欢迎来到中国化工信息杂志
丁辛醇装置技术许可引进分析
2019年6期 发行日期:2019-03-15
作者:■ 上海英诺威新材料科技有限公司 李钢东

技术引进与技术许可引进
     
    技术引进是指一个国家或地区引入国外的软硬件技术及智力(人才),以迅速提升本国的技术水平,缩短与发达国家的技术差距。技术引进作为一种跨国行为,其最终目标是通过引进实现对发达国家的技术赶超。技术引进是发展中国家迅速提高技术水平的有效捷径。
    目前,中国原油加工能力和石油化工的龙头产业乙烯生产能力分别位居世界第二位,其发展速度远高于同期GDP增速,在此高速发展过程中,国外先进技术源源不断地引入中国,有力地推动了我国石化工业的发展和技术进步,为企业创造了较高的利润。
    相对于技术引进而言,自主开发技术需要较多的资金投入和较长的研究过程。技术引进具有投资少、见效快、后发优势明显的特点,是迅速提升我国技术水平的有效捷径。
    技术许可引进是技术引进的重要方式之一,主要包括专利费、技术资料、技术服务和培训三大块内容。

丁辛醇技术
 
    丁辛醇是指正丁醇和辛醇,其中,辛醇有多种同分异构体,工业上所说的辛醇是指2-乙基-1-己醇。历史上先后有多种方法工业生产正丁醇和辛醇,而丙烯羰基合成法(OXO法)又称为氢甲酰化法,是目前工业上广泛采用的正丁醇、辛醇生产工艺。羰基合成法是指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)、低压法(低压铑法)。低压法至今已发展40余年,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、BASF、三菱化成、美国伊士曼(Eastman)公司的技术。
    多年来我国只有吉化、大庆石化、北京化工四厂和齐鲁石化4套丁辛醇装置在运,自2004年末中国石化齐鲁公司合成树脂产品结构调整技术改造工程(又称齐鲁乙烯二轮改造)丙烯利用方案采用羰基合成生产辛醇装置(即齐鲁石化第二套羰基合成装置)建成投产后,该套装置累计实现销售收入约350亿元,利润数十亿元,尤其2007年、2008年为企业创造了巨大的经济效益,加之主要原料丙烯来源渠道多样以及技术可获得等条件,随后中国掀起了丁辛醇装置的投资热潮,有数家企业甚至民营企业先后投资建设了丁辛醇装置。鉴于此,本文从建设丁辛醇装置技术许可引进的可获得性方面进行分析比较,为投资决策者提供决策依据。

