1、國內(nèi)外精對苯二甲酸投資情況與技術(shù)進(jìn)展-萬博化工網(wǎng) 2007-6-13 精對苯二甲酸(PTA)主要用于生產(chǎn)PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)樹脂和聚酯纖維。按其用途統(tǒng)計(jì)，聚酯纖維占68%，PET樹脂占25%，薄膜占5%，其他占2%。 1 世界產(chǎn)能和需求 1.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀 2005年世界PTA產(chǎn)能達(dá)3422萬t/a，表觀消費(fèi)量達(dá)3145萬t，同比分別增長8.5%和6.2%，由于當(dāng)年新增產(chǎn)能較多，開工率由96%下降至94%。表1列出世界PTA供需平衡及預(yù)測。 表1 世界PTA供需狀況及預(yù)測 目前，亞洲是全球PTA最主要的生產(chǎn)地，而北美和西歐地區(qū)的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于亞洲，2005年上述3個(gè)地區(qū)PTA產(chǎn)能分別

2、為2485萬t/a、529萬t/a和318萬t/a，分別占世界總產(chǎn)能的72.6%、15.5%和9.3%，亞洲所占比例較2004年提高約1個(gè)百分點(diǎn)，而北美及西歐的比例則均略低于上年。亞洲地區(qū)PTA的高速發(fā)展主要來自我國大陸及我國臺(tái)灣和韓國的增長，2000-2005年這3個(gè)地區(qū)產(chǎn)能分別增長了411萬t/a、163萬t/a及110萬t/a，分別占亞洲地區(qū)新增生產(chǎn)能力的49.0%、19.4%和13.1%。 在眾多PTA生產(chǎn)企業(yè)中，全球排名前10位的生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能合計(jì)約為2060萬t/a，約占世界產(chǎn)能的60%。BP公司排名第一位，其PTA產(chǎn)能較2004年增加32萬t/a，達(dá)到約737.6萬t/a，同比增長

3、4.5%；中國石化集團(tuán)的PTA產(chǎn)能達(dá)到258.4萬t/a，居第二位。隨著中國石化下屬企業(yè)一系列裝置的擴(kuò)建及新建，其PTA產(chǎn)能將繼續(xù)有較大幅度的提高。另外，亞洲地區(qū)我國臺(tái)灣、日本、印度及韓國等國家及地區(qū)PTA生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能位于世界前列。上述PTA生產(chǎn)企業(yè)多擁有自己的專利技術(shù)，如BP等，在世界較多的地區(qū)建有獨(dú)資或合資企業(yè)，裝置規(guī)模較大。表2列出2005年世界主要PTA生產(chǎn)公司及其產(chǎn)能。表2 2005年世界主要PTA生產(chǎn)公司及其產(chǎn)能 萬t/a 1.2 消費(fèi)與貿(mào)易 世界PTA的消費(fèi)也集中在亞洲、北美及西歐地區(qū)，2005年上述三個(gè)地區(qū)消費(fèi)量分別占世界總消費(fèi)量的74.4%、14.0%和7.2%，亞洲消費(fèi)所

4、占比例較2004年提高1.3個(gè)百分點(diǎn)，而北美及西歐的比例則均略有下降。近年世界PTA需求的快速增長主要來自于聚酯的需求旺盛。 世界PTA主要貿(mào)易量集中在亞洲地區(qū)，2005年進(jìn)出口量分別占世界總量的71.1%及65.9%；西歐地區(qū)則分別占14.6%及20.1%；北美地區(qū)分別占5.9%及11.3%。北美及西歐地區(qū)是世界PTA主要凈出口地區(qū)，而亞洲、中南美洲和中東歐是主要凈進(jìn)口地區(qū)。從近幾年世界PTA的貿(mào)易趨勢來看，亞洲地區(qū)貿(mào)易量占世界總貿(mào)易量的比例逐年上升，西歐地區(qū)略有下滑，而北美地區(qū)呈下降的趨勢。 目前，世界PTA主要用于生產(chǎn)聚酯，占PTA總消費(fèi)量的98%以上，而PTT(聚對苯二甲酸丙二醇酯)與

5、PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模較小，目前對PTA的年需求量僅約40萬t。 1.3 各大公司擴(kuò)能計(jì)劃 未來幾年世界PTA工業(yè)仍將快速發(fā)展，預(yù)計(jì)2010年世界PTA產(chǎn)能將超過4952萬t/a，新增產(chǎn)能主要來自亞洲地區(qū)，尤其是中國大陸、印度、泰國及中國臺(tái)灣等國家和地區(qū)的新增生產(chǎn)能力較多。中東、北美及西歐等地的新建計(jì)劃不多，PTA生產(chǎn)能力增速相對較緩。而未來世界PTA的消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化不明顯，用于生產(chǎn)聚酯的比例仍將超過98%。 近年以亞洲為重心進(jìn)行PTA擴(kuò)能。 1.3.1 韓國三星石化公司 在韓國漢山(Seasan)的30萬t/a PTA裝置于2004年11月擴(kuò)建達(dá)到70萬t/a。三星石化公

