化工企業(yè)成本管理

第七章

化工企業(yè)成本管理第一節(jié)化工企業(yè)生產成本計劃一、預算預算是指在生產前，根據已批準的工藝流程圖樣和既定的生產方法，按照特定的方法計算生產費用（直接費用、間接費用、直接人工、加工費用）和利稅。二、預算費用的組成在定額法預算中，產品造價通常由直接費、生產管理費、利潤組成。

三、預算方法步驟

（一）熟悉化工生產工藝流程圖及所采用的生產標準。（二）熟悉化工生產組織設計。（三）熟悉化工產品原料進料途徑及價格走勢，半成品價格定價規(guī)則。（四）按照化工產品工藝流程，分步計算成本。（五）編制化工生產成本預算書。第二節(jié)化工企業(yè)生產成本計算

一、化工企業(yè)生產成本計算的原則（一）合法性原則（二）可靠性原則（三）相關性原則（四）分期核算原則（五）權責發(fā)生制原則（六）實際成本計價原則（七）一致性原則（八）重要性原則二、生產成本計算的方法

（一）品種法（二）分批法（三）分步法案例：從聚丙烯酰胺的生產過程看成本的構成

聚丙烯生產工藝技術

漿液法液相本體法本體-氣相組合法氣相法漿液法聚合工藝

工藝概述漿液法工藝（Slurryprocess）也稱淤漿法或溶劑法工藝，是最早的聚丙烯生產工藝，在長達近30年的時間里是最主要的聚丙烯生產工藝。雖然由于催化劑的進展使聚丙烯生產工藝發(fā)展成為更加簡單的氣相法和本體法工藝，但目前世界上有許多老的聚丙烯裝置仍在生產高質量的聚丙烯產品。

隨著高效、高立體選擇性催化劑的開發(fā)并成功地應用到漿液法聚合工藝中，漿液法工藝流程得到簡化，取消了脫灰工段，降低了脫除無規(guī)聚合物副產品的負荷，大大減少了溶劑可溶聚合物的生成量，原料消耗和能耗也大幅度降低，這極大改善了漿液法工藝的經濟性，延長了漿液法工藝裝置的壽命。到1990年，全球31％的聚丙烯生產能力仍采用漿液法工藝，1998年，該比例降到19％。主要的漿液法聚合工藝有蒙埃公司漿液法工藝、海格立斯公司漿液法工藝、三井東壓化學公司漿液法工藝、阿莫科化學公司漿液法工藝、三井油化公司漿液法工藝、索爾維公司漿液法工藝、現代漿液法工藝。阿莫科漿液法工藝

