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欧宝官网体育app:一文看清楚中国及全球对二甲苯(PX)产业链竞争态势分析预测
发布时间:2022-08-11 10:39:51 来源:欧宝app下载 作者:欧宝体育官方首页

  对二甲苯(PX),是连接炼油与化工的重要石化产品,既是芳烃品种中最为重要的产品之一,亦是聚酯产业的龙头原料。约99%的PX用于生产精对苯二甲酸(PTA),进而生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),仅有极小部分应用于医药中间体对苯二甲酸二甲酯(DMT)、涂料等其他领域。

  近年来,随着我国PX工业的大规模扩能,全球PX工业发展迅速,中国乃至东北亚地区在全球的主导地位进一步提升。因产能扩张过快,我国PX市场即将趋于饱和,而未来我国炼油及乙烯工业仍将继续发展,必将产出大量芳烃资源。为畅通炼油及乙烯工业后路,积极应对周边国家及地区富裕资源的冲击,中国PX工业亟需调整升级,提高竞争力。.......摘自醋酸钠技术与市场调研报告(2022)》整理

  全球PX工业发展已经30多年,早期以欧美装置为主导,随后东北亚地区发展远超世界其他地区水平,先是日韩产能崛起,近年来随着中国PTA–PET产业的积极向上游拓展,中国国内产能增长迅猛,东北亚地区在世界的地位不断上升,到2021年,东北亚地区产能已占全球的62.1%,较1990年的30.9%已提高1倍(见图1)。

  欧美地区聚酯产业发展缓慢,下游纺织服装主要靠进口,PTA及PET装置老旧,PX产业也基本停滞发展。

  从各个国家的产能布局来看,2021年全球PX产能在200万吨以上的国家或地区有中国、韩国、印度、美国、日本、沙特、泰国等,以上7个国家或地区的产能合计占全球的80%,其中中国约占40%(见图2)。

  近几年,全球PX产业投资的目光主要集中在亚洲,尤其是中国。经历了2019年的跨越式扩能后,2021年受投资周期及新冠疫情影响,我国PX新投产步伐短暂放缓,新增产能主要在年底释放。

  2021年全年共投产PX产能500万吨/年,即浙江石化二期1#装置250万吨/年在7月投产,2#装置250万吨/年计划年底投产。截至2021年末,我国PX产能达3127万吨/年,自2019年开启新一轮扩能高峰以来,产能已增加1740万吨/年,年均增长31%,是扩能前的2.3倍。

  因区域内生产和需求的不匹配,全球PX的年贸易量在2000万吨左右。其中进口贸易主要集中在北美的美国及墨西哥、西欧和亚洲的中国及中国台湾省、印尼等地。尤其是中国,由于下游PTA产能的快速扩张及一段时期内民众的误解造成国内PX产能建设严重受阻,在全球的贸易份额中不断攀升。2019年后,随着中国新一轮投产高峰的开启,全球PX贸易量出现明显的萎缩,但由于中国缺口量太大,短期内仍是全球的贸易中心,需要从其他亚洲国家(地区)、中东国家以及印度进口,但中国占全球贸易额的比例已经出现下降趋势(见图3)。

  来自韩国的进口量高居榜首,进口509万吨,约占我国总进口量的36.7%。2015年后韩国PTA产能维持在547万吨/年,对PX的需求量在300万吨左右,因此韩国60%以上的PX产出用于出口,而其中80%以上销往中国。自2011年超过日本成为我国PX第一大进口国以来,多年来韩国一直保持着绝对领先的地位,2016年高峰时期占到了我国总进口量的47%,较2011年提升了近1倍。

  其次为日本,共进口173万吨,占我国总进口量的12.5%。日本由于下游PTA产能严重不匹配,仅为65万吨/年,其PX产出85%以上用于出口,尤其是中国,约占其出口量的75%以上。

  文莱居第三位,共进口129万吨,占我国总进口量的9.3%。2019年我国恒逸集团在文莱建设了一套150万吨/年的PX装置,产品主要运回国内供其PTA装置使用,因此来自文莱的进口量也迅猛增加。

  印度居第四位,共进口128万吨,占我国总进口量的9.2%。印度PX工业随着其石化工业的快速发展而发展,因其经济增速在世界居前,国内石化消费潜力增长大,尤其随着中国PX下游终端纺织服装产业往东南亚及印度迁移,印度也成为全球PX工业的重要投资地。2014年以来,印度开启了新一轮PX的扩能,其中信诚工业投建了大规模的PX装置。虽然下游PTA也随之大幅扩能,但印度国内PX总体供应富裕,每年有200万吨左右的产品需要外销到中国及东南亚等国家,其中中国占其出口量的50%以上。

  2019年以来,中国PX产能高歌猛进,恒力、荣盛等PTA企业纷纷向上游一体化发展,新建了超大规模的PX装置,如恒力、浙江石化PX装置单套规模均超过200万吨/年。到2021年,我国PX产能已达3127万吨/年。

