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中國及全球二甲苯市場與技術現(xiàn)狀分析
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http://m.china-zesir.com 發(fā)稿日期:2007-6-20
- 【搜索關鍵詞】：研究報告 投資分析 市場調(diào)研 二甲苯 化工
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對二甲苯（PX）是一種重要的有機化工原料，用它可生產(chǎn)精對苯二甲酸（PTA）或?qū)Ρ蕉姿岫柞ィ―MT），PTA或DMT再和乙二醇反應生成聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），即聚酯，進一步加工紡絲生產(chǎn)滌綸纖維和輪胎工業(yè)用聚酯簾布。
2008-2009年中國肥料行業(yè)研究咨詢報告 【出版日期】 2009年1月 【報告頁碼】 325頁 【圖表數(shù)量】 176個2009-2012年中國碳酸二甲酯行業(yè)預測與投資前景分 碳酸二甲酯（DMC）作為PO的重要的下游衍生物，產(chǎn)品毒性小，并可替代光氣。目前在聚碳酸酯、生2009-2010年中國芳綸行業(yè)市場預測與投資咨詢研究 芳綸纖維全稱為"聚對苯二甲酰對苯二胺",英文為Aramid fiber，是一種新型高科技合成2009-2010年聚乙烯纖維市場運行及投資分析報告 【出版日期】 2008年12月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150
PET樹脂還可制成聚酯瓶、聚酯膜、塑料合金及其它工業(yè)元件等。除此之外，PX在醫(yī)藥上也有用途。
對二甲苯是從混二甲苯中分離出來的，混二甲苯主要由對二甲苯、鄰二甲苯及間二甲苯組成�；於妆竭^去主要來自于煉焦工業(yè)�，F(xiàn)在則主要來自石化工業(yè)，焦化二甲苯的產(chǎn)量很小，僅占總產(chǎn)量的2％以下，并且?guī)缀跞孔鳛榛旌隙妆街苯邮褂枚贿M行分離。目前美國來自石化的混二甲苯的產(chǎn)量已占總產(chǎn)量的99．9％。據(jù)統(tǒng)計，我國聚酯產(chǎn)能已由2000年的594.5萬t/a增加到2005年的2000萬t/a，幾乎翻了兩番。受聚酯行業(yè)的推動，國內(nèi)PTA生產(chǎn)能力也迅速擴張，2001年產(chǎn)量還不足220萬t，到2005年已達到約550萬t，年均增長幅度超過25％。盡管如此，國內(nèi)PTA仍然無法滿足旺盛的需求，2005年進口量接近650萬t，也使得2005年的表觀消費量接近1200萬t。PTA的巨大需求帶動了PTA產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而從根本上造就了中國PX產(chǎn)業(yè)在未來5年內(nèi)的崛起。
在引進技術消化吸收基礎上，我國PX生產(chǎn)技術取得了長足的進步。其中，上海石油化工研究院開發(fā)的HAT系列甲苯歧化和烷基轉移催化劑不僅在國內(nèi)多套引進裝置上使用，而且還將甲苯歧化和烷基轉移成套技術出口到伊朗，用于87萬t/a甲苯歧化裝置建設。中國石化石油化工科學研究院開發(fā)的SKI系列二甲苯異構化催化劑在反應器和壓縮機等主要設備不改動的情況下，裝置負荷提高了30％以上，并在國內(nèi)7套二甲苯異構化裝置上使用。石油化工科學研究院開發(fā)的PX吸附劑RAX-2000在中國石化齊魯分公司引進裝置上的首次工業(yè)應用，改變了PX吸附劑長期依賴進口的局面。
據(jù)統(tǒng)計，2005年我國PX生產(chǎn)能力達到297萬t/a，2005年我國對二甲苯產(chǎn)量約230萬t，進口量達160.8萬t。
