PTA工业发展呼唤装置国产化
□  李  涛
　　编者按  近年来，全球范围的需求增长推动了PTA生产技术的不
断发展，寻求更经济的生产工艺已经成为该领域研究的主要方向。世
界各国不断涌现出新的PTA生产厂家，他们拥有先进的专利技术，产
品在价格、质量上处于明显优势。随着世界经济一体化进程的加快和
我国PTA供需达到平衡，市场竞争将越发激烈。目前国内一些企业在
原料单耗、能源利用和运行负荷率等方面与世界先进水平存在一定的
差距，严重影响了产品的市场竞争力。因此，了解我国PTA工业面临
的主要问题，对PTA装置的先进技术进行全面跟踪，加快实现PTA技
术国产化是十分必要的。

面临的主要问题
　　1. 装置技术经济指标存在差距，产品生产成本较高
     近年来，世界各国的PTA生产商一直致力于在2方面发展PTA
生产技术：一是不断扩大PTA装置的生产规模，二是不断降低装置的
物耗和能耗。而随着PTA装置生产规模的不断扩大，装置的物耗和能
耗水平在更大程度上直接地决定着装置是否具有竞争力，并成为衡量
装置先进性的最重要指标。在国外PTA技术发展取得突破性进展的时
期，我国PTA工业仍处于消化吸收阶段，基础水平较低。20年来，我
国先后引进了10多套PTA生产装置，经过长期的生产实践和技术改造
工作，在扩容和降耗方面取得了不少成效，积累了相应的经验，但目
前在生产上仍存在２方面的问题：一是消耗仍然偏高，部分装置的酸
耗、油耗、氢耗、能耗仍未达标；二是早期引进的设备老化与腐蚀较
为严重，需要进行设备的更新和改造。
     我国PTA装置规模普遍较小，与国外装置规模相比，缺乏市场竞
争力。仪征化纤公司 1995年引进的1套25万t/a装置为单台氧化反
应器，采用 AMOCO公司的中温氧化、加氢精制技术，达到国际20世
纪90年代水平。扬子石化和上海石化PTA装置为80年代初引进的装
置，氧化反应采用多个反应器并联使用，技术较落后，物耗、能耗较
高。将我国早期引进的PTA装置与目前先进的PTA装置相比，前者与
后者在物耗和能耗水平方面都有差距，尤其是在能耗方面的差距很大，
有些甚至相差 1倍。目前，先进的PTA生产技术醋酸单耗在45kg左
右，能耗可小于150kg，而扬子公司的醋酸单耗在55kg左右，综合能
耗在300kg左右（标油）；每生产1t PTA要多消耗10kg醋酸，150kg
标油；按扬子PTA装置现在70万t/a规模计算，装置每年多消耗醋酸
7000t，多耗标油10.5万t。
　　2． 过分依赖引进技术，装置投资成本大
　　我国现有的PTA生产工艺全部采用国外专利技术，装置水平并不
低，但一些企业在原料单耗、能源利用等方面存在明显的差距。国内
PTA产品一旦受到国外市场的冲击，在价格、质量等方面处于劣势的
前提下，多数企业都可能出现产品滞销、效益下滑，满足不了瞬息万
变的市场需求。由于我国没有掌握PTA生产的核心技术，欲缩小同国
外同行差距困难重重。
     产品价格和质量的优势是企业技术、管理的具体表现。一个企业
可以通过加强管理，达到降低原材料及能量消耗，提高产品产率的目
的，但这种降低的程度是有限的。只有从根本上大幅度降低投资费用
(通过消化、吸收)、开发新工艺，才能使国内现有装置的扩容改造、
生产调优、新装置的建设显得更有意义。
     当前我国正在继续引进和新建多套 45万～50万ｔ/a规模的PTA
生产装置，在引进的成套装置费用中，工艺技术软件的费用占了相当
大的比重（如工艺软件包的费用就占了总费用的20%），提高了产品成
本，影响了装置的市场竞争力。虽然多年来国内各生产企业和设计部
门在PTA的技改方面开展了不少工作并积累了一定的经验，国内有关
高校也开展过一些研究，但工作还比较分散，基础也相对薄弱。目前
还难于自主进行工艺软件的开发和完成有关的基础设计工作，不得不
继续支付昂贵的软件费用购买国外的专利技术。
     目前，国内在PTA工艺工程设计与技术开发水平方面的局限性大
都根源于化学工程基础研究方面的先天不足。例如，由于缺乏全面深
入的反应动力学研究对过程特性和反应器设计原理就无从了解，设计
时就难以确定合适的工艺条件和设计参数；由于缺乏必要的冷模研究
和热模试验，反应装置的设计和放大就难以把握；由于缺乏系统的过
程优化研究，增产扩容、增质降耗等技改工作就难以达到最佳效果。
如果现在不加紧进行化学工程方面的基础研究并取得若干突破性成
果，则在今后相当长一段时间内，就仍然难以摆脱严重依赖引进技术
的被动局面。
对策研究
