對二甲苯(PX)是重要的芳烴產(chǎn)品之一，作為煉油及化工關(guān)鍵銜接點，既是二甲苯3種異構(gòu)體中最為重要的產(chǎn)品，亦是聚酯產(chǎn)業(yè)的主要原料。
目前下游產(chǎn)品以精對苯二甲酸(PTA)為主，進而生產(chǎn)聚對苯二甲酸二醇酯(PET)，另有小部分應(yīng)用于醫(yī)藥中間體對苯二甲酸二甲酯(DMT)、涂料等其他領(lǐng)域。
受制于項目投資、原料保障、擔(dān)憂環(huán)保風(fēng)險等諸多因素，產(chǎn)能擴增相對緩慢，近五年國內(nèi)PX始終供不應(yīng)求，進口依賴度連年攀漲，已超過50%，嚴重制約了下游產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1、國內(nèi)PX裝置概述
2010年國內(nèi)PX產(chǎn)能約為8.26 Mt/a，產(chǎn)量6.12 Mt/a，經(jīng)歷2012年和2015年兩次產(chǎn)能集中投放后，產(chǎn)能達到了13.98 Mt/a，此后由于沒有新項目投產(chǎn)，產(chǎn)能增長停滯。
2019年是PX行業(yè)發(fā)展的重要時間節(jié)點，PX產(chǎn)能迎來爆發(fā)式增長。國內(nèi)已建成PX生產(chǎn)裝置見表1。
其中，福海創(chuàng)1.60 Mt/a PX裝置于2019年成功重啟，中化弘潤0.60 Mt/a PX裝置于2019年8月投產(chǎn)，海南煉化第二套1.00 Mt/a PX裝置于9月底投產(chǎn)。
民營大型煉化企業(yè)配套PX裝置成為PX產(chǎn)能增長的主力軍，大連恒力煉化一體化項目配套的4.50 Mt/a PX裝置，兩條生產(chǎn)線分別于2019年3月和5月投產(chǎn)，浙江石化煉化一體化項目(一期)配套的4.00 Mt/a PX裝置也于2019年底全面投產(chǎn)。2019年國內(nèi)PX新增產(chǎn)能達到10.30 Mt/a，總產(chǎn)能達到24.08 Mt/a。
表1 國內(nèi)已建成PX生產(chǎn)裝置
2.2 裝置規(guī)模大型化趨勢及產(chǎn)能過剩
目前國內(nèi)芳烴產(chǎn)業(yè)處于擴張和整合階段，部分老、舊、小裝置面臨淘汰。國內(nèi)產(chǎn)能低于0.60 Mt/a的企業(yè)有3家，產(chǎn)能0.60～1.00 Mt/a的企業(yè)有11家，產(chǎn)能高于1.60 Mt/a的企業(yè)僅有大連恒力和浙江石化2家。
未來幾年，民營企業(yè)配套建設(shè)的PX項目將引領(lǐng)中國PX的進口替代。2020—2024年中國PX擴產(chǎn)計劃見表2。浙江石化煉化一體化項目(二期)、盛虹煉化煉化一體化項目等，預(yù)計將在2020—2024年建成投產(chǎn)，成為中國PX產(chǎn)能增長的主力。同時，中國石化、中國石油、中國海油以及中化集團等也將繼續(xù)擴張PX產(chǎn)能，多個PX項目預(yù)計也將在2020—2024年建成投產(chǎn)，成為中國PX產(chǎn)能增長的重要力量。預(yù)計到2024年，中國PX產(chǎn)能將突破50.00 Mt/a，將對進口貨源形成巨大沖擊。同時，產(chǎn)能將出現(xiàn)過剩跡象。長期看，市場競爭更加激烈。
表2 2020—2024年中國PX擴產(chǎn)計劃
3.2 甲苯歧化
甲苯歧化反應(yīng)是甲苯在催化劑作用下，經(jīng)過烷基化轉(zhuǎn)移生產(chǎn)高純度PX的過程。甲苯歧化可認為是在芳烴聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，將原料由組成復(fù)雜的石腦油換成甲苯，從而省去甲苯分離過程的工藝，在一定程度上減少了芳烴聯(lián)產(chǎn)裝置的復(fù)雜性。