  未来,在国家的统筹规划下,我国炼油工业仍将保持一定增长,而随着柴油需求已达峰值,汽油消费增速放缓,未来大型炼厂在装置规划中,必将适应“油转化”的趋势,多产烯烃和芳烃,提高化工用油的比例。因此未来我国芳烃产业仍将保持稳步增长。预计2025年前,仍有大量炼油配套的PX装置投产,如盛虹炼化、中国石油广东石化、中国石化九江石化等(见表1),若规划的项目如期投产,预计到2025年我国PX产能将突破4500万吨/年。随着国内产能的快速增长,我国PX供需格局将面临巨大转变,有望迎来自给自足的新局面。

  从全球来看,到2025年除了文莱、沙特、印度等地仍有投资计划外,其余各地PX工业基本停滞发展,届时中国产能占世界的比重将进一步提高到47%。

  我国主要的PX进口地日本、韩国、文莱和印度产能均过剩,必然有大量的产品需要外销(见表2)。预计到2025年,以上地区除印度因下游PTA工业的发展而供需基本平衡外,日本、韩国和文莱未来仍有大量的过剩产品需要向全球各地销售,预计中国仍将是他们的主要目的地。但随着中国自身产能的大力发展,自给率大幅提升,届时市场竞争会异常激烈,生产成本将是市场生存的重要致胜力量。

  日本作为全球最早生产PX的国家之一,在2000年前基本完成了产能建设及布局,当前共有14套PX生产装置,总产能为362万吨/年,其中仅2套装置在2007–2008年投产,其余12套装置全部在2000年以前投产,更有几套装置在1987年左右建成,因此日本PX装置普遍规模偏小,平均规模仅为26万吨,最小的装置仅为15万吨/年。由于装置老旧,生产成本明显偏高。......摘自《醋酸钠技术与市场调研报告(2022)》整理

  韩国的PX工业伴随着其炼油工业及PTA工业不断发展,2010年后在中国市场的缺口刺激下再度迅猛扩能,在全球的话语权不断增加。目前韩国产能居全球第二位,共有16套装置,总产能为979万吨/年,其中7套装置共292万吨/年为2000年以前投产,占该国总产能的30%,剩下的装置基本在2010–2014年建成投产。目前平均规模为61万吨/年,高于全球平均45万吨/年的装置规模。总体来讲,韩国部分小规模装置成本偏高,大规模的装置成本仍具有一定的竞争力。

  文莱PX工业的发展起源于我国恒逸集团国内PTA装置原料的短缺以及当地政府的大力支持,2019年后开始投建150万吨/年的装置,2025年前仍将有二期200万吨/年PX、250万吨/年PTA的建设规划。因其装置规模大,技术工艺先进,生产成本优势明显。

  印度石化工业起步较早,但发展相对缓慢,当前共有7套装置,其中2套装置为2014–2017年建成投产,1套装置为2006年建成,其余4套装置均在2000年以前建成。从平均规模来看,因信诚工业的装置为超大规模,产能为220万吨/年,从而拉高了印度PX装置的平均规模,达80万吨/年,高出世界平均水平。相对而言,小规模装置生产成本较高,而大规模装置的成本具有较强的竞争力。

  从当前水平来看,小规模装置(25万吨/年以下)和大规模装置成本差距在100~200美元/吨(见图5),未来中国及周边日本、韩国、印度等地的很多小规模PX装置将面临淘汰。

  近几年石化产业向后一体化以及向前一体化程度在不断加强,涌现了一批配套较为完善的生产企业,如国内恒力、荣盛、恒逸、盛虹等企业为补原料短板,向上游延伸产业链、规模化产品发展上布局,而桐昆、新凤鸣等企业,致力于下游聚酯的规模化发展。未来PX产业链的一体化程度将进一步加深(见图6)。

  行业市场规模化、一体化发展将推动产业链由单一行业竞争转变为全产业链竞争,龙头企业、产业链完整的企业竞争力将明显加强,抵抗风险、维持利润的能力将更高。

  多年来,中国PX产业链发展都是上游慢、下游快,即下游PTA和聚酯产能增长大于PX产能增长,形成了明显的供需“剪刀差”,这也造成了国内PX进口量居高不下,屡创新高。近几年大炼化项目都配套大PX装置,PX新增产能规模远大于下游PTA及PET,PX行业将由扩张期向成熟期发展,竞争格局加剧,利润大幅压缩(见图7)。上下游产能投放的节奏不一致,必然带来行业利润在各环节的阶段性调整,PX产业链利润将逐渐向下游PTA及PET倾斜(见图8)