概述

美國阿莫科化學（AmocoChem）公司（現為BP公司）擁有美國第一套獨自開發(fā)的聚丙烯連續(xù)生產工藝裝置。我國遼陽石油化纖公司化工三廠聚丙烯生產裝置就是從該公司引進的，能生產均聚物、丙烯-乙烯無規(guī)共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物。阿莫科漿液法工藝流程示意圖工藝特點阿莫科漿液法工工藝的特點是是：各種牌號的產產品均可用同同一催化劑體體系生產出來來；均聚、無規(guī)共共聚物采用兩兩臺聚合釜并并聯操作，嵌嵌段段共聚時采用用兩臺聚合釜釜串聯操作；；聚合釜散熱采采用夾套、盤盤管和物料循循環(huán)三種方式式，效效果顯著；；采用水蒸汽連連續(xù)蒸餾法回回收己烷和上上除無規(guī)物；；造粒工段采用用雙螺桿混煉煉、單螺桿擠擠壓、自動換換篩和和水中熱切切粒。阿莫科科溶劑法工藝藝的主要設備備的生產產效率高高，連續(xù)性強強，操作人員員少。三井油化公司司現代漿液法法概述三井油化的漿漿液法工藝采采用高活性、、高立體定向向性的催化劑劑，過程沒有有催化劑分解解和洗滌工序序。由于該工工藝使用溶劑劑量小，溶劑劑回收工序簡簡化，加之不不需回收分解解劑，因此，，據介紹，整整個生產裝置置的工程費用用與其它裝液液法相比可節(jié)節(jié)省20％，，生產費用可可節(jié)省10％％，裝置的能能耗也大幅度度降低。三井油化漿液液法工藝流程程示意圖液相本體法聚聚合工藝本體法工藝有有過多種工藝藝路線。主要要的液相本體體法聚合工藝藝有Rexall（Rexene，，Dart，，ElPaso「埃爾爾帕索」）、、Philips（菲利利浦公司）液液相本體法工工藝、Sumitomo/Exxon本體聚合合工藝、三井井東壓化學公公司液相本體體法工藝。經經討30多年年的發(fā)展和競競爭，目前Basell的Spheripol工藝（本體體和氣相組合合法）居領先先地位。概述菲利浦工藝菲利浦液相本本體法工藝采采用帶夾套的的環(huán)管反應器器。環(huán)管反應應器的是一臺臺首尾相連的的帶有歡熱夾夾套的單管熱熱交換器，它它由四根立管管和一臺軸循循環(huán)泵組成。。菲利浦液相本本體法工藝流流程示意圖（（第四代催化化劑）本體法和氣相相法組合工藝藝主要的本體法和和氣相法組合合工藝有:Spheripol工藝藝Hypol工工藝北歐化工的北北星雙峰聚丙丙烯BOSTAR工藝Spheripol工藝藝概況采用Spheripol工藝的聚丙丙烯裝置工藝特點均聚反應采用用液相環(huán)管反反應器。漿液液濃度高（＞＞50％wt）。反應器器的單程轉化化率高，達到到50～65％。多相共聚采用用氣相法密相相流化床反應應器。其催催化劑的粒徑徑大而且圓，，所生成的聚聚合物顆粒大大（粒徑2mm左右）且且粒徑分布窄窄，顆粒呈球球形，流動性性好，堆積密密度高（450k／m3）。反應器器時-空產率率可達80kgEPR/（h·m3）（總應器器容積），容容積利用率接接近50％。。采用一個氣相相反應器系統(tǒng)統(tǒng)可以生產乙乙烯含量在8～12％wt的抗沖共共聚物。如需需生產橡膠相相含量更高且且可能具有一一個以上分散散相的特殊抗抗沖共聚物如如低白點產品品，則需要設設計兩個氣相相反應器系統(tǒng)統(tǒng)。Spheripol工藝藝技術能提供供全范圍的產產品，包括均均聚物、無規(guī)規(guī)共聚物、抗抗沖共聚物、、三元共聚物物（乙烯-丙丙烯－丁烯共共聚物），其其均聚物產品品的MFR范范圍為0.1～2000g/10min，工業(yè)業(yè)化產品的MFR達到1860g/10min，（特殊的的不造粒產品品）。工業(yè)化生產的的無規(guī)共聚物物產品中乙烯烯含量高達4.5％（wt），并有有乙烯-丙烯烯-丁烯三元元共聚物產品品，密封起始始溫度低至110℃。