国内外聚酯产业链发展及趋势

Fiber Technology

纤维技术

国内外聚酯产业链发展及趋势

文 | 周华堂 许贤文 舒 伟

摘要：本文从聚酯的原料、技术创新及应用领域等方面综述了国内外聚酯产业链近期的研究进展。通过分析对二甲苯、精对苯二甲酸和聚酯的市场发展情况，指出当前聚酯产业链发展存在的问题，提出了PX－PTA－PET一体化、产品功能化、装备智能化改造是聚酯产业链的重要发展方向。关键词：聚酯产业链；对二甲苯；精对苯二甲酸；功能化；高附加值中图分类号：TQ342.2 文献标志码：A

Developing Trends of Polyester Industry at Home and Abroad

Abstract: In this article, the latest research achievements of polyester industry both at home abroad are reviewed from the angles of polyester raw materials, technological innovation and application fields. Based on analyzing the market situation of paraxylene, pure terephthalic acid (PTA) and polyester, it points out some problems existing in polyester industry and that realizing PX-PTA-PET integration, developing functional products and transforming equipment with intelligent technology will be the main direction of future development of polyester industry.

Key words: polyester industry; parathylene; pure terephthalic acid; functional; high value-added

近几年来，国内外聚酯产业链在市场需要和技术进步的推动下，实现了跨越式的发展。我国是全球最大的聚酯生产国，“十二五”期间，聚酯行业积极推动以“节能、降耗、节水、减排、清洁生产、循环经济”为主要内容的绿色低碳可持续发展，成效显著；但由于其产能存在结构性与阶段性的过剩，国际市场竞争日益激烈，贸易摩擦加剧，行业盈利率有所下滑，需加快淘汰落后产能，并进一步加强技术改造和升级，提升产业链应对市场风险的能力。本文针对当前聚酯产业链发展面临的问题以及新技术应用及发展趋势进行分析讨论，以为聚酯产业链的发展提供一定的参考。

据统计，2016年全球PX产能超过4 700万t，其中中国超过1 300万t。2000 — 2015年，中国PX产量和消费年均增长率分别为13.3%和18.9%，前者小于后者，以致PX自给率由2000年的87.7%大幅降低至2015年的42.5%。

为了应对以上问题，国家产业政策开始向有利于PX发展的方向倾斜。自2014年开始，我国将新建PX装置的核准权限由国务院下放至省级政府；2015年工信部〔2016〕318 号《石化和化学工业发展规划》中更是明确提出，在“十三五”期间要“加快推动芳烃项目建设，弥补供应短板”。由此可见，主管部门已充分认识到PX产业发展的重要性和急迫性，而且炼化一体化、芳烃原料多元化将是未来重要的发展方向。

与此同时，印度、哈萨克斯坦等国家也正逐步加大PX产能。比如，印度Reliance（信诚）集团于2015年4月完成了产能为180万t/a新装置的投产；哈萨克斯坦石油天然气勘探开发股份有限公司也于2015年年末完成了近50万t/a装置的投产。

1 对二甲苯（PX）的市场进展及趋势

1.1 市场概况

作者简介：周华堂，男，1964年生，教授级高工，主要从事炼油化工、合成材料、纺织化纤及环境保护等领域的研究。

通讯作者：舒 伟，工程师，E-mail：312717221@qq.com。作者单位：周华堂、许贤文，中国昆仑工程公司；舒 伟，北京理工大学、中国纺织工程学会。

1.2 技术进展

目前芳烃装置的原料基本全部来源于石油，存在严

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重的原料来源单一问题。为解决这一问题，国内外已有多个厂家和科研机构进行拓宽芳烃原料来源的研究，加强芳烃与炼化、煤化工及农业资源等行业的统筹，突破芳烃生产中石脑油原料的限制。目前，PX生产技术的新方向包括重芳烃轻质化、甲醇制芳烃、生物法制芳烃等。

（1）重芳烃轻质化。重芳烃一般指PX及乙烯生产中副产的C9以上的单环及双环烷基芳烃。目前，全国重整装置和乙烯裂解装置副产的C10＋重芳烃约1 000万t，如何有效利用重芳烃增产芳烃，已成为芳烃技术领域的一个重要难题。中海油天津化工研究设计院和中国昆仑工程公司成功实现了当原料中C10＋含量为100%、稠环芳烃含量大于60%时，重芳烃转化率可达80%以上，该技术可用于生产高附加值的低碳芳烃和高辛烷值汽油调和组分，处于国际领先水平。