  近年来,中国人工及生产成本逐步攀升影响中国纺织品出口竞争力,而印度及东南亚国家有着低廉丰富的人口红利、优惠的招商引资政策以及良好的贸易环境,导致中国纺织业订单加速向东南亚及印度转移,促使当地纺织产业蓬勃发展,逐渐提升其在全球成衣出口中占比,且逐渐向上游纺织品原材料延伸。据估计,我国每年大约有10%~15%的纺织服装产品订单流失到东南亚国家,国内部分纺织服装龙头企业海外产能已占近40%,天虹纺织、鲁泰纺织、百隆东方、华孚时尚、健盛集团、申洲国际等上市公司均已在东南亚各国布局。纺织企业赴东南亚、印度等地布局产能已是大势所趋。

  但是,东南亚和印度的商业环境、公用资源、基础设施、国际贸易、融资环境、产业配套等方面,均与中国存在相当大的差距,发展上游化纤产业的劣势明显,PTA、PET的建设成本仍显著高于中国,从而产业转移的主要是劳动密集型低附加值纺织产业,上游化纤产业仍主要依赖进口。

  因此东南亚及印度在相当长时间内承接的仍是成衣加工等低端劳动密集型产业,尚未突破纱线、面料的制造瓶颈,短期内难以实现化纤产品、化纤原料的规模化生产,上游聚酯原料等仍将主要来自中国。近年来东南亚自中国进口石化原料增幅达5%~10%,并在相当长一段时间内仍将依赖我国石化原料进口。到2025年东南亚、印度PX–PTA–PET占全球总产能的比例不足15%,远小于中国60%以上的比例(见图9)。......摘自《醋酸钠技术与市场调研报告(2022)》整理

  随着我国PX的大规模扩能,国内市场饱和度不断提高,市场竞争加剧,贸易格局也将发生转变。国内缺乏下游PTA/PET配套的装置将面临外销压力,小规模装置也将面临国内外大规模装置的冲击。因此,建议我国PX生产企业:

  1)寻求出口机会,提前布局西欧、东南亚等有缺口的地区及国家,尤其是东南亚的印尼、菲律宾、越南等国,随着纺织服装工业的发展,原料的需求将进一步加大。

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  石油经过一定的工艺过程生产出石脑油(别名轻汽油),从石脑油中提炼出MX(混二甲苯),再提炼出PX(对二甲苯)。

  无色液体。熔点13.263℃,沸点138.37℃,闪点27.2℃。相对密度(20/4℃)0.8611,(25/4℃)0.8610,折射率(nD25)1.4958,(nD21)1.5004。在低温时成无色片状或棱柱体结晶。可与乙醇;;丙酮和苯混溶,不溶于水。爆炸极限1%-6%(体积)。

  PX可从混合二甲苯中抽提分离,也可将间、邻二甲苯和乙苯异构化转化为PX。还可以通过甲苯歧化生产PX,改进的工艺技术可使甲苯歧化生成PX的产率提高到90%以上。生产PX主要工艺技术有UOP的PX—Hus法、ExxonMobil化学的PXMax法。ExonMobil化学的PXMax工艺已在日本石油炼制公司水岛芳烃厂使用。由BP和UOP合作开发的Cyclar工艺技术以液化石油气为原料生产液体芳烃,其中包括PX产品,首套工业化装置已在沙特阿拉伯Yanbu的IbnRushd厂建成,并于1999年投产。.......摘自《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》

  20世纪80年代中到末期美孚公司(现在的埃克森美孚公司)开发了一种选择性甲苯歧化工艺(MSTDP),使用择形催化剂生产富对二甲苯的二甲苯产品。埃克森美孚已向世界的一些生产装置(如科克和信任公司)出售了该技术的专利许可证,近来它停止提供MSTDP工艺许可证,但继续提供其普通甲苯歧化工+艺的技术许可证。埃克森美孚开发了一种更新的甲苯歧化工艺,称为PxMax,近来向韩国LG-加德士出售了该项技术的专利许可证。UOP公司从1997年就提供自己的选择性甲苯歧化技术专利许可,该技术称为PXPlus。更晚些时候,GTC公司(福斯特惠勒的子公司)得到了出售印度石化公司选择性甲苯歧化工艺GT-STDP的排他权力。......摘自6chem.com《醋酸钠技术与市场调研报告(2022)》整理(1)埃克森美孚的PxMax工艺。使用MTPX催化剂的PxMax工艺于1996年首次在美国路易斯安那州的一家炼油厂实现工业化,另一套装置在埃克森美孚位于得州贝汤和博芒特的化工厂投产。.......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 。

  硅胶改性的HZSM-5催化剂(含5%-10%Si02/HZSM-5), 在甲苯转化率为20%--25%时,对二甲苯的选择性大约为98%。沉积在沸石表面的硅酸盐涂层降低了表面活性,而提高了择形性。一般认为MTPX的优点是反应物基本无法接近外表面的酸性中心。催化剂外表面的酸性中心可以将催化剂孔中的对二甲苯重新异构化为与其他两种异构体的平衡混合物,从而将二甲苯中对二甲苯的含量减少到24%。通过减少催化剂孔中对二甲苯与这些酸性中心的接近,就可以得到相对高含量的对二甲苯。MTPX催化剂通过用对二甲苯高效选择性试剂对表面酸性中心进行化学改性,阻碍了对二甲苯与这些外部酸性中心的接触。

