【正文】 單臺(tái) 單臺(tái) 2 臺(tái) 3 有否二次氧化 有 有 無(wú) 有 有 有 2 臺(tái)后氧化 4 CTA 結(jié)晶器臺(tái)數(shù) 3 3 1 3 3 1 5 精制反應(yīng)器臺(tái)數(shù) 1 1 1 1 1 1 6 PTA結(jié)晶器臺(tái)數(shù) 5 5 4 5 5 4 7 溶劑回收單元 常規(guī)蒸餾 共沸蒸餾 共沸蒸餾 常規(guī)蒸餾 共沸蒸餾 ―― 8 再沸騰熱源 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 9 催化劑回收單元 設(shè) 設(shè) 設(shè) 設(shè) 設(shè) 設(shè) 10 回收尾氣 回收 回收 回收 回收 回收 回收 11 回收副產(chǎn)蒸汽 回收 回收 回收 回收 回收 回收 12 殘?jiān)幚? 焚燒 焚燒 焚燒 焚燒 焚燒 焚燒 三 主要工藝條件 1 氧化單元 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 21 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 BPAmoco Invista Mitsui Interquisa DOWINCA Eastman 備注 反應(yīng)溫度 ℃ 191 200 185 195 200 160 反應(yīng)壓力 MPa 溶劑比 摩爾比 ： 1 ： 1 5： 1 10： 1 ： 1 1： 2 Co/Mn 摩爾比 1： 2 1： 2 2： 1 1： 2～ 3 1： 2 ： Br/（ Co+Mn） 摩爾比 1： 2 1： 2 1： 1 1： ～ 2 1： 1 ： 反應(yīng)時(shí)間 分 ~83 ~80 ~60 ~85 ~80 4－ CBA 含量 Wtppm 2500max 2500max 3000~3600 3000max 2500max 2500max 2 精制單元 反應(yīng)溫 度 ℃ 288 286 287 287 284 287 反應(yīng)壓力 MPa TA漿料濃度 Wt% 31 30 30 30 28 預(yù)熱器臺(tái)數(shù) 個(gè) 5 4 5 7 四 原料及公用工程 噸成品計(jì) 1 對(duì)二甲苯 千克 660 657 660 660 650 2 醋酸 千克 44 36 43 42 35 37 3 鈷催化劑 千克 ＜ 4 錳催化劑 千 克 5 溴催化劑（ 100％）計(jì) 千克 6 PtC 催化劑 千克 7 氫氣 千克 8 氫氧化鈉 千克 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 22 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 BPAmoco Invista Mitsui Interquisa DOWINCA Eastman 備注 9 共沸劑 千克 10 除鹽水 米 3 11 10MPa 蒸汽 噸 12 MPa 蒸汽 噸 13 蒸汽 噸 14 蒸汽 噸 15 燃料油 噸 16 循環(huán)冷卻水 米 3 224 330 207 120 230 230 17 電 千瓦時(shí) 176 224 340 150 150 五 三廢 1 廢水 米 3 2 廢氣 標(biāo)米 3 2106 2400 2060 2180 2800 千克 2400 3 廢渣 千克 ～ 20 六 產(chǎn)品規(guī)格 1 酸值 MgKOH/g 675177。 從建設(shè)時(shí)間和規(guī)模上看，在 90 年代初期，裝置規(guī)模較小，基本上在 25 萬(wàn)噸 /年以下，而到了 95 年以后，一些 35 萬(wàn)噸 /年、 40 萬(wàn)噸 /年、 45 萬(wàn)噸 /年、 50 萬(wàn)噸 /年規(guī)模的裝置在世界范圍內(nèi)陸續(xù)投產(chǎn)或在設(shè)計(jì)之中。 上述措施既簡(jiǎn)化了流程，也減少了設(shè)備和投資，還節(jié)省了能源消耗 【 13】 。 工藝流程改進(jìn) 根據(jù)長(zhǎng)期的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)， BPAmoco 和三井公司均取消 CTA 干燥、風(fēng)送、中間儲(chǔ)存 工段 ，濾餅直接送漿料配置溶解罐。