勒法和丙烯羰基合成法(OXO法);辛醇的工业生产工艺主要是羰基合成法、乙醛缩合法两种。目前工业广泛应用的是丙烯羰基合成法。
    丙烯羰基合成法又称氢甲酰化法,是目前广泛采用的丁辛醇生产工艺。丙烯与合成气进行氢甲酰化反应生成正丁醛和异丁醛,正丁醛和异丁醛进行催化加氢得到正丁醇和异丁醇;二分子的丁醛经缩合脱水生成2-乙基己烯醛,然后催化加氢制得辛醇。羰基合成法又有高压钴法、中压法(改良钴法、改良铑法)和低压法(低压铑法)。
    自首套工业化丙烯羰基合成法工业装置于1944年在德国鲁尔(Ruhr)公司建成投产以来,OXO合成工艺先后经历了1944—1965年间的高压羰基合成法发展阶段、1965—1976年间的羰基合成中压法阶段;从1976年至今为低压铑法羰基合成阶段,该工艺在丁辛醇工业领域独领风骚,目前新建装置均采用低压羰基合成工艺,已有数套高压钴法装置改为低压铑法。多家专利商开发了低压羰基合成技术,包括Davy/Dow技术、三菱化成、BASF、美国伊士曼(Eastman)公司。
    三菱化成工艺产物正异构比较高,物料对设备腐蚀小,但催化剂回收系统复杂,流程长、设备多,总投资较高。BASF工艺原料和公用工程消耗低,正异构比例较高且有变化弹性,反应压力低,物料对设备无腐蚀,投资较低,是羰基合成最先进的技术之一。
    Eastman工艺产品方案灵活,其独有的乙烯-丙烯共进料工艺技术可同时生产丁醛和丙醛及相关的醇类产品,以适应市场需求。但该技术基本不转让,目前仅在公司内部使用。
    最近10年世界新建丁辛醇装置几乎均采用Davy/Dow低压合成工艺。所以目前丁辛醇装置的投资建设必然涉及贵金属铑。

2.铑金属
     

    2.1铑金属基本性质
    金属铑于1804年左右由英国化学家沃拉斯顿发现,因铑盐溶液呈现玫瑰淡红色彩,故以希腊字rhodon(玫瑰)命名为rhodium。
    铑是银白色金属,质硬而脆,耐磨,也有相当的延展性。密度为12.4g/cm3。熔点为1966±3℃,沸点为3727±100℃。元素周期表中铑属于铂系元素,几乎完全成单质状态存在,高度分散在各种矿石中。铂系元素几乎无例外地共同存在,形成天然合金,提取铑金属的工艺相当复杂。因储量少、提炼复杂、产量低,估计世界铑金属的年产量仅为7~8吨,其年产量不足同为8种贵金属之一的黄金年产量的4‰,是世界最稀有的天然金属之一,其财富象征地位高过黄金和铂金。
    铑金属的主要用途是用作高质量科学仪器的防磨涂料和催化剂;铑铂合金用于生产热电偶,也用于汽车制造业、电话中继器、珠宝等行业。
    目前世界上生产丁辛醇的主流工艺均采用羰基合成工艺,所有在运低压羰基合成装置均采用铑金属催化剂,以广泛采用的Davy/DOW的Selector-10技术为例,作者初步估算,25万吨丁辛醇装置初次填装催化剂铑金属用量约为100千克,其在丁辛醇装置建设投资中所占比例为5%~20%,投资丁辛醇装置时有必要密切关注其价格走势。
    2.2铑金属价格变化规律研究
    铑金属价格高昂且易受多种因素影响而产生较大波动。据伦敦金属交易市场数据,自1972—2017年的45年间,金属铑的价格大起大落,类似过山车。金属铑月均价最高值为9745美元/盎司,最低值为182美元/盎司,价差达9563美元/盎司,最高价是最低价的53.5倍。1972—2017年铑金属价格曲线如图1所示。
    从图1可以看出,45年间金属铑价格走势大致可以分为5个阶段。1972—1989年的18年间价格不断上升,累计上涨1448美元/盎司,年均涨幅41.3%;1990—1992年出现第一次脉冲式冲高回落走势,最高价5347美元/盎司,最低价1682美元/盎司,波动幅度达217.9%;1993—2004年的12年间价格低位大幅振荡,最高价2453美元/盎司,最低价182美元/盎司,振荡幅度高达1247.8%,即12年间最高价是最低价的13.48倍;2005—2008年出现第二次脉冲式冲高回落走势,最高价9745美元/盎司,最低价1022美元/盎司,变化幅度为853.5%,即短期脉冲间最高价是最低价的9.54倍;2009—2017年,价格首先在1000~2800美元/盎司之间振荡,然后缓慢走低,月均价曾达到597美元/盎司,现在1000美元/盎司一带盘整。
    2.3铑金属价格与石化产品价格关联性研究
    笔者将铑金属与多个石化产品价格进行了关联研究,以聚丙烯为例,将1986—2016年30年间的金属铑年均价和聚丙烯年均价绘于图2。从此图可知,1999年以前二者相关性不大;从1999年开始二者走势存在明显的趋同性,但铑的价格振荡幅度更大。铑作为石化装置丁辛醇生产过程中羰基合成单元的催化剂,与石化产品价格具有一定关联性。这一观点应该引起投资者和生产企业重视。


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