肖海軍
摘要:近年來,國內大型聚酯企業競相向產業鏈上游發展,煉化一體化項目掀起一輪又一輪投資高潮,各項產業也在不斷的調整和改進優化,聚酯行業取得了長足的發展和進步。然而,在調整和改進優化過程中又出現了諸如行業的經濟效益下降、開工率不高等問題,這些問題在一定程度上影響了聚酯行業的發展。本文在闡述聚酯產業發展的基礎上,為我國聚酯健康、協調發展提出了幾點合理的建議。
關鍵詞:聚酯產業;發展趨勢;建議;
2020年歷經疫情沖擊及市場投機需求刺激,聚酯產業鏈整體價格經歷“V”型翻轉,從年初低開工到國內復蘇帶來投機需求,再到下半年旺季國內需求超預期,而目前疫苗帶來的遠端強利好又對沖了國內的季節性走弱趨勢。但產業周期仍舊下行,利潤逐漸降低仍然是面臨的主要矛盾。聚酯PET是紡織工業和食品飲料包裝工業的主要原料,紡織工業和飲料工業的高速發展是拉動聚酯生產能力快速增長的主要原因。[1]為了滿足國內外紡織品服裝市場需求,近年來我國紡織行業的生產規模持續擴大。截至2020年聚酯產能增速為3.4%,產量增速為9.7%,全年平均開工負荷82.2%,聚酯總產能約6397.5萬噸。目前,中國有150多家聚酯生產企業,主要分布于浙江、江蘇、上海、福建、廣東等沿海省市。目前,聚酯市場行業結構性、區域性、階段性過剩的情況依然嚴峻,且下游需求疲軟的狀態并沒有改善,聚酯工廠面對的形勢依舊難言樂觀。
聚酯工廠可從以下三個方向考慮,尋求聚酯產業的結構調整及可持續發展。
1 拓展聚酯的應用領域
聚酯是由二元或者多元酸和二元或者多元醇縮聚而成的高分子化合物的總稱。原料不同、生產工藝不同的合成聚酯種類繁多,廣泛應用于纖維、薄膜、涂料、塑料、橡膠等不同領域。目前聚酯的主要品種有聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等高分子化合物以及某些共聚酯系列。其中以對苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)為原料合成的聚對苯二甲酸乙二醇酯是用量最大、用途最廣泛的高分子合成材料。隨著聚酯技術的發展,新型添加劑等使用以及改性聚酯技術應用擴展,其應用領域包括過濾材料、潔凈室工作服、醫用工作服、超柔軟紙、人造血管和酶載體,以及用于提取海水中的稀有元素等。此外,因為聚酯瓶片應用技術的開發,使其在建筑家居材料、啤酒瓶、乳品及飲料包裝等領域也具有廣闊的市場前景。
從聚酯纖維產業的角度來說,進一步開發差別化新產品依然是纖維加工企業密切融入紡織價值鏈、提升產業整體發展水平的方向。今后的技術發展趨勢將主要體現在以下幾個方面:降低污染的PET染色改性技術,例如陽離子染料可染、本體染色產品;提升產業鏈整體效率的直接紡短纖維、直接法紡粘非織造布、從熔體至紗線的BCF技術、聚酯化學回收技術以及可進一步拓展終端應用的直接紡工業絲、功能性纖維、非織造布產品等;開發引領市場的高端產品,例如具備防護功能的產業用紡織品,上下游共贏的中端產品等。
2 研發新技術、開發新產品
進一步提升聚酯產品的安全性、降低材料合成過程中的污染和能源消耗是今后聚酯發展的重點。[2]
催化劑是聚酯合成過程中的關鍵,鈦系催化劑的開發和應用將給聚酯產業帶來巨大的經濟和社會效益。目前鈦系催化劑已經在瓶用產品中得到應用,結合美國MTR(membrane technology and research)公司有機蒸汽分離技術和(Cycle Collection) CC-PET技術,高效的液相增黏技術的推廣,將會使聚酯合成、紡絲、制瓶、制膜等工藝的能耗進一步降低,安全性得到進一步提升,而且新型催化劑制成的聚酯產品依然可以回收再生。