（2）甲醇制芳烃。我国石脑油资源短缺，但煤资源相对丰富。煤制芳烃技术凭借其可摆脱原油依赖、产品选择性高、专注性好、原料集中区价格低廉等特性，已引起了业界关注。2013年1月，清华大学与中国华电集团合作的世界首套万吨级循环流化床甲醇制芳烃（FMTA）工业试验装置在陕西榆林试验成功，并通过了中国石油和化学工业联合会的技术鉴定；此后中国昆仑工程公司与中海油天津化工研究设计院合作开发了移动床技术，该技术产品选择性分布更佳，适于作为PX装置的生产原料，目前该技术正处于千吨级中试期。

（3）生物法制芳烃。美国Micromidas公司发明了一种利用稻糠、柳枝稷、木屑和废纸板等生产生物基PX的技术，而且有很高的收率和选择性，可直接得到高纯度的PX，且不联产其他产品；而后美国的Anellotech公司利用棕榈油废料、甘蔗渣、玉米秸秆等农林废弃物生产芳烃，其工业试验装置已经开始运行；沙特阿拉伯基础工业公司利用萜烯（如柑橘果实中发现的柠檬烯）也成功制备出了PX；美国麻省理工学院则开发出一种新型催化剂，可以使生物质快速催化热解，生产芳烃的收率提高了40%。

近年来，以催化剂和吸附剂为核心的PX生产技术快速发展，国际专利商UOP和AXENS不断推陈出新，通过能量优化技术的应用，使物耗和能耗水平持续降低；而BP公司采用结晶重浆技术，摆脱了传统结晶技术的劣势。PX生产技术的发展呈现出多元化态势，我国也应该借此机会加强在炼化一体化、芳烃原料多元化方面的研究。

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应用技术

2 精对苯二甲酸（PTA）的研究进展及发展趋势

2.1 市场概况

据统计，截至2016年年底，全球PTA产能已超过8 000万t/a，其中亚洲占85%左右，而中国占54%。近 5 年，我国PTA产能、产量持续增加，进口量持续减少。随着国内新增产能陆续释放，PTA行业的利润水平持续走低。为了突破产业困境，新技术的开发应用显得尤为重要。

2.2 技术进展

（1）新型氧化催化剂。中国科学院大连化学物理研究所研究出一种改进型的催化剂系统，在原Co/Mn/Br三元体系催化剂中添加一种溴促进剂成为四元催化剂系统，从而使Br浓度降低40%、Co降低15%、Mn降低14%，HAc单耗降低 1 kg以上。英国诺丁汉大学与美国杜邦公司合作开发了一种超临界中对苯二甲酸反应系统，催化剂采用Co/Cu/Br，该体系反应时间短，选择性超过90%，可以得到高产的PTA，缺点是副产物含量高，尚待进一步研究。

（2）氧化残渣处理技术。氧化残渣中含有Co等重金属，属于危险固废，随着环保要求日趋严格，回收并利用氧化残渣中的有用物质，是PTA行业一项迫在眉睫的工作。中国昆仑工程公司已经开发出一种氧化残渣处理技术，PTA氧化母液经过过滤、汽提、蒸发等去除稀酸后形成氧化残渣，然后采用萃取法回收其中的苯甲酸和混苯二甲酸，采用阳离子交换法回收钴锰催化剂，采用氧化－萃取或空吹法回收溴。经过处理，氧化残渣中钴回收率＞85%，锰回收率＞80%；苯甲酸回收率＞75%（苯甲酸产品纯度＞98.5%）；对苯二甲酸和间苯二甲酸总体回收率＞75%；溴回收率＞75%。目前该技术已在国内一家PTA企业进行施工设计。

（3）醋酸与水分离技术。传统精馏以热泵技术应用于脱水塔中，可以实现能耗的大幅降低；萃取精馏技术则先以萃取实现醋酸和水的初步分离，再以共沸精馏提纯。萃取剂可以选择醋酸正丙酯、醋酸正丁酯等，但受萃取时间和操作稳定性的影响。