  埃克森美孚公司的专利数据表明,随温度升高,对二甲苯的选择性降低,甲苯转化率提高;随重时空速(WHSV)提高,甲苯转化率降低,对二甲苯的选择性提高;随氢/烃比提高, 甲苯转化率降低,而对二甲苯选择性提高。进一步改进的MTPX催化剂可以降低不需要的副产物,主要是降低乙苯生成量。这是通过增加催化剂加氢或脱氢功能实现的,例如可以加入铂(0.01%-2%)等金属化合物。专利表明,.......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 。

  (2)UOP的PXPlus工艺。UOP的PXPlus工艺在1998年末实现工业化。该工艺与美孚的MSTDP无论在操作上、还是在流程上都很相似。这种PX工艺也是用于同时需要大量苯与对二甲苯的情况。与UOP的Tatory工艺不同,PX Plus和MSTDP工艺不支持会降低苯收率的甲苯和C9芳烃之间的烷基转移反应。 当与Raytheon/Niro结晶技术一起应用时,这项技术被称为PXPlusXP工艺。UOP称该工艺可制得对二甲苯含量高于80%,甚至高到90%的混合二甲苯,而普通甲苯歧化的平衡值对二甲苯只有25%。在甲苯转化率为30%时,该工艺单程轻组分产率小于2%。

  一套独立的PXPlus装置包括苯、甲苯塔和一套单段的结晶回收装置。与UOP的Tatoray工艺相比,PX Plus的工艺流程相对简单。新鲜的甲苯与来自甲苯塔的循环甲苯和循环富氢物流混合,进料用反应器流出物预热,然后通过固定床加热器,升高至所要求的反应温度。热进料进入一台固定床反应器,该反应器可以是下流式,也可以是径流式设计。出自进料/产物换热器的反应产物被冷却和冷凝,并送到气液分离器。来自分离器的气体含有循环氢,需排放一部分气体物料,以阻止惰性物质的积累,补充一部分新鲜氢气,以保持氢气的高纯度。.......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 。

  在选择性甲苯歧化(STDP)工艺中得到的富二甲苯产物可直接送到单段结晶或一套小型的Parex装置回收高纯度对二甲苯产品。但这套装置也产生不需要的混合二甲苯,此外还产生大量的苯,苯与二甲苯的质量比接近1.0。每种工艺都有自己的优势。STDP工艺可从甲苯原料提供高浓度对二甲苯物料(大于80%)和大量的苯副产物;普通甲苯歧化技术C9芳烃可以和甲苯一起加工,.......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 ,该工艺生产的二甲苯一般含对二甲苯90%左右。高选择性的关键是一种经结焦预处理的ZSM-5催化剂。分子筛是一种择形催化剂,凭借表面孔大小、发生反应的内腔体积来控制化学反应。这些催化剂晶体结构的重要特点是,可以提供有选择性、有约束的入口和出口,通过规定孔体积和孔窗口提供结晶内的自由空间。与空间体积更大的间位和邻位异构体相比,对二甲苯更容易从经过预处理的催化剂孔中逃逸,其他两种异构体在催化剂孔内重新平衡,生成更多的对二甲苯。这种选择性的甲苯歧化工艺从1988年就在位于意大利杰拉的埃尼化学公司的装置进行工业化操作。其他MSTDP装置由埃克森(现在的埃克森美孚)和科克公司建设。

  当使用选择甲苯歧化工艺时,甲苯转化率只有30%,增加了BTX装置的物料处理量,但因为二甲苯物料中对二甲苯含量高,可以明显减少吸附或结晶装置的分离处理量。此外,从经济上考虑,没有必要再将少量的二甲苯其他异构体循环回异构化单元。工艺流程与选择性和非选择性甲苯歧化工艺相似。干燥的甲苯进料与循环气体一起用反应器流出物通过间接换热预热,然后用火焰加热器加热,.......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......反应器条件因具体工艺不同而不同。普通甲苯歧化工艺的压力一般为4-4.5MPa,温度为320-500℃。MSTDP技术的操作压力一般为2.2-3.5MPa,温度为400-470℃。最初的预处理是在较高的温度和较低的压力下进行。

  (4)从选择性甲苯歧化工艺产品回收对二甲苯。几种工业化的结晶技术都可用来从选择性甲苯歧化工艺的产品中回收对二甲苯。如上所述,这些产物的二甲苯含量较高,二甲苯含量高于70%的进料对于许多尚存在问题的分离技术都具有吸引力。

