间而言之,PTA是一种化工原料,从原油经过一系列工序提炼而出,主要用于制造涤纶等化工产品。
PTA是精对苯二甲酸(Pure Terephthalic Acid)的英文简称,在常温下是白色粉状晶体, 无毒、易燃,若与空气混合,在一定限度内遇火即燃烧。
(一)PTA生产过程
PTA为石油的下端产品。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)。PTA以PX(配方占65%-67%)为原料,以醋酸为溶剂,在催化剂的作用下经空气氧化(氧气占35%-33%),生成粗对苯二甲酸。然后对粗对苯二甲酸进行加氢精制,去除杂质,再经结晶、分离、干燥、制得精对苯二酸产品,即PTA成品。国际、国内有厂家生产粗对苯二甲酸,如三鑫石化的EPTA,韩国三南的QTA等。生产工艺中少了后面的精制过程。成本低,具有价格优势,可满足不同聚酯企业需要。
(二) PTA的用途
PTA是重要的大宗有机原料之一,广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面。同时,PTA的应用又比较集中,世界上90%以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称聚酯,PET)。生产1吨PET需要0.85-0.86吨的PTA和0.33-0.34吨的MEG(乙二醇)。聚酯包括纤维切片、聚酯纤维、瓶用切片和薄膜切片。国内市场中,有75%的PTA用于生产聚酯纤维;20%用于生产瓶级聚酯,主要应用于各种饮料尤其是碳酸饮料的包装;5%用于膜级聚酯,主要应用于包装材料、胶片和磁带。可见,PTA的下游延伸产品主要是聚酯纤维。
聚酯纤维,俗称涤纶。在化纤中属于合成纤维。合成纤维制造业是化纤行业中规模最大、分支最多的子行业,除了涤纶外,其产品还包括腈纶、锦纶、氨纶等。2005年中国化纤产量1629万吨,占世界总产量4400万吨的37%。合成纤维产量占化纤总量的92%,而涤纶纤维占合成纤维的85%。涤纶分长丝和短纤,长丝约占62%,短纤约占38%。长丝和短纤的生产方法有两种:一是PTA和MEG生产出切片、用切片融解后喷丝而成;一种是PTA和MEG在生产过程中不生产切片,而是直接喷丝而成。
涤纶可用于制作特种材料如防d衣、安全带、轮胎帘子线,渔网、绳索,滤布及缘绝材料等等。但其主要用途是作为纺织原料的一种。国内纺织品原料中,棉花和化纤占总量的90%。我国化纤产量位列世界第一,2005年化纤产量占我国纺织工业纤维加工总量的2690万吨的61%。化纤中涤纶占化纤总量的近80%。因此,涤纶是纺织行业的主要原料。涤纶长丝供纺织企业用来生产化纤布,涤纶短纤一般与棉花混纺。棉纱一般占纺织原料的60%,涤纶占30-35%,不过,二者用量因价格变化而替代。
我国由扬子石化、浙江大学、华东理工大学共同承担的中国石化"十条龙"攻关专案之一的扬子石化精对苯二甲酸(PTA)成套技术,已开发出具有自主智慧财产权的新型氧化反应器与更为先进的氧化工艺,可使PTA新建专案总投资比引进装置节省20%-30%,国产化工艺的能量消耗比目前引进的PTA装置节能20%以上,目前已申请专利12项(巳获授权6项)。成套工艺包中PX氧化主要技术指标达到20世纪90年代末国内引进装置的技术水平,TA精制技术经济指标和产品质量达到国际先进水平。转鼓式真空过滤机的国产化研究、小流量高温高压高速离心泵研究,填补了PTA精制生产中国产化转鼓式真空过滤机的空白。这些技术将在扬子石化新一轮PTA装置改造中得以应用。
PTA的生产分为两大工序:氧化工序与加氢精制工序。目前各类PTA工艺在加氢精制方面的设计基本相同,差别主要在氧化部分,分为高温工艺、中温工艺和、低温工艺三类。除氧化反应条件不同外,各类工艺在氧化反应器单元、尾气处理系统、浆料处理系统的设计方面都有显著差异。
