化工企业成本管理

第七章

化工企业成本管理第一节化工企业生产成本计划一、预算预算是指在生产前，根据已批准的工艺流程图样和既定的生产方法，按照特定的方法计算生产费用（直接费用、间接费用、直接人工、加工费用）和利税。二、预算费用的组成在定额法预算中，产品造价通常由直接费、生产管理费、利润组成。

三、预算方法步骤

（一）熟悉化工生产工艺流程图及所采用的生产标准。（二）熟悉化工生产组织设计。（三）熟悉化工产品原料进料途径及价格走势，半成品价格定价规则。（四）按照化工产品工艺流程，分步计算成本。（五）编制化工生产成本预算书。第二节化工企业生产成本计算

一、化工企业生产成本计算的原则（一）合法性原则（二）可靠性原则（三）相关性原则（四）分期核算原则（五）权责发生制原则（六）实际成本计价原则（七）一致性原则（八）重要性原则二、生产成本计算的方法

（一）品种法（二）分批法（三）分步法案例：从聚丙烯酰胺的生产过程看成本的构成

聚丙烯生产工艺技术

浆液法液相本体法本体-气相组合法气相法浆液法聚合工艺

工艺概述浆液法工艺（Slurryprocess）也称淤浆法或溶剂法工艺，是最早的聚丙烯生产工艺，在长达近30年的时间里是最主要的聚丙烯生产工艺。虽然由于催化剂的进展使聚丙烯生产工艺发展成为更加简单的气相法和本体法工艺，但目前世界上有许多老的聚丙烯装置仍在生产高质量的聚丙烯产品。

随着高效、高立体选择性催化剂的开发并成功地应用到浆液法聚合工艺中，浆液法工艺流程得到简化，取消了脱灰工段，降低了脱除无规聚合物副产品的负荷，大大减少了溶剂可溶聚合物的生成量，原料消耗和能耗也大幅度降低，这极大改善了浆液法工艺的经济性，延长了浆液法工艺装置的寿命。到1990年，全球31％的聚丙烯生产能力仍采用浆液法工艺，1998年，该比例降到19％。主要的浆液法聚合工艺有蒙埃公司浆液法工艺、海格立斯公司浆液法工艺、三井东压化学公司浆液法工艺、阿莫科化学公司浆液法工艺、三井油化公司浆液法工艺、索尔维公司浆液法工艺、现代浆液法工艺。阿莫科浆液法工艺

