李曉蓮(漳州市九龍江集團(tuán)有限公司，福建 漳州 363000)

0 引言

對苯二甲酸是以對二甲苯(PX)為主要原材料，通過堆砌進(jìn)行氧化處理、分離、干燥、氫化處理、再分離、干燥的方式生成的對苯二甲酸(PTA)。對苯二甲酸的主要作用是通過與乙醇進(jìn)行反應(yīng)的方式來制作聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)[1]，下游消費(fèi)主要應(yīng)用于生產(chǎn)聚酯，廣泛用于滌綸化纖、聚酯薄膜、瓶片產(chǎn)業(yè)。2020年，全球用于生產(chǎn)聚酯的PTA占總消費(fèi)量的98%以上。國內(nèi)市場中對苯二甲酸的75%用于生產(chǎn)聚酯纖維，20%用于生產(chǎn)瓶級聚酯。剩下的5%用于生產(chǎn)膜級聚酯來制作包裝材料和磁帶等[2]。文章介紹了對苯二甲酸原料供需情況、工藝流程、主要生產(chǎn)工藝技術(shù)概況和特點(diǎn)等情況，分析了對苯二甲酸的國內(nèi)產(chǎn)能產(chǎn)量、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。

1 對苯二甲酸概述

1.1 原料對二甲苯(PX)國內(nèi)供需現(xiàn)狀及預(yù)測

2020年國內(nèi)對二甲苯產(chǎn)量1890.0萬噸，同比大幅增長33%，但仍難以滿足下游市場需求。2020年對二甲苯表觀消費(fèi)量達(dá)3276萬噸，同比增長12.41%。全年對二甲苯進(jìn)口量為1386.1萬噸，進(jìn)口依有度較上年降低7.2%。未來隨著國內(nèi)對二甲苯產(chǎn)能的快速增長，國內(nèi)對二甲苯供需格局將逐步逆轉(zhuǎn)，預(yù)計(jì)2023年國內(nèi)對二甲苯產(chǎn)能將首次超過需求，對二甲苯進(jìn)口依存度大幅下降。

1.2 對苯二甲酸工藝流程簡述

對苯二甲酸在生產(chǎn)過程中是分為氧化單元和氫精制單元兩個部分。首先是氧化單元，將生產(chǎn)原材料對二甲苯溶化到醋酸中，通過催化劑使其在空氣中進(jìn)行氧化反應(yīng)得到粗制的對苯二甲酸，然后再對其進(jìn)行結(jié)晶、分離以及干燥等加工制成粗品[3]。然后是氫精制過程，將粗品通過加氫的方式來對其進(jìn)行去雜質(zhì)處理，然后再結(jié)晶、分離和干燥，制成精制對苯二甲酸。

2 對苯二甲酸生產(chǎn)工藝技術(shù)概況、特點(diǎn)及分析

目前，世界上主要的對苯二甲酸生產(chǎn)工藝技術(shù)有AMOCO、KTS、三井油化、DOW-INCA、三菱化學(xué)、AEC-日立技術(shù)、中國昆侖工程公司等。國內(nèi)市場上現(xiàn)在轉(zhuǎn)讓PTA 技術(shù)的KTS和中國昆侖工程公司。以下主要介紹中國石油昆侖工程公司、KTS和INEOS三家公司的PTA技術(shù)特點(diǎn)。

2.1 中國石油昆侖工程公司對苯二甲酸工藝技術(shù)

采用中溫氧化工藝，采用底攪拌炮塔反應(yīng)器，在氧化第一副產(chǎn)蒸汽換熱器后增加醋酸回收塔，以精制母液作為回流液。氧化單元各種尾氣根據(jù)壓力不同分別進(jìn)入高壓、中壓與低壓吸收塔，以充分回收尾氣中的有機(jī)物。溶劑脫水采用具有特色的共沸精餾技術(shù)，溶劑脫水量僅為傳統(tǒng)工藝的40%，大幅降低低壓蒸汽消耗。氧化和精制單元分離均采用一步壓力過濾，洗滌采用醋酸回收塔塔頂冷凝并經(jīng)醋酸甲酯汽提塔汽提過的高溫水，取消氧化干燥機(jī)、CTA料倉及風(fēng)送系統(tǒng)。

