一、产品概述
精对苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有机原料之一,其主要用途是生产聚酯纤维(涤纶)、聚酯薄膜和聚酯瓶,广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面,与人民生活水平的高低密切相关。
PTA的应用比较集中,世界上90%以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),其它部分是作为聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其它产品的原料。
二、国外市场情况
2003年全球PTA生产能力(等量PTA)已达到3485万t/a,其中美国占13.4%,西欧占12%,墨西哥占4.4%,日本占5.1%,中东占3.1%,其他亚洲国家占59.3%。近年来,世界PTA生产发展非常迅速,生产能力从1999年的2595万t/a增长到2003年的3485万t/a,年均增长率达7.7%。预计今后几年增长速度将明显放缓,2008年世界PTA的总生产能力(等量PTA)将达到3759万吨/年,年均增长率仅为1.9%。
2003年全球PTA产量(等量PTA)3064万吨,其中,美国436.7万吨,占总产量的14.3%,西欧318万吨,占10.4%,日本168.8万吨,占5.5%。全球PTA开工率达88%。
1999~2003年间全球PTA产量(等量PTA)年均增长率为8.9%。
目前BP公司为全球最大的PTA生产商在全球拥有21家生产厂,占世界总产能的25%以上。
2003年世界PTA消费量(等量PTA)约6073万t,其中91%用于生产PET,在美国、西欧和日本这个比例更高一些,达到了96%。目前,亚洲是PTA需求最大的地区,占世界总需求量的70%左右,中国则是全球最大的PTA消费国,约占14%,美国占7%,台湾和西欧各占5%。
2003年世界DMT/PTA(等量的PTA)供求情况 单位:万吨
国家或地区 | 产量 | 进口 | 出口 | 实际消费量 |
加拿大 | 11.5 | 9.5 | 4.0 | 17.0 |
墨西哥 | 129.7 | 2.0 | 52.0 | 79.6 |
美 国 | 436.7 | 9.2 | 21.0 | 443.6 |
西欧 | 318.0 | 153.6 | 177.8 | 293.8 |
日本 | 168.8 | 6.8 | 45.6 | 130.1 |
其它 | 1999.3 | 599.3 | 480.1 | 5108.8 |
合计 | 3064.0 | 780.5 | 780.5 | 6072.8 |
预计2003~2008年间世界PTA需求量年均增长率为6.4%。2008年全球PTA(等量的PTA)需求量将达到8281万吨.
三、国内市场情况
近年来我国涤纶行业的发展非常快(见表1),
表1 近几年我国涤纶生产情况 万t
年份 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 |
产量 | 444 | 518 | 633 | 772 | 933 | 1138 |
涤纶产量从2000年518万t增长到2004年的1138万t,年均增长率高达21.7%,2004年涤纶产量1138万t,再加上聚酯薄膜和瓶树脂估计共消耗PTA 1022万t左右,PTA消费量同比增长23.1%。
2004年,我国聚酯产能已达到1200万t/a,预计到2005年年底,将达到1500万t/a,按80%开工率计算,聚酯产量将达到1200万t,其中纤维用1050万~1100万t,占总消费量的87%以上;非纤维用100万~150万t,占总消费量的13%左右。以1t聚酯消耗0.87t PTA计算,到2005年将消费PTA 1044万t。
2004年国内PTA产量约450万t,消费醋酸30万t左右。近几年我国PTA产量和消费量统计见表2。
表2 近几年我国PTA产量和消费情况 万t
年份 | 产量 | 进口量 | 表观消费量 |
2000 | 194.6 | 250.5 | 444.7 |
2001 | 219.9 | 311.7 | 531.6 |
2002 | 236.0 | 429.70 | 665.7 |
2003 | 393.8 | 454.6 | 848.4 |
2004 | 450.0 | 572.1 | 1022.0 |
我国PTA进口量已从1996年45万t上升到2003年的454.6万t;产量约394万t,只能满足市场需求的45%左右。2004年PTA进口量又上升到572万t,由于缺口大,2004年我国PTA的进口量约占国内消费量的56%。尽管到2007年我国PTA产能有望达到1000万t/a,但仍不能满足市场需求。
