甲苯的工业现状及发展趋势
甲苯生产现状从国外的现状与发展来谈
甲苯主要是通过粗汽油催化重整或者液体原料蒸汽裂解中汽油热裂解制备的。目前也有新的工艺出现,如BP和UOP公司的Cyclar工艺就可以把天然气中的丙烷和丁烷生成芳烃,目前沙特阿拉伯已经有一个工厂采用该技术建设了生产装置。
上周国内甲苯市场整理运行。原油区间整理运行,个别产品随之下行,临近年末,大户进入2022年长约谈判期,下游采买需求偏淡,实际成交欠佳,实单多谈;上周国内TDI美金报盘在2300-2350美元/吨FOB;上周国内软泡聚醚市场弱稳运行。部分厂家检修、减产,成品及原料库存压力等原因,整体场内气氛较为清淡,市场成交受挫,导致场内观望心态较浓,偏空情绪占据。
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完全不同于当前市场对大炼化项目本身以及终端需求的悲观预期,我们认为国内民营大炼化板块的 历史 性结构性利润飞跃即将到来,预期差巨大!
对于核心增量利润来源的预期差巨大:我们认为,大炼化的利润将会主要通过当前相关龙头企业主营业务的PX-PTA-聚酯环节体现,并且将以主营业务的“PTA-PX”环节的利润结构性拉大为2019-2020年的主要体现形式,这将根本有别于传统大型炼化项目的通过成品油以及其他化工品体现主要利润增量的形式。
对于需求的预期差巨大:我们对需求的判断同市场存在极大预期差,我们基于客观数据的实证推导显示:在GDP增速6-6.5%的大环境下,2019年涤纶长丝的下游需求增速将不低于过去5年最低的6.7%的水平,而从2002年有数据以来的情况来看,下游需求的增速更不可能出现市场预期的负增长。
对于PX的定价权溢价(供求定价之外)的利润转移完全缺乏预期:中国民营大炼化PX装置的大规模投产将使得PX从当前的日韩高度垄断式定价回归大宗原料商品的强竞争属性,其价格不可避免地将出现结构性下降,PX环节长期存在的定价权溢价将不再存在,我们判断2019-2020年PX的降价幅度约为200-400美金/吨(含定价权溢价丧失和供求过剩导致的降价);于此同时,PX下游的PTA和聚酯则由于近年来龙头企业在过去的强竞争环境中脱颖而出实现议价权的增强,这将使得大炼化产品端的PTA和聚酯环节的合计利润出现结构性飞跃,特别是PTA龙头企业将有更加充分的自主权依据利润最大化原则进行PTA的投产安排。
1.1民营大炼化板块盈利大概率将超市场预期且确定性强
1.1.1民营大炼化的核心盈利来源与三桶油截然不同
民营大炼化板块的盈利核心来源于其原油-PX-PTA-聚酯产业链,其利润主要体现在石脑油-PX,PX-PTA,PTA-PET三个环节上。
民营大炼化将以主营业务的PTA-PX环节的利润结构性扩大为2019下半年开始持续到2020年的主要形式,最终将导致PTA-PX-聚酯环节由传统的 “强周期弱利润”向“弱周期强利润”进行结构性转变,且这一转变结果大概率不可逆 ,此盈利模式与三桶油大炼化截然不同。市场习惯性的用三桶油的大型炼化项目去类比民营大炼化项目用来评估类似炼油规模下的未来盈利能力,存在根本的逻辑缺陷,形成巨大预期差!
对于民营大炼化的盈利能力存在 巨大预期差 ,主要表现在以下 三个方面 :
1.对于PX装置大规模国产化带来的 大宗商品定价权革命严重缺乏预期。
2.没有考虑PX的 议价能力变动 带来的巨额利润转入,定价权溢价丧失叠加产能过剩带来的利润转移和传统产能过剩导致的利润转移有巨大差别。此外,民营聚酯大炼化的一体化装置对于PX装置的平均成本公式多数使用日韩进口PX作为成本。而民营大炼化PX投产后,中间环节费用(关税,运费,ACP溢价等)大部分将转入利润。
3.目前两套民营大炼化是国内规模最大的炼化装置。大炼化的PX装置存在明显 规模效应 ,其规模远超日韩当前装置规模,按照以往装置成本与费用比例会产生明显高估,而对于其向下游出让利润的幅度有低估。
4.市场对PTA产能增长过于担忧,市场盲目地将全部拟建设产能全部统计为刚性投产产能,而实际的刚性投产产能将小于市场预期。
5.市场对需求过于悲观,普遍预期纺织服装需求将出现负增长,没有意识到终端纺织服装需求同GDP高度正相关,且过去19年的数据显示其相关系数高达0.82,只要GDP能够实现5%以上增长,纺织服装产业链需求将保持5%以上增长的确定性强。
1.1.2大炼化的盈利结构发生根本性转变
目前市场观点是油价下跌,芳烃及其下游的产品价格均下跌,造成盈利能力均受到削弱。与市场观点迥异,我们认为市场混淆了基本概念,原油及其产业链各产品价格随油价涨跌是具备高度相关性不假(此为定性:产品和原料价格在大多数时候同方向变动),但是原油下游各产品在油价变动过程中的涨跌幅的具体幅度则由各产品本身的交易过程中的实际买卖盘决定(此为定量:产品和原料在特定方向上变动的幅度由本身的买卖盘决定)。原料端可以和产品同时下跌,但是原料端价格跌幅大于产品端价格跌幅的时候则导致产品端利润扩大,而不是缩小。我们判断2019-2020年新投产PX项目产能估计可达1250万吨/年(三大民营大炼化项目恒力大连、浙江石化和恒逸石化共计1000万吨,除此以外还有中金石化和中华泉州超过250万吨),新增供应占2018年国内PX需求量超过50%。新建的大炼化带来的PX新增产能将会不可避免冲击现有的PX供给格局,势必会在PX市场上带来一轮结构性的下跌。 石脑油-PX环节的丰厚利润,将会优先分配给下游的PTA装置。