抗沖共聚產品品乙烯含量可可高達25％％（40％橡橡膠相），并并已具有達到到40％乙烯烯含量（60％橡膠相））的能力。Spheripol被譽譽為新一代PP工藝的的BasellAddipol生生產工藝早在在1980年年代就實現了了工業(yè)化，由由于不需造粒粒，被廣泛地地用于可以直直接使用粉料料和不能造粒粒的高流動性性（MFR＞＞80）產品品。Addipol工藝是在在Spheripol工工藝基礎上，，以球形催化化劑使丙烯形形成粒徑為0.4～4mm平均粒徑徑2mm的粒粒子。工藝特點：低低的操作費用用（與常規(guī)擠擠出混合造粒粒比），設備備總投資低30％。能量量消耗減少85％，擠出出造粒的能耗耗為250kw·h/t，而Addipol工工藝約35kw·h/t。維修成本本減少80％％。為用戶提供優(yōu)優(yōu)良的產品，，制品加工所所需的能量減減少10％，，需染色顏料料量減少15～20％。。MFR最高高＞800，，最低＜0.5。Addipol工工藝關鍵是新新型催化劑系系統(tǒng)和新型添添加劑加入技技術。Addipol工藝Spheripol工藝藝過程包括催催化劑制備、、預聚合及液液相本體反應應系統(tǒng)、氣相相反應系統(tǒng)、、聚合物脫氣氣及單體回收收、聚合物汽汽蒸干燥、擠擠壓造粒等工工序。生產無規(guī)共聚聚物時，乙烯烯同時加入第第一組和第二二組反應器。。聚合反應的的壓力為3.4～4.4MPa，反反應溫度為75～80℃℃。生產抗沖共聚聚物時，使用用一個共聚反反應器。第一一共聚反應器器的溫度80℃，反應壓壓力為1.l～l.3MPa。工藝過程Spheripol工藝藝流程示意圖圖Hypol工工藝概況HY-HS-II型催化化劑的開發(fā)成成功，是PP工藝劃時代代的進步，三三井化學也因因此發(fā)展了液液相本體和氣氣相法相結合合的Hypol工藝。據據稱可生產0.10～600MFR范圍的產品品，單條生產產線最大能力力可達16萬萬噸/年，抗抗沖共聚產品品的乙烯含量量已達25％％（40％橡橡膠體），據據稱其工藝可可使乙烯含量量達30％（（50％橡膠膠體）。采用Hypol工藝的聚丙烯裝置工藝特點HY-HS-IIHypol工藝是是多級聚合工工藝，它把溶溶劑法丙烯聚聚合工藝的優(yōu)優(yōu)點同氣相法法聚合工藝的的優(yōu)點融為一一體，是一種種不脫灰、不不脫無規(guī)物能能生產多種牌牌號聚丙烯的的工藝。工藝藝的特點如下下：通過預聚和動動態(tài)過濾使全全部催化劑顆顆粒都能處理理得非非常均勻；；多級反應系統(tǒng)統(tǒng)用來降低催催化劑的“短短路現象”。。超高活性和立立體有擇性的的催化劑聚合物顆粒具具有很好的剛剛性、球狀、、大小均勻。?？箾_共聚物中中乙烯達14mol％，，無無規(guī)共聚乙烯烯達6mol％。Hypol工工藝流程圖北歐化工的北北星雙峰聚丙丙烯BOSTAR工藝概況北星雙峰聚丙丙烯工藝采用用雙反應器即即環(huán)管反應器器串聯氣相反反應器生產均均聚物和無規(guī)規(guī)共聚物，再再串聯一臺或或兩臺氣相反反應器生產抗抗沖共聚物。。北歐化工第一一套采用北星星雙峰聚丙烯烯工藝的工業(yè)業(yè)裝置，設計計能力20萬萬噸/年，建建在奧地利的的Schwechat，，于2000年5月建成成投產。北星雙峰聚丙丙烯工藝采用用北歐化工的的BCI系列列催化劑，能能夠適應較高高的聚合溫度度，該催化劑劑的活性和等等規(guī)度隨聚合合溫度的增大大而增大。工藝特點北星雙峰聚丙丙烯工藝在超超臨界條件下下操作，聚合合溫度和壓力力都較高。主要特點如下下：更高活性的MgCl2載載體載體催化化劑（BCI）。使用的的Z-N系列列催化劑反應應溫度越高，，活性越高。。90℃時甚甚至至達到100，000kg聚丙烯/kg催化劑劑。