蔣翠萍 李成益

(金浦投資控股集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210009)

精對(duì)苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有機(jī)原料之一，世界上90%以上的PTA用于生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(簡(jiǎn)稱(chēng)聚酯,PET)。2019年全球PTA產(chǎn)能約95.2 Mt/a，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能占55.14%，中國(guó)是全球最大、最重要的聚酯產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)PTA產(chǎn)業(yè)快速擴(kuò)張，引起業(yè)內(nèi)人士擔(dān)憂(yōu)，研究PTA技術(shù)進(jìn)展及新增產(chǎn)能的競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)于行業(yè)發(fā)展具有積極意義。

1 PTA技術(shù)進(jìn)展

1955年美國(guó)Mid-Century發(fā)明了對(duì)二甲苯(PX)高溫氧化法，該工藝于1958年由日本三井油化公司和美國(guó)Amoco公司首次在世界上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。氧化反應(yīng)在224 ℃高溫條件下進(jìn)行，原料PX和溶劑乙酸在反應(yīng)器內(nèi)損失大，副反應(yīng)較多，產(chǎn)物收率較低，而且嚴(yán)重腐蝕設(shè)備。BP-Amoco、Invista和日本三井油化降低了氧化反應(yīng)溫度，將溫度控制在190～205 ℃。反應(yīng)溫度降低后，大大降低了乙酸和PX的消耗。低溫氧化工藝以Eastman-Lurgi的PTA專(zhuān)利技術(shù)為代表，其主要特點(diǎn)是將鼓泡塔作為反應(yīng)器，不使用攪拌槳，反應(yīng)溫度為155～165 ℃，反應(yīng)壓力較低，反應(yīng)過(guò)程比較溫和，PX和溶劑乙酸經(jīng)過(guò)燃燒，耗能較低，因反應(yīng)釜內(nèi)壓強(qiáng)低，空壓機(jī)的能耗低。

近10年來(lái)，PTA技術(shù)的發(fā)展主要在裝置大型化、工藝流程和操作條件優(yōu)化[1]以及能源的合理利用[2]方面開(kāi)展了大量工作。首先是裝置大型化，單臺(tái)反應(yīng)器年產(chǎn)能規(guī)模由20世紀(jì)70年代的幾十kt到目前的1.5 Mt，大型化以后，單位產(chǎn)品投資成本、能量綜合利用和消耗等各方面都有很大改善，增強(qiáng)了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；其次是對(duì)氧化工藝的改進(jìn)，主要是降低溫度，以減少原料PX和溶劑乙酸的消耗，同時(shí)通過(guò)調(diào)整催化劑用量和延長(zhǎng)氧化時(shí)間來(lái)達(dá)到反應(yīng)深度；三是簡(jiǎn)化和優(yōu)化工藝流程，主要是反應(yīng)漿料的后處理工藝得到了簡(jiǎn)化。早期的Amoco工藝對(duì)粗對(duì)苯二甲酸(CTA)料漿處理采用離心分離，后來(lái)改用一組離心加過(guò)濾的分離方法，再后來(lái)則完全采用真空過(guò)濾而不用離心機(jī)。20世紀(jì)90年代后期BP公司采用了溶劑置換技術(shù)，用PX和水置換反應(yīng)漿料中的乙酸，在單臺(tái)帶式過(guò)濾機(jī)中完成，將得到的CTA水漿料直接送至加氫精制。這就省去了CTA干燥、送入料倉(cāng)、再輸送、再打漿工序，簡(jiǎn)化了流程。BP公司還整合氧化反應(yīng)及溶劑脫水步驟，可大幅降低能源消耗及簡(jiǎn)化工藝流程。采用專(zhuān)有高壓蒸餾工藝取代共沸蒸餾，大大降低了蒸汽消耗和能耗，將來(lái)自工藝精制工段的污水再循環(huán)至氧化工段，降低了廢水排放流量和化學(xué)耗氧量(COD)負(fù)荷。經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和優(yōu)化，單套裝置規(guī)模得到提高，物料消耗、能耗得到降低。

PTA的典型專(zhuān)利商包括英威達(dá)(Invista)、BP、日立、中石油昆侖等，此外逸盛結(jié)合其豐富的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，也對(duì)PTA工藝技術(shù)進(jìn)行了研發(fā)及改造。通過(guò)不斷改進(jìn)，PTA裝置操作更穩(wěn)定，能耗和物耗更低，單套裝置生產(chǎn)能力更大，使其更具有競(jìng)爭(zhēng)力。不同時(shí)期PTA產(chǎn)品的主要原料單耗見(jiàn)表1。