此次PX价格结构性下跌可以部分借鉴PTA装置国产化进程的情况。在2011年-2012年期间,PTA国产新增产能(1260万吨/年)超过当期需求的50%后,PTA装置的毛利大幅度缩窄,我们预计2019年下半年开始到2020年全年,PX环节向下游PTA转移结构性利润的幅度在250美金/吨以上,其中PTA环节大概率将转入其中大部分利润。
深究2019年石脑油-PX环节的利润 为什么优先分配给PTA-PX环节而不是聚酯-PTA环节 ,源于以下两个 核心论点 :
1.本次产业结构调整2019-2020年投产装置中,PX产能增幅巨大,而PTA产能增幅微弱。大部分是大炼化企业自身的以利润最大化为主要目的的PTA产能有序释放。
2.国内PTA产能集中度高,民营大炼化龙头企业对于PTA的议价能力强于聚酯,PX-石脑油的利润向PTA-PX让渡,民营大炼化龙头企业受益最大。
大炼化板块相关龙头企业对盈利最大化的诉求强烈,尤其是采取逆势大额增持,我们认为大炼化龙头企业采取有序的产能释放以满足国内外新增需求为今后的主基调,而非无序投放。
此外,聚酯环节生产商较PTA更为分散,当前PTA的前10家企业集中度为81.6%,前4家龙头企业集中度达到55%,而当前聚酯的前10大企业集中度约为41%,PTA环节的龙头企业的议价能力明显强于聚酯环节。
1.2.需求详实数据实证推导:聚酯终端纺织服装需求平稳正增长无悬念
我们认为未来涤纶长丝的下游需求增速将不低于过去5年最低的6.7%的水平,而从2002年有数据以来的情况来看,下游需求的增速更不可能出现负增长,剔除主观偏好的基于客观数据本身的实证推导过程如下:
作为“原油-PX-PTA-聚酯-长丝”产业链的下游,纺织服装属于消费行业“衣-食-住-行”中的衣,为居民必需消费品之一。根据国家统计局公布的纺织服装零售额和GDP(现价)的同比增速,我们发现,纺织服装行业的增速与GDP增速高度正相关,从2002年至2018年间,二者的相关系数达到0.82。同时,我们发现,尽管近年来随着我国GDP增速下降进入新常态阶段,但是在GDP增速高于5%的情况下,纺织服装行业的增速一直保持正增长。过去5年(2014-2018年),以零售额计算的纺织服装行业同比增速平均达到8.8%,最低为2016年上半年的6.7%。
而从我们跟踪的涤纶长丝的开工率和长丝的库存来看,2019年春节结束后,涤纶长丝最新周(2019年3月1日)的开工率迅速回升至77.5%。考虑到每年春节期间涤纶长丝厂休假导致春节休假期间涤纶长丝开工率大幅下降,我们计算得到过去5年,春节假期平均为元旦之后的36.4天开始,而2019年春假假期为元旦后的34天开始,因此2019年的开工率与过去5年同期平均水平具有实证角度的高度可比性。2019年涤纶长丝春节后开工率显著高于过去5年平均的67%。
而从POY、DTY和FDY的库存天数来看,2019年截止最新周(2019年3月1日),POY平均库存天数7.4天,过去5年平均为13.4天;2019年FDY平均库存天数为11.2天,过去5年平均为17.1天;2019年DTY平均库存天数为11.7天,过去5年平均为23.5天。2019年以来,三种涤纶长丝的库存都大幅低于过去5年平均水平。
通过开工率和库存天数的对比,我们发现,2019年以来,涤纶长丝的开工率显著高于过去5年的平均水平,而库存水平则大幅低于过去5年均值。因此我们认为,2019年,下游需求即纺织服装行业的增速好于过去5年最差的情况,而且同过去5年平均水平对照,具备实证角度的高度可比性。
根据国家总理在十三届全国人大二次会议上作的2019年政府工作报告,2019年,我国经济发展的目标为GDP增长6-6.5%。我们认为,由于纺织服装行业增速与GDP增速高度相关,相关系数达到0.82。过去5年纺织服装同比增速均值达到8.8%,最低6.7%,而2019年以来,涤纶长丝的开工率高于过去5年平均水平,POY、FDY和DTY的库存水平却低于过去5年平均水平,客观数据说明相比于过去5年的平均水平,2019年需求端增速显著好于过去5年的最低水平6.7%,大概率持平甚至超过过去5年的平均水平8.8%。在GDP增速稳定的前提下,我们认为未来涤纶长丝的下游需求增速将不低于过去5年最低的6.7%的水平,而从2002年有数据以来的情况来看,下游需求的增速更不可能出现负增长。
2.1PX从高利润的日韩垄断定价逐步转向低利润的完全竞争定价
国内的PX-PTA-聚酯板块的产能存在错配。国内PTA与聚酯产能过剩,然而国内民众对于PX的错误认识以及 社会 舆论的抵制,使得PX产品50%以上仍然需要从临近的日韩台湾等地区进口,形成了日韩主导的PX卖方市场。因为PX国内供应不足,主要来自中石化,使得PX的定价具备日韩高度垄断的特征,目前PX的定价受到日韩PX卖方企业以亚洲合约价(ACP)方式把持,而现货也多集中在少数高度控价的企业手中,目前PX的定价结算模式是50%的ACP定价+50%现货价格。
作为PX的主要消费者,民营大炼化PX产能建成后摆脱了被动接受日韩企业定价的局面。在PX自给自足的情况下,民营大炼化板块与日韩企业签订长期合约时将逐步拿到议价主动权,逐步从50%亚洲合约价(ACP)+50%市场均价+/-(2~4)美元/吨的日韩企业PX合约定价转变为100%市场均价(自给自足),也使得国内的市场从日韩的高度垄断性定价回归大宗商品的强市场属性,这种日韩定价权的丧失所带来的利润转移将大概率远超市场预期。
民营大炼化投产之后,以下部分将会从成本转变为盈利:
1. 定价权溢价以及供求紧张溢价, 我们判断当前日韩垄断定价带来的PX定价权溢价以及供求紧张溢价合计约在300-450美金/吨左右。