2006年國家發(fā)改委出臺了《PX“十一五”建設項目布局規(guī)劃》。這個《規(guī)劃》是我國“十一五”時期內(nèi)PX項目建設的指導性文件，也是核準審批有關項目的依據(jù)�！兑�(guī)劃》提出的項目建設安排原則是：（1）符合產(chǎn)業(yè)政策要求，規(guī)模經(jīng)濟合理，技術先進適用；（2）優(yōu)先考慮依托老廠挖潛改造和擴建，提高競爭力；（3）鼓勵采用國內(nèi)開發(fā)的技術和國產(chǎn)設備建設；（4）原料主要來自煉廠和乙烯裝置，且副產(chǎn)較多；優(yōu)先安排與大型煉廠配套建設的項目，無大型煉廠做依托的項目暫不考慮；（5）產(chǎn)品主要用于PTA生產(chǎn)，PX裝置建設應盡量與PTA企業(yè)的分布相匹配；（6）鼓勵投資多元化，支持國有與民營企業(yè)合資合作。根據(jù)這一原則，“十一五”期間，安排天津石化、揚子石化、上海石化、烏魯木齊石化等4個改擴建項目，新增產(chǎn)能183萬t/a；安排金陵石化、茂名石化、福建煉化一體化項目、大化集團搬遷配套項目、中海油海南煉油項目、廈門騰龍芳烴等6個新增項目，新增產(chǎn)能415萬t/a。預計到2010年，全國PX產(chǎn)能將達到867萬t/a，新增產(chǎn)能598萬t/a，可滿足國內(nèi)需求量的85％以上，其中華東地區(qū)的產(chǎn)能432萬t/a，約占全國的50％�！兑�(guī)劃》還列出了未列入"十一五"規(guī)劃但已上報的項目4個，產(chǎn)能合計245萬t/a。
2005全球PX產(chǎn)能達到2589萬噸，目前世界對二甲苯生產(chǎn)主要集中在亞洲、北美、南美和歐洲，生產(chǎn)能力位居前5位的依次為美國、韓國、日本、中國、印度和東南亞地區(qū)，美國的PX產(chǎn)能高達493萬噸，占全球PX產(chǎn)能的18％。亞洲占全球PX產(chǎn)能的67％。2006年全球PX現(xiàn)有生產(chǎn)能力約2759萬t/a，其中亞洲（包括中東地區(qū)）1850萬t/a，占68.2％；北美550萬t/a，占20.2％；歐洲287萬t/a，占10.6％；南美27萬t/a，占1.0％。從需求情況看，亞洲市場的PX需求高達1700萬t，PX裝置生產(chǎn)負荷必須在90％以上才能滿足需求。2005年PX需求增長120萬t，產(chǎn)能僅僅增加70萬t/a。2006年，隨著翔鷺集團、中國石化揚子分公司、中國石油遼化公司等諸多PTA裝置的擴建，PX的需求進一步膨脹，可能增加150~200萬t，PX的供應緊張局勢很可能要等到伊朗和中國臺灣省臺化公司的兩套150萬t/aPX裝置完全投產(chǎn)才有望根本緩解。預計2006~2011年全球PX產(chǎn)能和需求量將以每年1.9％和2.6％的速率遞增，其中主要在亞洲，特別是中國。
由于需求的穩(wěn)定增長，全球PX的消費量主要集中在PTA領域，目前全球PX產(chǎn)量中80％~90％被用于生產(chǎn)PTA。最近DMT生產(chǎn)的發(fā)展遲緩，消費的PX將下降。隨著亞洲許多新投資的PTA裝置相繼投產(chǎn)，該地區(qū)的PX消費量將進一步增長，消費量占總產(chǎn)量的比重將進一步加大。北美地區(qū)的新建PX裝置主要集中在美國，用于生產(chǎn)PTA的PX將提高到82.1％。由于生產(chǎn)成本較低加之原料供應充足，中東的石化產(chǎn)業(yè)投資將穩(wěn)步增長。該區(qū)域?qū)⒔ㄔO更多的PTA和PX裝置，用于生產(chǎn)PTA的PX比例也將進一步增長。
從全球貿(mào)易角度看，北美（主要是美國）是PX的主要出口地，美國的PTA產(chǎn)量在400萬噸左右，PX消耗量在270萬噸，而美國的PX產(chǎn)能高達493萬噸，大量富余的PX出口至亞洲及墨西哥（2005年預計亞洲進口PX將達130余萬噸。相當部分是從美國進口）。