表1 不同時(shí)期的PTA的主要原料消耗

由表1可見(jiàn)：在1995—2000年、2005—2010年以及2015—2020年這3個(gè)時(shí)段，單套裝置規(guī)模有所突破，工藝得到較大優(yōu)化，物耗下降較多，按照近3年平均價(jià)計(jì)算，每個(gè)時(shí)段的物料下降大約50元/t。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，產(chǎn)品的主要原料消耗大幅下降，PX單耗日益接近639.074 kg/t的理論值。新的2.5 Mt/a PTA裝置較以前的600 kt/a老裝置單位物料消耗費(fèi)用節(jié)省約150元/t。

不同規(guī)模的PTA裝置能耗見(jiàn)表2。PX氧化制PTA的工藝過(guò)程是放熱反應(yīng)，PTA理論放熱量為8.017 GJ/t，折合2 227.4 kWh/t。因此，系統(tǒng)的節(jié)能也是圍繞將這部分熱量進(jìn)行回收和分級(jí)利用而展開(kāi)[2]，裝置大型化為余熱回收提供了可能。不同規(guī)模的PTA裝置能耗見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)：節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用后，降低了高壓蒸汽用量，還增加了尾氣發(fā)電量，另外，隨著工藝不斷優(yōu)化，脫鹽水用量大幅度降低，還減少了污水的排放量。

表2 不同規(guī)模的PTA裝置能耗

600 kt/a規(guī)模的老裝置和2.5 Mt/a的新裝置相比，能耗費(fèi)用降低248元/t。

溶劑回收、加氫精制、尾氣處理等單元經(jīng)過(guò)改進(jìn)，化學(xué)品消耗下降，新老裝置的化學(xué)品消耗相差25～30元/t。

上述主要原料、化學(xué)品及能耗等各項(xiàng)合計(jì)后，新老裝置的產(chǎn)品成本有420元/t的差距。隨著物耗和能源動(dòng)力消耗的下降，新裝置的競(jìng)爭(zhēng)力得到了很大的提高。

其他試劑：鹽酸、硝酸、高氯酸、硼氫化鉀、鐵氫化鉀、氫氧化鉀、草酸、重鉻酸鉀、硫脲、抗壞血酸均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為超純水（電阻率為18.25 MΩ·cm）。

2 供需分析

2.1 國(guó)內(nèi)外產(chǎn)能分析

2018年全球產(chǎn)能87.2 Mt/a，亞洲地區(qū)的PTA產(chǎn)能占比約為87%，北美為7%，西歐為5%。亞洲的產(chǎn)能分布為：中國(guó)大陸約占64%，韓國(guó)9%，中國(guó)臺(tái)灣省9%，印度6%，其他12%。

到2019年底，國(guó)內(nèi)PTA總產(chǎn)能52.49 Mt/a，分布在24家公司42套裝置，國(guó)內(nèi)PTA產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。在52.49 Mt/a產(chǎn)能中，有3家企業(yè)的5套裝置、合計(jì)3.8 Mt/a產(chǎn)能長(zhǎng)期處于停車(chē)狀態(tài)，已不具備恢復(fù)生產(chǎn)的能力，因此到2019年底，國(guó)內(nèi)PTA的實(shí)際有效產(chǎn)能為48.69 Mt/a。

表3 2019年國(guó)內(nèi)PTA裝置產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)

國(guó)內(nèi)24家企業(yè)的平均產(chǎn)能為2.187 Mt/a，單套裝置產(chǎn)能為1.25 Mt/a。其他國(guó)家和地區(qū)的企業(yè)平均產(chǎn)能為：日本390 kt/a，韓國(guó)940 kt/a，中國(guó)臺(tái)灣省1.42 Mt/a,印度980 kt/a,美國(guó)950 kt/a。綜合看，國(guó)內(nèi)PTA工廠(chǎng)無(wú)論是裝置平均產(chǎn)能，還是工廠(chǎng)平均產(chǎn)能，均在世界前列。國(guó)內(nèi)PTA裝置規(guī)模提高主要得益于2010年后PTA裝置的迅速發(fā)展，單套規(guī)模大幅度提升。