2.2 KTS公司對苯二甲酸工藝技術(shù)

KTSPTA技術(shù)在國內(nèi)市場占有率最高，超過一半的PTA裝置都采用了KTS專利技術(shù)。隨著技術(shù)不斷改進(jìn)，目前KTS最新對苯二甲酸技術(shù)是P8+版本，降低了氧化反應(yīng)的溫度和壓力，用高壓精餾代替共沸精餾；CTA過濾分離采用了國內(nèi)專有的過濾及溶劑交換技術(shù)，分離后直接打漿送至精制單元，簡化了工藝流程，節(jié)約了設(shè)備投資及能量消耗；對苯二甲酸過濾采用壓濾機(jī)一步分離過濾技術(shù)；高壓尾氣采用專有的高壓催化氧化(HPCCU)技術(shù)，做功后洗滌排放；包含獨(dú)有的R2R殘?jiān)厥占夹g(shù)，降低催化劑消耗，同時副產(chǎn)高純度苯甲酸，消除了主裝置的連續(xù)固廢。國內(nèi)多套已建成的大型裝置采用傳統(tǒng)工藝技術(shù)，運(yùn)行穩(wěn)定。

2.3 INEOS公司對苯二甲酸工藝技術(shù)

整合氧化反應(yīng)及溶劑脫水步驟，降低能量用量及簡化工藝流程；采用專有高壓蒸餾工藝則不再需要共沸蒸餾；采用CTA專利過濾/溶劑交換技術(shù)，用于密切聯(lián)接氧化及精制工段，取消TA干燥機(jī)、輸送系統(tǒng)及TA儲存料倉，縮短流程；包含一個獨(dú)立的CRU(催化劑回收單元)，利用兩段萃取技術(shù)回收鈷及錳，并使它們直接再循環(huán)到反應(yīng)器中；裝置高度自動化，采用氧化反應(yīng)器開車自動控制系統(tǒng)，提高開車期間的安全性和開車過程的可預(yù)見性。

3 國際及國內(nèi)對苯二甲酸產(chǎn)能及產(chǎn)量情況

2020年，全球?qū)Ρ蕉姿峥偖a(chǎn)能、產(chǎn)量分別達(dá)到 6447.6萬噸和4912.6萬噸，同比增長27.1%和11.9%。2020年，國內(nèi)對苯二甲酸有效產(chǎn)能達(dá)5695.5萬噸，產(chǎn)量為4950.0萬噸，我國已成為全球最大的對苯二甲酸生產(chǎn)國和消費(fèi)國[4]。2020年國內(nèi)對苯二甲酸平均開工率高達(dá)86.91%。2016—2020年國內(nèi)對苯二甲酸供需情況，如表1所示。

表1 2016—2020年國內(nèi)對苯二甲酸供需情況表

國內(nèi)對苯二甲酸在建產(chǎn)能約2470萬噸/年(預(yù)計(jì)2022—2024年投產(chǎn))[5]，對苯二甲酸新增產(chǎn)能大于聚酯的需求量。對苯二甲酸的下游行業(yè)中，聚酯將持續(xù)處于主導(dǎo)地位，預(yù)計(jì)2022—2030年將保持緩慢增長趨勢。預(yù)計(jì)2025年、2030年消費(fèi)量分別達(dá)到6078萬噸和7089萬噸。