概述

美国阿莫科化学（AmocoChem）公司（现为BP公司）拥有美国第一套独自开发的聚丙烯连续生产工艺装置。我国辽阳石油化纤公司化工三厂聚丙烯生产装置就是从该公司引进的，能生产均聚物、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物。阿莫科浆液法工艺流程示意图工艺特点阿莫科浆液法工工艺的特点是是：各种牌号的产产品均可用同同一催化剂体体系生产出来来；均聚、无规共共聚物采用两两台聚合釜并并联操作，嵌嵌段段共聚时采用用两台聚合釜釜串联操作；；聚合釜散热采采用夹套、盘盘管和物料循循环三种方式式，效效果显著；；采用水蒸汽连连续蒸馏法回回收己烷和上上除无规物；；造粒工段采用用双螺杆混炼炼、单螺杆挤挤压、自动换换筛和和水中热切切粒。阿莫科科溶剂法工艺艺的主要设备备的生产产效率高高，连续性强强，操作人员员少。三井油化公司司现代浆液法法概述三井油化的浆浆液法工艺采采用高活性、、高立体定向向性的催化剂剂，过程没有有催化剂分解解和洗涤工序序。由于该工工艺使用溶剂剂量小，溶剂剂回收工序简简化，加之不不需回收分解解剂，因此，，据介绍，整整个生产装置置的工程费用用与其它装液液法相比可节节省20％，，生产费用可可节省10％％，装置的能能耗也大幅度度降低。三井油化浆液液法工艺流程程示意图液相本体法聚聚合工艺本体法工艺有有过多种工艺艺路线。主要要的液相本体体法聚合工艺艺有Rexall（Rexene，，Dart，，ElPaso「埃尔尔帕索」）、、Philips（菲利利浦公司）液液相本体法工工艺、Sumitomo/Exxon本体聚合合工艺、三井井东压化学公公司液相本体体法工艺。经经讨30多年年的发展和竞竞争，目前Basell的Spheripol工艺（本体体和气相组合合法）居领先先地位。概述菲利浦工艺菲利浦液相本本体法工艺采采用带夹套的的环管反应器器。环管反应应器的是一台台首尾相连的的带有欢热夹夹套的单管热热交换器，它它由四根立管管和一台轴循循环泵组成。。菲利浦液相本本体法工艺流流程示意图（（第四代催化化剂）本体法和气相相法组合工艺艺主要的本体法和和气相法组合合工艺有:Spheripol工艺艺Hypol工工艺北欧化工的北北星双峰聚丙丙烯BOSTAR工艺Spheripol工艺艺概况采用Spheripol工艺的聚丙丙烯装置工艺特点均聚反应采用用液相环管反反应器。浆液液浓度高（＞＞50％wt）。反应器器的单程转化化率高，达到到50～65％。多相共聚采用用气相法密相相流化床反应应器。其催催化剂的粒径径大而且圆，，所生成的聚聚合物颗粒大大（粒径2mm左右）且且粒径分布窄窄，颗粒呈球球形，流动性性好，堆积密密度高（450k／m3）。反应器器时-空产率率可达80kgEPR/（h·m3）（总应器器容积），容容积利用率接接近50％。。采用一个气相相反应器系统统可以生产乙乙烯含量在8～12％wt的抗冲共共聚物。如需需生产橡胶相相含量更高且且可能具有一一个以上分散散相的特殊抗抗冲共聚物如如低白点产品品，则需要设设计两个气相相反应器系统统。Spheripol工艺艺技术能提供供全范围的产产品，包括均均聚物、无规规共聚物、抗抗冲共聚物、、三元共聚物物（乙烯-丙丙烯－丁烯共共聚物），其其均聚物产品品的MFR范范围为0.1～2000g/10min，工业业化产品的MFR达到1860g/10min，（特殊的的不造粒产品品）。工业化生产的的无规共聚物物产品中乙烯烯含量高达4.5％（wt），并有有乙烯-丙烯烯-丁烯三元元共聚物产品品，密封起始始温度低至110℃。抗冲共聚产品品乙烯含量可可高达25％％（40％橡橡胶相），并并已具有达到到40％乙烯烯含量（60％橡胶相））的能力。Spheripol被誉誉为新一代PP工艺的的BasellAddipol生生产工艺早在在1980年年代就实现了了工业化，由由于不需造粒粒，被广泛地地用于可以直直接使用粉料料和不能造粒粒的高流动性性（MFR＞＞80）产品品。Addipol工艺是在在Spheripol工工艺基础上，，以球形催化化剂使丙烯形形成粒径为0.4～4mm平均粒径径2mm的粒粒子。工艺特点：低低的操作费用用（与常规挤挤出混合造粒粒比），设备备总投资低30％。能量量消耗减少85％，挤出出造粒的能耗耗为250kw·h/t，而Addipol工工艺约35kw·h/t。维修成本本减少80％％。为用户提供优优良的产品，，制品加工所所需的能量减减少10％，，需染色颜料料量减少15～20％。。MFR最高高＞800，，最低＜0.5。