2.2 需求分析

近15年來(lái)，國(guó)內(nèi)PTA的產(chǎn)能、產(chǎn)量表觀消費(fèi)量和裝置開(kāi)工率如表4所示。由表4可見(jiàn)：2012—2014年是PTA行業(yè)發(fā)展的低谷期，2015—2018年P(guān)TA產(chǎn)能投放緩慢，行業(yè)落后產(chǎn)能逐步出清，2019年P(guān)TA產(chǎn)能開(kāi)始突破瓶頸，出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)PTA產(chǎn)量和表觀消費(fèi)量總體上呈逐年提升的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，PTA產(chǎn)能仍有較大幅度上升，但因產(chǎn)能投放集中，PTA裝置開(kāi)工率會(huì)有所下降。

表4 國(guó)內(nèi)PTA產(chǎn)能、產(chǎn)量、表觀消費(fèi)量及開(kāi)工率

2.3 今后3年供需預(yù)測(cè)

2019—2022年全球預(yù)計(jì)將新增PTA產(chǎn)能37.6 Mt/a，其中美國(guó)和印度各新增一套裝置，合計(jì)產(chǎn)能2.4 Mt/a，其余新增產(chǎn)能全在中國(guó)。2020—2022年，新增PTA產(chǎn)能分別為16.9 Mt/a、2.2 Mt/a和11.7 Mt/a。

在需求方面，選取近10年的表觀消費(fèi)量增長(zhǎng)率為樣本，剔除最高值和最低值后，分別作為景氣度參考指標(biāo)，結(jié)合下游產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)率，得到高景氣度(年增長(zhǎng)率12.30%)、中景氣度(年增長(zhǎng)率9.39%)和低景氣度(年增長(zhǎng)率6.53%)條件下的年度消費(fèi)量預(yù)測(cè)值，并測(cè)算出今后幾年內(nèi)的裝置開(kāi)工率。在中景氣度條件下，2020—2020年各年度的PTA需求量分別為48.37 Mt/a、52.9 Mt/a和57.88 Mt/a，裝置開(kāi)工率預(yù)計(jì)為69.69%,73.90%和68.49%(見(jiàn)表4)。由于新增產(chǎn)能超過(guò)新增需求，裝置開(kāi)工率會(huì)出現(xiàn)下滑，行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇。

3 競(jìng)爭(zhēng)力分析

PTA的生產(chǎn)成本包括：原料和輔助材料(化學(xué)品)、能源動(dòng)力消耗、人工工資、制造費(fèi)用(折舊、修理費(fèi)等)。為便于比較，選取3種典型規(guī)模的PTA裝置作為比較的基礎(chǔ)：2000年左右建設(shè)的600 kt/a、目前在運(yùn)行的2.2 Mt/a主流PTA裝置(大都在2015年后開(kāi)工建設(shè))，以及目前正在建設(shè)的3 Mt/a規(guī)模的PTA裝置。產(chǎn)品毛利為產(chǎn)品價(jià)格和生產(chǎn)成本的價(jià)差。

3.1 主要原料消耗

國(guó)內(nèi)在役PTA裝置的規(guī)模都是在當(dāng)期工藝技術(shù)和裝備水平的結(jié)合體，不同規(guī)模的PTA裝置原輔料消耗如表5所示。

表5 不同規(guī)模裝置的原輔料單耗 kg/t

不同規(guī)模所對(duì)應(yīng)的能源動(dòng)力消耗見(jiàn)表2。

3.2 加工費(fèi)比較

因能源動(dòng)力價(jià)格波動(dòng)不大，人工成本和維修費(fèi)用也相對(duì)穩(wěn)定，輔助材料價(jià)格雖有波動(dòng)，但在加工費(fèi)中所占比例較小，為便于比較，將輔助材料按照當(dāng)期平均價(jià)進(jìn)行折算，除主要原料之外的加工費(fèi)見(jiàn)表6。由于600 kt/a級(jí)的PTA裝置已經(jīng)運(yùn)行多年，折舊不計(jì)，但修理費(fèi)仍需計(jì)提；3 Mt/a規(guī)模的PTA近年剛剛開(kāi)發(fā)出來(lái)，尚無(wú)運(yùn)行業(yè)績(jī)，為便于比較，將其預(yù)計(jì)的費(fèi)用列入進(jìn)行比較。

由表6可見(jiàn):新建3 Mt/a級(jí)PTA裝置的加工費(fèi)較600 kt/a和2.2 Mt/a級(jí)裝置分別有157元/t和258元/t的成本優(yōu)勢(shì)。