4 國內(nèi)對苯二甲酸的生產(chǎn)現(xiàn)狀

從20世紀(jì)80年代開始到90年代末，我國對苯二甲酸業(yè)開始了初級發(fā)展，到了2000年以后，對二甲苯的產(chǎn)能隨著聚酯工業(yè)的發(fā)展而迅速提升。在這過程中每年都有相關(guān)對苯二甲酸企業(yè)增產(chǎn)和擴(kuò)建。2009年度，逸盛大化(大連)石化有限公司150萬噸/年項(xiàng)目和重慶蓬威化學(xué)項(xiàng)目60萬噸/年項(xiàng)目的建設(shè)；2010年，石獅佳龍石油化工股份有限公司60萬噸/年生產(chǎn)設(shè)備竣工并投入生產(chǎn)；2011年度，江蘇漢邦化工有限60萬噸/年新建裝置，江陰三房巷海倫化工有限公司290萬噸/年，浙江寧波逸盛化工有限公司新建225萬噸/年裝置已竣工并投入使用。2015年，珠海石油公司擴(kuò)建了125萬噸/年，紹興遠(yuǎn)東擴(kuò)建了120萬噸/年。2017年嘉興化工200萬噸/年項(xiàng)目投產(chǎn)。2020年恒力石化建設(shè)2×250萬噸/年項(xiàng)目，合計(jì)產(chǎn)能達(dá)到1660萬噸/年，成為全球產(chǎn)能規(guī)模最大、技術(shù)工藝最先進(jìn)的對苯二甲酸生產(chǎn)企業(yè)。

4.1 我國對苯二甲酸工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

從技術(shù)上講，我國已經(jīng)是對苯二甲酸工業(yè)的生產(chǎn)與消費(fèi)大國，同時對苯二甲酸的發(fā)展已經(jīng)從原來的技術(shù)引進(jìn)向國內(nèi)自主技術(shù)為主的方向轉(zhuǎn)變，并且產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也從單一結(jié)構(gòu)向多品種結(jié)構(gòu)方向轉(zhuǎn)變，以及生產(chǎn)流程方面也從長流程轉(zhuǎn)變到短流程。我國對苯二甲酸的生產(chǎn)技術(shù)通過20年的引進(jìn)與消化已經(jīng)取得了巨大的突破，近年來，國家通過項(xiàng)目審批，對苯二酸裝置的開發(fā)速度進(jìn)行了限制，通過這樣的方式來保障對苯二甲酸的生產(chǎn)能夠有序的進(jìn)行，避免了惡性競爭情況的發(fā)生。

隨著技術(shù)水平的提高，尤其是在國內(nèi)應(yīng)用了自主技術(shù)和設(shè)備的情況下，百萬噸級的生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到了對苯二甲酸工藝的一個重大轉(zhuǎn)折，使我國在技術(shù)上已經(jīng)進(jìn)入了國際一流水平。對苯二甲酸的技術(shù)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展，為了適應(yīng)下游產(chǎn)品的不同細(xì)分，對苯二甲酸的產(chǎn)品也會有更多的細(xì)分，如對羥基苯甲醛(4-CBA)、對甲基苯甲酸(PT酸)等雜質(zhì)含量的產(chǎn)品。不同用途的滌綸對對苯二酸的需求也不盡相同，就像普通的工業(yè)纖維，其關(guān)鍵在于純度，而不需要太高的色度，而對4-CBA的含量，則沒有特別嚴(yán)格的規(guī)定。還有包裝用聚酯，由于價格上的優(yōu)勢，也可以用中純度的產(chǎn)品，為了滿足節(jié)能減排的需要，國內(nèi)的廠商不斷地優(yōu)化對苯二甲酸流程，或增加反應(yīng)深度，減少廢料的排放，或?qū)⑽闯浞址磻?yīng)的材料回收，以增加產(chǎn)品的產(chǎn)率；更多的廠商和科研機(jī)構(gòu)，則致力于資源的回收，盡量將氧化工藝的反應(yīng)熱量回收，或采用更先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備，以降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 產(chǎn)品品種