6、司由三星石化持股47.41%、其他股份由三星通用化學(xué)和BP各持股一半組成。該公司在蔚山擁有110萬t/a PTA裝置。該裝置的擴(kuò)建使三星石化公司PTA能力提高到180萬t/a，成為僅次于BP公司和中國臺(tái)灣中美石化公司(BP子公司)的世界第三大PTA生產(chǎn)商。 1.3.2 泰國暹羅-三井PTA公司 為日本三井化學(xué)和泰國暹羅水泥公司的合資公司，位于馬塔府的50萬t/a的PTA裝置于2005年12月初投產(chǎn)。這套PTA裝置是該地區(qū)第三套同類裝置，投產(chǎn)后使暹羅-三井PTA公司的PTA產(chǎn)能達(dá)到140萬t/a。新裝置將滿足亞洲市場對PTA的需求，預(yù)測未來幾年亞洲市場對PTA的需求將以年均7%的速度增長。該公司

7、擁有2套42萬t/a PTA生產(chǎn)線，并正在使這2套裝置每套擴(kuò)能5萬t/a。 1.3.3 泰國Indorama石化公司 Indorama合成公司的子公司，將在泰國馬塔府建設(shè)64萬t/a PTA裝置，英威達(dá)(Invista)公司提供技術(shù)。 1.3.4 印度石油公司(IOC) 于2006年6月底在其帕尼帕特(Panipat)煉油廠建成對二甲苯(PX)和PTA聯(lián)合裝置。36萬t/a PX裝置產(chǎn)出對二甲苯用作55萬t/a PTA裝置進(jìn)料。 1.3.5 阿克克瓦納(Aker Kvaerner)公司 為印度信誠工業(yè)公司在哈吉拉建設(shè)64萬t/a PTA裝置，定于2006年投產(chǎn)，該裝置采用英威達(dá)(Invista

8、)技術(shù)。阿克克瓦納已為印度現(xiàn)有的3套PTA裝置建設(shè)了2套。 1.3.6 三菱化學(xué)公司 將在印度哈爾蒂亞(Haldia)建設(shè)第二套PTA裝置，投資約為3.684億美元，裝置能力為80萬t/a，定于2008年6月投產(chǎn)。該項(xiàng)目的投產(chǎn)將使三菱化學(xué)PTA總能力超過400萬t/a。 1.3.7 BP公司 將在比利時(shí)海爾(Geel)建設(shè)70萬t/a PTA裝置，這套投資為3億美元的裝置將由Technip公司承包建設(shè)，定于2006年投產(chǎn)。BP公司在海爾現(xiàn)有PTA能力為100萬t/a。 1.3.8 波蘭PKN公司 投資5.7億歐元建設(shè)一體化對二甲苯(PX)和PTA聯(lián)合裝置，以進(jìn)入聚酯市場。該公司將建40萬t/a

9、 PX裝置與帕洛克(Plock)煉油廠構(gòu)成一體化。并在Wloclawek的Anwil建設(shè)60萬t/a PTA裝置，通過管道與帕洛克相連接。兩套裝置將于2009年投運(yùn)。PKN公司將使PTA和單乙二醇供應(yīng)日益增長的PET市場。 1.3.9 巴西 巴西Petrobras和Braskem公司組建合資企業(yè)，投資3.5億美元，在巴西Bahia州建設(shè)PTA裝置。該裝置PTA能力為50萬t/a，定于2011年投產(chǎn)，Petrobras還將參與另一個(gè)在巴西Suape的PTA項(xiàng)目，該項(xiàng)目由意大利Mossi & Ghisolfi(M&G)公司建設(shè)，能力為75萬t/a，定于2008-2009年投產(chǎn)。M&

10、amp;G公司也正在Suape建設(shè)45萬t/a PET瓶級聚酯裝置，將于2006年第三季度投產(chǎn)。M&G集團(tuán)為巴西Pernambuco省世界規(guī)模級PET裝置配套建設(shè)大型PTA裝置。新的PTA裝置采用最新的英威達(dá)技術(shù)，能力為75萬t/a，計(jì)劃2008年初投產(chǎn)。屆時(shí)，產(chǎn)量的一半將用于現(xiàn)建設(shè)中的45萬t/a PET新裝置，其余出口到南美市場。到2006年底，巴西將增加PET能力70萬t/a，為其國內(nèi)現(xiàn)需求量的近一倍，這將使巴西成為PET的凈出口國。1.4 跨國公司投資中國PTA1.4.1 三井化學(xué)公司 在我國張家港建設(shè)PTA裝置，三井化學(xué)(張家港)公司成為建設(shè)該裝置的全資子公司，該裝置將采用三

11、井公司自有的工藝技術(shù)。新裝置能力為60萬t/a。該裝置的建成將使三井化學(xué)PTA總能力提高到300萬t/a，使其成為全球僅次于BP的第二位PTA生產(chǎn)商。 1.4.2 三菱化學(xué) 大榭60萬t/a PTA項(xiàng)目由日本三菱化學(xué)株式會(huì)社、伊藤忠株式會(huì)社和三菱商事株式會(huì)社合資組建的寧波PTA投資株式會(huì)社與中信集團(tuán)公司合資建設(shè)。一期規(guī)模為PTA60萬t/a，其中日方占股份90%，中方占10%股份。一期之后，日方計(jì)劃在大榭繼續(xù)建設(shè)二期、三期PTA裝置，該項(xiàng)目的規(guī)模最終將達(dá)到200萬t/a，項(xiàng)目總投資為10億美元。日本三菱化學(xué)是全球第二大PTA生產(chǎn)廠商，該項(xiàng)目采用三菱化學(xué)的生產(chǎn)工藝，一期已于2006年7月投產(chǎn)。該