Addipol工工艺关键是新新型催化剂系系统和新型添添加剂加入技技术。Addipol工艺Spheripol工艺艺过程包括催催化剂制备、、预聚合及液液相本体反应应系统、气相相反应系统、、聚合物脱气气及单体回收收、聚合物汽汽蒸干燥、挤挤压造粒等工工序。生产无规共聚聚物时，乙烯烯同时加入第第一组和第二二组反应器。。聚合反应的的压力为3.4～4.4MPa，反反应温度为75～80℃℃。生产抗冲共聚聚物时，使用用一个共聚反反应器。第一一共聚反应器器的温度80℃，反应压压力为1.l～l.3MPa。工艺过程Spheripol工艺艺流程示意图图Hypol工工艺概况HY-HS-II型催化化剂的开发成成功，是PP工艺划时代代的进步，三三井化学也因因此发展了液液相本体和气气相法相结合合的Hypol工艺。据据称可生产0.10～600MFR范围的产品品，单条生产产线最大能力力可达16万万吨/年，抗抗冲共聚产品品的乙烯含量量已达25％％（40％橡橡胶体），据据称其工艺可可使乙烯含量量达30％（（50％橡胶胶体）。采用Hypol工艺的聚丙烯装置工艺特点HY-HS-IIHypol工艺是是多级聚合工工艺，它把溶溶剂法丙烯聚聚合工艺的优优点同气相法法聚合工艺的的优点融为一一体，是一种种不脱灰、不不脱无规物能能生产多种牌牌号聚丙烯的的工艺。工艺艺的特点如下下：通过预聚和动动态过滤使全全部催化剂颗颗粒都能处理理得非非常均匀；；多级反应系统统用来降低催催化剂的“短短路现象”。。超高活性和立立体有择性的的催化剂聚合物颗粒具具有很好的刚刚性、球状、、大小均匀。。抗冲共聚物中中乙烯达14mol％，，无无规共聚乙烯烯达6mol％。Hypol工工艺流程图北欧化工的北北星双峰聚丙丙烯BOSTAR工艺概况北星双峰聚丙丙烯工艺采用用双反应器即即环管反应器器串联气相反反应器生产均均聚物和无规规共聚物，再再串联一台或或两台气相反反应器生产抗抗冲共聚物。。北欧化工第一一套采用北星星双峰聚丙烯烯工艺的工业业装置，设计计能力20万万吨/年，建建在奥地利的的Schwechat，，于2000年5月建成成投产。北星双峰聚丙丙烯工艺采用用北欧化工的的BCI系列列催化剂，能能够适应较高高的聚合温度度，该催化剂剂的活性和等等规度随聚合合温度的增大大而增大。工艺特点北星双峰聚丙丙烯工艺在超超临界条件下下操作，聚合合温度和压力力都较高。主要特点如下下：更高活性的MgCl2载载体载体催化化剂（BCI）。使用的的Z-N系列列催化剂反应应温度越高，，活性越高。。90℃时甚甚至至达到100，000kg聚丙烯/kg催化剂剂。产品中的的催化剂剂残余量量非常低。环管反应器在在超临界条件件下操作，加加入的氢气浓浓度几乎乎没有限限制。可以直直接在反应器器中生产很高高熔融指数的的产品。MFR超过1000g/10min。。能够生产单峰峰和双峰产品品。将在“第二二章新技术术开发”中中做详细介绍绍。气相法工艺气相法聚丙烯烯工艺的研究究和开发开始始于60年代代早期。目前前，气相法聚聚丙烯工艺主主要有采用立立式搅拌床的的Novolen工艺（（BASF））、采用立式式流化床的Unipol工艺（UCC）、BP和Chisso公司的的卧式搅拌床床工艺、住友友化学（Sumitomo）的采用用立式流化床床的气相法工工艺。此外，，其它公司，，如三井化学学、Basell、Borealis等公司的的聚丙烯工艺艺技术也利用用气相流化床床反应器生产产抗冲共聚物物。概述述气相相法法在在1970年年代代一一直直由由BASF公公司司的的Novolen工工艺艺独独占占市市场场1980年年代代后后期期以以后后，，采采用用气气相相流流化化床床反反应应器器的的UCCUnipol气气相相聚聚丙丙烯烯工工艺艺发发展展迅迅速速，，近近10年年来来居居于于气气相相法法工工艺艺的的领领先先地地位位。。而而近近几几年年采采用用独独特特的的卧卧式式搅搅拌拌床床反反应应器器的的BP-Amoco和和Chisso的的气气相相法法聚聚丙丙烯烯工工艺艺的的市市场场份份额额也也有有较较大大增增长长。。1998年年底底，，气气相相法法工工艺艺的的生生产产能能力力占占全全球球聚聚丙丙烯烯生生产产能能力力的的27.9％％。。气相相法法生生产产工工艺艺与与浆浆液液法法和和液液相相本本体体法法工工艺艺相相比比，，具具有有下下列列一一些些特特点点：：可在在宽宽范范围围内内调调节节产产品品品品种种。。易易于于控控制制丙丙烯烯产产物物的的分分子子量量和和共共聚聚单单体体含含量量。。适宜宜抗抗冲冲聚聚丙丙烯烯的的生生产产。。