為了適應(yīng)不同的下游市場的需要，對苯二甲酸的產(chǎn)品也會有不同的分類和細(xì)化，比如對甲基苯甲醛、對甲基苯甲酸等。對纖維用對苯二甲酸，由于用途不同，對苯二甲酸的需求也不一樣，就像普通的工業(yè)絲，對純度和強(qiáng)力的要求不高，對色度的要求也不是很高，對4-CBA的含量也沒有那么苛刻。還有包裝用滌綸，如果有一定的價格優(yōu)勢，也可以使用中純度的產(chǎn)品。

4.3 裝置規(guī)模擴(kuò)大，產(chǎn)能集中

2021年，對苯二甲酸產(chǎn)能主要集中在浙江、上海、江蘇、福建等地，龍頭企業(yè)以浙江恒逸集團(tuán)(浙江逸盛石化、逸盛大化、海南逸盛)、江蘇恒力石化為主，其中，浙江逸盛集團(tuán)對苯二甲酸產(chǎn)能為1290萬噸/年[6]，恒力石化產(chǎn)能為1660萬噸/年。新增產(chǎn)能中單線產(chǎn)能大于200萬噸項(xiàng)目占新增產(chǎn)能比例超過90%[7]，有效產(chǎn)能中低于百萬噸中小產(chǎn)能僅724萬噸，占比僅為12%。行業(yè)產(chǎn)能向頭部集中，行業(yè)集中度水平不斷提高。

4.4 民營企業(yè)所占份額增加

當(dāng)前，對苯二甲酸行業(yè)企業(yè)中，以民營企業(yè)為主，TOP10企業(yè)在市場產(chǎn)能中占比80%[8]，市場集中化程度高，代表性企業(yè)包括逸盛集團(tuán)、恒力石化、福海創(chuàng)等，其中恒力石化占比最高，達(dá)到23%。

4.5 主要產(chǎn)能分布

2020年，我國對二甲苯生產(chǎn)主要集中在華東、東北和華南地區(qū)，其中，華東占比為47%，東北地區(qū)占比27%，華南地區(qū)占比20%[9]。從企業(yè)來看，恒力石化有效產(chǎn)能占比35.8%，逸盛石化(包括逸盛寧波、逸盛大化、逸盛海南)有效產(chǎn)能占比27.8%，大部分產(chǎn)能主要集中東部沿海地區(qū)，行業(yè)集中度水平不斷提高。

5 存在問題及發(fā)展建議

5.1 產(chǎn)能過剩，新建項(xiàng)目需要慎重

近年來，受高利潤和國內(nèi)期貨市場的投機(jī)性炒作等因素的影響，對苯二甲酸的產(chǎn)能迅速增加，每年新增或擴(kuò)大的裝置數(shù)量不斷增加。集中的產(chǎn)能，一方面可以滿足國內(nèi)的需求；另一方面，也會讓市場在短時間內(nèi)無法消化，導(dǎo)致企業(yè)盲目的無序競爭，從而影響到相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，從而加劇對苯二甲酸的原料供給不足，從而提高對苯二甲酸的生產(chǎn)成本，削弱市場競爭力，甚至?xí)?dǎo)致對苯二甲酸工業(yè)的整體虧損，對企業(yè)和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展都會產(chǎn)生巨大的風(fēng)險和隱患。所以，有關(guān)企業(yè)要對苯二甲酸行業(yè)進(jìn)行全面的了解，從原料來源、技術(shù)水平、下游的配套要求等方面進(jìn)行全面分析，避免造成不必要的浪費(fèi)。

5.2 合理安排裝置規(guī)模，避免資金短缺

雖然目前對二甲苯裝置大型化、技術(shù)水平不斷進(jìn)步、設(shè)備國產(chǎn)化等因素導(dǎo)致了工程總投資有所降低，但是，單套百萬噸級裝置投資仍然超過30億元，如果項(xiàng)目大量采用銀行貸款，則資金安全性得不到保障，運(yùn)營成本居高不下將直接影響到項(xiàng)目競爭力，進(jìn)而影響到銀行資金的安全。因此，投資規(guī)模過大也將使得部分項(xiàng)目實(shí)施存在不確定性。因此，要結(jié)合自身的具體情況，避免盲目地追求規(guī)模過大，導(dǎo)致資金鏈緊張，影響工程的順利進(jìn)行。