丁辛醇技术许可获得性比较
   
    1.Davy/Dow技术
    美国UCC和英国Davy及Johnson Mattey三家公司共同开发的铑催化剂低压羰基合成技术,以前简称U.D.J法,随公司的合并目前称为Davy/Dow技术,工业化装置于1976年建成投产。
    按照羰基合成催化剂循环方式的不同分为气相循环工艺和液相循环工艺。其中,液相循环工艺是羰基合成催化剂与反应产物一起离开反应器,通过闪蒸及蒸发将催化剂溶液分离出来,再循环回反应器,该工艺于1984年投入工业化应用。与气相循环工艺相比,液相循环工艺将两台并联反应器操作改为两台串联操作,增大了反应器的容积利用率,加快了反应速率,可使同样大小反应器的能力提高50%~80%。目前新建装置均采用液相循环工艺。
    UCC/Davy低压羰基合成工艺原料消耗低、产物的正异构比高,反应压力低,操作简单,流程短,设备少且腐蚀低,投资相对较低。该工艺是羰基合成最先进的技术之一。其缺点是铑催化剂对毒物比较敏感,对合成气和丙烯原料的净化要求较高。
    Davy/Dow工艺在广泛采用的Selector10基础上开发了Selector30技术,世界首套Selector30装置于1995年在美国建成投产,现美国有两家Dow(现已合并为陶氏杜邦)的工厂使用Selector30技术。沙特、中国台湾均有采用Selector30技术的在运装置。目前中国大陆尚无采用Selector30技术的装置建成。
    Davy/Dow工艺的Selector30技术工艺流程缩短,装置设备数量少于Selector10技术;对原料丙烯要求降低,且更适宜高含氮量合成气原料;羰基合成反应温度和压力降低,装置整体能耗、物耗下降;催化剂寿命延长,催化剂铑的用量大幅降低,当催化剂铑价格相对较高时,Selector30技术更能体现其优势;正异构比例从10:1提高到30:1,增加了调整产品结构的手段,更能适应市场需求变化。
    目前全世界超过半数的羰基合成醇装置采用Davy/ Dow工艺。最近10年世界新建大型丁辛醇装置几乎无一例外均采用Davy/ Dow工艺。该技术的广泛许可,已经降低了丁辛醇行业的介入门槛。与传统工艺Selector10比较,从技术角度考虑,更推荐投资者考虑Selector30技术的引进。笔者曾与技术许可商有过多次面对面讨论与沟通,预计Selector30技术需支付较高昂的技术许可转让费,同时,配位体NORMAX由Dow独家提供,价格预计也会比较高,一定程度会增加运营成本。新建装置采用哪种技术,尚需结合原料指标、贵金属铑催化剂的用量及价格、技术许可费用、配位体价格、投资与经济效益等多因素进行综合比较。
    2.BASF工艺
    德国BASF公司开发的低压羰基合成工艺于1982年实现工业化,其羰基合成采用铑的络合物为催化剂,以三苯基膦为配位体,用丁醛和高沸物配制成催化剂溶液。
    其中,羰基合成反应过程中,铑催化剂溶液、丙烯、合成气(H2/CO=1.14~1.24)送入鼓泡塔式反应器,在100℃、2.0MPa条件下反应,反应器温度由外部液体循环冷却控制,产物正异构比为9∶1~8∶1。
    BASF低压羰基合成工艺的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,采用一台鼓泡塔型反应器及液相加氢工艺,流程简单,操作方便,物料对设备无腐蚀,投资较低。该技术是羰基合成最先进的技术之一。
    BASF开发的丁辛醇生产技术处于世界先进水平。该公司在全球有4套丁辛醇装置,产能合计为119.1万吨。这些装置分别位于德国、美国、中国大陆和马来西亚,其中在中国大陆的装置是在南京与中国石化合资建有1套25万吨丁辛醇装置。
    分析该公司已建成装置的运作模式,作者分析BASF的丁辛醇技术主要限于在BASF公司内部使用(含BASF合资企业)使用。未来该公司丁辛醇技术许可的战略是否有调整,则需投资者在技术询价时进行了解与落实。BASF公司在投资之前,对前期市场研究高度重视,而非像国内一些投资者一窝蜂投资某些当下利润高的装置,这种理念值得国内投资者借鉴。
    3.三菱化成工艺技术
    日本三菱化成开发的技术,1984年在巴西建成首套工业化装置,产能为5.4万吨辛醇。该工艺采用铑络合物催化剂,以三苯基膦为配位体、甲苯为溶剂配制铑催化剂溶液。催化剂在回收循环中,有少量废催化剂需抽出待处理,同时连续将新催化剂加入反应器,以补充所减少的量。其中,羰基合成反应过程中,铑催化剂溶液、丙烯、合成气(H2/CO=1.01~1.02)送入反应器,在90~110℃、110~118MPa条件下反应,反应器内设盘管冷却移出反应热,产物正异构比为10∶1。
    该工艺的反应压力和反应温度低,产物正异构比较高,物料对设备腐蚀小。虽然省去了闪蒸和蒸发过程,但设置了醛塔专门分离催化剂,且催化剂回收系统复杂,并需连续向反应器补加新鲜催化剂,流程长、设备多,总投资较高。1996年投产的原北京化工四厂8万吨丁辛醇装置即采用该技术。
    目前全球采用三菱化成羰基合成技术的丁辛醇装置产能约35万吨,该技术对外转让较少。近10~15年该技术全球许可业绩有限,新技术的研发推动力不大,对新建装置的技术许可询价往往也不响应。
    4.伊士曼工艺
    美国伊士曼(Eastman)公司的低压羰基合成工艺于1952年在美国德克萨斯开发,于20世纪80年代完成工业化运营。该技术目前尚无商业转让,仅在伊士曼公司的美国和新加坡公司各有1套装置运行。该技术羰基合成采用铑化合物为催化剂,铑催化剂、丙烯、合成气送入反应器,在125℃、2.5MPa条件下反应,产物正异构比为3∶1~25∶1。
    该工艺主要特点是产品方案灵活,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。该技术在世界上有运行的生产装置,成熟可靠,但建厂较少。
    美国伊士曼化工公司是国际领先的化学品公司,总部位于美国田纳西州,是全球最大的包装用聚酯塑料供应商,是涂料原材料、特种化学品及塑料的领先供应商,醋酸纤维素纤维及基本化学品的主要供应商。伊士曼公司开发的羰基合成工艺技术目前仅在公司内部应用。该公司在全球建有2套装置,产能分别为39.6万吨和12万吨,前者位于美国,后者位于新加坡。
    伊士曼拥有独特的丙烯/乙烯共进料技术,乙烯经羰基合成生产丙醛,丙醛是精细化工产品。该公司也积极响应国内新建装置的技术询价,笔者分析该公司丁辛醇技术许可的战略有调整的可能,但技术许可转让及合作方式等探讨空间预计比较宽泛,需投资者在技术询价及前期商务谈判过程中,进行充分沟通。
   
    综上所述,目前新建丁辛醇装置,从技术许可的可获得性、业绩、技术研发推动力等综合分析,投资者可将Davy/Dow作为首选,但并不代表这是对其他工艺技术的比选结果。伊士曼公司独有的丙烯/乙烯共进料技术,乙烯经羰基合成生产丙醛,而丙醛是精细化工产品重要原料,值得投资者关注。今后随着其他公司丁辛醇生产技术的改进和进步,竞争会不断加剧。如果有多家专利商响应询价,则有利于投资者进行工艺技术比选和商务合同的谈判。有意投资丁辛醇的企业,需参考技术转让费、催化剂价格、装置建设投资、国内操作习惯等因素,根据更详细的比选数据进行分析、测算,综合考虑。

当前评论