  ①BEFSPROKEM的熔融静态结晶工艺。约翰布朗公司的一个部门BEFSPROKEM,开发了熔融静态结晶(MSC)一步法间歇操作工艺。重要的MSC设备是一台专为对二甲苯回收设计的结晶器。该结晶器包含用于加热和冷却的传热表面和促使结晶固相和液相更好分离的专用内部构件。温度要降低到现有控制条件以下,以便形成大的结晶,最后形成一种结晶网或结晶床。......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......稀释了包围晶体的液体膜内的杂质。这种结晶饼的纯度可以提高到规定值,并可以高达99.9%以上。工艺的最后一步是使晶体熔融,并将纯的对二甲苯排到产品罐;

  ②苏尔寿化学技术公司的热泵结晶系统。热泵结晶系统是新开发的由二甲苯异构体混合物制纯对二甲苯技术。苏尔寿(Sulzer)公司称对二甲苯纯度可达99.95%,而且装置投资低、能耗和维修费用也低。苏尔寿设计的关键项目是热泵结晶器。这种结晶器可以在用液体致冷剂冷却和加热致冷剂蒸发两种操作模式间转换。两台结晶器是要求的最低限,如果装置规模大,也可以使用更多的结晶器。 当一台结晶器作为蒸发器在结晶模式下操作时,另一台作为冷凝器在表面凝结或在熔融模式下操作。设备基本由提供传热表面的立管系统组成。二甲苯混合物从管的顶部进入。液体在外管表面以向下流的薄膜形式分布。冷却用的致冷剂在管顶部通过内管分布,润湿结晶管的内部;

  ③Badge/Niro结晶工艺。Badge/Niro称,他们的技术也具有低投资、低公用工程消耗的优势。该工艺也使用了简单的结晶器设计(刮面立式结晶器),但附加特点是使用了Niro的螺杆式洗涤塔(与离心操作相反)。据称,该工艺可得到纯度为99.93%(质量)的对二甲苯, 当进料纯度为90%时,回收率可达到95%。 来自结晶器的浆液进入到洗涤塔的底部,塔内的螺杆装置推动塔内浆液向上移动。随着母液被逆流的对二甲苯洗掉,晶体被压实。结晶在床顶被刮掉,并在循环纯二甲苯的顶部流化。形成的浆液被加热到使晶体熔融。......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......,且由于结晶和液体分离,基本不循环对二甲苯,因而似乎是能效最高的工艺。此外,3种技术中,只有Badge/Niro技术可以有效地用于改造现有的结晶装置。

  甲苯甲基化即甲苯用甲醇烷基化生产二甲苯,一直是许多公司投入大量精力研究的课题,这些公司包括阿莫科(现为BP)、杜邦、联碳(现为陶氏)、埃克森美孚、联合油和UOP。近来GTC技术公司开始出售由印度石化公司(1PCL)开发的甲苯甲基化工艺(GT-TolAkl)。GTC称,用专有高硅分子筛催化剂,对二甲苯选择性可达85%以上。反应是在氢和水存在的条件下,在固定床反应器中进行的。对二甲苯的回收一般在结晶系统中进行。GT-TolAkl系统的操作条件如下:温度400-450℃,压力100-500kPa,重时空速1-2时-1,对二甲苯选择性80%-90%(质量)。与STDP装置比较,甲苯甲基化路线的优点是:①每吨对二甲苯所需的甲苯数量可由约2.8吨降到1.0吨;②甲醇容易得到,比较便宜(如2001年l季度为79美分/加仑,是5年中的最高价);③苯的产生可以忽略(每磅对二甲苯产生0.006加仑苯)。根据甲苯甲基化工艺的概念设计,补充的甲苯和甲醇被蒸发,并与循环甲苯、氢结合,用反应器流出物预热,用加热炉进一步加热到400~C。......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......,在这里一些有机产品,如苯、乙苯、甲苯和二甲苯被冷凝。剩余的气相产物(一氧化碳、二氧化碳和氢)在一台分离罐中与有机液体分离,部分气体循环,提供反应所需要的氢,其余的气体被排放,用作副产物燃料。

  液体产物被送到苯塔,苯在塔顶作为副产物回收。......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......,与一段操作模式相比,两段模式蒸汽耗量可明显减少。通过定制蒸馏的段数有可能进一步减少蒸汽消耗。

  高压甲苯蒸馏塔塔顶产品可用作低压塔再沸器的能源。通过在低压塔再沸器的冷凝, 甲苯与低压塔塔顶产品结合,循环回甲基化反应器。低压塔塔底产品含有混合二甲苯和乙苯,被送到结晶装置。含混合二甲苯的物流中,80%-90%是对二甲苯,此外包含小量的乙苯。

  在结晶工艺中,混合二甲苯被冷却,然后进入第一段结晶,包括一段或两段串联的结晶器,主要取决于进料组成。一段结晶的浆液流入连续离心部分,80%-90%的对二甲苯结晶与滤液分开。第一段滤液与新鲜原料交换后,离开本装置,用作二甲苯异构化装置的原料。第一段结晶被熔融,再送到一套两段结晶器,来自结晶器的汇合的晶体浆液进入第二段连续离心操作,将结晶与液体分开。液体滤液中含有高浓度的对二甲苯,被循环回第一段。晶体用离心操作中的甲苯洗涤,从离心机中排出,并被熔融。对二甲苯物料再进入最后的结晶段,制得高纯度的对二甲苯。