根据目前PTA装置日趋大型化的要求,该PTA工艺的设计产能为60万-80万吨/年,其中氧化反应器采用2台并联 *** 作,其他装置均采用单系列。流程可分为4个模组:氧化反应器单元、尾气处理单元、浆料处理单元、加氢精制单元。原料对二甲苯、溶剂醋酸、催化剂、空气加入氧化反应器进行氧化反应,反应热通过溶剂蒸发转换成蒸汽与尾气一道从塔顶移出,选人尾气处理单元,尾气经过多级换热、吸收、气体净化、精馏脱水,回收能量和溶剂,然后排放。反应器生成的TA浆料从底部排出,进入浆料处理单元,浆料通过多级结晶和补充氧化、过滤、干燥进行液固分离,分离出的母液大部分返回氧化反应器,少部分抽出净化。干燥后的粗对苯二甲酸(CTA)送到加氢单元进行精制得到PTA。
(1)氧化反应器单元:采用反应/精馏一体化设计,下部为无搅拌的鼓泡塔反应器,上部为精馏塔。精馏段采用规整填料或多块高效塔板直接利用反应热进行溶剂脱水。反应段下部设气体分布器,底部出料,反应段高径比为4-7。单台反应器产能设计为30万~40万吨/年,直径4.7-5.2m,总高30-35m。反应温度在185~190℃,溶剂比、停留时间、含水量等条件的设定兼顾了氧化反应、结晶粒径、溶剂消耗等方面的要求。实验室研究与工业实验均表明,该反应器能够满足氧化反应的多方面需求。与引进的搅拌釜反应器比较,同样产能的鼓泡塔反应器体积要大25%-30%,但由于其呈细长结构,且无运动部件,造价和 *** 作费用反而比搅拌釜低廉得多。同时,由于直接利用反应热进行精馏,在节能降耗方面比搅拌釜具有更大的优势。
(2)尾气后处理单元:反应器尾气合并后进入多级冷凝器并流冷凝,冷凝器同时副产不同能级的蒸汽,大部分蒸汽通人蒸汽透平回收能量,一部分用于脱水塔供热;冷凝后的尾气通过2段吸收塔回收PX和醋酸,然后通过尾气净化去除有机成分,进入尾气膨胀机回收能量、排放。塔顶冷凝液大部分回流到氧化反应器,少部分抽出到脱水塔脱水,脱水塔采用共沸精馏技术,有利节能与减少醋酸消耗。压缩机、蒸汽透平、尾气膨胀机采用共轴连线,除开车启动外,不再需要外部提供能量。尾气处理流程的这种设计借鉴了杜邦与三井工艺的长处,既消除了脱水与换热的瓶颈,又最大限度利用了反应热。
(3)浆料后处理单元:氧化反应器出口浆料合并后进人三级串连结晶器,第一结晶器通人少量空气进行补充氧化;浆料经后续的结晶器减压蒸发浓缩后进入真空过滤机分离固体,过滤母液大部分回流反应器,少部分抽出进行除杂和催化剂回收;固体进人干燥机干燥后制成CTA粉料,再力口氢精制得PTA产品。浆料处理流程的设计主要借鉴了Amoco工艺的思路,有利于结晶和干燥,可消除粒径和干燥方面的瓶颈。上海石化公司开发的具有自主智慧财产权的年产80万吨PTA工艺包和成套技术最近也通过中石化权威技术验收,达到国际先进水平,可望用于建设国产化的世界级PTA生产装置。据介绍该技术如果投入工程化应用,预计可节省技术专利引进费约人民币1.9亿元。同时,通过采用国产化装置,还可节省装置投资约1.4亿元。
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什么是高技术新材料新材料技术是按照人的意志,通过物理研究、 材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。