5.3 擴(kuò)大生產(chǎn)，確保原料來源

近幾年，國內(nèi)對二甲苯的產(chǎn)能有了長足的發(fā)展。但由于原料匹配、煉油設(shè)備負(fù)荷等原因，如果不考慮國外的資源，國內(nèi)二甲苯產(chǎn)能估計(jì)能支持部分苯二甲酸裝置穩(wěn)定正常生產(chǎn)。然而現(xiàn)實(shí)中，對二甲苯的建設(shè)，除了原料和資金壓力外，還要面對公眾的抵制，各種突發(fā)事件層出不窮，對企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響。如果上述問題得不到有效解決，對二甲苯的產(chǎn)能將難以實(shí)現(xiàn)，今后我國大量的對苯二甲酸生產(chǎn)將會出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。這也從另一個角度說明，要謹(jǐn)慎地擴(kuò)大苯二甲酸項(xiàng)目。因此，為保障對苯二甲酸裝置的正常生產(chǎn)，必須大力發(fā)展對二甲苯的生產(chǎn)。

5.4 調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局，增強(qiáng)綜合競爭力

近年來，隨著勞工、土地成本的大幅上漲，許多沿海紡織企業(yè)開始往內(nèi)陸轉(zhuǎn)移，對苯二甲酸是這一產(chǎn)業(yè)的重要上游原料，在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局的時候，要充分考慮到江、浙、滬三省的紡織企業(yè)在向內(nèi)陸轉(zhuǎn)移的過程中，存在著多個環(huán)節(jié)的問題。因此，相關(guān)企業(yè)要構(gòu)建一個完整的上下游產(chǎn)業(yè)鏈(PX-PTA-PET)，從而形成一個平衡的風(fēng)險平衡機(jī)制，優(yōu)化對苯二甲酸工業(yè)的布局、合理的運(yùn)輸方式、平衡產(chǎn)業(yè)鏈、區(qū)域原料平衡等，從而進(jìn)一步提高公司的整體競爭力。

5.5 加快國產(chǎn)化技術(shù)的實(shí)施，提高核心競爭力

近幾年，對苯二甲酸的生產(chǎn)技術(shù)有了很大的發(fā)展，中國紡織設(shè)計(jì)院、揚(yáng)子石化、上海石化等國有企業(yè)都在大力發(fā)展新的生產(chǎn)技術(shù)，并建立了多個世界一流的生產(chǎn)設(shè)備，加快了國內(nèi)對苯二酸的發(fā)展，同時也大大降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的核心競爭力。政府相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)積極支持相關(guān)單位利用本國技術(shù)進(jìn)行新建、擴(kuò)建。

5.6 加快技術(shù)研究研究實(shí)施，增強(qiáng)核心競爭力

經(jīng)過幾年的發(fā)展，國內(nèi)自主研發(fā)和自主創(chuàng)新的大規(guī)模生產(chǎn)工藝已取得了一定的成果。通過不斷系統(tǒng)創(chuàng)新，不斷地改造、優(yōu)化、完善，以增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭能力。

5.7 擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，規(guī)避市場風(fēng)險

目前國內(nèi)對苯二甲酸的應(yīng)用較為單一，主要是在PET、PBT等領(lǐng)域，存在著巨大的市場風(fēng)險。為了擴(kuò)大對苯二甲酸產(chǎn)品的需求，避免市場上的風(fēng)險，未來應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展 PET纖維織物之外的其他新興市場。