2.日韩进口PX原料需要20美元左右的 运费保险费 ,另外还有2%的 关税 ,如果民营大炼化PX自给自足,这部分费用也会转化为企业的盈利。
3.PX装置规模效应带来的成本下降。目前日本的平均单套PX规模为42万吨/年,90%以上装置在2010年之前投产;韩国的平均单套PX规模为60万吨/年,与国内国企PX装置规模相仿,相对日本的PX装置较新。而新建民营大炼化具备400万吨/年PX装置,在费用和原料消耗上存在明显成本下降。
2.2PTA从产能刚性无序投放抢市场转向龙头企业有序投放
2.2.1国内有效PTA产能装置情况
国内现有的领先PTA装置主要由民营大炼化所属企业拥有,国内民营大炼化作为PTA行业的龙头企业,占据了超过50%的市场份额,而平均单体规模210万吨/年,具备明显的规模优势。
国内现有的 落后 PTA产能集中在其他企业手中,平均规模42万吨/年,在市场中已经明显落于下风。
2019年新建投放用于配套自己下游聚酯的PTA产能只有新凤鸣独山石化的220万吨/年PTA装置,预计在2020年上半年达产,按照聚酯下游年消费增长率不低于5%考虑,该套PTA2019年刚性新增产能的投放,能够完全在消费端消化。2020年其他的PTA投产主要集中于大炼化龙头企业手中,大炼化龙头企业具备对市场高度认知和强烈的盈利诉求(相关龙头企业持续大额增持),我们判断大炼化龙头企业的PTA投产安排将充分考虑利润最大化原则。
2.2.2国内PTA由刚性投放产能挤占市场份额向有序释放产能实现利润最大化转变
PTA经历了2000年以来10年黄金扩张期,在2011年表观消费量与产能出现重合,意味着2011年国内产能已经能够自给自足。为了抢占市场份额,在2011年-2014年,PTA装置持续扩产。但是能够看到,名义产能上升虽然很快,但是产量抬升相对较慢。2014年,国内PTA的龙头企业之一的远东石化破产重整,而另外一家龙头企业腾龙芳烃PX装置出现重大事故,PTA装置长时间停车。为PTA装置的产能出清拉开了序幕。之后三年,PTA装置始终在盈亏平衡点附近徘徊,大量僵尸产能产生,有些企业甚至装置刚刚建成,但是考虑到成本因素,始终无法投产。
在2017年以后,PTA逐步由于供需关系的改善,龙头企业能够逐步盈利且龙头企业的规模较为接近,并且远远超过其他非龙头企业,使得国内PTA的竞争局面明朗。龙头企业从无序的产能扩张抢占市场占有率向利润最大化的有序释放产能进行转变。主要体现在PTA自主定价能力增强,特别是抵抗油价下跌的能力增强,但是受制于PX的日韩垄断,使得PTA涨价缺乏实际意义,因为涨价的利润基本上都被日韩企业通过PX涨价吃掉,但是一旦能够摆脱日韩PX垄断,那么PTA环节的自主定价能力才能够充分反映在利润的增长上。
2.3PTA-PX是原料端PX产能超量投放的最大受益环节
盈利结构性变动的基础是 产能结构变动 ,2019-2020年国内增产的1250万吨/年新建PX产能打破了目前的进出口局面。主要受到影响的是国内进口PX主要来源国,韩国与日本。
国内民营大炼化产能相对日韩产能存在明显的规模优势与运输成本优势,因而PX的砸盘力量主要来源于日韩PX产能。除了乐天化学,SK之外,韩华道达尔,现代科斯莫,GSCaltex,S-oil均不具备PTA的下游聚酯产能。而日本的最大的PX出口商JXTG与出光兴产,由于平均规模也远远小于国内产能,也存在着竞争加剧而关闭的风险。
新增PX产能使得东北亚地区的PX供需失衡。PX价格会出现结构性的下挫。使得民营大炼化企业有充裕的自主空间决定PTA的投产安排以实现利润最大化,这种自主定价权是过去中国龙头企业在日韩企业面前从来不曾拥有的。
3.1PX背景介绍
3.1.1PX现有装置
虽然对二甲苯(PX)的产能逐步攀升,然而对二甲苯(PX)的自给率却没有明显提升。近5年来,单月产能从每月65万吨上升到每月85万吨左右,而自给率却仍然保持在43%左右。2018年对二甲苯的国内名义产能在1480万吨/年,但实际产量在1100万吨/年。国内的PX虽然自给率不足一半,然而开工率仍然不高,源于部分装置较短的产业链与较高的成本。
PX的生产路径主要分为以下部分:
1.常减压装置,把原油根据馏分的沸点不同,分离出LPG,石脑油,汽煤柴,常减压蜡油(AGO,VGO),常减压渣油(AR,VR)
2.重整装置,把从常减压装置得到的重石脑油以及来自于乙烯装置的加氢后裂解汽油进行重整,使得部分异构烷烃进行芳构化,提升芳烃收率。重整是炼厂氢气的主要来源。重整路线分为两类: 1.燃料路线 ,通过重整得到高辛烷值的重整汽油 2.芳烃路线 通过重整得到芳烃联合装置的原料
3.PX装置PX装置内含多套装置,包括环丁砜抽提,烷基转移装置,异构化,歧化装置,吸附分离提纯装置等,产出PX,苯,重芳烃(C10+)。
3.1.2PX技术概述及技术短板
石油通过常减压蒸馏-预加氢-重整以及乙烯装置的裂解汽油加氢后得到的混合芳烃,通过芳烃联合装置制取PX。芳烃联合装置主要包含以下技术:
1.芳烃抽提 -原理为相似相溶,通常为环丁砜抽提,也有用N-甲基吗啉(NFM)或者N-甲基吡咯烷酮(NMP),此技术为UOP/AXENS/GTC/美孚/中石化石科院多家专利商掌握。
2.歧化以及烷基转移方法 -UOPTatoray/IFPAxensTransPlus/GTC
3.吸附分离 :吸附分离典型工艺为UOPParex/IFPAxensEluxyl(无国产技术)。
4.乙苯/二甲苯异构化 :UOPIsomar/AxensOparis/美孚/中石化石科院技术等
5.甲苯甲醇烷基化方法 GTC技术(目前使用不多)
对于大型炼化装置而言,如果走芳烃路线,通常采用重整+芳烃联合装置制取芳烃,其专利商包括UOP,AXENS,GTC,美孚(EM)等一系列专利商。