新材料按组分 分,有金属材料、无机非多属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材 料效能分,有结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化效能,以满足高强度、高刚度、高 硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等效能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应, 以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子d、氢d的核材料等 。新材料在国防建设上作用重大。例如,超纯矽、砷化镓研制成功,导致大规模和超大规模积体电路的诞生,使 计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上;航空发动机材料的工作温度每提高100℃,推力 可增大24%;隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现,等等。
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近几年,包括恒力石化、东方盛虹等龙头企业在内的民营大炼化企业,开始由石油炼化、轻烃裂解等领域转向下游新能源新材料方向发展。民营大炼化企业大多起家于化纤行业,搭乘当年政策之东风,以进军上游对二甲苯(PX)领域为契机,打造上下游一体化全产业链新格局。如今,它们当中的领军企业,又开始“顺流而下”,积极布局新能源新材料项目,掀起新一轮转型潮。
新一轮转型风潮 悄然兴起
回溯民营大炼化企业的发展史,有一个非常重要的节点,就是2014年8月8日。这一天,国务院发布《关于近期支持东北振兴若干重大政策举措的意见》。《意见》提出,地方和企业要做好恒力炼化一体化项目前期工作并力争尽早开工。这是我国民营企业在重大炼化项目上的首次突破,具有重要的 历史 意义。2015年12月9日,恒力石化炼化一体化项目举行开工仪式,成为我国第一家进入石油炼化领域的民营企业。
自此之后,很多来自化纤行业的民营企业,开始向上游炼化领域转型,他们当中的佼佼者更是打通炼化一体化产业链,实现了规模和利润的飞跃。目前,民营大炼化板块已形成以恒力石化、荣盛石化、恒逸石化、东方盛虹、桐昆股份等龙头企业为代表的强势格局。数据显示,这些龙头企业具有强大的盈利能力。即使在 历史 极端周期底部(2020年前三季度),这几家龙头企业仍然合计获取约204亿元利润。
此外,下游纺织企业向上游拓展的这轮转型,是当时政策引导下的大势所趋。“国家对民营炼化项目的支持力度逐步加大,民营炼油企业频频获得政策红利,得以解开上游各类原料供给约束。”恒力石化相关负责人表示。而从2015年开始,油气改革深入推进,原油进口“双权”逐步放开,解决了炼化项目原材料的问题,也为民营企业大炼化提供了广阔的发展空间。
而与上一轮有关键时间节点和项目节点的转型不同,如今的民营大炼化,悄然兴起新一轮转型风潮。
盛虹集团作为民营炼化企业的龙头之一,拥有国内单流程规模最大的年产1600万吨炼化一体化项目。该项目是国家石化产业规划布局重点推进的项目。盛虹集团采用国际领先工艺技术,使紧缺型化工产品结构占比从50%左右提高到70%以上,为后续“延链”发展新能源新材料等战略性新兴产业提供原料保障。
除了民营大炼化企业正在积极酝酿转型,轻烃一体化龙头卫星石化也开始布局新能源新材料一体化项目。2021年3月20日,浙江卫星石化股份有限公司和法国液化空气集团合作建设的年产175万吨新材料新能源一体化项目举行签约仪式。该项目计划总投资115亿元,计划在2024年6月前投产运营。
恒力集团炼化一体化项目建设现场。 (企业供图)
民营大炼化转型 势在必行