当前PTA建设中的主要问题是投资高,原料对二甲苯(PX)供应紧张。建设1套50万t/a的PTA装置,总投资为23亿~26亿元,每年需消费35万t PX,税后财务内部收益率(FIRR)为15%~20%,利润率不高(2004年由于世界原油涨价,PTA的售价比往年高出1倍以上,经济效益大大提高),投资回收期(包括建设)大约在6~8年。我国PX主要生产企业有扬子石化、上海石化、辽阳石化、天津石化、洛阳石化、齐鲁石化、乌鲁木齐石化及镇海炼化等8家(见表3),
表3 2004年我国PX生产装置情况 万t/a
企业名称 | 生产能力 | 备注 |
中石化扬子公司 | 50.0 | 美国UOP甲苯歧化,1986年投产 |
中石化天津公司 | 8.0 | 美国UOP甲苯歧化,1981年投产 |
| 25.4 | 美国UOP甲苯歧化,2000年投产 |
中石油辽阳化纤公司 | 6.0 | 美国UOP甲苯歧化,1995年投产 |
| 24.8 | 美国大西洋公司技术,1980年投产 |
中石化上海公司 | 23.5 | 美国UOP甲苯歧化,1985年投产 |
中石化洛阳公司 | 18.0 | 美国UOP甲苯歧化,2000年投产 |
中石化齐鲁公司 | 6.4 | 美国UOP甲苯歧化,1989年投产 |
中石油乌鲁木齐石化 | 5.5 | 美国UOP甲苯歧化,1997年投产 |
镇海炼化 | 45.0 | 2003年投产 |
总计 | 212.6 | |
共8套生产装置,平均规模为21.5万t/a,总产能近220万t/a,不能满足PTA的需要。2003年我国进口PX 102万t,占国内消费量的40%以上; 2004年进口量为113.7万t。
目前辽阳化纤公司35万t/a PX装置正在建设,预计2005年建成,另外还有几个拟建项目待国家批准,其中厦门翔鹭石化厂、中石化扬子公司以及中石油大连公司均计划新建PX装置,预计这些项目将在2005年后建设。因此,近几年国内PX供应紧张的形势短期内仍无法得到缓解。
我国现有10套PTA生产装置,至2003年底,总产能为434.5万t/a,产量394万t。目前我国PTA缺口很大,因此需继续扩大和增加PTA的生产能力。由于巨大的市场需求拉动,2002~2005年我国约有10个PTA的建设项目(见表4),新增产能约434万t/a;同时还有4个拟建项目,产能达215万t/a。
表4 我国PTA在建和拟建项目情况 万t/a
企业名称 | 建设地点 | 装置能力 | 预计建成时间 |
济南化纤 | 山东济南 | 38 | 2005 |
扬子石化 | 江苏南京 | 45 | 2006 |
辽阳石化 | 辽宁辽阳 | 53 | 2005 |
绍兴三鑫 | 浙江三鑫 | 60 | 2005 |
美国杜邦 | 浙江宁波 | 53 | 2005 |
日本三菱 | 浙江宁波 | 60 | 2006 |
台湾远东 | 上海浦东 | 50 | 2005 |
台塑集团 | 浙江宁波 | 60 | 2005年后建 |
珠海BP二期 | 广东珠海 | 60 | 2006 |
仪征化纤 | 江苏仪征 | 50 | 2006 |
日本三井 | 江苏 | 50 | 2005年后建 |
盛虹集团 | 江苏吴江 | 60 | 2005年后建 |
目前一批跨国公司和国内企业纷纷在东南沿海一带投资建设50万~60万t/a PTA生产装置,进展情况是:
①辽化原有PTA生产能力27万t/a,PX为25万t/a,计划2年内扩建形成80万t/a PTA和70万t/a PX的生产能力,工程总投资29.25亿元;
②扬子石化扩建45万t/a PTA,使生产能力达到115万t/a,总投资17.8亿元,2006年第3季度建成;
③浙江华联三鑫石化有限公司60万t/a PTA项目已进入关键的设备安装阶段;
④台湾远东纺织公司在上海浦东的50万t/a装置2003年2季度已动工建设,拟于2005年底投产;
⑤BP珠海二期60万t/a PTA工程已正式启动,定于2006年投产,届时年生产规模达120万t/a;
⑥日本三菱化学与中国国际信托投资公司合资,在宁波大榭岛建设60万t/a PTA,投资总额为3.14亿美元,预计2006年7月投产。
到2005年我国PTA的生产能力将达到700万t/a左右,如按80%开工率计,届时需醋酸30万t左右,预计到2007年PTA将需要醋酸40万t左右,PTA仍将是我国醋酸的主要消费领域。
四、工艺技术简介
PTA生产工艺过程可分氧化单元和加氢精制单元两部分。原料对二甲苯以醋酸为溶剂,在催化剂作用下经空气氧化成粗对苯二甲酸,再依次经结晶、过滤、干燥为粗品;粗对苯二甲酸经加氢脱除杂质,再经结晶、离心分离、干燥为PTA成品。
精对苯二甲酸(PTA)工艺的主要专利厂商是BP-Amoco、Dupont-ICI和三井油化等公司,经多年发展,上述三公司技术大同小异、各有特点,水平不相上下。目前,世界采用BP-Amoco工艺的PTA装置生产能力总计达717.6万t/a,Dupont-ICI工艺为349.5万t/a,三井油化工艺为102.5万t/a。