產品中的的催化劑劑殘余量量非常低。環(huán)管反應器在在超臨界條件件下操作，加加入的氫氣濃濃度幾乎乎沒有限限制?？梢灾敝苯釉诜磻髌髦猩a很高高熔融指數的的產品。MFR超過1000g/10min。。能夠生產單峰峰和雙峰產品品。將在“第二二章新技術術開發(fā)”中中做詳細介紹紹。氣相法工藝氣相法聚丙烯烯工藝的研究究和開發(fā)開始始于60年代代早期。目前前，氣相法聚聚丙烯工藝主主要有采用立立式攪拌床的的Novolen工藝（（BASF））、采用立式式流化床的Unipol工藝（UCC）、BP和Chisso公司的的臥式攪拌床床工藝、住友友化學（Sumitomo）的采用用立式流化床床的氣相法工工藝。此外，，其它公司，，如三井化學學、Basell、Borealis等公司的的聚丙烯工藝藝技術也利用用氣相流化床床反應器生產產抗沖共聚物物。概述述氣相相法法在在1970年年代代一一直直由由BASF公公司司的的Novolen工工藝藝獨獨占占市市場場1980年年代代后后期期以以后后，，采采用用氣氣相相流流化化床床反反應應器器的的UCCUnipol氣氣相相聚聚丙丙烯烯工工藝藝發(fā)發(fā)展展迅迅速速，，近近10年年來來居居于于氣氣相相法法工工藝藝的的領領先先地地位位。。而而近近幾幾年年采采用用獨獨特特的的臥臥式式攪攪拌拌床床反反應應器器的的BP-Amoco和和Chisso的的氣氣相相法法聚聚丙丙烯烯工工藝藝的的市市場場份份額額也也有有較較大大增增長長。。1998年年底底，，氣氣相相法法工工藝藝的的生生產產能能力力占占全全球球聚聚丙丙烯烯生生產產能能力力的的27.9％％。。氣相相法法生生產產工工藝藝與與漿漿液液法法和和液液相相本本體體法法工工藝藝相相比比，，具具有有下下列列一一些些特特點點：：可在在寬寬范范圍圍內內調調節(jié)節(jié)產產品品品品種種。。易易于于控控制制丙丙烯烯產產物物的的分分子子量量和和共共聚聚單單體體含含量量。。適宜宜抗抗沖沖聚聚丙丙烯烯的的生生產產。。安全全性性好好，，開開停停車車方方便便。。每每單單位位反反應應器器容容積積中中的的物物料料數數量量僅僅為為漿漿液液工工藝藝的的1/5，，本本體體工工藝藝的的1/35。。各種種氣氣相相法法工工藝藝比比較較各種種氣氣相相法法工工藝藝的的反反應應器器型型式式可可分分為為流流化化床床、、帶帶刮刮壁壁器器的的立立式式流流化化床床、、立立式式攪攪拌拌床床、、臥臥式式攪攪拌拌床床四四種種類類型型，，見見下下圖圖。反應應器器型型式式和和攪攪拌拌方方式式氣相相反反應應器器的的型型式式各種種Novolen工工藝藝和和BP/Chisso公公司司的的氣氣相相聚聚丙丙烯烯工工藝藝利利用用液液體體丙丙烯烯的的氣氣化化潛潛效效除除去去聚聚合合反反應應熱熱。。Unipol工工藝藝和和Sumitomo氣氣相相聚聚丙丙烯烯工工藝藝及及其其它它采采用用流流化化床床反反應應器器的的工工藝藝主主要要是是用用冷冷丙丙烯烯氣氣體體的的顯顯熱熱除除去去聚聚合合反反應應熱熱。。由由于于丙丙烯烯氣氣體體的的顯顯效效較較小小，，冷冷丙丙烯烯氣氣體體的的用用量量就就很很大大（（大大約約為為聚聚合合量量的的50倍倍）），，因因此此鼓鼓風風機機的的能能耗耗較較大大。。反應器撤熱熱方式各種在Novolen工藝的的立式攪拌拌床反應器器中，物料料流動屬于于理想混合合型。BP/Chisso氣相聚丙丙烯工藝的的臥式攪拌拌床反應器器中，物料料流動接近近活塞流型型。根據研研究，一臺臺BP/Chisso的反應應器相當于于2～3臺臺串聯的連連續(xù)攪拌釜釜反應器的的流動形式式。反應器物流流型式主要氣相PP工藝比比較表Novolen工藝藝（BASF）工藝特點Novolen工藝藝是由BASF公司司開發(fā)成功功的。1991年開開始采用高高效載體催催化劑，1997年年建成第一一套采用75m3反反應器、18萬噸/年的生產產裝置，并并商業(yè)生產產茂金屬聚聚丙烯。