3.3 二甲苯異構(gòu)化工藝
二甲苯異構(gòu)化工藝是貧PX的C8芳烴在催化劑的作用下進行4種同分異構(gòu)體間的重新平衡的工藝技術(shù)。主要作用是將已分離出PX和部分鄰二甲苯的C8芳烴異構(gòu)體混合物有效地轉(zhuǎn)化成接近平衡濃度組分的C8芳烴混合物，重新建立起C8芳烴異構(gòu)體之間的平衡，達到增產(chǎn)PX的目的。
3.4 甲苯-甲醇烷基化工藝
甲苯-甲醇烷基化是合成PX的一條新興工藝路線，以甲苯和甲醇為原料，在催化劑的作用下，發(fā)生烷基化反應(yīng)生產(chǎn)PX和其他副產(chǎn)品。一般分為原料預(yù)處理、烷基化反應(yīng)、原料循環(huán)回收和PX分離提純4個單元，選擇性可達90%以上。雖然目前還沒有工業(yè)化，但因其轉(zhuǎn)化率高、成本低、污染小等優(yōu)點，仍是未來研究的主要方向。
4、PX生產(chǎn)工藝對比
國內(nèi)PX生產(chǎn)工藝有催化重整(一體化聯(lián)合裝置)、甲苯歧化及烷基化、二甲苯異構(gòu)化(非一體化裝置)、甲苯-甲醇烷基化?，F(xiàn)階段PX生產(chǎn)工藝主要為催化重整以及二甲苯異構(gòu)化兩種，其中又以催化重整的一體化芳烴聯(lián)合裝置居多，二甲苯異構(gòu)化的非一體化裝置目前國內(nèi)僅有青島麗東化工和福佳大化的一條0.70 Mt/a生產(chǎn)線，其余的生產(chǎn)工藝目前受流程難度及原料成本等因素制約而難以實施。例如揚子石化0.20 Mt/a甲苯-甲醇烷基化試驗裝置并未如期投入生產(chǎn)。
甲苯-甲醇烷基化與傳統(tǒng)的甲苯歧化工藝相比，該工藝技術(shù)最大優(yōu)勢是以甲苯和低成本的甲醇為原料，生產(chǎn)出高純度的PX，而僅有很少量的副產(chǎn)物和C9芳烴。國內(nèi)煤炭資源豐富，煤制甲醇產(chǎn)能過剩，甲苯-甲醇烷基化合成PX技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用實現(xiàn)了煤化工與石油化工的有機結(jié)合，將有效緩解國內(nèi)甲醇產(chǎn)能過剩的問題。未來PX一體化芳烴聯(lián)合裝置較非一體化裝置更有發(fā)展空間，且市場占有率將持續(xù)上漲?！皟?yōu)勝劣汰、以新致勝”將是未來PX生產(chǎn)工藝的永恒準(zhǔn)則。
5、PX下游產(chǎn)業(yè)分析
PX最主要的下游產(chǎn)物為PTA，占比高達97%，僅有很小一部分另用于DMT及其他領(lǐng)域，故PTA基本可以作為PX的單一下游產(chǎn)物，PX亦是PTA不可替代的直接原料，兩者相互依存。PTA是芳烴-聚酯產(chǎn)業(yè)鏈最重要的鏈條，PTA和乙二醇生產(chǎn)的PET，75%用于化纖(滌綸)，20%用于瓶級聚酯，5%用于聚酯薄膜。PTA是石化行業(yè)的末端產(chǎn)品，是聚酯化纖行業(yè)的前端產(chǎn)品。
國內(nèi)PTA行業(yè)上一輪發(fā)展高峰出現(xiàn)在2011年，受資金、技術(shù)和高利潤等多方面因素驅(qū)使，大量新增PTA產(chǎn)能相繼規(guī)劃，并于2012年集中投放，PTA供需結(jié)構(gòu)失衡嚴重，盈利跌入深淵。PTA行業(yè)低迷長達5年之久，全行業(yè)保持微利甚至負利，促使新增規(guī)劃項目屢屢推遲，形成了2017—2018年P(guān)TA產(chǎn)能低增速現(xiàn)象。2015—2019年國內(nèi)PTA產(chǎn)能產(chǎn)量對比見圖2。