安全全性性好好，，开开停停车车方方便便。。每每单单位位反反应应器器容容积积中中的的物物料料数数量量仅仅为为浆浆液液工工艺艺的的1/5，，本本体体工工艺艺的的1/35。。各种种气气相相法法工工艺艺比比较较各种种气气相相法法工工艺艺的的反反应应器器型型式式可可分分为为流流化化床床、、带带刮刮壁壁器器的的立立式式流流化化床床、、立立式式搅搅拌拌床床、、卧卧式式搅搅拌拌床床四四种种类类型型，，见见下下图图。反应应器器型型式式和和搅搅拌拌方方式式气相相反反应应器器的的型型式式各种种Novolen工工艺艺和和BP/Chisso公公司司的的气气相相聚聚丙丙烯烯工工艺艺利利用用液液体体丙丙烯烯的的气气化化潜潜效效除除去去聚聚合合反反应应热热。。Unipol工工艺艺和和Sumitomo气气相相聚聚丙丙烯烯工工艺艺及及其其它它采采用用流流化化床床反反应应器器的的工工艺艺主主要要是是用用冷冷丙丙烯烯气气体体的的显显热热除除去去聚聚合合反反应应热热。。由由于于丙丙烯烯气气体体的的显显效效较较小小，，冷冷丙丙烯烯气气体体的的用用量量就就很很大大（（大大约约为为聚聚合合量量的的50倍倍）），，因因此此鼓鼓风风机机的的能能耗耗较较大大。。反应器撤热热方式各种在Novolen工艺的的立式搅拌拌床反应器器中，物料料流动属于于理想混合合型。BP/Chisso气相聚丙丙烯工艺的的卧式搅拌拌床反应器器中，物料料流动接近近活塞流型型。根据研研究，一台台BP/Chisso的反应应器相当于于2～3台台串联的连连续搅拌釜釜反应器的的流动形式式。反应器物流流型式主要气相PP工艺比比较表Novolen工艺艺（BASF）工艺特点Novolen工艺艺是由BASF公司司开发成功功的。1991年开开始采用高高效载体催催化剂，1997年年建成第一一套采用75m3反反应器、18万吨/年的生产产装置，并并商业生产产茂金属聚聚丙烯。目目前PTK4催化剂剂己用于采采用Novolen工艺技术术的工厂。。PTK4催化剂采采用硅石（（Silica）载载体。BASF在在硅石载体体催化剂的的研究方面面有很长的的历史。1997年年开发出第第一个商业业化的硅石石载体聚丙丙烯茂金属属催化剂。。2000年2季度度投产的聚聚丙烯茂金金属催化剂剂工厂能够够提供年产产100万万吨茂金属属聚丙烯所所需的催化化剂。采用Novolen工艺的工工厂Unipol工艺（（UCC））概况Unipol聚丙烯烯工艺采用用气相流化化床反应器器系统，只只用两台串串联的反应应器系统就就能够灵活活地生产全全范围的聚聚丙烯产品品。商业化化均聚物产产品的MFR为0.5～45。1993年年，UCC开发出Unipol工艺独独有的丙烯烯和丁烯-1共聚的的特殊无规规共聚产品品，商品名名为CEFOR丁烯烯-l含量量为8～12.5wt％，熔熔点为131～142℃，MFR范围围3.4～～12。与与丙烯-乙乙烯无规共共聚产品相相比，CEFOR产产品的主要要特点是光光学性能更更好，熔点点更低，有有更好的热热封性。采用Unipol工工艺的工厂厂BP-Amoco工工艺（Innovene气相法聚聚丙烯工艺艺）Innovene气气相法聚丙丙烯工艺既既原Amoco或BP-Amoco气气相法聚丙丙烯工艺。。BP-Amoco气相法工工艺采用接接近活塞流流式的卧式式反应器，，并带一个个特殊设计计的水平搅搅拌器，也也是当今最最先进的聚聚丙烯技术术之一。BP-Amoco气气相法工艺艺的主要特特点是采用用独特的接接近活塞流流的卧式搅搅拌床反应应器，采用用高效CD催化剂。。流程短，，能耗较低低，过渡产产品少，抗抗冲共聚物物产品的综综合性能好好，安全环环保。工艺特点InnoveneCD催化剂剂是专为气气相法工艺艺研制的高高效载体催催化剂，催催化剂的形形态控制，，有很高的的活性和选选择性。能能控制无规规聚丙烯的的生成，产产品有很高高的等规度度。聚合产产品粒度分分布窄，粉粉料流动性性好，灰分分含量低，，色泽好等等。采用该该催化剂，，使工艺流流程得到简简化。CD催化剂的的活性在25000～55000kgPP/g催化剂剂，取决于于原料纯度度和反应器器的数量。。生产的粉粉料产品的的等规度也也很稳定，，等规度最最高可达99％。CD催化剂剂的另一特特点是不需需预处理或或预聚合，，可以直接接加入反应应器，并且且该催化剂剂可以生产产所有聚丙丙烯产品。。反应器为卧卧式圆柱形形压力容器器，在轴向向设有桨式式搅拌器。。反应器下下部用堰分分成四部分分，单体和和氢进入每每一部分，，混合物被被连续搅拌拌以避免形形成热点。。