目目前PTK4催化劑劑己用于采采用Novolen工藝技術術的工廠。。PTK4催化劑采采用硅石（（Silica）載載體。BASF在在硅石載體體催化劑的的研究方面面有很長的的歷史。1997年年開發(fā)出第第一個商業(yè)業(yè)化的硅石石載體聚丙丙烯茂金屬屬催化劑。。2000年2季度度投產的聚聚丙烯茂金金屬催化劑劑工廠能夠夠提供年產產100萬萬噸茂金屬屬聚丙烯所所需的催化化劑。采用Novolen工藝的工工廠Unipol工藝（（UCC））概況Unipol聚丙烯烯工藝采用用氣相流化化床反應器器系統(tǒng)，只只用兩臺串串聯的反應應器系統(tǒng)就就能夠靈活活地生產全全范圍的聚聚丙烯產品品。商業(yè)化化均聚物產產品的MFR為0.5～45。1993年年，UCC開發(fā)出Unipol工藝獨獨有的丙烯烯和丁烯-1共聚的的特殊無規(guī)規(guī)共聚產品品，商品名名為CEFOR丁烯烯-l含量量為8～12.5wt％，熔熔點為131～142℃，MFR范圍圍3.4～～12。與與丙烯-乙乙烯無規(guī)共共聚產品相相比，CEFOR產產品的主要要特點是光光學性能更更好，熔點點更低，有有更好的熱熱封性。采用Unipol工工藝的工廠廠BP-Amoco工工藝（Innovene氣相法聚聚丙烯工藝藝）Innovene氣氣相法聚丙丙烯工藝既既原Amoco或BP-Amoco氣氣相法聚丙丙烯工藝。。BP-Amoco氣相法工工藝采用接接近活塞流流式的臥式式反應器，，并帶一個個特殊設計計的水平攪攪拌器，也也是當今最最先進的聚聚丙烯技術術之一。BP-Amoco氣氣相法工藝藝的主要特特點是采用用獨特的接接近活塞流流的臥式攪攪拌床反應應器，采用用高效CD催化劑。。流程短，，能耗較低低，過渡產產品少，抗抗沖共聚物物產品的綜綜合性能好好，安全環(huán)環(huán)保。工藝特點InnoveneCD催化劑劑是專為氣氣相法工藝藝研制的高高效載體催催化劑，催催化劑的形形態(tài)控制，，有很高的的活性和選選擇性。能能控制無規(guī)規(guī)聚丙烯的的生成，產產品有很高高的等規(guī)度度。聚合產產品粒度分分布窄，粉粉料流動性性好，灰分分含量低，，色澤好等等。采用該該催化劑，，使工藝流流程得到簡簡化。CD催化劑的的活性在25000～55000kgPP/g催化劑劑，取決于于原料純度度和反應器器的數量。。生產的粉粉料產品的的等規(guī)度也也很穩(wěn)定，，等規(guī)度最最高可達99％。CD催化劑劑的另一特特點是不需需預處理或或預聚合，，可以直接接加入反應應器，并且且該催化劑劑可以生產產所有聚丙丙烯產品。。反應器為臥臥式圓柱形形壓力容器器，在軸向向設有槳式式攪拌器。。反應器下下部用堰分分成四部分分，單體和和氫進入每每一部分，，混合物被被連續(xù)攪拌拌以避免形形成熱點。。氣相空間間可被分成成兩個以上上的空間，，在這些區(qū)區(qū)內可以進進入不同的的氣體組分分，以加寬寬分子量分分布。聚合物在形形成過程中中，可由一一個區(qū)轉到到下一個區(qū)區(qū)。最后可可以熔融狀狀態(tài)排出，，也可以以以粉末狀態(tài)態(tài)排出。反反應熱靠液液體原料的的蒸發(fā)移出出。形成的的蒸氣有利利于流化床床的充氣、、鼓動。據BP介紹紹，一臺這這種反應器器的性能相相當于三臺臺以上的串串聯返混式式反應器（（如流化床床或本體液液相反應器器）。由于于物料在反反應器的流流動接近活活塞流，走走短路的催催化劑極少少，只用兩兩臺反應器器就可以生生產高性能能的抗沖共共聚物。另另外，反應應器的時-空產率（（單位反應應器容積的的生產率，，kg/h-m3））在各種聚聚丙烯工藝藝中是最高高的，這使使得投資較較低。