12、裝置從日本等地進(jìn)口部分對二甲苯原料。一期建成后使三菱化學(xué)公司的PTA總能力達(dá)到367萬t/a。 1.4.3 BP公司 在我國珠海建設(shè)的2號PTA新裝置采用BP最新PTA技術(shù)，能力為90萬t/a。BP也在北美和歐洲使一些PTA裝置脫瓶頸擴(kuò)能，以滿足這些地區(qū)需求的增長，BP將繼續(xù)成為這些地區(qū)領(lǐng)先的供應(yīng)商。作為擴(kuò)能項(xiàng)目之一的比利時(shí)赫爾(Geel)裝置擴(kuò)能將超過30萬t/a。 盡管BP公司于2005年底向英力士公司出讓了億諾公司，BP仍擁有強(qiáng)項(xiàng)業(yè)務(wù)PTA。BP公司于2006年4月中旬決定繼續(xù)擴(kuò)增PTA生產(chǎn)能力。BP公司在比利時(shí)赫爾生產(chǎn)地的PTA能力將通過脫瓶頸擴(kuò)能超過35萬t/a，采用該公司新的技術(shù)將

13、2條生產(chǎn)線進(jìn)行改造，可使其達(dá)到140萬t/a。該擴(kuò)能項(xiàng)目將于2008年初完成。BP公司低成本的PTA新技術(shù)，也有較高的能效，現(xiàn)正用于亞洲建設(shè)新的能力。據(jù)稱，該公司在全球的其他PTA裝置也可望采用這一新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)類似的脫瓶頸擴(kuò)能，尤其是北美的裝置。截至2006年4月，BP公司總計(jì)有10套PTA裝置，在裝置擴(kuò)能之前，總計(jì)能力為710萬t/a。 2 技術(shù)進(jìn)展 2.1 世界技術(shù)進(jìn)展 PTA由對二甲苯在醋酸溶劑中進(jìn)行液相氧化制取，采用醋酸鈷催化劑。氧化反應(yīng)條件大體是：溫度185-200，壓力0.98-1.5MPa，在立式罐反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氣液相鼓泡反應(yīng)。BP和杜邦公司擁有專有技術(shù)，三菱化學(xué)、依斯曼化學(xué)和三井

14、化學(xué)公司也開發(fā)有競爭性工藝。 PTA生產(chǎn)工藝可分為2類：一類是先將對二甲苯(PX)經(jīng)空氣氧化，制得粗對苯二甲酸(CTA)，然后，將CTA精制成PTA，亦稱二步法。另一類是由PX只經(jīng)氧化反應(yīng)，就可制得PTA，亦稱一步法。二步法與一步法的主要區(qū)別在于：二步法制得的PTA中，雜質(zhì)4-羧基苯甲醛(4-CBA)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在25g/g以下，而一步法制得的PTA中，4-CBA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為200-300g/g。后者又稱為中純度對苯二甲酸(MTA)。 依士曼化學(xué)公司的EPTA工藝由粗對苯二甲酸(CTA)生產(chǎn)，聚合級對苯二甲酸(EPTA)生產(chǎn)和催化劑回收三部分組成。對二甲苯在醋酸溶劑中用空氣在液相催化氧化。進(jìn)料混合

15、物(對二甲苯、溶劑和催化劑)與壓縮空氣混合，連續(xù)進(jìn)入在中溫下操作的鼓泡塔式氧化反應(yīng)器，生成的CTA用來自溶劑回收系統(tǒng)的貧溶劑去除CTA中的雜質(zhì)。CTA再在后氧化步驟中提純?yōu)镋PTA，大大減少對苯二甲酸中的主要雜質(zhì)4-羧基苯甲醛(4-CBA)、對-甲苯甲酸(p-TA)，EPTA從溶劑中分離和干燥。懸浮固體作為CTA殘?jiān)殖龊腿コ?，在流化床焚燒爐中處理?？扇苄噪s質(zhì)從濾液中除去，溶解的催化劑用于循環(huán)。該工藝加工步驟較少，與緩和氧化技術(shù)相結(jié)合，投資和操作費(fèi)用較低。在美國、西歐、亞太地區(qū)已建有工業(yè)裝置，總能力為150萬t/a。EPTA工藝步驟較少，操作簡單，可靠性高、生產(chǎn)費(fèi)用低。對于60萬t/a的EPT

16、A裝置，總的投資費(fèi)用比采用常規(guī)PTA技術(shù)的相同規(guī)模裝置低25%-30%。德國魯齊石油和化學(xué)公司負(fù)責(zé)該工藝的技術(shù)轉(zhuǎn)讓。魯齊公司與其合作伙伴依士曼化學(xué)公司和韓國SK化學(xué)公司為中國浙江華聯(lián)三鑫石化公司在紹興建設(shè)的對苯二甲酸(PTA)裝置于2005年5月投產(chǎn)，這是世界上最大的依士曼聚合級對苯二甲酸(EPTA)裝置，裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為66萬t/a，具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性。 BP公司最近還開發(fā)了環(huán)保型PTA生產(chǎn)工藝，可使廢水和氣體污染排放減少3倍，固體廢物減少一半，揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放基本消除。該工藝應(yīng)用于我國珠海和臺(tái)灣的PTA裝置，以及美國新建的70萬t/a PTA裝置中。 英國諾丁漢(Notting