UOP的芳烃联合装置由其CCRplatforming(CCR铂重整),Sulfolane(环丁砜抽提),Tatoray(歧化),Parex(吸附分离),Isomar(异构化)组成;
Axens的芳烃联合装置由其Aromizing(重整),Morphylane(抽提),Transplus(歧化),Oparis(异构化)以及Eluxyl(吸附分离)工艺组成。
国内的连续逆流重整技术 由中石化在2013年10月济南分公司新建重整装置取得突破,并后续用于2013年扩建海南炼化的芳烃装置。此技术作为国产化芳烃技术的重要组成部分在2015年取得国家 科技 进步特等奖。此技术打破了海外连续重整的技术垄断,为后续大规模连续重整装置提供了技术选择。固然,UOPCCRplatforming等海外核心技术的地位尚且无法撼动,但是要看到打破垄断是降低海外公司专利授权费和海外技术对国内资料公开的关键步骤。
国内目前的 技术短板 在于 吸附分离 的移动床尚无成功运用案例,国内现有装置多数采用霍尼韦尔UOP的Parex工艺,因其使用独有的旋转阀,检修周期较长,运行较为稳定。少量采用法国石油公司Axens的Eluxyl工艺,此工艺由于采用140个程序控制阀门(开关阀),由于程序控制阀门频繁操作存在一定的故障概率,因而检修周期相对较短。国内虽然能够生产吸附分离的吸附剂,却在设备制造领域存在瓶颈。
3.1.3PX现在的定价方法
PX的价格指标现阶段主要分为三类:
1、国际收盘价(分为CFR中国、FOB韩国、FOB美国海湾)
2、国内中石化(SPCP)结算/挂牌价格和国内PX现货价
3、亚洲ACP(AsiaContractPrice)谈判价格
其中,亚洲地区最常用的价格指标为ACP价格,业内称为“6+7”的定价模式,即由新日本石油(日本JX)、日本出光日产、埃克森美孚、韩国S-oil、韩国SK、印度信赖(2017年4月加入)这6家PX供应商给出倡导价,三井化学、三菱化学、BP、中美联合(CAPCO)、亚东石化(OPC)、逸盛、盛虹这7家PTA生产商给出还盘价,每个月的最后一个工作日为谈判时间的最后截止日期,只要有两家以上的PX供应商(含两家)与两家以上的PTA生产商(含两家)达成一致意见,则以此价格作为下个月PX的ACP价格。
由于之前中国国内PX供不应求,国内没有PX现货市场,贸易量稀少,PX生产企业通常直接以合约货形式供应给下游PTA工厂企业,国内多数PX工厂合约公式一般为50%日均价+50%ACP定价。
3.1.4亚洲PX检修情况
亚洲PX装置在2019年3月-4月迎来较大规模的检修,停产检修产能在400万吨/年左右,考虑到检修周期通常在1个月到2个月,2019年3-4月份的PX市场将大概率保持供应紧张局面。
3.1.5混二甲苯(MX)与汽油存在替代性
国内重整汽油存在辛烷值较高的特点,RON在100~105左右,是一种优质的汽油调油料。当混二甲苯价格低于汽油价格,存在价格支撑,因为混合芳烃(对苯含量有要求)可以无额外成本掺入汽油之中。国内也存在不少重整汽油装置,其目的是增加调油料的质量。从工艺技术上来看,以芳烃与汽油为目标产物的重整反应差异并不大,仅仅是需要调整催化剂以及操作温度情况,就能够获得优质的重整汽油。将来国内汽油标准的趋势是降低汽油中的不饱和烃的含量,主要就是芳烃和烯烃,从而减少汽油中不饱和烃的不完全燃烧对于环境的污染,
通常混二甲苯的RON在100-105。国内的混二甲苯分两类,第一类是溶剂级,第二类是异构级,溶剂级含有大量的乙苯,而异构级里面三甲苯较多,更利于歧化与烷基转移装置。
目前汽油国标强制标准GB19147-2016对于芳烃以及烯烃的要求如下,其中国六A标准与2019年1月1日施行,而国六B标准将于2023年1月1日施行。
3.2PTA背景介绍
3.2.1PTA现有装置情况
国内的PTA装置的产能在2011年左右基本实现了自给自足,之后产能迅速扩充导致产能过剩。2014年-2015年大量产能停产并成为僵尸产能,开工率一路降低到5成左右。然而近三年开工率逐步提升,目前开工率在80%。PTA装置上游受制于PX产能与进口情况,下游受到聚酯装置涤纶装置的开工影响,供求关系较为复杂。国内现有潜在产能不少已经多年停工,复产需要较长时间进行筹划,资金注入,设备维护与员工培训。对于5年以来一直无法开工的产能多数已经成为僵尸产能。根据CCFEI和Wind数据,自2013年至今五年期间,开工率从未超过90%。根据CCFEI统计,2019年起PTA名义产能为5132万吨,有效产能调整为4517万吨,有效产能占名义产能的88%。
3.2.2PTA主流技术概要
国内PTA装置主要采用的工艺路线有两类,中温氧化法和低温氧化法,原有高温氧化法已经逐渐退出并转化为中温氧化法。
中温氧化法的代表工艺是BP-Amoco工艺,英威达(INVISTA)工艺,三井油化工艺。这些年来,通过对反应温度的降低,使得PX与醋酸溶剂的挥发量大幅度降低,产品为精制PTA。
低温氧化法的代表工艺是伊士曼(Eastman)与鲁奇(Lurgi)工艺,由于此种工艺没有精制单元,产品为中纯度PTA(EPTA)。
全球授权最多的技术是BPAmoco的中温氧化法工艺,然后是英威达中温氧化法工艺。
国内目前新建产能多数采用BP或INVISTAP8两种成熟工艺,根据恒力PTA-4/5P8工艺以及桐昆嘉兴石化1期P7工艺的分析,每吨PTA消耗从0.656降低至0.65吨,醋酸消耗从35kg降低至29kg,新工艺从原料以及能量消耗的优势明显