這些措施都提高 了能量的利用率 【 19】 。 Amoco 公司原來(lái)僅發(fā)生 蒸汽，現(xiàn)在又增加了 蒸汽，用于驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)。近年來(lái)，各專利公司在深化節(jié)能方面取得了較大的進(jìn)展。例如采用 Amoco 技術(shù)時(shí)，當(dāng)對(duì)二甲苯純度為 ％時(shí)，母液循環(huán)量可達(dá)到 98％，從而減少了氧化殘?jiān)漠a(chǎn)生，降低了原輔材料、 催化劑和公用工程消耗，節(jié)省了能源。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，各專利商逐步提高了加氫反應(yīng)溫度，增加進(jìn)料 TA 濃度，從而強(qiáng)化了加氫反應(yīng)條件，降低了脫離子水和能量消耗。各專利氧化反應(yīng)主要工藝條件詳見(jiàn)表 。 因特奎薩 (Interquisa)工藝 Interquisa 公司成立于 1972 年，原本是西班牙石油公司（ CEPSA）與美國(guó)石油公司的一個(gè)合資企業(yè)，從 1987 年起成為 CEPSA 集團(tuán)獨(dú)家經(jīng)營(yíng)，是西班牙石油公司（ CEPSA）的全資子公司，總部設(shè)在馬德里，在西班牙（ San Roque）經(jīng)營(yíng) 一所工廠，生產(chǎn) PTA、 DMT 和純凈間苯二甲酸（ PIPA）。雖然生產(chǎn)工藝與 Amoco 工藝不同，產(chǎn)品品質(zhì)北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 16 指標(biāo)有差異，但作為 PET 生產(chǎn)原料效果是相同的。 Eastman 生產(chǎn)工藝技術(shù)對(duì)氧化后的 CTA 的后處理與 Amoco 有很大的不同。 1995 年建成投產(chǎn)的新疆烏魯木齊石化總廠 萬(wàn)噸 /年 PTA裝置及 2020 年建成投產(chǎn)的天津石化 25 萬(wàn)噸 /年 PTA 裝置采用三井工藝。目前， Invista 工藝由于裝置操作更穩(wěn)定，能耗和物耗更低，單套裝置生產(chǎn)能力更大，使它在與其他主流 PTA 工藝競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這一點(diǎn)從我國(guó)新建 PTA 裝置所選用專利技術(shù)不難看出。 ICI(帝國(guó)化學(xué)，又稱英國(guó)卜內(nèi)門(mén)化學(xué)工業(yè)有限公司即 ImperialChemical Industries)差不多與 Amoco 公司同時(shí)將 PX 高溫氧化技術(shù)投入生產(chǎn)，但申請(qǐng)專利晚了一步，轉(zhuǎn)而與 Amoco 公司結(jié)成伙伴關(guān)系。 Amoco 公司率先實(shí)現(xiàn)了 PTA 生產(chǎn)的大規(guī)模工業(yè)化，并在全世界范圍內(nèi)推廣其專利技術(shù)，至 20 世紀(jì)末， Amoco 工藝在所有 PTA 生產(chǎn)工藝中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，世界范圍內(nèi)投產(chǎn) PTA 裝置 80%以上采用 Amoco 工藝。此外，日本三菱化學(xué) (Mitsubishi)、東芝 (Toshiba)、我國(guó)臺(tái)灣的澤陽(yáng)、陶氏化學(xué) 因卡 (DOWINCA)和因特奎薩 (Interquisa)也擁有各自的 PTA生產(chǎn)專利技術(shù)。 TA 精制工藝發(fā)展較為成熟，不同生產(chǎn)商在精制部分生產(chǎn)工藝基本相似，主要區(qū)別在于氧化部分。 由于此生產(chǎn)過(guò)程加工的物料有氣、固、液三相，故設(shè)備、機(jī)械、管道和閥門(mén)的北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 14 防固沉積、防堵塞設(shè)計(jì)極為重要。 第二步為精制，高溫高壓下將 TA 溶于脫離子水中，在 Pd/C 催化劑 (金屬鈀負(fù)載于炭上 )的作用下加氫以脫除其中的雜質(zhì)。