17、hom)大學(xué)與杜邦聚酯技術(shù)公司合作，開發(fā)了在超臨界水(ScH2O)中從對二甲苯生產(chǎn)對苯二甲酸的連續(xù)法綠色工藝。對二甲苯先被氧部分氧化，氧就地從過氧化氫在預(yù)熱器中分解產(chǎn)生，在ScH2O中和400下，再用溴化錳進(jìn)行催化，可高產(chǎn)率地得到對苯二甲酸，選擇性超過90%。與現(xiàn)有工藝相比，該反應(yīng)路線可大大提高能效和減少廢物。在常規(guī)的對二甲苯在醋酸中氧化生產(chǎn)對二甲苯的路線中，水的存在降低子溴化錳催化劑的活性。新工藝路線在ScH2O中進(jìn)行反應(yīng)，因?yàn)槌R界流體的極性低于液體水的極性，催化劑不會(huì)有太大的失活。 PTA裝置建設(shè)趨向于大型化，新建75萬t/aPTA裝置的每噸生產(chǎn)成本可比新建30萬t/a PTA裝置低15

18、0美元。預(yù)計(jì)今后5年內(nèi)將興建80萬t/a或更大的PTA裝置。 2.2 我國技術(shù)進(jìn)展 我國由揚(yáng)子石化、浙江大學(xué)、華東理工大學(xué)共同承擔(dān)的中國石化“十條龍”攻關(guān)項(xiàng)目之一的揚(yáng)子石化精對苯二甲酸(PTA)成套技術(shù)開發(fā)取得較大進(jìn)展，多項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)空白或達(dá)到國際水平，特別是成套工藝包中PX氧化主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到20世紀(jì)90年代末國內(nèi)引進(jìn)裝置技術(shù)水平，TA精制技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平。轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機(jī)的國產(chǎn)化研究、小流量高溫高壓高速離心泵研究，填補(bǔ)了PTA精制生產(chǎn)中國產(chǎn)化轉(zhuǎn)鼓式真空過濾機(jī)的空白。PTA加氫精制過程反應(yīng)研究項(xiàng)目打通裝置全流程，加氫后物料中4-CBA含量優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)揚(yáng)子石化獨(dú)

19、立開發(fā)了國內(nèi)第一套連續(xù)式PTA加氫精制過程模擬裝置，現(xiàn)已投入試驗(yàn)研究。這些技術(shù)將在揚(yáng)子石化新一輪PTA裝置改造中得以應(yīng)用。 中國石油遼陽石化公司聚酯廠年產(chǎn)28萬tPTA生產(chǎn)裝置的應(yīng)用實(shí)踐表明，由上海石化科技開發(fā)公司生產(chǎn)的CTP-鈀碳催化劑的加氫精制處理能力已達(dá)到3萬倍，這表明該催化劑已達(dá)到當(dāng)前國標(biāo)先進(jìn)水平。CTP-鈀碳催化劑于2001年5月31日起在遼化公司聚酯廠得到工業(yè)應(yīng)用，該催化劑加氫處理能力為2萬t/t，但通過精心操作，精心管理，使該催化劑平穩(wěn)運(yùn)行至今，加氫處理能力達(dá)到3萬t/t，從而使該催化劑一躍而進(jìn)入當(dāng)前國際先進(jìn)水平行列。 國外公司近年開發(fā)了富氧氧化的PTA生產(chǎn)技術(shù)，通過在進(jìn)料空氣中

20、加入富余純氧，提高混合空氣中的氧含量，從而達(dá)到提高PTA產(chǎn)量的目的。上海石化公司利用生產(chǎn)氮?dú)膺^程中有大量未有效利用的副產(chǎn)氧氣，在PTA裝置也試驗(yàn)成功富氧氧化技術(shù)。預(yù)計(jì)在40萬t/a PTA擴(kuò)產(chǎn)改造中，如用上富氧氧化工藝技術(shù)，可為裝置擴(kuò)產(chǎn)節(jié)約投資近億元。 MPB5型鈀-碳是一種高技術(shù)含量、價(jià)格昂貴的催化劑，它主要用在PTA的精制生產(chǎn)中。一般情況下每噸催化劑的設(shè)計(jì)壽命為生產(chǎn)3萬t PTA，但和國外4萬t以上PTA的先進(jìn)水平相比，我國的催化劑使用還有不小的差距，僅為其60%左右。同時(shí)，每次更換催化劑的原料費(fèi)用較高，每更換一批10.5t催化劑就耗資1400萬元以上。儀化公司化工廠設(shè)計(jì)了催化劑使用的新工

21、藝，自主開發(fā)了一種延長鈀-碳催化劑壽命的工藝技術(shù)，在催化劑可能中毒的早期就進(jìn)行處理，采用自有技術(shù)恢復(fù)催化劑活性，延長其使用壽命。創(chuàng)下MPB5型鈀-碳催化劑使用壽命全國最長紀(jì)錄。每噸鈀-碳新催化劑使用壽命達(dá)到4.1萬t PTA，超過國內(nèi)外平均水平，已經(jīng)達(dá)到日本等國的先進(jìn)水平。揚(yáng)子石化研究院依托PX(對二甲苯)氧化試驗(yàn)裝置成功開發(fā)出新型PTA催化添加劑，可滿足該公司PTA裝置生產(chǎn)需要，并能進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。該催化添加劑的研究已完成工業(yè)實(shí)施的應(yīng)用方案，為下一步的工業(yè)化應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。揚(yáng)子石化研究院PX項(xiàng)目組在PX氧化試驗(yàn)裝置、PX間歇試驗(yàn)裝置上做了大量的間歇、半連續(xù)試驗(yàn)，開發(fā)出這種新型催化添加劑。