表6 不同規(guī)模裝置的輔助原料消耗 kg/t

3.3 毛利比較

PTA價(jià)格與PX價(jià)格相關(guān)性較高，近8年來(lái)典型規(guī)模PTA裝置的毛利見(jiàn)圖1。

圖1 不同規(guī)模的PTA裝置產(chǎn)品毛利

由圖1可見(jiàn)：最新的3 Mt/a PTA裝置盈利能力最好，與老的600 kt/a的毛利平均相差367元/t，2.2 Mt/a裝置與老的600 kt/a的毛利則平均相差160元/t。因此，PTA新增產(chǎn)能將逐步替代老舊產(chǎn)能。

圖1中，2015—2017年間，PTA的毛利較低，有時(shí)甚至出現(xiàn)虧損，但虧損幅度有限，主要是部分老舊裝置通過(guò)停產(chǎn)檢修規(guī)避損失。而在2018年9月上旬和2019年7月上中旬，PTA價(jià)格出現(xiàn)異常波動(dòng)，PTA產(chǎn)品毛利連續(xù)三周超過(guò)2 500元/t，而2019年6-7兩個(gè)月均達(dá)到1 000元/t以上。造成這樣的結(jié)果原因是多方面的：(1)下游聚酯快速擴(kuò)張、市場(chǎng)內(nèi)在需求；(2)安全環(huán)保督查，部分企業(yè)停產(chǎn)影響供應(yīng)；(3)增值稅由16%調(diào)整為13%，企業(yè)盈利空間擴(kuò)大；(4)貿(mào)易戰(zhàn)、反傾銷(xiāo)等抬升了PTA價(jià)格預(yù)期；(5)資本炒作也是重要因素，自2006年P(guān)TA期貨合約在鄭州商品交易所獲準(zhǔn)上市后，約90%的PTA生產(chǎn)企業(yè)和貿(mào)易企業(yè)，以及約80%的大型聚酯企業(yè)都利用PTA期貨開(kāi)展套期保值操作，基差點(diǎn)價(jià)已經(jīng)成為現(xiàn)貨市場(chǎng)定價(jià)和貿(mào)易的主要方式。隨著2018年11月PTA正式引入境外期貨交易者、2019年12月PTA期權(quán)在鄭州商品交易所上市，PTA市場(chǎng)還將經(jīng)歷一段時(shí)間的磨合才能回歸理性。當(dāng)然，PTA期貨和PTA期權(quán)一系列的“組合工具”落地，國(guó)內(nèi)PTA期貨價(jià)格的全球影響力進(jìn)一步提升，推動(dòng)我國(guó)成為全球聚酯產(chǎn)品定價(jià)中心，更好促進(jìn)期貨市場(chǎng)服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展。未來(lái)，如果聚酯瓶片和聚酯短纖期貨品種再能順利推出，覆蓋面更廣的紡織產(chǎn)業(yè)鏈金融工具將會(huì)發(fā)揮出更強(qiáng)的板塊效應(yīng)。

4 結(jié)論與建議

(1)技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)成本優(yōu)勢(shì)，新增產(chǎn)能較老裝置有300元/t以上的優(yōu)勢(shì)。

(2)新增產(chǎn)能將逐步淘汰老裝置。PTA產(chǎn)能擴(kuò)張將導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)供應(yīng)格局洗牌，單套產(chǎn)能更大、能耗更低的新裝置將逐步淘汰產(chǎn)能較小的老裝置，預(yù)計(jì)到2020年年底，單套能力900 kt/a以下的裝置將逐步退出，1.4 Mt/a以下的老裝置也將受到?jīng)_擊。

(3)2019年以來(lái)，國(guó)內(nèi)新一輪PTA產(chǎn)能擴(kuò)張迅猛，這些企業(yè)大多數(shù)是聚酯、長(zhǎng)絲的龍頭生產(chǎn)企業(yè)，上下游產(chǎn)業(yè)一體化趨勢(shì)明顯。大煉化項(xiàng)目投產(chǎn)后，將會(huì)反哺原有PTA產(chǎn)業(yè)鏈，加速老裝置出清，行業(yè)集中度將進(jìn)一步提高。

(4)加快老舊裝置的改造與利用。通過(guò)對(duì)部分工藝流程、設(shè)備進(jìn)行改造，對(duì)能量進(jìn)行分級(jí)利用，降低生產(chǎn)成本，延遲退出時(shí)間。另外，對(duì)原裝置改造，轉(zhuǎn)產(chǎn)間苯二甲酸(PIA)，國(guó)內(nèi)已有成功的案例。

(5)PTA有現(xiàn)貨、期貨交易，還有期權(quán)交易，在套期保值操作方面，要加強(qiáng)國(guó)際資本介入后的風(fēng)險(xiǎn)防范。