采用生物技術開發可再生的非石化資源的聚合物單體是當今世界新技術應用的熱點,目前生物基乙二醇、丁二醇和丙二醇等已經實現了產業化,并由此開發了性能與石油基PET、PBT和PTT接近的產品,盡管生物基產品在后續加工和應用中仍存在不少技術難題,例如染色、產品均勻性需要不斷完善等。[3]從企業角度來說,可能更關心生物基原料的成本以及在不大幅改造現有裝置前提下生物基聚酯的產業化應用。
用生物技術開發的二酸和二胺單體為新型聚酯和共聚改性聚酯的產業化帶來了新動力。例如源自于生物基的呋喃二酸單體可以與乙二醇合成PEF,一旦形成產業化,100% 生物基的PET、PBT和PTT將對傳統聚酯產業帶來一場“革命”。
近年來,經濟發展和人們生活水平的提高,促使一次性消費市場迅速發展,其中用即棄個人衛生用品、包裝(垃圾袋等)、醫療器械、農用地膜等采用聚酯取代部分聚烯烴材料已實現產業化,部分源自生物基原料的PLA、PBS、PBAT[4]等脂肪族聚酯具有生物可降解性能,一旦原料成本下降到一定水平,且加工技術(注塑、吹塑成型、共混改性等)更加成熟,其市場容量將會超過300萬t。
3 產業結構調整是關鍵
世界聚酯產業結構調整的趨勢是從原料至最終產品的價值鏈的進一步優化,特別是原料端的產品多元化和高附加值。例如間二甲苯延伸產品,可以提供生產相對高附加值的不飽和聚酯樹脂、芳香族高性能纖維;間苯二甲酸的后續產品作為高附加值共聚酯單體用于功能性聚酯纖維的生產。利用現有的聚酯裝置,整合共混及共聚技術,協同聚酯產品的應用開發,生產高附加值的聚酯產品,開拓產業用領域是產業結構調整的另一重點,例如高附加值的聚酯工程塑料。其中,聚酯彈性體(TPEE)[5] 在某種程度上可以認為是PBT的共聚產品、PETG(高透明片材)是PET的CHDM改性產物;聚酯裝置在線添加無機成核劑、改性玻璃纖維是低能耗、質量更均勻的注塑用工程塑料生產方法;聚酯多元醇的產業化使聚酯產品延伸至聚氨酯材料的應用領域,聚酯熱熔膠使產品延伸至皮革、印刷出版物等粘接產業領域,聚酯類不飽和樹脂可應用于涂料、高性能纖維復合增強材料等。
總而言之,聚酯產業的結構調整涉及多領域的協同及可持續發展,是系統性工程,不僅包括技術、產品、標準,還涉及眾多的研究與咨詢機構、企業等,甚至需要國家的統籌規劃。
4 結語
目前,我國聚酯產業的產業現狀基本處于“下游發展過快,上中游發展滯后”的局面。下游發展過快導致開工率屢創新低,上中游發展滯后導致對進口產品依存度高,而EG和PX的發展又受到資源限制。在今后的發展中,應加快企業上下游一體化的發展進程,通過采取上下游一體化的產業發展模式,盡快化解產業鏈發展不均衡的矛盾,促進產業均衡、持續、健康發展。
參考文獻:
[1] 陳昌杰. 包裝用聚酯容器的發展概述[J]. 塑料包裝, 2001, 011 (003): 36-46..
[2] 王鳴義, 朱剛, 林雪梅, 任明利. 聚酯新發展: 新原料,新技術,新產品和新應用. 紡織導報(3). 2015,43-49.
[3] 鄭寧來. 生物基聚酯的發展[J]. 合成技術及應用, 2012, 27 (003): 55-55.
[4] Lange, C. ,Demeo, D. , Silverman, E. K. , Weiss, S. T. , & Nan, M. L. . (2004). Pbat: tools for family-based association studies. The American Journal of Human Genetics, 74(2), 367-369.
[5] 陳偉, 吳建國. 熱塑性聚酯彈性體的生產技術及應用[J]. 合成樹脂及塑料, 2014, 000(004):75-79.
萬凱新材料股份有限公司 海寧 314400