  (1)UOP公司的Parex工艺。对对二甲苯有强亲合力,而对与其他C8芳烃异构体有弱吸附性的分子筛吸附剂的开发使从C8芳烃中回收对二甲苯的吸附工艺成为可能。Parex工艺是UOP公司20世纪60年代开发的,可从液相混合C8馏分中连续吸附对二甲苯。该公司已出售了多套Parex装置的技术许可证,目前世界范围内有58套装置在运转。该工艺通常与异构化工艺结合,高收率地生产对二甲苯。原料是具有平衡组成的C8芳烃。来自异构化部分脱庚烷塔塔底的C8芳烃和混合二甲苯物流进二甲苯分离塔,二甲苯和更轻的组分从塔顶采出,C9+芳烃从重组分塔塔底采出,用作汽油原料。塔顶物料被送到Parex装置。该装置是使用分子筛的固定床。通过分子筛优选吸附对二甲苯,实现对二甲苯的分离。这是一种与液相色谱相似的工艺。为从分子筛中回收对二甲苯,需要一种对分子筛亲合力比对二甲苯更强的液体解吸对二甲苯。分离在120-170℃,适中的压力下进行。解吸剂和对二甲苯的沸点差值足够大,可以用分馏法使它们分离。单程对二甲苯的回收率为90%-97%(而结晶法只有60%-70%)。

  吸附剂通常是ADS-27,是钡离子和钾离子交换的沸石,......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......。入口点和出口点以同步的时间间隔从一个位置移向邻近的另一个位置,就好像分子筛可以慢慢地、连续地通过吸附床、通过固定的入口点和出口点移动,同时接受或提交液体二样。

  液体通过独立于旋转阀的管线从吸附塔的底部循环到顶部。吸附床的移动是通过移动分配器的旋转部件而实现的物理上的模拟。抽出液进入一座蒸馏塔回收对二甲苯,解吸剂从塔底产出料。来自抽提塔的对二甲苯在精制塔中用循环甲苯洗涤纯化。从该塔可得到对二甲苯产品。抽余液被送到抽余液蒸馏塔,乙苯、间二甲苯和邻二甲苯从塔顶回收,解吸剂从塔底采出。抽余液塔塔顶产品虽然可用作调合汽油原料,但更通常的是作为一套吸附/异构化一体化装置的异构化反应器的原料。

  对于大部分吸附和抽提操作,用一座再处理塔保持解吸剂的质量是必要的,在这种工艺中,解吸剂(一般是对二乙基苯)被送到再处理塔,在该塔中分出一部分重组分杂质,以避免这些杂质的积累。

  与IFP的EluxyI工艺相似,UOP也提供了一些组合设计。Hysorb XP工艺用于纯化混合二甲苯,......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......1987年后设计的所有Parex新装置都能生产纯度99.9%的对二甲苯。从1971年开始共出售了超过73套Parex装置的专利许可证,其中1994年后超过23套。

  (2)IFP的Eluxyl吸附工艺。IFP开发了Eluxyl对二甲苯分离提纯的吸附工艺技术,并提供了专利许可证。Eluxyl与UOP的Parex技术相比,概念相似,但设备设计不同。IFP有自己的高性能吸附剂(SPX 3000),在第一套工业化装置中(韩国的S-Oil公司)得到了纯度高达99.9%的产品。该技术使用了接近120个单独的开关阀,而不是像UOP那样用一个专有的大型多个进口和多个出口的旋转阀。IFP称,大量小阀门的成本要低于UOP的单一旋转阀,检修期间阀门可以维修。在线维修也在第一套工业化装置进行了成功的试验。

  IFP运用拉曼光谱测量塔内的浓度曲线。这种创新的分析方法利用光导纤维传输光谱,允许即时准确地对塔内浓度曲线作出反映,结合计算机应用控制阀门顺序,达到优化和控制操作的目的。IFP还优化了内部构件的设计,减少了死体积,提高了效率。

  除了阀的差别外,IFPEluxyl工艺估计与UOP的Parex工艺相近。一种组合方式的工艺将吸附特点与结晶技术结合,可用来改造现有的结晶装置。Eluxyl装置安排在结晶装置的上游,生产95%纯度的对二甲苯,这股物流进入单段结晶器。这种组合型装置用甲苯作溶剂,段数较少,吸附剂存量较少,使用两个蒸馏塔(即由提液塔和抽余液塔),而不是用4个塔。组合型装置投资降低,......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......从结晶装置得到的对二甲苯纯度可达到99.9%以上。