22、通過小試研究表明，在原有體系中添加一定量催化添加劑，將提高對二甲苯氧化反應(yīng)活性，降低產(chǎn)品中間產(chǎn)物含量，從而降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。由中石化上海石油化工股份有限公司和中石化上海工程有限公司研發(fā)的80萬t/a精對苯二甲酸(PTA)成套技術(shù)工藝包，通過由中石化集團(tuán)組織的鑒定。該工藝包技術(shù)先進(jìn)可靠，物耗、能耗低，可滿足工程設(shè)計(jì)要求，是國內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的最大規(guī)格的PTA成套生產(chǎn)技術(shù)。上海石化為提高聚酯鏈產(chǎn)品綜合競爭能力，自1995年起，在消化吸收引進(jìn)PTA裝置技術(shù)的基礎(chǔ)上，與浙江大學(xué)、中石化上海工程公司合作，對數(shù)學(xué)模型和氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、氧化反應(yīng)器內(nèi)流體流動(dòng)與傳遞、PTA結(jié)晶分離技術(shù)、尾氣處理技術(shù)

23、等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究和工程技術(shù)開發(fā)，并將其成功應(yīng)用到技術(shù)改造中，實(shí)現(xiàn)了從22.5萬t/a到30萬t/a再到40萬t/a的“二級跳躍”，為研發(fā)80萬t/a自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PTA技術(shù)提供了有力支撐。80萬t/aPTA裝置國產(chǎn)化成套技術(shù)的研發(fā)成功，打破了國外大公司在聚酯原料領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，有利于提高中國石化在聚酯和聚酯原料領(lǐng)域的技術(shù)地位，為建設(shè)世界規(guī)模的先進(jìn)PTA裝置提供了技術(shù)保障。 上海石化滌綸部二號氧化聯(lián)合裝置于20世紀(jì)70年代從日本成套引進(jìn)，是國內(nèi)最早引進(jìn)的PTA裝置之一。上海石化先后使該裝置能力擴(kuò)大到25萬t/a、28萬t/a和31萬t/a。2004年再次對其進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)改造，使能力達(dá)到40萬t/a；

24、在改造中，上海石化在國內(nèi)同類裝置首次采用了多項(xiàng)自有技術(shù)：首家采用自行研發(fā)、達(dá)國際先進(jìn)水平的富氧氧化專利技術(shù)；首家實(shí)現(xiàn)大型鈦材設(shè)備國產(chǎn)化。改用離心分離器為真空過濾器時(shí)所采用的全套國產(chǎn)化設(shè)備在國內(nèi)亦屬首次。這些自有技術(shù)的應(yīng)用可有效降低生產(chǎn)成本，據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅生產(chǎn)用電一項(xiàng)，每年就可節(jié)約近3000萬kWh。 上海石化公司開發(fā)的對二甲苯(PX)經(jīng)氧化制對苯二甲酸(PTA)的氧化反應(yīng)裝置因其實(shí)用性，獲第四屆上海市發(fā)明創(chuàng)造專利獎(jiǎng)。據(jù)介紹，該氧化反應(yīng)裝置分兩部分，上部是蒸餾脫水段，下部是反應(yīng)段。這項(xiàng)專利技術(shù)通過在蒸餾脫水段中安置一種斜槽波紋金屬填料等創(chuàng)新手段，改變了氣相原料進(jìn)入方式。氧化反應(yīng)裝置在上海石化滌綸事業(yè)

25、部二號氧化聯(lián)合裝置增量改造中被應(yīng)用后，不僅解決了氧化反應(yīng)進(jìn)行時(shí)反應(yīng)液上部形成泡沫層這一技術(shù)問題，使反應(yīng)器反應(yīng)段的體積接近理論上需要的氧化反應(yīng)空間，而且使得整個(gè)塔的壓差降低了50%-60%，物料流通處理能力提高了70%-80%，脫水效率提高了70%-85%。這一技術(shù)使原裝置在不更換氧化反應(yīng)器的前提下，僅通過對塔內(nèi)件的構(gòu)造進(jìn)行改造，就提高了反應(yīng)器的分離效率和處理能力。 2.3 大型PTA設(shè)備加快國產(chǎn)化 PTA裝置主要生產(chǎn)設(shè)備有350多臺(tái)，其中反應(yīng)器2臺(tái)，塔器8臺(tái)，換熱器90臺(tái)，容器67臺(tái)，壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)15臺(tái)，泵91臺(tái)，料倉13臺(tái)，專用機(jī)械44臺(tái)，輸送設(shè)備29臺(tái)。關(guān)鍵設(shè)備包括氧化反應(yīng)器、空氣壓縮機(jī)、