PTA装置检修及库存
PTA装置在3月末迎来检修小高峰,逸盛宁波4#恒力3#桐昆2#以及华南一厂3#均有两周检修。
PTA流通环节库存数量季节性上升,但是库存数量仍在 历史 较低位置。通常春节聚酯企业复工后PTA会出现去库存情况,因而目前PTA库存压力不大。
3.3聚酯的产业情况
PTA主要的下游种类为对苯二甲酸乙二醇酯PET,对苯二甲酸丙二醇酯PTT,对苯二甲酸丁二醇酯PBT,对苯二甲酸二辛酯DOTP。我们所说的聚酯,往往指的是PET,占据PTA下游95%以上的份额,因而对PET的研究可以反映聚酯产业对PTA需求的情况。
国内目前PET的主要下游为涤纶长丝,涤纶短纤,与聚酯瓶片。
涤纶长丝主要分为POY,FDY,DTY,根据用途主要有民用长丝与工业长丝。
涤纶短纤的下游主要是纯涤纱,涤棉纱与涤粘纱,瓶片的下游主要是饮料酒精产品的瓶包装。
龙头集中度情况在具体的细分领域也并不一致
1.民用长丝领域桐昆集团,新凤鸣,盛虹集团,恒逸石化占据龙头地位,前四名产量占比约38%。生产能力最大的桐昆集团涤纶长丝产能达到550万吨/年,民用长丝的主要下游是纺服行业。
2.工业长丝领域龙头企业有古纤道,尤夫股份,海利得,恒力集团。前四名的产量约占市场总量的64%。并且随着恒力康辉石化的扩产,2019-2020年的CR4会进一步上升。
3.聚酯瓶片下游是饮料酒精饮品包装行业。华润,万凯,恒逸和三房巷是瓶片领域的产能前四名厂家。其中前四名的产能占据市场产能的50%以上。
4.聚酯薄膜下游主要是电子行业,欧亚薄膜,双星新材,恒力股份占据国内龙头地位,其中欧亚薄膜在2015年破产重整。海外厂商杜邦等在高端领域占据龙头地位,每年进口超过30万吨。
5.PBT领域,长春化工,恒力集团国内产能最大。下游以电子电器类为主,兼有 汽车 机械,电光源行业。
甲苯为单一组分,沸点110度左右,若是单纯加甲苯,车子估计不能启动。
可尝试部分替代(汽油要求芳烃含量不高于40v/v%),问题是二者的价格上能否划算。
随着中国经济的快速发展,最重要的基本有机化工原料对二甲苯,其需求已在过去5年的强劲增长。下游产品(主要是PTA产业)的快速发展,PX市场需求在未来几年将呈现快速上升趋势,预计到要求的年消费增长率为22.4%,平均每年增长24.9%,与。预计到2010年,PTA装置PX消费量将达到54-61Mt,工厂的产能建设远远落后于需求的增长,中国的PX需求和生产之间的差距将进一步扩大。
对二甲苯的生产方法是通过一个多级低温结晶分离或分子筛模拟移动床吸附分离技术(简称为吸附分离)从石脑油催化重整热力学平衡混合二甲苯(C8A)产生将二甲苯分离与其同分异构体混合物接近沸点。如果在邻位和间二甲苯和乙苯的处理,往往采取混合二甲苯异构化技术(简称异构化),因此异构化,对二甲苯。甲苯歧化和烷基转移技术,以充分利用廉价的工业甲苯和碳九芳烃/ C10芳烃(C9A/C10A)转化成混合二甲苯和苯。芳烃装置,这种技术产生的超过50%的混合二甲苯,该技术是工业产率的p-二甲苯的主要手段。甲苯选择性歧化,二甲苯的生产是一种新的方式。过程中的催化剂的性能的不断提高,近年来,已取得了长足的进步。的乙烯产能的不断提高,甲苯总量将呈现上升趋势,因此,具有良好的市场前景。
本文回顾了这两个产量二甲苯在最近几年的技术路线图的进展,并提出了在该领域的技术发展趋势。
1甲苯歧化和烷基转移技术
1.1典型的生产过程
传统的甲苯歧化生产过程在20世纪60年代末由美国UOP日本东丽公司共同开发的氢的存在固定床Tatoray过程。上海石油化工研究院(SRIPT)超过30年的技术发展,S-TDT工艺的研究和开发于1997年完成,实现产业化。 Tatoray过程相比,S-TDT工艺允许重芳烃原料含有C10,HAT甲苯歧化催化剂具有国际先进水平,能耗低的设备和材料的消耗,使这一进程具有良好的技术经济指标。
S-TDT甲苯歧化简要的处理流程:含有甲苯和含有C10重芳烃C9A原料和循环氢气混合后,由加热炉加热到所需的反应温度的反应器的热交换器的进口和出口,成固定床绝热反应器中,在催化剂的作用,将反应的苯和混合二甲苯。反应流出物通过反应器的进口和出口的热交换器后,然后在冷却后,流入高压分离槽,将分离的芳族烃类液体进入下游的分馏装置。孤立从气体中的流出的哪部分,大多数气体和补充氢气混入通过加压循环氢气的循环氢压缩机。
1.2甲苯歧化与烷基转移技术R&D的进展
1.2.1 TA甲苯歧化催化剂,并Tatoray
美国UOP公司联合开发的日本东丽公司Tatoray甲苯歧化和转让技术的产业化技术自1969年以来,在技术,该技术采用固定床临氢相反应,操作稳定,运行周期长,先进的技术和经济指标,全球有50多台(套)设备使用的技术,产业化的主要技术领域。 20世纪90年代TA-4的工艺催化剂,自1997年以来TA-5催化剂的工业应用。目前,国外Tatoray的过程中主要使用的TA-4和TA-5催化剂。
UOP公司最新的研究和发展新一代的金属加氢TA-20催化剂。具有金属加氢裂化功能,提高处理能力的催化剂的重芳烃,可以加工到甲苯中,以30%的混合饲料的质量分数,允许含有质量分数为1%的烷烃的原料。相对于原来的TA-4,TA-5催化剂,TA-20催化剂的长周期的稳定性也得到改善。
1.2.2 HAT系列甲苯歧化催化剂和S-TDT技术
扩能改造,以满足芳烃联合装置的需求并没有被改变,在反应器中和压缩机SRIPT研究开发的HAT系列甲苯歧化与烷基转移催化剂,HAT-095,HAT-096,从1996年HAT-097催化剂成功应用于国内规模1.3-12.3万吨/年的甲苯歧化装置的核心技术,HAT催化剂的S-