“‘双碳’目标落地,将加速我国能源结构低碳化发展,对能化行业发展方式将产生重大影响,推动企业由传统的能源消耗型向绿色新能源、高端新材料领域转型。”盛虹集团相关负责人谈到。在此形势下,民营大炼化企业向下游新能源新材料方向发展,是适应国家政策的最佳选择。
民营大炼化企业向下游新能源新材料领域转型,具有得天独厚的优势。首先,其产业链一体化优势明显。据中国石油规划总院炼化所副所长宋艳萍介绍,荣盛石化、恒逸石化、桐昆股份等民营大炼化企业,大多数是以聚酯为“起点”,从下游向上游拓展。这些企业通常已具备“纺丝—聚酯—精对苯二甲酸—芳烃—炼化”完整产业链。
中国石化北京化工研究院副院长马鸣表示,深度炼化一体化是民营大炼化向下游新能源新材料方向转型的最大优势。这种深度炼化一体化使炼化企业向“少油多化”方向转型更具优势,能够实现工艺、能量等方面的相互匹配。此外,深度炼化一体化企业d性大、韧性好,产品具有多样性、可灵活 *** 作也是向下游新能源、新材料方向转型的优势之一。民营炼化企业应将深度炼化一体化作为自己发展的目标和转型的方向,实现企业进一步发展。
其次,得益于产业规模和技术优势,民营大炼化企业在能耗能效等方面具有出色表现,这将使其更容易成为行业中的能效领跑者及绿色标杆企业。盛虹集团相关负责人介绍,目前盛虹集团已经启动了部分碳捕获、利用与封存(CCUS)项目研究, 探索 碳减排前沿技术和长期实现零碳生产的技术路径。2021年9月,盛虹集团与冰岛碳循环国际公司达成合作,建设全球首条二氧化碳制新能源材料产业链项目。该项目可将工业尾气中的二氧化碳进行回收,生产出光伏面板的核心组件材料光伏级乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)树脂,最终用于光伏发电。项目设计规模为15万吨/年,回收的二氧化碳相当于15套大型石化装置1年的排放量。
最后,大炼化企业在人才、资金等方面也具有相当的优势。尤其在人才方面,马鸣认为,无论是民营炼化企业还是国营炼化企业,在资金方面相对充沛,因此人才的重要性得到进一步凸显。民营大炼化企业可以重点引进一些高端人才,更高效地帮助企业实现转型和发展。
新能源新材料发展 “危”“机”并存
从资本市场的角度来看,随着产品结构向下游高附加值方向深度转型,民营大炼化企业的估值也将得到显著提升。
国金证券研报显示,当前民营大炼化板块主营业务仍集中于原油—对二甲苯—精对苯二甲酸—化纤长丝及大宗化工品产业链,其静态市盈率倍数基本为6~13倍。而伴随民营大炼化企业持续向下游产业链深加工项目布局,终端产品有望逐步从大宗化工品转为用于半导体、光伏、新能源等产业新材料。而新能源及光伏产业链相关行业及公司静态市盈率平均水平超过30倍,光学膜及离型膜平均市盈率超过20倍,锂电隔膜(湿法)行业受益于锂电池下游行业持续高增长,行业静态市盈率维持在90倍水平,市盈率倍数均显著高于民营炼化板块市盈率倍数。
从市场需求的角度来看,高端化工新材料的需求正在持续增长。根据平安研究发布的行业报告,2022年化工新材料将迎来投资机遇,民营大炼化将继续保持行业领先地位。该份报告指出,在“双碳”背景下,新材料将成为驱动民营炼化企业成长的主要动力。预计乙烷裂解凭借其成本优势将长期保持高盈利能力,有利于产业龙头布局下游的氢能源和化工新材料业务。新材料方面,大力发展化工新材料和高端精细化学品,将是“十四五”期间的两大重点任务,目前该领域受到政策大力支持和资本的助力,有望加速发展。
此外,近期刚刚生效的《区域全面经济伙伴关系协定》(RCEP)以及“一带一路”的潜在增量市场等,也将带动高端新材料产业的发展。可以说,民营大炼化企业正面向新能源新材料的一片广阔蓝海。