26、回轉(zhuǎn)干燥機(jī)、結(jié)晶器、真空過濾機(jī)、氫氣壓縮機(jī)、鈦材換熱器等。由于其生產(chǎn)介質(zhì)大都含有醋酸和溴化物，對設(shè)備的腐蝕極強(qiáng)，有不少設(shè)備需要用低碳不銹鋼或鈦材制造。20世紀(jì)90年代初，國內(nèi)建設(shè)了遼陽、天津、洛陽、儀征、上海等一批20萬t/a PTA裝置，當(dāng)時(shí)由于國內(nèi)對PTA的生產(chǎn)工藝和設(shè)備不很了解，其工藝和設(shè)備基本成套引進(jìn)。經(jīng)過十多年的生產(chǎn)運(yùn)行，這些PTA裝置大都面臨著改造和擴(kuò)建。目前國內(nèi)對PTA設(shè)備已有了較深的了解，開始進(jìn)行設(shè)備國產(chǎn)化的嘗試，如國產(chǎn)的PTA回轉(zhuǎn)干燥機(jī)、鈦材換熱器、壓力離心機(jī)等在儀征化纖、揚(yáng)子石化、遼陽化纖22萬t/a PTA裝置中得到應(yīng)用。 2000年，中石化儀征化纖公司經(jīng)批準(zhǔn)建設(shè)45萬t

27、/a PTA裝置，這種規(guī)模的PTA生產(chǎn)裝置當(dāng)時(shí)在世界上也是屬于最大的。當(dāng)時(shí)由于45萬t/aPTA工藝技術(shù)全部來自國外，工程初步設(shè)計(jì)也由國外承擔(dān)，大部分轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備和鈦材設(shè)備基本進(jìn)口，國內(nèi)只生產(chǎn)了一般的碳鋼或不銹鋼設(shè)備。 經(jīng)國家批準(zhǔn)儀征化纖公司將再建設(shè)一套100萬t/a PTA工程。為了改變PTA裝置主要設(shè)備長期依賴進(jìn)口的局面，國家確定以儀征100萬t/a PTA項(xiàng)目為依托，對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行國產(chǎn)化攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)大型PTA主要設(shè)備國產(chǎn)化。 目前國內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)裝備能力和技術(shù)水平有了很大提高，而且儀征100萬t/a PTA工程的工藝和工程設(shè)計(jì)由中石化上海工程公司承擔(dān)，這都為PTA重大裝備的國產(chǎn)化提供了良好條件

28、。 氧化反應(yīng)器：為立式帶攪拌返混式反應(yīng)器，攪拌器采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)二層攪拌槳，上層為6個(gè)直葉渦輪式攪拌槳，下層為4葉槳式攪拌槳，槳葉呈45°傾斜。攪拌器為鈦材制造，驅(qū)動(dòng)攪拌器的電機(jī)功率1500kW。反應(yīng)器殼體為65+3mm碳鋼襯鈦復(fù)合板，主要參數(shù)為76008600mm，設(shè)計(jì)壓力2MPa，三設(shè)計(jì)溫度252。 過去國內(nèi)建設(shè)的PTA裝置氧化反應(yīng)器均從國外引進(jìn)，屬于國外專利設(shè)備，特別是攪拌器和氣液分布器是其技術(shù)關(guān)鍵。儀征100萬t/a PTA項(xiàng)目將采用國內(nèi)開發(fā)的工藝技術(shù)，在設(shè)備方面只要有設(shè)計(jì)單位能夠提供設(shè)計(jì)條件，國內(nèi)南化公司機(jī)械廠、西安西北有色金屬研究院、南京寶色鈦業(yè)公司、寶雞有色金屬加工廠等

29、都可以完成施工圖設(shè)計(jì)和制造，這些企業(yè)大都有碳鋼+鈦材爆炸復(fù)合的技術(shù)和鈦材設(shè)備的制造經(jīng)驗(yàn)。氧化反應(yīng)器的制造難點(diǎn)，一是鈦復(fù)合板材的爆炸貼合和成型，要防止貼合面的分離；二是鈦材和復(fù)合鈦材的焊接、探傷和熱處理技術(shù)；三是大型反應(yīng)器的組裝和試驗(yàn)技術(shù)；四是要具備清潔的凈化車間，以達(dá)到防止污染的目的。至于反應(yīng)器內(nèi)攪拌器，國內(nèi)萊寧(中國)攪拌設(shè)備公司、大連佐竹公司、錦西化機(jī)廠都有系列設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。 空氣壓縮機(jī)組：一般分為由單軸壓縮機(jī)組成的單軸機(jī)組和由齒輪式壓縮機(jī)組成的多軸機(jī)組。單軸機(jī)組由高壓空壓機(jī)、低壓空壓機(jī)、透平膨脹機(jī)、汽輪機(jī)組成，多軸機(jī)組由多軸壓縮機(jī)、透平膨脹機(jī)、氣輪機(jī)組成。百萬噸級PTA空氣壓縮

30、機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：入口流量386976m3/h，出口壓力1.975MPa，設(shè)計(jì)溫度162，軸功率55000kW。 PTA裝置用空氣壓縮機(jī)，沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)已具有成熟技術(shù)，與其他空氣壓縮機(jī)相比，只是工藝參數(shù)的變化而已。該公司的SRR和MCL系列壓縮機(jī)可以滿足PTA裝置空氣壓縮機(jī)的需要，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)完全可以采用杭州汽輪機(jī)廠現(xiàn)有技術(shù)。存在的問題是沈鼓目前還沒有尾氣膨脹透平的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，需要其他廠家配套。陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)研制生產(chǎn)的軸流式壓縮機(jī)也可滿足大型PTA裝置的要求，另外該廠還有設(shè)計(jì)制造尾氣回收透平的技術(shù)。 回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)：分氧化干燥機(jī)和精制干燥機(jī)兩種，其作用是將過濾機(jī)輸送的粗對苯二甲酸和精對苯二甲