  1995年1月至1996年5月,一套Eluxyl示范装置在雪佛龙公司的帕斯卡古拉炼油厂操作,对二甲苯产量为8000-10000吨/年。第一套工业装置1997年12月在韩国蔚山S-Oil炼厂投产,能力为50万吨/年。第二套工业装置1998年5月在雪佛龙公司的帕斯卡古拉炼厂投产,能力为45万吨/年。更晚一些,IFP向中国石化的镇海炼厂出售了Eluxyl技术许可,能力为4527吨/年。IFP的第一套、也是世界最大的装置,据称能力现已超过额定设计能力。现EluxyI最大单线套以上EluxyI装置的专利许可证,目前已经有多套装置在运行中。

  (3)结晶法分离技术。结晶法分离对二甲苯的工艺是现仍在使用的一种较古老的工艺,利用结晶与离心结合方式从二甲苯异构体中分离对二甲苯。

  直到分子筛吸附法开发之前,结晶法是生产对二甲苯的唯一方法,将分步结晶与异构化合与单一的结晶装置相比可使对二甲苯收率明显提高。结晶/异构化结合的对二甲苯收率可达到原料的80%,而只用结晶法对二甲苯收率只相当于重整产物的12%。一些工艺,如GTC公司的GT-CrystPX由于提高了设备的可靠性,扩大了设备的规模(相应减少了系列数和转动设备的数量),竞争力已有明显提高。

  混合二甲苯与异构化部分的循环产品结合进入重组分塔。如果邻二甲苯需要回收,间,二甲苯和对二甲苯从该塔塔顶采出,塔底产品必定含有邻二甲苯和C9+芳烃。塔底产品进入邻二甲苯再处理塔,回收的邻二甲苯可以作为产品,也可以雇环回异构化反应器。邻二甲苯再处理塔的塔底产品,......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......。

  两种情况下,来自重组分塔的塔顶产品都被送到分步结晶部分。第一段结晶的操作温度为-62--67℃,第一段结晶器通常是表面带刮刀的管式换热器或釜式结晶器。在结晶器内螺旋负载的刀片从壁上刮掉对二甲苯结晶。第一段形成的结晶较小,有必要严格控制其粒径, 以确保在离心段和过滤段的回收。结晶的增长要求针对具体原料仔细控制时间和温度的关系。第一段以相对小的激冷速度增加停留时间可促进结晶增长。

  高效固液分离设施的开发取得了较大的进展。大部分现代装置在第一段使用连续固体碗式离心机。两个碗以不同的速度水平旋转,造成内碗外表面上的螺旋运动。这种螺旋运动使固体从沉降的浆液池中通过一个排放部分移出,而且排出的是几乎干燥的滤饼。离心机可以装有背洗,但是否有利于二甲苯的分离还有待研究。其他的模式或者应用了表面有刮刀的换热器或者在中心杆上装有刮刀......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......,生产更多的富对二甲苯原料,用作结晶装置的进料。

  第一段的结晶产品被熔融或部分重新熔融,并在第二段结晶器中重结晶,操作温度为0℃,用丙烷提供冷却。第二段生产的结晶形状为圆柱体,大小为200X 360μm,加之第二段温度比较高,母液的粘度比较低(第二段为1cP,而第一段为5cP),因而结晶排放时问题小得多。第二段结晶器的排出部分利用了推进器板机理,有利于物料排出。 由于来自第二段的滤液仍富含对二甲苯, 因而循环用作第一段结晶器的原料。来自第二段结晶器的结晶一般用循环甲苯物流洗篷熔融、并在甲苯/对二甲苯分离塔中与甲苯分离。甲苯在分离塔塔顶回收,循环至位于第二段结晶器的洗涤工序。

  雪佛龙菲利普斯公司、BP公司(以前的阿莫科和阿科)、克虏伯伍德公司和日本的丸善公司都开发了结晶法工艺,并实现了产业化。雪佛龙技术是世界上用得最多的技术,但直到20世纪90年代初到90年代中出现MSTDP建设波以前,美国一多半的对二甲苯能力使用的是阿莫科公司技术。GTC技术公司也提供由莱昂戴尔化工公司开发的结晶技术(GT-CrystPX)许可证。

  (4)异构化工艺。主要的工业化异构化技术有埃克森美孚公司、UOP公司、IFP、GTC/IPCL公司和恩格哈德公司的技术。这些竞争工艺的流程非常相似。UOP技术中液体进料是由在其他工艺中使对位和邻位二甲苯异构体含量减少了的C8芳烃组成。这种进料与补充和循环氢混合,经间接换热和加热炉加热后,通过一台固定床催化反应器。反应器流出物通过换热冷却后进入相分离器。......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......,形成二甲苯分离塔的部分混合二甲苯原料。

  异构化工艺使用了双功能催化剂(即酸功能和金属功能),操作压力为2.2MPa。工艺物流接衡。用UOP公司的I-9催化剂,乙苯可以转化为二甲苯。UOP的I-210催化剂可使环的损失降低,从1998年4月后已工业化应用。应用IFP的一些催化剂体系(如Opairs)也可以使乙苯转化为二甲苯。一些企图由固定数量的原料最大化生产对二甲苯和邻二甲苯的芳烃生产厂通常选择这种催化剂体系。

