聚酯市场分析和技术进展
上海石化股份公司选择乙二醇锑以及至少一种锰、锌、钙、钴、铅等金属醋酸盐共同组成高效催化剂体系,在2L间歇聚合釜和2m3半连续聚酯装置上考察了高效催化剂的催化作用。与常规催化剂相比,使用高效催化剂可显著提高缩聚反应速度,缩短缩聚反应时间20%以上,制备的聚酯切片质量指标达到常规催化剂制备切片的水平,切片的热稳定性、可纺性和染色性能良好,缩聚反应宏观动力学研究也表明使用高效催化剂的缩聚反应速率常数明显高于常规催化剂。
近10年来,为改善环保和提高效益,致力于开发不含锑等重金属的新型催化剂,如吉玛公司用铝、锗等金属,采用沸石、硅藻土等作载体,开发了Ecoat催化剂,其使用效果与锑类催化剂相当。Acordis公司开发基于TiO2的催化剂C-94,用该催化剂生产的聚酯,其外观及后加工均优于传统锑催化剂生产的聚酯。英国Syneti公司将生产聚酯的钛基催化剂推向工业化,这种催化剂比常规的锑基催化剂可提高聚酯产率15%,成为解决装置瓶颈制约的廉价方案。该催化剂由螯合的配位体环绕Ti核心构成,带有配位体的催化金属可很好地控制聚合,可生成无色的产品。而常规的钛的醇盐催化剂使反应太快,会生成副产品,致使聚合物颜色发黄。这种催化剂为可水解的稳定液体,完全可与反应物乙二醇互溶,而氧化锑催化剂需在高温下进行特殊处理才能分散。使用新催化剂的聚合物产品中剩余的金属含量为锑基催化剂的1/10。日本东洋纺织(Toyobo)公司开发的新催化剂,其生产的聚酯树脂质量与用锗催化剂生产的高度透明和耐热的瓶级树脂质量相同,但新催化剂费用比锗型催化剂要低许多。新催化剂由几种未透露的金属组成,生产工艺条件与锗催化剂制造聚酯纤维、聚酯薄膜和瓶级聚酯树脂所用条件相似,为250~300℃和约10-1Torr。然而与锗催化剂不同,新催化剂不会使树脂留下深暗色或残留的物质。该催化剂已将用于该公司的聚酯装置。
信赖公司将采用杜邦公司NG-3树脂技术在印度哈吉拉建设22万吨/年聚酯瓶级树脂装置。该装置邻近信赖公司现有的8万吨/年聚酯装置。新装置在世界上首次采用NG-3工艺,生产高分子量瓶级聚酯树脂,用途包括碳酸软饮料和瓶装饮用水包装。杜邦最近将UOP公司Sinco固态聚合技术组合到NG-3工艺中,据称,采用NG-3技术可大大降低20万吨/年以上PET装置建设费用。
Ems伊文达-费希尔(Inventa-Fisher)公司开发了创新的聚酯反应器技术,可降低生产聚酯的原材料消耗和提高产率。这种称为ESPRE的塔式反应器可使转化费用降低26%,提高销售收益22%和改进聚酯质量。该反应器可用于灵活地生产所有聚酯家族,包括PET、PTT、PEN和PBT及其共聚酯。在新工艺中,酯化和缩聚同时在降低了压力和高温下进行,有利于反应。可避免机械混合,反应体系自动进行,采用反应气体或情性气体完成相互混合。利用新反应器的反应体系,可避免产生不需要的副产物,可避免反应死区,也可达到优化的分子分布。除有一套1吨/天的中型装置外,现已有三套聚酯装置采用新的反应器技术:德国240吨/天装置正在建设中,荷兰180吨/天装置处于基础工程阶段,中国台湾120吨/天装置已决定采用。
中国生产消费现状和预测
我国聚酯的生产起步较晚,70年代开始形成上海、天津、辽阳等生产基地,80年代国产间歇式、半连续的小聚酯生产装置建设较多,据统计已有110家以上。
资料表明,全国93家较大聚酯生产厂总聚酯生产能力已由1997年334万吨/年增加到2000年676万吨/年,2001年底约达到730万吨/年。2002年我国聚酯生产能力同比增加200万吨/年以上,一举突破1000万吨/年大关,达到1100万吨/年,占世界聚酯总生产能力的1/4以上,居世界聚酯生产的首位。预计2003和2004年我国聚酯生产能力将分别达到1438万吨/年和1600万吨/年。
目前我国主要聚酯生产企业集中在中国石化和中国石油两大集团公司。中国石化2001年聚酯产量达到202.97万吨,占全国总产量的69.2%。中国石油2001年产量为46.61万吨,占全国总产量的15.9%。目前主要的40多家聚酯生产企业,2001年产量在1万吨以上的企业有29家,在10万吨以上的企业有9家,在30万吨以上的企业有4家。仪征化纤公司是目前我国聚酯生产能力和产量最大的企业,2001年聚酯产量达到110.85万吨,占全国总产量的37.8%;其次是辽阳石化公司,2001年产量40.75万吨,占13.9%;上海石化公司居第三位,2001年产量为38.35万吨,占13.1%。2002年国内主要聚酯切片生产厂产量见表10。2002年上海石化公司产量达到42万吨,辽阳石油化纤公司达40万吨,洛阳石化公司达22万吨,天津石化公司达21万吨。