TDT甲苯歧化完整的技术和催化剂已出口到伊朗。表1列出了HAT催化剂产业化的主要性能指标。正如可以从表1看出,HAT-097催化剂从HAT-095的催化剂,该催化剂的处理能力被大大增加,氢对烃的比例越来越低,现有的装置中的压缩机的条件不改变,只更换催化剂将是能够实现的目的的扩张。反应进料在相同的时间允许C10A越来越高的水平,重芳烃,歧化单元可以处理,并更有效地提高苯和混合二甲苯的产率,并提高经济效率的装置。
HAT催化剂芳烃处理能力,大大增加了与国外同类工业催化剂相比,工业运行结果表明,其综合性能达到国际先进水平。 HAT-099催化剂已完成开发C10A反应,作为第一3种原料,允许C9A原料C10A高达25%-30%的质量分数。 HAT-099催化剂的研制成功,将有效地提高重芳烃,这是一个大幅增加混合二甲苯,二甲苯目的,以提高生产的利用率。
在最近几年,甲苯歧化装置能够处理高浓度C9A原料生产更多的C8A对二甲苯产能扩张的需求。 MXT-01催化剂SRIPT大孔β沸石催化的甲苯和C9A歧化和烷基转移反应,开发的实验结果表明,高达70%的条件下,反应进料C9A高空间速度,低氢烃比的质量分数的总摩尔转化率达到46%以上,C8A芳烃和苯的摩尔比为3.7或更大。用HAT MXT-01催化剂具有高混合二甲苯产率,试验现在完全歧化的工业侧线的生产单元的丝光沸石催化剂,比较。
1.2.3 MTDP-3甲苯歧化和烷基转移技术
MTDP-3甲苯歧化与烷基转移技术美孚公司开发的处理量C9A技术。该技术是使用ZSM-5沸石,反应进料的C9A质量分数小于25%。允许低氢烃摩尔比(小于或等于3)的条件下操作的技术的竞争优势。
MTDP-3技术的美孚公司和台湾的中国石油天然气集团公司(CPC)的基础上,共同开发TransPlus的过程中,为了提高的处理的C9A部分C10A原料的能力,并于1997年在中国台湾林园的第一个石化厂的产业化。这种技术采用催化剂A优选重芳烃的的轻质功能,从而使得有可能处理的原料中含有一定量的C10A和C9A。据称,C9原料允许C10A质量分数可达25%以上,C9A反应混合材料的质量分数可以达到40%以上,但目前还没有工业化的数据报告。典型的操作条件:反应温度385-500℃,反应压力为2.1-2.8MPa,芳烃WHSV 2.5-3.6H -1,氢与烃的摩尔比为不大于3,45%-50%的总的转换率。
1.2.4其他工艺技术
阿科-IFP,二甲苯产率(二甲苯-PLUS)在1968年实现产业化,使用的稀土Y型分子筛,活性低,选择性为28%,分别为。 -30%和92.5%,分别由于使用的移动床反应器中,所述催化剂需要连续再生,和大的能量消耗。可以用作原料的甲苯和C9A。 C?的9A内容的原始材料只允许4台,到目前为止,世界上的工业化装置。一个
Cosden T2BX法国在1985年实现产业化,更高的工作压力(4.1MPa),转换率分别为44%,使用的丝光沸石作为反应原料甲苯和C9A芳烃的催化剂。在最近几年中,没有新的报告。
2甲苯择形歧化制成高浓度的二甲苯
2.1概述
择形催化,可以有效地抑制副反应,大大提高所需产物的选择性的分离过程的过程被简化,能量消耗和投资大大减少,从而使该装置可以有效地提高经济效率。甲苯择形歧化反应只能用于纯甲苯进料。的
甲苯择形歧化反应高临界位选择,合适的沸石的孔径和外表面钝化。钝化的沸石晶体的外表面被设计启用快速扩散满分沸石通道,p-二甲苯,在表面以外不发生的异构化反应中的分子筛,而且还生成的热力学平衡混合物二甲苯。
到目前为止,ZSM-5分子筛的甲苯选择性歧化专利报告来自美孚公司,与类似的ZSM-5沸石ZSM-11分子筛的孔结构的一小部分。
2.2开发的技术在国外
一个的2.2.1 MSTDP和PXMAX甲苯择形歧化
第一个工业化甲苯择形歧化技术原位改性美孚1988技术MSTDP过程。设备MSTDP Enichem的炼油厂Gela中,意大利城市成功运行。它的产业化技术指标:甲苯转化率25%-30%85%-90%位选择的苯和二甲苯的摩尔比为1.44,反应产物。
1996年,公司又推出了PX-MAX的异位改性技术,选择性高达90%以上的二甲苯,甲苯转化率为30%。与MSTDP技术,苯和二甲苯的摩尔比,在反应产物中的PXMAX技术相比有所减少,这样,它可以得到更多的对二甲苯。
2.2.2 PX-PLUS甲苯任择形歧化技术
UOP公司涉嫌在1997年的表现PX-PLUS推出比MSTDP工艺技术。其主要指标有:甲苯转化率的30%,90%的对位选择性,苯和二甲苯的反应产物中的摩尔比为1.37,p-二甲苯的产率是大约41%(转化甲苯)。 1998年,第一套设备实现产业化。
UOP的技术和分子筛吸附分离健康严格二甲苯芳烃联合装置相结合,具有良好的互补作用。使用PX-PLUS技术来生产高浓度的二甲苯混合二甲苯简单的结晶分离后,可以得到高纯度的对二甲苯的质量分数,在产品中的p-二甲苯,残液仍然是超过40%,大大高于通常的二甲苯的混合物,二甲苯的含量,可以直接进入到吸附分离部。
2.3国内的发展,国内在这一领域的研究开始于20世纪90年代初,石油化工科学研究院(RIPP)1L催化剂的工业侧线试验于1999年完成。主要结果如下:甲苯的转化率大于30%,大于90%对选择性,但苯和二甲苯的摩尔数是比较高的,约1.6。
SRIPT对二甲苯产量在1997年进行的甲苯选择性歧化催化剂的研究,目前已取得了较好的结果。实验室的结果表明,甲苯的转化率和对选择性分别为30%和90%的苯和二甲苯的反应产物,摩尔比为1.4。已经完成了膨胀的催化剂测试,制备工业侧的线路测试。