同樣也是因因為獨特的的反應器設設計，BP-Amoco氣相相法工藝的的產品過渡渡很短，理理論上產品品的過渡時時間要比連連續(xù)攪拌反反應器或流流化床反應應器短2/3，因而而產品切換換容易，過過渡產品很很少。由于工藝流流程簡短，，反應器設設計獨特，，聚合壓力力比較低，，沒有大型型的轉動設設備，電能能消耗在各各種PP工工藝中處于于最低之列列。由于是是氣相聚合合系統(tǒng)，不不必像液相相法那樣用用蒸汽加熱熱反應器隨隨聚合物排排出的液體體丙烯，因因而蒸汽消消耗量很少少，生產均均聚產品的的能耗在各各種工藝中中是最低的的。BP的氣相相法工藝向向其它氣相相法工藝一一樣，聚合合系統(tǒng)內沒沒有大量的的液態(tài)烴，，本質上比比液相本體體法要安全全一些。本工藝均聚聚產品的MFR可從從0.5到到100，，產品韌性性高于其它它氣相聚合合工藝，無無規(guī)共聚產產品的MFR為2～～35，其其乙烯含量量為0.5～0.7％，抗沖沖共聚產品品MFR為為1～35，乙烯含含量為5～～15％。。工藝的優(yōu)優(yōu)點之一是是其產品的的物理性質質匹配較好好，可以生生產粘滯性性和抗沖強強度在高水水平上平衡衡的產品。。BP-Amoco氣氣相聚丙烯烯工藝流程程示意圖采用BP/Amoco氣相法法聚丙烯工工藝的工廠廠Chisso工藝Chisso氣相法法聚丙烯工工藝技術是是在BP-Amoco氣相法法聚丙烯工工藝技術基基礎上發(fā)展展起來的，，兩者有很很多相似之之處。不同同點是：Chisso工藝的的第一反應應器布置在在‘第二反反應器的頂頂上，第一一反應器的的出料重力力流入一個個簡單的氣氣鎖裝置，，然后用丙丙烯氣壓送送入第二反反應器。Chisso氣相法法聚丙烯工工藝采用THC-C催化劑，，是東邦鈦鈦（TohoTitanium）公公司研制的的。該催化化劑有很高高的活性和和選擇性，，能夠控制制無定型聚聚合物的生生成，同時時保持生成成很高收率率的等規(guī)聚聚合物。Chisso稱采用用THC-C催化劑劑的聚丙烯烯形態(tài)好，，細粉少，，流動性好好，易于輸輸送至第二二反應器。。典型活性性為25000~40000kg聚丙丙烯/kg催化劑。。但該催化化劑需要預預處理，用用己烷配成成漿液，加加入少量丙丙烯處理幾幾個小時。。否則產品品中細粉增增多，流動動性降低，，共聚反應應器的操作作困難。工藝特點Chisso氣相聚聚丙烯工工藝流程示示意圖從聚丙烯酰酰胺的生產產過程看成成本的構成成工藝技術比比較技術性經濟性目前仍具有有競爭力和和生命力的的工藝技術術主要是氣氣相法、本本體法和二二者的組合合法技術，，包括Spheripol工工藝、Unipol工藝、Novolen工藝藝、BP的的Innovene氣相法工工藝、Chisso氣相法工工藝、以及及新出現的的Borealis的Borstar工藝。幾種工藝的的簡要技術術比較見下下表。從聚丙烯酰酰胺的生產產過程看成成本的構成成技術比較簡要工藝技技術比較表表*HP均聚物物，RCP無規(guī)共共聚物，ICP抗抗沖共聚物物化學系統(tǒng)公公司對各種種聚丙烯工工藝技術的的投資與操操作費用作作過全面的的比較，該該比較假設設工廠按照照化工裝置置的一般設設計標準設設計。見下表。經濟性比較經濟性比較較（抗沖共共聚產品））可以看出：：除Borstar工藝之之外，Spheripol，Unipol，，Novolen，，Innovene四種主要要工藝的投投資和生產產成本相差差不大，表表明主流聚聚丙烯工藝藝技術的經經濟性非常常接近。經濟性比較較的情況與與目前工藝藝技術占據據市場份額額的情況并并不完全一一致。由于于各種工藝藝技術的經經濟性相差差并不顯著著，在工藝藝技術選擇擇時其它影影響因素就就顯得比較較重要，尤尤其是專利費的高高低，產品品種和性能范圍，產品切換的的靈活性，大型裝置的的業(yè)績等參考因素素。三、生產成成本的構成成生產成本