2003年我国共有100多家聚酯生产企业,其中小聚酯(指采用间隙法生产工艺的装置)企业有近70家,为大聚酯企业总数的2倍多,而产能约占全国总生产能力的32%。我国现在最大的聚酯生产企业是中石化仪征化纤股份公司,总年产能力达到120万吨,已成为世界十大聚酯生产企业之一。除仪征化纤外,我国聚酯大型企业还有辽阳石油化纤公司、上海石化股份有限公司、天津石油化工公司、翔鹭涤纶纺纤(厦门)有限公司。上述5大企业的生产能力约占全国总产能的1/3。
近年仍有一些新厂在建。为满足国内饮料水厂商对PET塑料瓶的需求,常州华源公司与意大利Radici公司合资建成12万吨/年聚酯树脂厂,2002年底扩增至20万吨/年(PTA和EG原料由日本厂商供应),2003年扩增至27万吨/年,2005年拟再增加一条生产线,使产能扩增至42万吨/年。该项目采用Radici公司工程子公司Noyvallesena公司专有技术,总投资约为2亿美元。
上海联吉合纤公司(上海化纤集团公司、德国吉玛公司和沪光国际上海发展公司的合资企业)投资2.75亿元建设聚酯三期工程,1994年以来已建成7万吨/年聚酯切片、3万吨/年直纺涤纶短纤维工程,聚酯切片产量现已提高到10万吨/年,三期工程建成后可形成25万吨/年纤维级聚酯切片、3万吨/年直纺涤纶短纤维能力。
济南齐鲁化纤集团16万吨/年聚酯项目于2003年2月建成投产,其主要设备国产化率达到92%。与该项目配套的7万吨直纺短纤维项目于2002年上半年投产。
吉玛公司将为中国吴江化纤编织厂建设世界规模级聚酯装置,为吴江的聚酯缩聚装置提供技术、设备、工程和开工服务,装置能力为35万吨/年纺织级聚酯,约90%产能用于直纺生产POY和FDY,其余生产聚酯纺织切片。
吴江化纤厂新装置将外购30万吨/年精对苯二甲酸(PTA)和12万吨/年乙二醇。该装置合同价值约3000万美元,计划2004年4月建成。新装置建成后该公司还将进一步追加投资。吉玛公司还为江阴华西毛纺厂建设一套纺织级聚酯装置,装置能力为21万吨/年。另外,吉玛公司还为世界上最大的聚酯厂之一仪征化纤公司建设1800吨/天纺织级聚酯装置。仪征化纤拟使其聚酯纤维能力扩能50万吨/年,到2005年达到150万吨/年。
厦门翔鹭石化公司45万吨/年聚酯装置于2003年建成。
仪华东丽聚酯薄膜公司(YTP)(东丽公司和仪征的仪华集团50/50合资企业)使仪征6000吨/年聚酯薄膜能力到2003年底达到1.5万吨/年。YTP也计划另建1万吨/年装置,定于2004年完成。新装置目标是特殊工业用途,如电容器和干膜光敏电阻。
Ems子公司——伊文达-费希尔(Inventa-Fischer)公司至今己承接了中国好几套聚酯项目。伊文达-费希尔公司为浙江绍兴的浙江欧亚薄膜材料公司建设24万吨/年聚酯装置,定于2005年中期投产,项目投资超过5800万美元。项目合同包括设计、工艺设备供应、工程监管和开工投运。伊文达-费希尔公司为江苏太仓奥娇(Senjo)化学纤维公司建设4.8万吨/年聚酯装置,生产聚酯切片,投资为5380万美元,定于2005年初建成。伊文达-费希尔公司还为山东淄博新材料公司建设20万吨/年聚酯熔体和切片装置,项目投资为1180万美元,定于2005年中期建成。
由德国吉玛公司与常州塑料集团合资组建的常州安德利聚酯有限公司在常州开工建设。常州安德利聚酯有限公司项目投资总额为2998万美元,注册资本为1200万美元,其中常州塑料集团出资额占注册资本的75%。该项目位于常州高新区圩塘工业园,占地面积12万平方米,预计2004年年底建成投产。新公司将主要从事PET瓶级、膜级聚酯切片产品的生产销售,年产量为22万吨,预计50%的产品销往国际市场,年销售收入可达15亿元。
1999年至今,我国民营聚酯企业激增,聚酯生产能力急剧膨胀。到2002年底,民营企业的聚酯生产能力已占我国总生产能力的40%左右,目前纤维级聚酯已出现生产能力相对过剩的状况。
近年我国聚酯生产能力大幅度增长,产量也同步上升,自1985年以来,聚酯产量一直以两位数的速度增长,中国聚酯产量已由1995年179.1万吨增加到2001年632.5万吨,2002年聚酯产量已达到776.1万吨,2002年国内聚酯生产能力达到850万吨,产量和增长幅度己远超过美国,居世界首位。我国现已成为世界第二大聚酯生产国。2002年聚酯表观消费量已达786.9万吨。因近年国内聚酯树脂和涤纶产品需求量较大,每年进口总量均在100万吨以上。
2003年、2004年和2005年我国聚酯生产能力达到和将分别达到1438万吨、1600万吨和1696万吨,聚酯产量将分别达到973万吨、1162万吨和1253万吨。占世界总产量比例将从1995年9%、2002年25%提高到2005年27%。预计到2010年在世界十大聚酯生产商中,中国将至少占有2~3家。