重芳烃,提高炼油能力,连续重整芳烃生产厂的规模和数量的增加,重芳烃脱烷基化过程中的脱烷基化技术
加快发展。的C9A所产生的芳烃加氢混合二甲苯,能有效地降低了装置规模,重芳烃资源的充分利用。国外在该领域已经由UOP技术东丽TAC9过程中,Zeolyst制备的ATA技术公司GTC公司的的GT-TransAlk技术的。
3.1东丽TAC9 C9-C10芳烃的选择性转换的重芳烃混合二甲苯生产技术
的东丽TAC9过程中产生的混合二甲苯技术。 C10A也用在混合二甲苯的生产,该技术可以是严重额外的混合二甲苯芳烃类产品。喜欢Tatoray技术也被用来,TorayTAC9过程的存在下,氢的固定床反应器技术,氢的存在下,为了防止焦化,从手的脱烷基化的芳族化合物和非芳族化合物的裂解反应的主要的氢消耗。为了确保更高的混合二甲苯的产量,苯和甲苯的反应,分离后的庚烷的反应器进料的柱分离返回。
技术混合二甲苯产量三个方面:甲基苯基,C9A,C10A异构体的分布C9/C10A值的饲料总量的比例。对于纯的C9A饲料,混合二甲苯产率约75%,产率约21%的轻馏分中。随着饲料C10A含量的增加,混合二甲苯的产率下降。
该技术在1996年的第一次工业应用催化剂具有良好的稳定性,首先运行期在两年以上,到1998年,有两套装置使用的技术,设备规模达到850克拉/年。
3.2 Zeolyst制备/ SK重芳烃脱烷基化和烷基转移技术
技术Zeolyst制备韩国SK协作R&D和产业化,该技术在1999年首次在SK芳烃联合装置的工业应用。
ATA-11使用贵金属催化剂具有良好的稳定性,先运行时间是3年以上,并具有低的乙苯的质量分数(良好的加氢生成C8A约2%),是一个很好的异构化原料。但由于裂化函数是太强烈,和芳香环的,强烈的放热反应床的温度过度上升,要求的材料和催化剂的接触时间的损失是不长的,高的空间速度的条件下进行操作。过度消耗的氢和放热反应,导致经营困难喂炉,以及下游汽提塔,使用该技术之前,将目前的设备。该技术是适用的C9 +阿加氢脱烷基反应。
3.3 GT-TransAlk的重芳烃脱烷基化和烷基转移
GTC公司的GT-TransAlk的技术处理C9A/C10A重芳烃轻质技术。该技术的特点是原始材料不含有甲苯,和甲苯的甲基化和结晶分离技术,以形成一组的芳烃技术。
4,未来产量二甲苯技术发展趋势
对二甲苯的市场前景,在未来几年内,并在改造现有设备的扩展为主要追求目标的企业,一些企业也有新的的移动设备的需求。新技术和改进现有技术,不断完善,成为石化行业的研究和发展的重点。
4.1传统的甲苯歧化与烷基转移技术
甲苯歧化与烷基转移单元,未来的发展方向,是提高所需的产品的选择性,有效地降低了材料消耗的设备,进一步提高空速氢的比率,减少烃的研究和开发新的催化剂,以满足设备不断扩大的能源需求。
为了提高选择合适的大孔,以及催化材料的表面酸性调制,适当加强的烷基转移反应,抑制甲苯歧化反应,从而提高了产率的混合二甲苯,减少苯的混合二甲苯收率的生成量,以实现对二甲苯的产量的目的。目前SRIPT已开发成功MXT-01的丝光沸石催化剂工业侧的已完成的线路测试。结果表明,WHSV为2.5小时-1,反应温度低于400°C时,催化剂的总转化率不小于46%,不低于89%,苯和二甲苯的摩尔选择性比为3.5或以上,和在混合二甲苯中的选择性为73%的产品。
芳烃装置大,有很可观的一笔重芳烃,以及如何充分利用重芳烃的经济效益在很大程度上影响整个单元合并。本工厂操作中,为了防止较重到一个反应器进料的C11和以上的烃组分,有一部分C10A C11A和上述以外的边界的碳氢化合物的排放,造成的损失的资源重芳烃。因此,开发一个C10A可以处理繁忙的的芳烃催化剂,其技术将在未来的研发重点的重芳烃。
直接加工无芳烃抽提甲苯,芳烃含量高的原料,也是未来的发展趋势之一。这种技术可以有效地减少所述提取单元上的负载,并膨胀,以达到目的,并降低能源消耗。但是,所述非芳烃在产品的整个装置的苯含量增加。因此,确保苯上可接受的质量,适合高非芳烃甲苯进料内容的处理的催化剂的研究和开发也至关重要。
4.2甲苯二甲苯
选择塑造4.2.1甲苯歧化和甲基化系统的择形歧化
进一步完善的收盘位选择和二甲苯的技术,今后研究的重点。越来越高的段选择性将大大降低分离能量,有效地降低了生产成本的p-二甲苯。
4.2.2甲苯择形歧化和苯/的C9A烷基转移组合工艺
甲苯选择性歧化反应可以产生较高的混合二甲苯,但该技术可以只使用纯甲苯二甲苯的含量。芳烃单元,价廉的C9和以上的芳香族烃资源大量的没有被充分使用。为此,SRIPT芳烃单位甲苯选择性歧化技术与苯/ C9A和烷基相结合的过程相结合的技术转让。
SRIPT苯和C9A烷基R&D技术转移,2003年3月完成。化验结果表明,在苯和C9A的质量比为60/40,根据反应的重时空速为1.5h -1,总转化率在50%以上,苯和C9A的条件和所得到的甲苯,混合二甲苯的选择和在90%或以上。
在合并的过程中,甲苯任择形歧化生成苯的苯/的C9A烷基转移装置的原料,而苯/的C9A与烷基转移装置产生的甲苯为原料前,既充分应用甲苯选择性歧化技术,和使用的C9A,以最大限度地生产高混合二甲苯二甲苯含量。
分离技术在最近几年得到了长足的进步,冷冻结晶结晶机理的研究,提高其经济指标。高二甲苯的混合二甲苯的含量,结合生产工艺相结合的结晶分离技术将显着降低成本的分离,有竞争与分子筛吸附分离技术竞争力。对二甲苯生产技术的应用,结晶分离技术,具有良好的市场前景。
4.2.3甲苯甲基化系统高浓度的二甲苯