（4）氧化浆料一步法过滤分离技术。氧化浆料通过一步法过滤分离后可直接送至精制系统进行浆料调配，代替原来的旋转真空过滤、氧化干燥、氧化风送以及料仓系统，可降低运行成本、减少装置、缩短工艺流程。

（5）中纯度对苯二甲酸技术。该技术强化了氧化反应且取消了精制单元，工艺流程短、能耗少、成本低，

www.texleader.com.cn61应用技术

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随着技术的进一步成熟及下游开发领域进一步拓宽，未来存在一定的发展空间。

3 PET的市场进展及趋势

3.1 市场概况

据统计，2016年全球PET产能约为9 690万t，我国占据其中的50%以上。从2012年开始，国内PET行业投资增速放缓，其中2016年新增产能约259万t，新增产能主要还是集中于纤维领域，非纤用发展缓慢。表 1 示出了全球及我国PET产能近况。我国PET装置主要集中在浙江和江苏两地，其产能约占全国总产能的80%，另外福建是我国华南地区主要的PET产地，其产能约占全国的8%。

表 1 全球聚酯产能产量 万t

年份全球中国产能产量产能产量20127 3805 8303 9603 08020138 0606 1304 3533 36520148 7406 3404 7153 48820159 2306 7104 9713 88620169 6907 1505 2304 0893.2 技术及产品开发进展

在当前持续低迷的经济环境下，越来越多的企业投入到新技术和新产品的研究开发中来，成绩斐然。比如由中国纺织工业联合会负责组织实施和完成的国家科技支撑计划重点项目《新型功能聚酯纤维的研制和产业化》研制出了熔体直纺在线可控添加动态混合系统及专用母粒，形成了在线可控功能性聚酯纤维制备成套技术和可降解聚酯的合成技术。同时利用熔体直纺技术、在线添加技术可解决聚酯纤维结构单一、同质竞争的问题，该技术可将抗菌、抗静电、抗紫外等功能与纤维异形化、细旦和超细旦相结合，进行灵活的产品开发，增强产品的市场竞争力。

近20年间，由于饮料工业快速崛起，带动了全球PET产能的高速增长，聚酯瓶片和聚酯薄膜得到快速发展，尤其是聚酯瓶片因替代传统包装材料导致瓶级PET

表 2 国内PET主要品种及其产能 万t

年份总量涤纶长丝涤纶短纤涤纶工业丝瓶片BOPET膜产能产量产能产量产能产量产能产量产能产量产能产量20123 9603 0802 5121 957582423129 8460549613212020134 3533 3652 8152 31360339215011063543515011520144 7153 4883 0182 33762539616713568546522015520154 9713 8863 2182 61562342119014369552224518520165 2304 0893 3852 73764545219015073554527520562纺织导报 China Textile Leader · 2017 No.12

原材料供不应求。表 2 所示为国内PET各品种的产能产量。

4 聚酯产业链的发展展望

当前，全球聚酯产业链已步入稳定发展期，除PX还有一定在建和拟扩建产能外，PTA、PET等将保持总量基本平衡，部分低效产能已经在市场压力下完成淘汰转型，未来新旧产能平衡置换将成为聚酯产业链发展的主基调。随着聚酯下游优势企业开始进军PTA、PX甚至炼油领域，PX－PTA－PET一体化发展将成为聚酯产业链发展的重要趋势。

技术方面，中国、美国等针对新型聚酯催化剂、聚酯瓶片超净再生技术、工艺塔节能优化技术、工艺水及装置尾气综合处理环保技术，以及聚酯新型反应器研发、聚酯成套设备开发、智能工厂等进行了重点研发。如我国已在“超大容量聚酯差别化长丝柔性生产关键技术”上取得了关键性突破，“超仿棉合成纤维及其纺织品产业化技术”已实现在万吨级装置上的稳定生产，同时开发出了高效的分梳装备、超声波低温上浆技术、织物染色等关键技术。

我国聚酯产业链发展基础雄厚，生产和消费长期处于世界首位。但近年来随着贸易壁垒日趋严重，环保力度加大，出口成本上升，导致聚酯产品利润率降低。行业需要考虑如何利用完善的产业链优势开发其他新型化工材料及高性能、高附加值产品。

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