5.8 加快標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督

目前國內(nèi)尚無國家及行業(yè)能源消耗標(biāo)準(zhǔn)，浙江省、天津市等地方標(biāo)準(zhǔn)均未統(tǒng)一，各地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)也有很大差異，因此，應(yīng)該盡快建立國內(nèi)或國際對苯二酸的標(biāo)準(zhǔn)，使其與國內(nèi)、國外的對苯二酸進(jìn)行比較，從而達(dá)到統(tǒng)一的質(zhì)量管理與監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。

5.9 對PTA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

隨著國內(nèi)大規(guī)模的石油化工裝置的建成和投產(chǎn)，PX原料的不足將會得到緩解，從而可以平衡PX-PTAPET的產(chǎn)業(yè)利益。在全球經(jīng)濟(jì)逐漸恢復(fù)的情況下，PTA行業(yè)將逐漸步入健康運(yùn)行的軌道。在環(huán)保的要求下，公司將充分利用上下游的綜合優(yōu)勢，并堅(jiān)持以優(yōu)質(zhì)、低價為目標(biāo)。為此，提出了以下五點(diǎn)建議：(1)嚴(yán)格控制 PTA項(xiàng)目開工進(jìn)度。PTA項(xiàng)目在2008—2012年的高毛利刺激下，其后期產(chǎn)能得到了極大的拓展。由于PTA產(chǎn)能的集中釋放，短期內(nèi)市場消化困難，對PTA產(chǎn)業(yè)造成一定的沖擊。但同時也會造成PX原材料的短缺，從而使PTA的成本上升，從而使PTA產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)虧損。(2)鼓勵PTA與PX項(xiàng)目的合作，推動PX與PTA的協(xié)同發(fā)展。目前，我國PX的自給率只有60%。隨著國內(nèi)各大煉廠陸續(xù)投入生產(chǎn)，國內(nèi)PX的自給率將大幅提高，使國內(nèi)在PX上的話語權(quán)得到加強(qiáng)，從而使PTA產(chǎn)能得到明顯的釋放。另外，在新的PX工程中，還應(yīng)注意如何合理利用地區(qū)資源，降低PX長距離運(yùn)輸可能帶來的環(huán)境影響。(3)2009年，國務(wù)院辦公廳頒布了《石油化工行業(yè)調(diào)整與振興指導(dǎo)方針》，其中明確提出：健全石油化工企業(yè)的損害預(yù)警機(jī)制、打擊PTA的國外反傾銷、加強(qiáng)對三大合成材料和高端石化產(chǎn)品的異常進(jìn)口監(jiān)管，以及對中國化工企業(yè)的影響。(4)充分發(fā)揮地區(qū)、一體化的優(yōu)勢，搶占國外市場，并做好進(jìn)入國外市場的準(zhǔn)備。為維持國內(nèi)需求均衡，尤其是缺乏縱向一體化背景的PTA，必須盡早實(shí)現(xiàn)PTA生產(chǎn)與銷售的趨同，以應(yīng)付日益激烈的PTA市場。(5)PTA產(chǎn)業(yè)布局要與地區(qū)的發(fā)展趨勢保持一致。由于勞工和土地價格的不斷上漲，很多沿海地區(qū)的紡織公司都有向內(nèi)地轉(zhuǎn)移的跡象。PTA作為上游的重要原材料，應(yīng)該從原來的沿海、長三角向內(nèi)陸轉(zhuǎn)移。通過優(yōu)化PTA的產(chǎn)業(yè)布局，使PTA的交通組織結(jié)構(gòu)更加合理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的均衡與原材料的均衡，從而提高PTA行業(yè)的整體競爭能力。

6 結(jié)語

為降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本及節(jié)能降耗，需不斷完善降低生產(chǎn)原輔料和公用工程消耗，對苯二甲酸生產(chǎn)技術(shù)向裝置規(guī)模大型化、工藝流程精簡化、節(jié)能降耗合理化、三廢排放環(huán)?；⒀b置控制智能化趨勢發(fā)展，不斷提高對苯二甲酸產(chǎn)品的競爭力。