未來幾年全球?qū)⑿略鰧Χ妆疆a(chǎn)能96％新產(chǎn)能集中在亞洲，中國約占40％，其它48％分布在中東地區(qū)、日本、臺灣、印度及南亞次大陸。
由于PX需求量日益增長，直接從重整油和裂解汽油中抽提和分離PX已遠不能滿足需求。當前芳烴聯(lián)合裝置的一個目標是增加二甲苯的產(chǎn)率，同時減少苯的產(chǎn)率。受熱力學平衡的限制，通常在二甲苯混合物中間二甲苯（MP）含量較高，而工業(yè)上需求量較大的PX含量卻較低。所以工業(yè)上常常通過甲苯歧化和烷基轉移工藝、C8芳烴異構化工藝以及甲苯選擇性歧化工藝來增產(chǎn)PX。
甲苯歧化與烷基轉移工藝理論上不耗氫，設備和公用工程消耗也少。國外典型的工藝主要有：UOP與日本東麗開發(fā)的"TatorayTM"工藝；Mobil公司的"MTDP-3"工藝；Arco公司開發(fā)的"Xylene-Plus"工藝；UOP的"PX-Plus"工藝。除"Xylene-Plus"工藝采用Y-型分子篩D-8硅鋁小球作催化劑和移動床工藝外，其余工藝均采用固定床工藝和氫型絲光沸石或ZSM-5沸石催化劑。
中國石化上海石油化工研究院在該技術領域已進行了30多年的研究，研發(fā)的S-TDT工藝于1997年實現(xiàn)了工業(yè)化。與Tatoray工藝相比，S-TDT工藝允許原料中含C10重芳烴，使用具有國際領先水平的HAT系列催化劑，能耗和物耗低，從而使該工藝具有優(yōu)良的技術經(jīng)濟指標。從HAT-095催化劑到HAT-097催化劑，催化劑的處理能力大幅度增加，而氫烴比卻越來越低，現(xiàn)有裝置在壓縮機不更換的條件下，僅更換催化劑就能實現(xiàn)擴能的目的。
傳統(tǒng)的甲苯歧化和烷基轉移工藝制二甲苯是一個熱力學平衡產(chǎn)物。典型的組成為PX：MX：OX（鄰二甲苯）=24：54：22。ExxonMobil開發(fā)了兩代選擇性甲苯歧化工藝，即"MSTDP"工藝和"MTPX"工藝。前者以ZSM-5為催化劑，產(chǎn)物中PX含量可達82％~90％，于1988年實現(xiàn)工業(yè)化；后者采用硅改性HZSM-5為催化劑，1997年實現(xiàn)工業(yè)化，當甲苯轉化率為20％~30％時，PX選擇性可達90％以上。此外，UOP的"PX-Plus"工藝以改性沸石為催化劑，當甲苯轉化率為30％時，二甲苯中PX含量超過90％。ExxonMobil公司最近已經(jīng)停止了MSTDP工藝的專利技術轉讓。該公司2001年開發(fā)了最大化生產(chǎn)PX的"Px"工藝，其PX濃度很高（大于90％），如送至"CrystPX"工藝進一步提純達99.5％。據(jù)稱，該工藝無需高溫反應，操作過程也可簡化，韓國LG-Caltex公司已經(jīng)在其35萬t/a的PX生產(chǎn)裝置上采用該技術，并于2003年投入運行。另外，最近GTC公司獲得了營銷印度石化公司（IPCL）選擇性甲苯歧化工藝技術GS-STDP的專營權。
上海石油化工研究院開發(fā)的SD-01甲苯擇形歧化催化劑已于2005年在中國石化天津分公司實現(xiàn)工業(yè)化。該催化劑采用常規(guī)臨氫工藝和絕熱固定床反應器，具有高空速、低氫烴比、高PX選擇性等特點，反應條件為壓力1.2~4.5MPa，溫度420~470℃，氫烴比1.5~2.5，空速3~5h-1，甲苯轉化率大于30％，選擇性大于93％，苯/二甲苯摩爾比小于1.4，反應器出口后冷凝液相產(chǎn)物PX大于12.7wt％。采用該催化劑的工藝經(jīng)濟效益明顯提高。