烷基化反应的甲苯,甲醇,二甲苯一个新的工艺路线,甲苯转化率和廉价的甲醇用新的方式对二甲苯产量。 Y型沸石ZSM-5沸石催化剂,甲苯为基础的选择性烷基化合成研究,在家里和在国外已开展20世纪70年代以来,特别是上ZSM-5沸石Al比,晶粒大小,铂,镁锑/碱(碱土)金属改性的磷,硅,改性的B族元素和蒸汽处理的催化剂结构,酸度和催化性能的关联之间的大量的研究。美孚公司,采用的摩尔比的分子筛硅铝磷酸盐450970℃蒸汽处理45分钟的P/HZSM-5催化剂,例如,在反应温度600℃,反应压力0.28MPa,WHSV4h-1中,n(甲苯) / n(甲醇)/正(水)/正(氢)= 2/1/6/6进行甲基化反应的工艺条件下,甲醇的转化率为97.8%,甲苯的转化率为28.4%,选择性为96.8%的PX。苯,反应不产生非常少的副产物,主要是低于C5烃类和小于1%的质量分数。
尚未工业化过程的报道,关键是有优势的两个主要问题,稳定性好,寿命长的工业催化剂的研究和开发,技术经济。印度石化公司(IPCC)和GTC联合最近报道的GT- - lAlkSM的甲苯甲醇烷基化技术,和技术和经济200kt/aPX的生产设备评估的发展取得新的进展。使用固定床反应器中的烷基化反应的甲苯,和一个专有的高硅沸石催化剂,在反应温度为400-450℃,反应压力为0.1-0.5MPa的,甲苯和甲醇的质量比为1.35 / 1条件,PX选择性达到85%以上,催化剂运行周期六月至十二月,这种技术:在重整甲苯的主要特点是直接发送的甲苯烷基化装置,共同低成本的甲醇为原料,生产出高浓度PX芳烃,二甲苯部分成本低,简单的结晶装置,有效的复苏PX,获得高纯度PX结晶分离装置建设投资是远远低于传统的吸附分离装置。此外,副产物苯可以忽略不计。每一个农产品1tPX只需消耗:1吨甲苯(甲苯选择性歧化过程中,生产的1吨PX需要消耗约2.5吨苯,甲苯,副产物的质量比的B和PX :1.36-1 .60)。原料甲苯2.34Mt /技术和经济评估200kt/aPX装置甲醇1.73Mt /年的PX集中的2.33Mt / A,甲苯和甲醇价格分别为$ 260 /吨110 /吨计全年净利润约19万,总投资大约7000万美元的成本。
这种技术,例如处理装置的GA-TolAlk甲苯,甲醇,甲基技术,的GT-TransAlk重侧的烃烷基技术转让,的GT-IsomPX异构化技术,和CrystPX结晶技术4套的组合与其他芳烃加上蒸馏装置构成的现代PX联合装置生产将表现出更大的优越性和灵活性。 40万吨/年PX装置PX的恢复方法,设备,与传统的吸附分离混合二甲苯饲料,和现代投资组合PX恢复PX现金成本每吨可节省10%的投资成本下降了2.6%,石脑油原料的要求相比,减少了约53.8%。
由于甲醇价格过度废水的产生和保持长期运行的产业化前景的技术,需要进一步研究。然而,发展天然气化工产业,以及先进的催化剂技术,该技术具有良好的应用前景。
4.3工程研究
安装芳烃催化技术的发展中,规模日益扩大的设备,生产产品的成本越来越低,需要进一步进行工程的过程中和分离这两种技术的研究。在反应过程中,主要的核心反应器,大型传热设备及装置热联合研究课题。随着设备的大小,选择合适的类型的反应器,以及如何确保的空气流的均匀分布在反应器中的主要内容是。 SRIPT气流均匀地分布在轴向固定床上做了深入的研究,并且可用于工业设计。水平的热交换器的效率在很大程度上决定了整个装置的能量消耗水平。板式换热器的的法国PAKINNOX公司代表了最先进的水平,目前的年处理能力,SRIPT的870克拉和100万吨甲苯歧化装置已用于热交换器,有望大大缩短反应器炉上的负载。
产品主要集中在结晶分离技术,分离,德尼罗/ TNO冷冻结晶分离和纯化技术的先进水平。该技术是不来梅大学于1993年,分别为“德尼罗工艺技术和TNO研究所ofEnviromental科学,能源技术和工艺创新发展的分离和纯化技术。与传统的冷冻结晶层状冷冻结晶过程,尼鲁/ TNO冷冻结晶分离和纯化技术的基础上的悬浮状态冻结结晶过程的分离和提纯技术中,整体的能源消耗减少至约10%的传统冷冻结晶过程。
目前该领域的研究,尚未见报道。
5 R&D具有前瞻性的新技术对二甲苯合成
新的工艺路线,埃克森美孚公司最近报道的副产品蒸汽裂解装置裂解气C4 +烯烃(如环戊二烯,丁二烯,戊二烯,己二烯,甲基环戊二烯,等)和C1-C3的含氧化合物(如甲醇,二甲醚,乙醇,乙醚或甲醇和二甲醚的混合物),选择性地转化成对二甲苯,乙烯和丙烯的新工艺的。 ZSM-5催化剂含有质量分数为4.5%,P沸石(二氧化硅和氧化铝的摩尔比为450),固定床反应器中,反应温度是430℃,反应压力为0.1兆帕,WHSV 0.5H-1和的原料M(双 - 戊二烯)/米(甲苯)/ m(甲醇)/米(水)1.25/1.25/22.5/75环戊二烯基甲醇反应的高选择性,转化为二甲苯,甲醇同样的高选择性乙烯,丙烯,和对二甲苯,二聚环戊二烯的转化率为100%,甲苯的转化率为10%,甲醇转化率为20%。产品质量,包括:对二甲苯30%,25%的乙烯,22%的丙烯,和余下的C4 +烯烃,以及除了以外的二甲苯的C8 + /芳烃。
埃克森美孚甲基甲苯催化合成三甲苯新技术的合成气。铬 - 锌 - 镁-O负载MgO/HZSM-5的催化剂组合物,在原料中的n(H 2)/ n(下CO)/正(甲苯)= 2/1/0.25,并且,反应温度为460℃,反应压力为0.17兆帕WHSV为1.5小时-1的条件下,甲苯的转化率26.0%,二甲苯选择性为84.2%,包括74.5%的对二甲苯的选择性和催化剂的稳定性,预期寿命可达4100h。