圖2 2015—2019年P(guān)TA產(chǎn)能和產(chǎn)量對比
近年，隨著聚酯行業(yè)迅猛發(fā)展，國內(nèi)PTA產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了發(fā)展-瓶頸-再發(fā)展的蛻變，結(jié)束了歷時十年的產(chǎn)業(yè)格局升級改造。2019年川化股份 1.10 Mt/a PTA和新鳳鳴2.20 Mt/a PTA項目相繼投產(chǎn)，國內(nèi)PTA產(chǎn)能達到了54.60 Mt/a，產(chǎn)量達到了41.63 Mt/a，生產(chǎn)企業(yè)由原來的24家增加至26家。
國內(nèi)PTA主要集中在民營獨資及合資企業(yè)，其中逸盛、恒力、嘉興(桐昆)合計產(chǎn)能占比高達43.6%，中國石化及中國石油PTA總量僅占6%左右。
PTA核心競爭力在于設(shè)備和工藝，是典型的后發(fā)優(yōu)勢行業(yè)，越晚投產(chǎn)、規(guī)模越大的企業(yè)成本越低。過去十年，大容量技術(shù)帶來規(guī)模經(jīng)濟及工藝技術(shù)提升，單一裝置規(guī)模也從最初的0.60 Mt/a提升至2.00 Mt/a。以2019年四季度投產(chǎn)的新鳳鳴和恒力四期為例，其單線規(guī)模都超過了2.00 Mt/a，分別采用了BP最新技術(shù)和英威達P8技術(shù)，物耗能耗均有所降低。未來將很難看到1.00 Mt/a以下小產(chǎn)能裝置的單一企業(yè)。
2020—2024年國內(nèi)擬擴產(chǎn)PTA項目產(chǎn)能約32.70 Mt(見表3)，產(chǎn)能進一步向恒力、逸盛及關(guān)聯(lián)企業(yè)、桐昆等企業(yè)集中。
表3 2020—2024年中國PTA擴產(chǎn)計劃
未來幾年，隨著PTA和聚酯產(chǎn)能持續(xù)不斷擴張，PTA對PX的需求量呈穩(wěn)步增長態(tài)勢[8]。縱觀整個產(chǎn)業(yè)鏈，行業(yè)集中度的收益正逐步向產(chǎn)業(yè)鏈一體化企業(yè)傾斜，如榮盛、恒逸、桐昆、恒力、盛虹等企業(yè)，無論是PX，PTA，PET哪個領(lǐng)域利潤的傾斜及提升，產(chǎn)業(yè)鏈一體化企業(yè)均能得到最大收益。
6、結(jié)論
中國PX行業(yè)呈現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭。2019年新增產(chǎn)能10.30 Mt/a，增長率高達73.68%，對進口高度依賴的局面得到明顯改善。預(yù)計至2020年，PX自給率將提高至65%～70%。
未來幾年，隨著國內(nèi)芳烴聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的不斷突破、PX項目的政策瓶頸不斷消除，民營化纖企業(yè)向上游煉化產(chǎn)業(yè)進軍配套建設(shè)的PX項目將引領(lǐng)中國PX的進口替代，形成“原料-成品-下游”一體化的生產(chǎn)鏈模式，行業(yè)集中度的收益正逐步向產(chǎn)業(yè)鏈一體化企業(yè)傾斜。
預(yù)計2023年中國PX將實現(xiàn)自給自足，并出現(xiàn)產(chǎn)能過剩。企業(yè)盈利空間將不斷被擠壓，裝置落后、缺乏地域優(yōu)勢的小企業(yè)必將逐漸退出歷史舞臺。同時，因國內(nèi)外PX企業(yè)間的競爭升級而不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)格局，未來開拓海外市場的需求將明顯增強。