气相空间间可被分成成两个以上上的空间，，在这些区区内可以进进入不同的的气体组分分，以加宽宽分子量分分布。聚合物在形形成过程中中，可由一一个区转到到下一个区区。最后可可以熔融状状态排出，，也可以以以粉末状态态排出。反反应热靠液液体原料的的蒸发移出出。形成的的蒸气有利利于流化床床的充气、、鼓动。据BP介绍绍，一台这这种反应器器的性能相相当于三台台以上的串串联返混式式反应器（（如流化床床或本体液液相反应器器）。由于于物料在反反应器的流流动接近活活塞流，走走短路的催催化剂极少少，只用两两台反应器器就可以生生产高性能能的抗冲共共聚物。另另外，反应应器的时-空产率（（单位反应应器容积的的生产率，，kg/h-m3））在各种聚聚丙烯工艺艺中是最高高的，这使使得投资较较低。同样也是因因为独特的的反应器设设计，BP-Amoco气相相法工艺的的产品过渡渡很短，理理论上产品品的过渡时时间要比连连续搅拌反反应器或流流化床反应应器短2/3，因而而产品切换换容易，过过渡产品很很少。由于工艺流流程简短，，反应器设设计独特，，聚合压力力比较低，，没有大型型的转动设设备，电能能消耗在各各种PP工工艺中处于于最低之列列。由于是是气相聚合合系统，不不必像液相相法那样用用蒸汽加热热反应器随随聚合物排排出的液体体丙烯，因因而蒸汽消消耗量很少少，生产均均聚产品的的能耗在各各种工艺中中是最低的的。BP的气相相法工艺向向其它气相相法工艺一一样，聚合合系统内没没有大量的的液态烃，，本质上比比液相本体体法要安全全一些。本工艺均聚聚产品的MFR可从从0.5到到100，，产品韧性性高于其它它气相聚合合工艺，无无规共聚产产品的MFR为2～～35，其其乙烯含量量为0.5～0.7％，抗冲冲共聚产品品MFR为为1～35，乙烯含含量为5～～15％。。工艺的优优点之一是是其产品的的物理性质质匹配较好好，可以生生产粘滞性性和抗冲强强度在高水水平上平衡衡的产品。。BP-Amoco气气相聚丙烯烯工艺流程程示意图采用BP/Amoco气相法法聚丙烯工工艺的工厂厂Chisso工艺Chisso气相法法聚丙烯工工艺技术是是在BP-Amoco气相法法聚丙烯工工艺技术基基础上发展展起来的，，两者有很很多相似之之处。不同同点是：Chisso工艺的的第一反应应器布置在在‘第二反反应器的顶顶上，第一一反应器的的出料重力力流入一个个简单的气气锁装置，，然后用丙丙烯气压送送入第二反反应器。Chisso气相法法聚丙烯工工艺采用THC-C催化剂，，是东邦钛钛（TohoTitanium）公公司研制的的。该催化化剂有很高高的活性和和选择性，，能够控制制无定型聚聚合物的生生成，同时时保持生成成很高收率率的等规聚聚合物。Chisso称采用用THC-C催化剂剂的聚丙烯烯形态好，，细粉少，，流动性好好，易于输输送至第二二反应器。。典型活性性为25000~40000kg聚丙丙烯/kg催化剂。。但该催化化剂需要预预处理，用用己烷配成成浆液，加加入少量丙丙烯处理几几个小时。。否则产品品中细粉增增多，流动动性降低，，共聚反应应器的操作作困难。工艺特点Chisso气相聚聚丙烯工工艺流程示示意图从聚丙烯酰酰胺的生产产过程看成成本的构成成工艺技术比比较技术性经济性目前仍具有有竞争力和和生命力的的工艺技术术主要是气气相法、本本体法和二二者的组合合法技术，，包括Spheripol工工艺、Unipol工艺、Novolen工艺艺、BP的的Innovene气相法工工艺、Chisso气相法工工艺、以及及新出现的的Borealis的Borstar工艺。几种工艺的的简要技术术比较见下下表。从聚丙烯酰酰胺的生产产过程看成成本的构成成技术比较简要工艺技技术比较表表*HP均聚物物，RCP无规共共聚物，ICP抗抗冲共聚物物化学系统公公司对各种种聚丙烯工工艺技术的的投资与操操作费用作作过全面的的比较，该该比较假设设工厂按照照化工装置置的一般设设计标准设设计。见下表。经济性比较经济性比较较（抗冲共共聚产品））可以看出：：除Borstar工艺之之外，Spheripol，Unipol，，Novolen，，Innovene四种主要要工艺的投投资和生产产成本相差差不大，表表明主流聚聚丙烯工艺艺技术的经经济性非常常接近。经济性比较较的情况与与目前工艺艺技术占据据市场份额额的情况并并不完全一一致。由于于各种工艺艺技术的经经济性相差差并不显著著，在工艺艺技术选择择时其它影影响因素就就显得比较较重要，尤尤其是专利费的高高低，产品品种和性能范围，产品切换的的灵活性，大型装置的的业绩等参考因素素。三、生产成成本的构成成生产成本