C8芳烴異構化目的是提高PX收率。目前工業(yè)上應用較多的是UOP的"Isomer"工藝和ExxonMobil的"MHAI"工藝。兩者主要差別是乙苯處理工序不同。"MHAI"工藝通過乙苯脫烷基化和歧化反應，使乙苯有較高轉化率，但二甲苯損失也大。ExxonMobil開發(fā)的以EM4500擇形沸石為催化劑的最大化生產(chǎn)二甲苯的"Xy"工藝，其優(yōu)越性是：（1）生產(chǎn)能力和PX質(zhì)量都較高；（2）運轉周期中能使100％的PX達到平衡值；（3）乙苯轉化率高；（4）操作費用較低；（5）催化劑用量較少；（6）操作周期和催化劑壽命都較長。據(jù)稱采用"Xy"工藝可使乙苯轉化率達到80％以上，二甲苯損失減少50％以上。Mobil公司還開發(fā)了比Xy工藝更具競爭力的Xy-2工藝。
近年來異構化工藝向雙層或多層催化劑復合床發(fā)展，通常第一層催化劑為乙苯轉化催化劑，第二層為二甲苯異構化催化劑。但BP公司發(fā)現(xiàn)，由于乙苯轉化時生成副產(chǎn)物乙烯易使催化劑失活，所以BP公司開發(fā)了3層催化劑系統(tǒng)，即在雙層催化劑床中另外加入加氫催化劑（Mo/A1203），乙烯加氫可轉化為乙烷，催化劑失活速率可從0.05％下降至0.006％~0.008％，催化劑再生周期超過一年。IFP也開發(fā)了Oparis催化劑，可使PX收率從88％提高到93％。
二甲苯分離是芳烴生產(chǎn)工藝中難度較大的一個環(huán)節(jié)。工業(yè)上主要采用模擬移動床吸附分離工藝，也有少數(shù)采用結晶（深冷）工藝。其中UOP公司的Parex液相吸附分離工藝于1971年工業(yè)化，其吸附劑由經(jīng)Ba和K改性的分子篩制得，Parex工藝往往采用牌號ADS-27的工藝吸附劑，在PX純度為99.9％的情況下，對二甲苯收率可高達97％。IFP公司也推出Eluxy1吸附分離技術，采用牌號為SPX3000的高效吸附劑，PX純度可達99.9％，1997年12月在韓國一套50萬t/a的工業(yè)裝置上得到應用。最近IFP公司又推出了兩步法模擬移動床工藝。
GTC公司開發(fā)了"GT-Cyrst"PX結晶法工藝，該工藝采用兩級冷凍和結晶，對流程作了新的改進，投資較低，裝置效率更高。據(jù)稱一套40萬t/a采用吸附工藝的PX分離裝置投資費用和生產(chǎn)成本分別為1.7億美元和441美元/t，而采用結晶法工藝的同規(guī)模裝置投資費用和生產(chǎn)成本分別僅為1.3億美元和433美元/t。GTC公司認為，PX和OX沸點相差不到1℃，但PX凝固點比其它異構體高得多，所以采用結晶法就更容易將其分離出來。BP公司推出的技術是將變壓吸附技術與模擬移動床分離技術或結晶分離結合在一起的組合工藝。
甲苯的甲醇甲基化路線是有望增加PX產(chǎn)量的第三種工藝路線，目前世界上還沒有大規(guī)模的生產(chǎn)裝置問世，主要是這類裝置的經(jīng)濟效益要取決于是否與大規(guī)模的甲醇裝置配套。這種方法的吸引力是收率要比傳統(tǒng)的甲苯歧化工藝高一倍。最近GTC公司已開始營銷由印度石化公（IPCL）開發(fā)的甲苯甲基化工藝GT-TolAlk。該工藝采用一種專有的高硅沸石催化劑，在氫氣和水的存在下，在固定床上進行反應，對二甲苯的選擇性大于85％，對二甲苯的回收通常用一個結晶系統(tǒng)（如CrystPX）來完成。甲苯甲基化路線具有以下優(yōu)點：可將每tPX所需的甲苯量由約2.8t降低至1.0t；甲醇易于得到，并且相對低廉；苯的產(chǎn)出量可忽略不計。
此外，ExxonMobil開發(fā)的以甲苯和合成氣為原料的PX合成工藝，在460℃、0.17MPa和3h-1下反應，當甲苯轉化率為13.6％時，PX選擇性可達88％。由于這種催化劑抑制了MX和OX生成，所以對只想單獨生產(chǎn)PX的廠商來說很有吸引力。
改進的催化劑和吸附劑可以提高對二甲苯產(chǎn)量而無需大的改造，現(xiàn)簡介如下。
