浙江桐昆集团 杭州荣盛化纤 绍兴赐富化纤 浙江化联 浙江超同集团 浙江远东集团 萧山龙达聚酯 萧山翔盛化纤 浙江红山集团 振邦化纤 道道化纤 合计 10(B) 0 10( B) 10(C )+3(B) 7.5(B) 18(C) 8.5(C ) 18(C ) 18(C ) 18(C ) 20(C ) 15(C ) 46 38 25 28 15 36 15(C ) 7.5(B) 18(C ) 18(C ) 30(C ) 20(C ) 15(C ) 26.5 30 20 15 33 425 5 97.5 10(C ) (+) 109.5 18(C ) (+) 218
我国涤纶行业发展呈五大趋势
作者: 张胜一
我国涤纶纤维行业经过二十多年的高速发展,现在已成为世界上涤纶产量最大的国家。据业内人士分析,这一产业的发展将呈现出以下五大趋势: 一、产量增长的速度有所放慢。今后几年,我国涤纶的增长速度将大幅度下降,而且涤纶长丝的增速要明显小于涤纶短纤维。由于涤纶短纤维通过吸湿改造技术使之接近棉花的吸水性,加上各种功能性纤维的开发,涤纶产品将逐渐受到消费者欢迎。涤纶长丝最近几年的扩容速度太快,已超过了市场需求,且功能性纤维发展速度落后于涤纶短纤维,预计未来几年只能缓慢发展。
二、生产能力将越来越集中化,这符合涤纶工业向规模发展的趋势。涤纶工业的生产技术比较稳定,自动化程度较高,投资成本越来越低,因而面对激烈的市场竞争,降低成本显得尤为重要。降低成本的重要举措就是扩大生产规模,达到经济规模,最终达到降低产品成本的目的。我国的布料市场及织布机大多集中在江、浙地区,因此涤纶丝的使用也集中在这两地。受运输成本及信息等诸多因素的影响,这两地的涤纶生产厂具有较强的市场竞争能力,其它地区尤其是中西部地区的涤纶产业将呈萎缩状态。
三、高附加值产品将呈快速发展趋势。随着人们生活水平的提高,对服饰的要求不仅是保暖、舒适,并将更多的追求功能化。我国化纤工业的科技创新和新产品开发还处于起步阶段,产品创新能力远远低于日本、美国、韩国及台湾省,许多化纤新产品、高仿真纤维仍不能生产。涤纶因性能优良,生产成本低,市场
的需求将使功能性涤纶新品得以快速发展。在去年涤纶行情下跌过程中,涤纶超细旦纤维仍供不应求就是一个例好。 四、涤纶国有企业的竞争力将逐渐减弱。我国最近对涤纶纤维取消了进口许可证管理,使涤纶市场竞争越来越激烈。在涤纶行业中,国有企业在各种所有制企业中最不适应市场竞争,需要依靠垄断和政府给予的各项优惠和补贴维持运作,一旦失去政府各种优惠,国有企业将受到巨大的市场冲击。去年以来已有一批国有涤纶企业停、限产。
五、涤纶常规品种行情将长期趋向薄利,功能性纤维仍处于价格高位。由于涤纶常规品种的产能迅猛增加和生产的高度集中,使生产成本逐渐降低,涤纶常规品种的利润将长期趋向薄利,而功能性纤维因科技含量高价格仍居高不下。
附录3
聚酯市场分析和技术进展
1. 发展现状
PET发明于1944年,1949年率先在英国实现工业化生产,因其具有优良的服用和高强度等性能,成为合成纤维中产量最大的品种。聚酯在20世纪70年代以前一直保持高速发展,其生产增长率为:1960年200 %、1965年50 %、1970年60 %,此后增速减缓并呈周期性发展趋势,1975年增速为30 %、1982年为10 %、1987年为12.6 %、1992年为6 %、1999年为4.3 %、2001年为4.8 %,预计2004年为8 %。20世纪90年代后,聚酯工业的发展重心开始转向亚洲,至20世纪90年代中期,因产能扩充过多,除中国外已出现供大于求的局面。到1999年,聚酯工业又迎来新的发展阶段,主要由于瓶用和膜用、复合等非纤用聚酯的用量增加,衣用涤纶需求也达到高峰。据聚酯世界大会分析,从1999-005年,聚酯产能还可以增长33 %-0 %,年均增长率为6.6 % -8 %。从2000年开始,世界聚酯工业又进入新一轮的快速发展期。
在聚酯产品上,非纤聚酯的发展速度很快。1996年,世界聚酯包装树脂和薄膜产量分别为451.9万t和138.2万t,占世界聚酯总产量的20.7 %和6.3 %,1998年则分别为699.5万t和163.1万t,占世界聚酯总产量的24.6 %和5.7 %。2000年分别达到823.6万t和176.9万t,年均增长率分别为17.6 %和6.2 %,各占世界聚酯总产量的26.0 %和5.59 %。预计到2003年,非纤聚酯产量约占聚酯总产量的1/3。
PET的用途不再主要局限于纤维,而是进一步拓展到各类容器、包装材料、薄膜、胶片、工程塑料等领域,目前,PET正在越来越多地取代铝、玻璃、陶瓷、纸张、木材、钢铁和其他合成材料,聚酯的家庭也在持续扩大。