需求体量的提升、贸易壁垒的降低,除了带来巨大的想象空间,也带来了切实的竞争升级。恒力负责人谈到,在转型过程中,民营大炼化企业面临着产品同质化严重、高端化短缺的结构不平衡问题。“这些虽然是挑战,但同样也是机遇,民营炼化企业可以通过新技术、新工艺的突破,在下游产品差异化、高端化、精细化、高附加值化等方面下功夫,寻求新的发展高地。”该负责人对未来的竞争报以积极应对态度。
宋艳萍也关注到竞争的问题。“外资正全面进入中国,布局发展新材料,行业竞争越来越激烈。”宋艳萍表示,外资企业将产品生产基地迁入中国后,可以消除高额的关税影响、规避外汇风险,以及节省运费支出,提高了外资企业产品的竞争力。同时,外企可以运用其研发能力与技术优势,贴合下游市场的需求开展更有针对性的研发与生产。随着RCEP协议正式生效,加上我国正积极考虑加入《全面与进步跨太平洋伙伴关系协定》(CPTPP),这种来自外企的竞争将更加激烈,国内企业将承受更大的压力。
“新能源新材料是世界化工强国和跨国公司竞争的战略高地之一。我国新能源新材料市场庞大,但相关方面一大批前沿技术有待突破,‘卡脖子’问题依然严峻,需要企业具备进行灵活调整产业需求、快速反应的研发和生产能力。”盛虹集团相关负责人表示,当前技术在大国博弈中的重要性越发凸显,西方国家对我国高新技术长期封锁压制不会改变,我国对这些新材料高端技术的引进难度也比较大。这将会制约民营大炼化企业在新能源、新材料领域的进一步发展。
链接:
2021年9月14日,恒力(长三角)国际新材料产业基地项目在苏州市吴江区开工。项目总投资200亿元,主要建设年产100万吨高端功能性聚酯薄膜、工程塑料项目以及研发、仓储、营销中心,全面运营后可实现销售收入500亿元。
2021年12月21日,浙江荣盛控股集团与舟山市政府签约金塘新材料园区项目。根据合作协议,该项目投资总额约500亿元,将利用舟山绿色石化基地年产4000万吨的炼化能力,主要投资建设7条化工产业链项目以及配套工程,预计总产品量达到450万吨。
2021年12月28日,由桐昆集团股份有限公司与福建福化古雷石油化工有限公司共同出资成立的福建恒海新材料有限公司举行成立揭牌仪式。该公司计划在古雷投资年产240万吨新型智能化功能性纤维及20万吨涤纶低d丝差别化纤维项目,总投资超百亿元。
2022年1月26日,恒力石化公告称其下属公司恒力石化(大连)新材料 科技 有限公司拟投资约240亿元建设年产160万吨高性能树脂及新材料项目、年产260万吨高性能聚酯工程,向精细化工新材料下游再扩张。
近期,东方盛虹对斯尔邦100%股权的收购也引发了市场的高度关注。这一收购标志着东方盛虹正式进军化工新材料领域。斯尔邦是国内最大的光伏级EVA树脂生产企业。作为承载盛虹集团战略转型的一个重要平台,斯尔邦正在推进新能源新材料产业布局。此笔交易完成后,东方盛虹正式进军化工新材料领域,形成“炼化+聚酯+新材料”的产业矩阵。
2015年,中石化发展中存在的困难和问题是:安全生产形势依然严峻,环境保护、绿色低碳发展标准越来越高、压力越来越大,结构调整、转型发展刚刚起步,深层次体制机制改革还未到位,从严管理浓厚氛围还没有全面形成,风险管理仍是公司管理的薄弱环节,党风廉政建设任重道远。以上这些问题,都严重制约着公司改革发展,必须高度重视,有计划地逐一解决。应对措施是实现三个转变:一是从靠规模扩张、投资拉动的粗放型外延式发展转向靠结构调整、技术改造实现提质增效升级的集约型内涵式发展;二是从“石油+化工”的大产业结构转向“能源+材料”的大产业结构;三是从主要靠加工制造创造价值转向主要靠技术创新和服务增加价值。总体来看,未来中国石化的发展方式可以简化为“研发+制造+服务”,即技术引领制造创造商品价值,服务增加价值,开发潜在效益。
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