  埃克森美孚公司提供了一些类型的异构化工艺。美孚的高活性异构化(MHA工)工艺使用了择形沸石催化剂ZSM-5,反应操作条件一般为420-425℃和1.6MPa。EM-4500是埃克森美孚最新开发的二甲苯异构化催化剂,异构化混合物的对二甲苯含量为平衡含量的102%-104%。其优点包括催化剂再生之间的运转时间长,引用的例子超过4年。在整个操作过程中性能保持稳定。......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......。其乙苯转化率可提高到8b%以上,损失减少50%以上。

  其他可将乙苯脱烷基转化为苯的工艺包括BPAMSAC工艺、GTC公司的GT-IsomPx工艺、UOP公司使用I-100或I-300催化剂的Isomar工艺。先进的MHAI(AMHAI)工艺使用了独特的双催化剂床系统,可使乙苯转化、非芳烃裂化和异构化过程得以优化。在需要苯时,经常使用这种催化剂系统。

  另一种工艺是在低压、无氢循环的条件下操作,称为美孚的低压二甲苯异构化(MLPl)工艺,该工艺使用的催化剂也以ZSM-5沸石为基础。

  目前国际上典型的PX生产工艺主要有美国UOP公司与日本东丽公司联合开发的TatorayTM工艺,......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......工艺和美国UOP公司的PX-Plus工艺。我国选择的大都是......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......,列举具体工艺为: ① 岐化单元:采用常规甲苯歧化工艺即UOP的Tatoray工艺或MobilIFP(MTDP-3)工艺; ② 吸附分离单元:选择性吸附分离采用Parex工艺; ③ 异构化单元:异构化工艺采用UOP的Isomar工艺。

  目前虽然有不少关于PX的技术发表,但用于生产中的技术不多。我国目前尚无自己的工艺。广西大学以Fe(NO3)3和(NH4)6MoO24为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同n(Fe)∶ n(Mo)的催化剂,考察了该催化剂对对二甲苯催化氧化合成对苯二甲醛的催化性能.并应用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、紫外漫反射和热分析对催化剂进行了表征.结果表明,Fe对MoO3改性能明显改善催化剂的活性,提高对苯二甲醛收率,原因是由于Fe2(MoO4)3的生成.当n(Fe)∶ n(Mo)=1∶ 3时,......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 ........

  2009年,Eastman公司通过一系列专利阐述了其开发的鼓泡塔反应器及其在对二甲苯(PX)液相氧化制精对苯二甲酸(PTA)过程中的应用(CN101360553,CN101394923,CN101410173,公开日2009年2月4日2009年4月15日)。采用Eastman公司提供的反应器及PX氧化工艺,可在相对较低的反应温度下得到纯度较高的PTA产品,......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......。

  陈光晗综述了对二甲苯(PX)的结品分离技术进展状况,介绍了对二甲苯(PX)新结晶分离技术的研发与生产,......摘自6chem.com《对二甲苯(PX)技术与市场调研报告(2022)》 .......,对二甲苯结晶过程的固液相平衡研究是用来计算结晶过程的最大回收率,分析结品过程的可行性与其最佳操作区域是解决结晶分离不可缺少的前提条件。

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  石油经过一定的工艺过程生产出石脑油(别名轻汽油),从石脑油中提炼出MX(混二甲苯),再提炼出PX(对二甲苯)。

  在结合经济全球化大的背景和对二甲苯(PX)相关产业政策环境的基础上,并对对二甲苯(PX)工艺技术发展、对二甲苯(PX)消费结构,消费现状与消费前景、对二甲苯(PX)上下游产业链、对二甲苯(PX)原料供应、对二甲苯(PX)供需状况以及国外对二甲苯(PX)供需状况等几大部分的数据研究来探求对二甲苯(PX)行业未来的发展趋势。通过多方面多角度的专业研究力图回答如下几个业内人士非常关注的几个问题有:

  1、对二甲苯(PX)的工艺技术现状与技术发展趋势?最佳工艺技术路线、对二甲苯(PX)生产现状如何?未来增长潜力?主要生产企业SWOT分析?3、对二甲苯(PX)消费结构,市场需求现状如何?需求增长潜力有多大?

  ,主要阐述过去3-5年全球和中国对二甲苯(PX)生产、消费、进出口、价格等信息,并预测未来5-10年对二甲苯(PX)生产与消费需求发展情况和行业发展趋势分析预测。该报告可以使得相关人士对对二甲苯(PX)整个产业的发展有全面的深入的了解和把握,从而能够更加准确地做出相应的投资决策。

  图3.1 2021年世界对二甲苯(PX)主要地区产能结构图表3.2 2017~2021年我国对二甲苯(PX)产能产量情况表

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