沸石材料和組合化學UOP公司最近開發(fā)的UZM系列低硅鋁比沸石可用于催化用途。一些新的先進分析技術（如分子模擬、X－射線衍射、電子衍射和傅里葉變換紅外光譜儀）使這些新的沸石和其他新材料的發(fā)現(xiàn)更容易了。組合化學儀器和方法現(xiàn)在已用于煉油和石化催化劑的制備和篩選，可大大縮短開發(fā)時間和減少費用。例如UOP公司專有的PI-242石腦油異構化催化劑，在確定開發(fā)目標以后的5周內(nèi)進行了500多個催化劑配方的篩選，而用一般方法需要5年。新材料和組合化學方法加速了UOP公司新催化劑和吸附劑的開發(fā)。
連續(xù)重整催化劑UOP公司最新的R-264催化劑是用于連續(xù)重整的雙模式催化劑，其優(yōu)點是：①操作靈活性：催化劑可在兩種模式下操作，一種是高收率模式，可得到最大液收并減少石腦油損失；另一種是高活性模式，可提高原料速率。在高收率模式下可比R-134催化劑多產(chǎn)0.7v％C5以上產(chǎn)品。在高活性模式下可比R-134催化劑降低反應溫度4℃。②提高苛刻度：產(chǎn)焦比R-134少10％，因而可提高操作苛刻度，也就是可提高產(chǎn)品辛烷值或提高原料速率而無需改造裝置。③提高處理能力：由于催化劑的高活性和高密度，R-264催化劑可比R-134催化劑多加工18％原料。R-264催化劑已在2004年5月裝進了奧地利施韋夏特煉廠，使連續(xù)重整裝置處理量由120米3/時提高到140米3/時。該催化劑已被另外3套連續(xù)重整裝置選用。
甲苯歧化催化劑UOP公司最新的TA-20催化劑是用于Tatoray工藝的甲苯歧化催化劑。它比以前的配方具有更高的穩(wěn)定性，可以提高進料速率、加工更苛刻的原料、提高單程轉化率或提高對二甲苯產(chǎn)量。2004年9月該催化劑在遠東的一套Tatoray工業(yè)裝置上應用，使重時空速由1.5提高到2.3，并提高了單程轉化率，使轉化率由TA-5催化劑的42％提高到TA-20的48％，大大提高了對二甲苯的產(chǎn)量。除遠東外，另外還有兩家公司選用了TA-20催化劑。
吸附劑UOP公司最新的ADS-37是用于Parex對二甲苯固定床液相連續(xù)吸附分離工藝的吸附劑。其吸附能力比現(xiàn)在用的ADS-27高6％，其物理性能也改進了，適用于新、老裝置�，F(xiàn)在已有3家公司選用ADS-37，第一套裝置已于2004年11月投產(chǎn)。
提高石腦油利用率實例一家對二甲苯生產(chǎn)公司要提高產(chǎn)量但沒有更多的石腦油，只能提高石腦油的干點（會增加C9以上芳烴含量）。因此決定采用R-264連續(xù)重整催化劑和TA-20甲苯歧化催化劑。由于R-264催化劑的產(chǎn)焦少和活性高，可以使連續(xù)重整裝置加工原料的干點由157℃提高到162℃，石腦油進料由110.2萬噸/年增至112.9萬噸/年，反應器入口溫度降低了3℃（催化劑活性提高）。穩(wěn)定性更高的TA-20催化劑可加工更難加工的原料，還可維持和超過最低2年的運轉周期。采用這兩種催化劑后，對二甲苯產(chǎn)量由50.0萬噸/年提高到52.1萬噸/年，苯產(chǎn)量由22.4萬噸/年提高到22.5萬噸/年，相對利潤提高了5％。未進行裝置改造。
提高石腦油處理量實例一家對二甲苯生產(chǎn)公司要用更多石腦油提高對二甲苯產(chǎn)量而不要對裝置進行改造。該公司用R-264催化劑代替了R-134催化劑，用TA-20催化劑代替了TA-5催化劑，用ADS-37吸附劑代替了ADS-27吸附劑，使石腦油處理速率由110.2萬噸/年提高到116.4萬噸/年，連續(xù)重整裝置反應器入口溫度降低了1℃，甲苯歧化裝置重時空速提高了90％，Parex裝置吸附能力提高了6％，使對二甲苯產(chǎn)量由50萬噸/年提高到54萬噸/年，苯產(chǎn)量由22.4萬噸/年提高到23.4萬噸/年，相對利潤提高了10％。 - ■ 與【中國及全球二甲苯市場與技術現(xiàn)狀分析】相關新聞
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