发泡PET:近年来不断探索PET的新用途,PET挤出发泡工艺及其应用逐渐引起关注,在包装材料及许多需要较高温度的应用上,PET发泡体有突出的性能。采用发泡的方式可减轻聚酯材料的质量,可节省成本,发泡产品比未发泡产品有更好的热绝缘性能。发泡PET还具有极好的耐热性能,并且经发泡后的PET板
具有优异的性能成本比,再加上PET本身就具有耐油、耐化学腐蚀性、易回收等优异性能,符合食品卫生要求,因此发泡在食品包装、微波容器、冰箱内板、屋顶绝热、电线绝缘、微电子电路板绝缘、运动器材、汽车、航天工业等方面将有很大的市场。
PET工程塑料:PET具有良好的力学性能、电绝缘性、耐化学药品性、耐蠕变性能、耐疲劳性能及耐磨擦性能等,其缺点是结晶速率低、抗冲击能力差。国内外工作者对其进行大量的研究,研制出了轿车用PET工程塑料,也可作为工程塑料用于电子、电器领域,如仪表壳、热风口罩等。
杜邦公司最先实现了PET工程塑料的工业化,已经开发出RYNITE系列产品,在轿车领域具有广泛的应用前景。美国GE公司开发的Valox PET系列工程塑料,通过PET与PBT或聚碳酸酯(PC)等塑料共混制得,具有良好的耐高温和冲击强度,可用于轿车车身制造。联合信号公司开发的Petra系列工程塑料,具有优良的耐高温性能和优异的低温冲击强度,能经得起200 ℃以上的电喷着色处理,且有很好的表面性能,可用于汽车的内、外装饰件。此外,还有德国BTE公司玻璃纤维增强的PET工程塑料,可生产塑料车轮,日本钟源化学株式会社研制的PET工程塑料,其中含有溴类导电、炭黑以及一些增强充填剂等,具有很好的力学、热学以及防静电性能,用于汽车、电气、电子机械部件。
在我国,早在20世纪90年代前后,中石化巴陵公司就完成了PET工程塑料的实验室研制项目。然而,到目前为止,我国PET工程塑料的生产并没有大规模推广开来,只有极少量生产,基本上还属于空白,因此有着极大的发展潜力。 世界聚酯生产能力已由1998年2842.8万t/a、1999年3147.2万t/a、2000年3352.2万t/a增加到2001年3645.5万t/a、2002年3980.3万t/a。
PET聚酯曾以二位数速率增长,效益高于大多数其他塑料树脂。前10年内,其占全球塑料需求份额翻了一番,达到占6 %。然而,最近能力过剩,效益下降。开工率1998年低于74 %,2000-2001年回复到80 %,但中国新增能力使2003年开工率下浮到74 %。
美国和加拿大引领全球消费,PET树脂消费量超过230万t/a,为7.5 kg/人o年,日本、西欧和墨西哥人均消费为5 kg/人o年。世界各地区PET聚酯树脂需求统计见表3。据CMAI
分析预测,今后5年内(至2007年),全球需求年增长率为10 %,每年将新增近100万t需求量。亚洲和欧洲的需求增长速度将超过美洲,到2007年,这两个地区的PET聚酯需求总量都将超过美洲。尽管亚洲的PET市场需求预测将从2002年的210万t快速增长到2007年的340万t,但同时产能过剩也将快速增长,从2002年的250万t增加至2007年的360万t,这使得亚洲将成为全球主要的PET出口地区。亚洲总净出口将从2002年110万t增加到2007年220万t。 近年,亚洲和中东聚酯生产仍有较大发展空间,三井化学公司和泰国水泥化学公司(暹罗水泥公司的化学子公司)组建50/50合资企业在泰国马塔府建设10万t/a瓶级聚酯装置,定于2004年建成,该合资企业将于2003年将当地聚酯原料PTA能力翻番,达到80万t/a。吉玛(Zimmer)公司提供技术和设备,将为泰国聚酯公司合作投资4700万美元在马塔府建设14万t/a聚酯装置,生产聚酯长丝和短纤维供应当地纺织品市场,定于2003年三季度投产。印度Indorama合成公司将在布堤博里增加聚酯生产能力,今后5年内分二个阶段使聚酯长丝、聚酯短纤维和瓶级聚酯树脂总能力增加35.5万t/a。第一阶段3万t/a聚酯短纤维2002年建成,15万t/a聚酯长丝于2004年前建成,第二阶段17.5万t/a聚酯长丝和瓶
级树酯于2005-2006年建成。沙特埃及石化公司(Sepco)在埃及亚历山大投资6.5亿美元建设聚酯联合企业,由鲁齐-吉玛公司承建,2003年初开建,该联合企业将成为中东最大的同类装置。该装置将生产15万t/a聚酯短纤维和纺织切片、5万t/a聚酯长丝和10万t/a聚酯树脂。PTA和乙二醇原料先期进口,以后将建设PTA装置。Groppo Mossi & Ghisolfi(M & G)公司在墨西哥阿尔塔米拉建设世界最大的单线PET包装聚酯树脂装置,定于2003年投产,新装置将生产27.5万t/aPET聚酯,使该公司世界聚酯能力将增加到近100万t/a,新装置采用杜邦熔融法技术和UOP固态化技术。 2. 技术进展