　　1. 采用先进技术进行装置改造
　　严峻的市场形势迫使PTA生产企业无论通过技术改造还是进行工
艺调优来降低产品成本，都要在加强管理同时，加强自身技术开发力
度。在对国外先进技术消化吸收同时，进行独立科研开发，使原料单
耗、能源利用和运行负荷率等方面及时跟上世界同行水平。可以利用
新装置的引进技术及国产化攻关成果对老装置进行局部改造，缩小老
装置的物耗、能耗等技术经济指标与世界先进技术的差距。
    美国普莱克斯（Praxair）公司富氧氧化新工艺生产经济性高于传
统的PTA工艺，为现有的PTA工艺装置技术改造提供了方向。2000年
6月和12月扬子石化公司分别在PTA装置二线和一线成功进行了富氧
氧化试验，据初步分析，实施富氧氧化技术能提高TA的收率，有利于
降低PX的单耗，可使单台氧化反应器能力提高5%～10%，综合能耗最
大可下降约10 kg标油。上海医药工业设计院曾在国内一些老装置的
节能降耗方面做过一些工作，其中有的项目已经付诸实施，取得明显
效果；有的已做了方案设计，在等待条件实施；有的做了前期研究和
准备工作，所有的项目都展现出良好的节能前景。
　　2. 建设具有经济规模的装置
    对 PTA装置而言，经济规模是提高效益的重要途径，而单系列大
型装置将成为今后唯一可行的选择。 20世纪90年代，装置单系列能
力迅速扩大，由 22.5万t/a增至35万t/a；90年代后期，已经出现
45万t/a的装置。实践证明，当单系列能力扩大时，设计成本、管理
费用均不致增加；建设安装成本略有增加；仅大型容器的材料成本有
所增加，因此其规模效益是明显的。据国外资料介绍，如用传统的技
术，45万t/a装置比35万t/a装置仅增加投资 2300万美元。如采用
改进的技术，45万t/a装置与原有技术的 35万t/a装置投资基本持
平。因此，今后我国新建 PTA装置的规模应不低于35万t/a。
     3. 加快实现PTA技术的国产化
     在对引进技术通过消化吸收已经掌握的情况下，面对严峻的市场
竞争形势，无论新建装置或老企业改造扩建，都宜走国产化道路，其
效果将十分明显。据预算，国内已引进装置中，每 1万t/a生产能力
投资为 6000万～7000万元；国产化之后，35万t/a 装置总投资约为
13亿元，折合每1万t/a生产能力投资仅为 3700万元。而国内由外
商改造扩能15万～20万t/a装置，每1万t/a生产能力投资 3500
万～4000万元；而由国内自行改造装置在物耗能耗水平基本不变的情
况下，增加产能 10万t/a，总投资预计约 1.5亿元，每1万t/a生
产能力仅需投资 1500万～2000万元。通过以上数据比较，不论扩能
改造或新建PTA装置都应走国产化之路，每1万t/a生产能力可节省
投资50%左右。
     目前我国引进的PTA生产装置主要来自美国AMOCO公司、英国
ICI公司和日本三井油化公司，其基本工艺流程大致相同，分为4个
主要部分：氧化反应单元、结晶单元、加氢精制单元和溶剂回收单元。
目前开发工作的瓶颈和难点集中在氧化反应器方面，至少需要从液相
氧化反应动力学、氧化反应器传递规律、氧化反应器数学模型、中间
试验和工业试验 4个方面进行有关的工程研究和开发。PX的液相氧化
涉及气液固三相反应、化学吸收、反应结晶、混合、传热、传质等多
个物理化学过程，机理十分复杂。此外，结晶、精制等单元的研究开
发工作也涉及到许多深层次的化学工程方面的问题，需要予以专门的
考虑。开发国产的钯炭催化剂以替代进口，主要是要筛选出具有一定
机械强度的椰壳型炭载体材料，同时对加氢催化剂的失活机理进行实
验研究以确定出合适的工艺条件及再生方法。
     目前国内已大体具备了国产化开发的手段和能力，已经具有一定
的研究基础和技改经验，经过努力，有希望在反应器的构型设计、催
化剂开发和系统集成3个方面取得较大进展，解决国产化中的技术难
题并形成若干创新技术。扬子石化公司研究院与浙江大学、华东理工
大学正在合作开展对PX氧化机理、工业化调优、富氧氧化及TA加氢
精制等实验研究工作。其中，“冷热模结合的PX氧化反应器模型开发”
项目已通过了中石化科技部组织的专家鉴定，该项目是集团公司“PTA
工艺国产化”的一项基础性研究项目，其完成为PTA氧化反应器的开
发奠定了良好的基础。“十五”期间国内有希望在化学工程的研究方面
取得一系列新的突破，由此推动工艺设计和技术开发达到一个新的水
平，从根本上扭转我国对引进技术的严重依赖情况，在PTA技术的国
产化方面有一个重大的进展。