31、酸濾餅去除多余的醋酸和水分?；剞D(zhuǎn)式干燥機(jī)采用蒸汽作為加熱介質(zhì)，其技術(shù)關(guān)鍵是大齒圈的設(shè)計(jì)加工制造和進(jìn)出料端旋轉(zhuǎn)密封及防物料粘貼技術(shù)。 國外對密閉型蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)的開發(fā)較早，國內(nèi)天華化工機(jī)械研究設(shè)計(jì)院也已有自己的專有技術(shù)和多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，掌握了工程放大技術(shù)，建立了工藝模型，完善了工藝計(jì)算方法，形成了干燥機(jī)關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)的專有技術(shù)，掌握了加工工藝成套技術(shù)，并進(jìn)行了干燥單元設(shè)備成套化開發(fā)。最近幾年該院及南化公司機(jī)械廠、錦西化機(jī)廠曾為燕山石化聚乙烯、儀征化纖PTA裝置、洛陽石化PTA裝置等提供過簡體直徑為1800-3800mm的回轉(zhuǎn)干燥機(jī)系列產(chǎn)品，4000mm的干燥機(jī)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。對于百萬噸級PTA回轉(zhuǎn)

32、干燥機(jī)，雖然在制造和運(yùn)輸上會(huì)有不少困難，但國內(nèi)設(shè)計(jì)制造還是有一定的基礎(chǔ)。壓力離心機(jī)：離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓直徑1200mm，轉(zhuǎn)速2000r/min，處理能力50t/h，技術(shù)關(guān)鍵在于大功率高精度行星差速器技術(shù)、不銹鋼轉(zhuǎn)鼓離心澆注技術(shù)、大直徑雙端面機(jī)械密封制造技術(shù)。 國內(nèi)專業(yè)制造企業(yè)有重慶江北機(jī)械廠和吉林化工機(jī)械廠，他們都有自己的設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行過系列離心機(jī)開發(fā)，另外上海石化機(jī)械制造公司和遼陽化纖公司機(jī)械廠也都為PTA裝置研制過壓力離心機(jī)。吉林化工機(jī)械廠先后開發(fā)過多種型號的離心機(jī)，如500型、630型、850型等多系列臥式螺旋卸料離心機(jī)，及1200型、1600型、1800型等系列刮刀卸料離心機(jī)，已廣泛應(yīng)用于石油

33、、化工、農(nóng)藥等領(lǐng)域。重慶江北機(jī)械廠集科研、開發(fā)、制造、服務(wù)為一體，先后開發(fā)出GKH型系列虹吸過濾刮刀卸料離心機(jī)、IW630-N臥式離心卸料離心機(jī)、WH-800WH800-N型活塞推料離心機(jī)、SGZ(SXZ)型三足式下部卸料自動(dòng)離心機(jī)等。遼陽化纖公司機(jī)械廠研制的LW12001980N臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)，是目前國內(nèi)帶壓工況下最大規(guī)格的PTA離心機(jī)。但這些廠家都沒有研制過大直徑、高轉(zhuǎn)速的立式螺旋沉降式差速離心機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，需組織有針對性的研發(fā)。 其他設(shè)備：包括結(jié)晶器、換熱器、冷凝器、過濾器、加氫反應(yīng)器等，材質(zhì)有低碳不銹鋼、復(fù)合鈦材、雙相不銹鋼、鉻鉬鋼等，國內(nèi)南化公司機(jī)械廠、金州重型機(jī)器廠、錦西化機(jī)廠

34、、撫順市機(jī)械廠都有長期的制造經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化問題不大。PTA裝置中加氫用隔膜式氫氣壓縮機(jī)，要求無泄漏、無污染，國內(nèi)上海大隆機(jī)器廠有多年設(shè)計(jì)制造隔膜式壓縮機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，能夠滿足PTA氫氣壓縮機(jī)的要求。另外PTA裝置用離心泵參數(shù)并不復(fù)雜，除了PVDC材質(zhì)、哈氏合金襯里、Duplexss材質(zhì)的泵國內(nèi)還不能生產(chǎn)外，其余PTA用泵國內(nèi)基本可以生產(chǎn)，特別是大連蘇爾壽泵及壓縮機(jī)公司的產(chǎn)品系列可以滿足PTA用泵的需要。 總之，由于國內(nèi)長期對PTA主要設(shè)備的了解和國內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)多年來的技術(shù)進(jìn)步，由國內(nèi)研制百萬噸級PTA主要設(shè)備是可行的。不能長期依賴進(jìn)口國外設(shè)備，應(yīng)通過科研、設(shè)計(jì)、制造、用戶的通力合作，實(shí)現(xiàn)大型PT

