参考文献 32
致 谢 34
1 前言
对二甲苯是石油工业主要的有机原料之一,在化纤、合成树脂、农药、医药、塑料等众多化工生产领域有着广泛的用途。近年来,随着对苯二甲酸产能的迅猛增加,我国面临着对二甲苯供不应求、价位居高不下的局面。
现有的对二甲苯主要由芳烃联合生产装置生产,但是在全球石油危机的大环境下,此路径生产的对二甲苯已经不能满足市场的需求。此外,石油价格的持续走高,使得芳烃联合装置成本节节攀升;而目前甲醇工业产能过剩,这为甲苯甲醇烷基化技术的工业化生产提供了良好的机遇。
甲苯甲醇烷基化工艺是一种新型的制取对二甲苯工艺。该工艺可采用煤基甲醇、石油基粗甲苯为原料,以生产出高浓度的PX,并副产少量副产物。据相关数据分析,理论上生产1t PX仅需用1t甲苯,而传统的甲苯歧化工艺需要2.5t甲苯,明显降低了原料成本。甲苯甲醇烷基化工艺副产物中的苯、C9芳烃可以作为歧化装置的优质原料,进一步优化芳烃原料,降低生产成本,实现利益最大化。
综合而言,该工艺流程简单,可以在一定程度上缓解我国甲醇、粗甲苯过剩和对二甲苯短缺的产能现状。对于我国这样多煤少油的国家,拥有相当广阔的市场前景。
1.1 对二甲苯市场分析及预测
精对苯二甲酸(PTA)是对二甲苯的直接下游产品,国内对二甲苯需求量的90%以上均用于生产PTA。PTA的需求量对对二甲苯的产量有着显著的影响。
近几年中国聚酯产业迅速增长,PTA的表观消费量从2001的675万吨增至2010年就的2000万吨,年均增长率20%以上。同时,自给率从36.4%上升至76.6%[1]。随着国内PX项目的逐渐增多,PTA产业对国外的依存度逐渐下降。由于国内PTA缺口过大以及国外产品的竞争力,国内PX产能需亟待加快。中国化工学会工业水处理委员会委员、中国化工学会混凝剂学组组长李润生表示:到2015年,整个PTA产能将到3300万吨以上,对应PX的产能需求在2200万吨;到2020年,PTA需求量将达到5300万吨,对PX需求超过3000万吨。
近年来,我国PX迅猛发展,产能及需求量均快速增加。2000-2010年,我国PX产能、产量、进口量、出口量及表观消费量年均增速分别达17.2%、16.9%、33.0%、33.6及20.4%。2011年,我国PX产能维持813万吨不变,产量增至669.3万吨,表观消费量增至1132.7万吨。 “十一五”期间,我国对二甲苯产业实现了健康、快速的发展。随着生产规模的逐渐扩大,其产能从2005年的268.1万吨增长至2010年的802.37万吨,年均增长率高达24.5%;产量从2005年的225.3万吨增长至2010年的532.6万吨,年均增长率达到18.8%。2009年增加到726.1万吨,同比增长约64.2%。随着大连福佳大化二期100万吨/年装置于2012年建成投产,截止2012年12月底,我国对二甲苯的生产能力增加到926.1万吨。2013年,国内PX需求量达1641万吨,较上一年增长18.5%。预计2014年我国PX供应缺口将扩大至930万至950万吨。
我国PX产能扩充速度明显落后于下游PTA和聚酯产业的增长。PX市场缺口巨大,我国的PX的仍处于供不应求的状态,PX仍然是我国需要大力发展的项目。
1.2 对二甲苯生产技术概述
目前,世界上绝大多数的对二甲苯是由PX联合生产装置生产,其由歧化与转移、二甲苯的异构化以对二甲苯的分离等工艺组成。目前,世界上掌握成套技术的公司有美国的UOP公司和法国的Axens公司两家,其余公司拥有单套技术。如Mobil公司推出的MSTDP甲苯择型歧化工艺和 XyMax二甲苯异构化工艺,日本东丽公司的推出的Aromax 吸附分离工艺,由瑞士Sulzer 公司掌握的MWB结晶分离工艺。