世界聚酯装置正向更大经济规模方向发展。单系列生产能力已由20世纪80年代的100 t/d、200 t/d提高到20世纪90年代的300 t/d、400 t/d、480 t/d、600 t/d。目前世界前30家聚酯生产厂家的平均产能达到36万t/a,规模最大的杜邦公司已达140万t/a。
聚酯工艺路线有直接酯化法(PTA法)和酯交换法(DMT法)。PTA法具有原料消耗低、反应时间短等优势,自20世纪80年代起己成为聚酯的主要工艺和首选技术路线。大规模生产线的为连续生产工艺,半连续及间歇生产工艺则适合中、小型多种生产装置。PTA法连续工艺主要有德国吉玛(Zimmer)公司、美国杜邦公司、瑞士伊文达(Inventa)公司和日本钟纺(Konebo)公司等几家技术。其中吉玛、伊文达、钟纺技术为5釜流程,杜邦则开发了3釜流程(目前正在开发2釜流程),两者缩聚工艺基本相似,区别在于酯化工艺。如5釜流程采用较低温度及压力酯化,而3釜流程则采用高乙二醇(EG)/PTA摩尔比和较高的酯化温度,以强化反应条件,加快反应速度,缩短反应时间。总的反应时间为5釜流程10 h,3釜流程3.5 h。目前世界大型聚酯公司都采用集散型(DCS)控制系统进行生产控制和管理,并对全流程或单釜流程进行仿真计算。
2003年初,伊文达-费希尔(Inventa-Fisher)(I-F)公司公布了其聚酯生产流程和能耗。该工艺从PTA或DMT与乙二醇(EG)反应生产树脂级或纺织级聚酯。采用4釜(4R)工艺,由PTA和EG或熔融DMT和EG组成的浆液,进入第一酯化/酯交换反应器,反应在较高压力和温度(200-270 ℃)下进行,生成的低聚物进入第二串级搅拌式反应器,在较低压力和较高温度下进行反应,反应转化率大于97 %。然后在低于常压和较高温度下,藉第3台串级反应器预聚合,缩聚程度大于20,经第4台DISCAGE精制器后,使最终缩聚物的特性粘度(i.V.)提高到0.9。能耗为:电力55.0 kwh/t,燃料油61.0 kg/t,氮气0.8 m3/t,空气9.0 m3/t。采用该工艺已建有50多套装置,其中13条生产线能力为100-700 t/d。现已有单系列700 t/d生产线投运。
用于聚酯生产缩聚反应的催化剂种类繁多,主要有锑系、锗系、钛系、锡系等。由于锑系催化剂在缩聚过程中能大大促进缩聚反应,而对热降解反应的促进程度较小,因此目前聚酯工业普遍采用锑系催化剂,主要品种有三氧化二锑、醋酸锑以及近年来开始受到广泛关注的乙二醇锑。此外,用于酯交换反应的锰、锌、钙、钴、铅等金属的醋酸盐对缩聚反应也有一定的催化作用。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2 L间歇聚合釜和2 m3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10-1 Torr。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t/a聚酯瓶级树脂装置。该装置邻近信赖公司现有的8万t/a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t/a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。采用现有技术和新技术生产PET聚酯切片的生产费用对比见表7。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 t/d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 t/d装置正在建设中,荷兰180 t/d装置处于基础工程阶段,中国台湾120 t/d装置已决定采用。
3 中国现状和预测 3.1 生产和消费现状
我国聚酯的生产起步较晚,20世纪70年代开始形成上海、天津、辽阳等生产基地,20世纪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t/a增加到2000年676万t/a,2001年底约达到730万t/a。2002年我国聚酯生产能力同比增加200万t/a以上,一举突破1000万t/a大关,达到1100万t/a,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t/a和1600万t/a。
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t,占全国总产量的69.2 %。中国石油2001年产量为46.61