35、A工藝技術(shù)和主要設(shè)備的國產(chǎn)化。 3 中國發(fā)展現(xiàn)狀 3.1 產(chǎn)能現(xiàn)狀 隨著廈門翔鷺石化有限公司、中國石化儀征化纖股份有限公司、珠海碧陽化工有限公司、浙江華聯(lián)三鑫石化公司及浙江逸盛石化公司等企業(yè)PTA新建及擴(kuò)能項(xiàng)目的投產(chǎn)，我國PTA行業(yè)迅猛發(fā)展，2005年總產(chǎn)能達(dá)到661.4萬t/a，年產(chǎn)量約為556萬t，分別較2004年增長32.3%和25.7%。 中國石油天然氣股份公司分別與美國英威達(dá)公司(Invista)、福斯特-惠勒公司(Foster Wheeler)簽署遼陽石化53萬t/a PTA項(xiàng)目技術(shù)轉(zhuǎn)讓及工程服務(wù)合同。年產(chǎn)80萬t/a PTA項(xiàng)目(新建53萬t/a PTA，加上原有的27萬t/a

36、PTA，合計(jì)為80萬t/a PTA)于2006年年初投產(chǎn)。 三菱化學(xué)公司在浙江省寧波大榭島建設(shè)的60萬t/a PTA合資項(xiàng)目，三菱化學(xué)持股80%、中國國際信托投資公司持股20%，該裝置于2006年7月建成投產(chǎn)。為此，截至2006年7月，我國PTA總產(chǎn)能達(dá)到774.4萬t/a。表3列出至2006年7月國內(nèi)PTA裝置及生產(chǎn)能力。 隨著聚酯工業(yè)跳躍式發(fā)展，其主要原料PTA供應(yīng)嚴(yán)重不足，國內(nèi)每年都需大量進(jìn)口，進(jìn)口量占國內(nèi)需求量近50%。預(yù)計(jì)2006年我國PTA生產(chǎn)能力將再增加280萬t/a，達(dá)到690萬t/a；2007年有望突破760萬t/a；2010年可能達(dá)到1510萬t/a。 表3 至2006年7

37、月國內(nèi)PTA裝置及生產(chǎn)能力 萬t/a 3.2 供需現(xiàn)狀 我國PTA幾乎全部用于生產(chǎn)聚酯。由于聚酯工業(yè)的迅猛發(fā)展，尤其是東南沿海地區(qū)民營企業(yè)的迅猛發(fā)展，使得我國PTA需求一直保持著快速增長的勢頭。2005年我國聚酯產(chǎn)量約1400萬t，消費(fèi)PTA約1200萬t。用于生產(chǎn)PBT等工程塑料的PTA消費(fèi)量僅約5.1萬t。表4列出我國PTA供需平衡現(xiàn)狀及預(yù)測，表5列出1994-2005年我國聚酯與PTA消費(fèi)量。 雖然我國PTA產(chǎn)能迅猛增加，但由于下游聚酯需求旺盛，PTA進(jìn)口量逐年增加。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2005年我國PTA進(jìn)口總量649.1萬t，較2004年增加約77萬t，進(jìn)口約占國內(nèi)表觀消費(fèi)量的54%。 表4

38、 我國PTA供需平衡現(xiàn)狀及預(yù)測 表5 1994-2005年我國聚酯與PTA消費(fèi)量 萬t 2005年我國以一般貿(mào)易方式進(jìn)口的PTA達(dá)到512.5萬t，約占進(jìn)口總量的79.0%，所占比例較上年下降約12個(gè)百分點(diǎn)；來料加工貿(mào)易方式進(jìn)口約為82萬t，約占進(jìn)口總量的12.6%，比例較上年上升8個(gè)百分點(diǎn)；其他貿(mào)易方式如保稅倉庫貨物及保稅區(qū)轉(zhuǎn)存的進(jìn)口比例也提高約4個(gè)百分點(diǎn)。近年我國民營企業(yè)新建聚酯項(xiàng)目較多，對PTA的需求量大。由于這些民營聚酯企業(yè)基本都沒有上游裝置，其所需的原料PTA只能依靠進(jìn)口，所以我國PTA的進(jìn)口企業(yè)中大多為民營及合資企業(yè)，主要集中在東南沿海地區(qū)。 2005年我國大陸PTA的進(jìn)口主要來源

39、于周邊國家及地區(qū)，其中韓國、中國臺(tái)灣、日本、印尼、泰國和沙特的進(jìn)口量合計(jì)占PTA進(jìn)口總量的95.9%，而近年我國從北美地區(qū)進(jìn)口的PTA逐年減少。表6列出2005年我國PTA進(jìn)口主要來源地及比例。表6 2005年我國大陸PTA進(jìn)口主要來源地及比例 近年來，我國PTA的進(jìn)口主要集中在東南沿海地區(qū)，主要由于這些地區(qū)是我國的聚酯生產(chǎn)基地。2005年我國進(jìn)口PTA較多的省市主要為浙江省、江蘇省、上海市和山東省，分別約占我國PTA進(jìn)口總量的40.1%、33.4%、13.5%及3.1%，其中江蘇省進(jìn)口較上年增加約95萬t，所占比例上升12個(gè)百分點(diǎn)。 3.3 擴(kuò)能前瞻 PTA巨大的市場需求刺激著資金向該領(lǐng)域大量投入，國內(nèi)目前有一大批PTA項(xiàng)目正在建設(shè)或準(zhǔn)備啟動(dòng)。2006-2010年，根據(jù)已知新建、擴(kuò)建計(jì)劃，我國將新增PTA生產(chǎn)能力920