反應(yīng)器出來(lái)的漿料送至結(jié)晶器，三段結(jié)晶后絕大部分 TA 顆粒從溶劑中析出，從第三結(jié)晶器出來(lái)的漿料送至過(guò)濾機(jī) (通常選用旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī) )將 TA 顆粒與母液分離，得到的濾餅經(jīng)轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)進(jìn)一步干燥，得到的粗 TA 產(chǎn)品 (CTA)送至 TA 料倉(cāng)備用。2 DPT Method 140 灰份 wt ppm 6 DPT Method 160 鐵 wt ppm 1 DPT Method 370 總 金 屬 含 量 (Co, Cr, Mo, Ni, Ti) wt ppm 4 DPT Method 360 4羧基苯甲醛（ 4CBA） wt ppm 20 DPT Method 190 對(duì)甲基苯甲酸（ pt 酸） wt ppm 150 DPT Method 520 水 份 wt% DPT Method 560 2N KOH 溶液中色值 Hazen 單位 10 DPT Method 260 b 值 DPT Method 270 粒徑 μm 115177。因此從降低單位產(chǎn)品的建設(shè)成本的角度來(lái)看，應(yīng)首選新一代單線 150t/h（對(duì)應(yīng)公稱規(guī)模 60 萬(wàn)噸 /年）的技術(shù)。 （ 1） PTA 項(xiàng)目（就整個(gè)化工設(shè)備而言），只要設(shè)備制造技術(shù)、工藝技術(shù)有保證，生產(chǎn)規(guī)模越大競(jìng)爭(zhēng)力就越強(qiáng)。 PTA 的原料為二甲苯，二甲苯的原料為石油。 2020 年國(guó)內(nèi) PBT 樹(shù)脂行業(yè)消費(fèi) PTA 約 萬(wàn)噸，約占總量的 %左右。 PBT 得到大量應(yīng)用，幾乎 50％用于這方面。 （ 1）聚酯 我國(guó)是世界第一大聚酯生產(chǎn)國(guó)， 2020 年生產(chǎn)能力達(dá)到 2492 萬(wàn)噸 /年，占亞洲產(chǎn)能的54%、全球的 40%。 雖然近年我國(guó)長(zhǎng)江三角洲新建 PTA 裝置較多，供應(yīng)能力迅猛增加，但缺口仍很大，尤其是聚酯生產(chǎn)較為集中的浙江省和江蘇省進(jìn)口量仍將是我國(guó)最主要的 PTA 進(jìn)口地區(qū)。在進(jìn)口 PTA 的國(guó)家中，來(lái)自泰國(guó)的 PTA 進(jìn)口量在經(jīng)歷了連續(xù)快速增長(zhǎng)之 后，當(dāng)年出現(xiàn)大幅下降，約為 萬(wàn)噸，同比下降 51％，所占比例也由 2020 年的 ％下降至 ％；而來(lái)自韓國(guó)的 PTA 逐年提高， 2020年達(dá)到 萬(wàn)噸，較上年增加 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 11. 1％，所占比例也由 ％提高至％；另外，來(lái)自日本和中東地區(qū)的伊朗和沙特的 PTA 進(jìn)口量明顯減少，尤其日本進(jìn)口量呈逐年減少態(tài)勢(shì)，由 2020 年的 萬(wàn)噸下降至 2020 年的 萬(wàn)噸，所占比例由 7％下降至 ％。 2020 年我國(guó) PTA 生產(chǎn)企業(yè)情況 （ 萬(wàn)噸 /年） 生產(chǎn)企業(yè) 產(chǎn)能 備注 浙江華聯(lián)三鑫石化有限公司 180 2020 年、 2020 年、 2020 年共三期投產(chǎn) 翔鷺石化企業(yè)（廈門(mén)）有限公司 150 2020 年投產(chǎn)， 2020 年增 30 萬(wàn)噸 /年 ， 2020年增 30 萬(wàn)噸 /年 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 9 珠海碧辟化工有限公司 145 2020 年投產(chǎn)， 2020 年擴(kuò)容 中國(guó)石化揚(yáng)子石化有限公司 125 1989 年投產(chǎn)， 2020 年增 45 萬(wàn)噸 /年 浙江逸盛石化有限公司 120 2020 年投產(chǎn)， 2020 年底增 60 萬(wàn)噸 /年 中國(guó)石化儀征化纖股份公司 1995 年投產(chǎn)，后陸續(xù)改擴(kuò)建 中國(guó)石油遼陽(yáng)石化分公司 80 1996 年投產(chǎn)， 2020 年初增 53 萬(wàn)噸 /年 亞?wèn)|石化（上海）有限公司 60 2020 年初投產(chǎn) 寧波三菱化學(xué)有限公司 60 2020 年初正式投產(chǎn) 臺(tái)化興業(yè)（寧波）有限公司 60 2020 年投產(chǎn) 其他 120 合計(jì) 近年，隨著生產(chǎn)能力 的快速增長(zhǎng)，我國(guó) PTA 生產(chǎn)格局也發(fā)生了明顯變化，中外合資企業(yè)市場(chǎng)占有率超越中國(guó)石化集團(tuán)居首位，地方國(guó)有企業(yè)及地方民營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)能力也快速增長(zhǎng)。到 2020 年，國(guó)內(nèi) PTA 的總產(chǎn)能已達(dá) 萬(wàn)噸 /年， 1997－ 2020年的產(chǎn)能年均增長(zhǎng)率為 %。 2020－ 2020 年 國(guó)際市場(chǎng)原油、 PX 和 PTA 的價(jià)格關(guān)聯(lián) 年份 布倫特原油價(jià)格 美元 /桶 東南亞 PX 價(jià)格 美元 /噸 遠(yuǎn)東 PTA價(jià)格 美元 /噸 2020 822 817 2020 924 805 2020 1178 890 2020 1150 879 2020 1180 897 1 月 1126 858 2 月 1142 882 3 月 1283 972 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 8 4 月 1303 977 5 月 1399 1022 6 月 1620 1152 7 月 1619 1165 8 月 1400 1063 9 月 1174 878 10 月 820 642 11 月 608 554 12 月 664 597 國(guó)內(nèi) PTA 市場(chǎng)分析 產(chǎn)能和產(chǎn)量 我國(guó) PTA 的生產(chǎn)起始于 1982 年，中石化北京燕山石化公司從國(guó)外引進(jìn) PTA 技術(shù)建成 萬(wàn)噸／年的生產(chǎn)能力，由于設(shè)備老化和沒(méi)有達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，該裝置于 1998年停產(chǎn)，結(jié)束了中國(guó)第一套引進(jìn)裝置的歷史使命。 . 價(jià)格現(xiàn)狀及走勢(shì)分析 由于受國(guó)際原油價(jià)格的影響， 2020－ 2020 年上半年國(guó)際 PTA 價(jià)格一致處于動(dòng)蕩之中，遠(yuǎn)東 PTA 價(jià) 格一直在 850－ 1 000 美元 /噸波動(dòng)， 2020 年的 7 月份價(jià)格雖曾一度升至 1165美元 /噸，但很快就逐月下滑， 11 月最低至 554 美元 /噸。中長(zhǎng)期預(yù)計(jì)東南亞 PTA 的需求將緩慢增長(zhǎng)。 90 年代后半期，印度尼西亞、泰國(guó)、馬來(lái)西亞相繼新建了 PTA 工廠。但是，進(jìn)入 90 年代，臺(tái)灣產(chǎn)業(yè)的重心轉(zhuǎn)向電子產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體，再加上纖維行業(yè)人工費(fèi)用的上漲，以及 98 年下半年中國(guó)政府加大反走私力度，使臺(tái)北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 7 灣纖維行業(yè)受到很大的沖擊，需求量降低，各纖維公司的股票大跌，經(jīng)營(yíng)陷入困難狀態(tài)。盡管非纖維用途的需求仍然堅(jiān)挺，但纖維行業(yè)方面的需求量今后將會(huì)進(jìn)一步 減少。三菱化學(xué)已經(jīng)在 2020 年 9 月廢棄了松山工廠的 14 萬(wàn)噸 /年 P