精对苯二甲酸

精对苯二甲酸（PTA）

班级：XXXXXXXXXXX

学号：XXXXXXXXXXX

姓名：DAYHL

摘要：

简要分析了近年来,国内外精对苯二甲酸(PTA)生产能力和消费量快速增长, 单套装置规模越来越大,新工艺、新技术、新设备和节能技术的开发应用也日新月异。着重论述了PTA的工艺技术和新的研究合成方法，以提高PTA装置的技术水平, 实现产业的绿色节能环保和可持续发展，讨论了国内外精对苯二甲酸的市场，以及市场分析，和未来的发展。

关键字：

现状、PTA、合成、新路线、发展、应用、趋势

一、精对苯二甲酸的需求现状

1.国外产能及消费

世界PTA 需求近几年增长率约为5．4%，2014 年将达到4 620 万t。2010 年供给过剩40 万t，预测到2014 年供给过剩将达到420 万t。PTA 主要生产地和需求地是亚洲，从近几年世界PTA 贸易量的趋势来看，亚洲地区的贸易量占世界总贸易量的比例逐年上升，而西欧地区、北美地区贸易量呈下降的趋势。在全球，PTA 用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET) 占PTA 总消费量的98%以上。

2 .国内产能及消费

近几年，随着国有聚酯生产技术的开发成功，国内新建聚酯装置的投资成本大大降低，民营资本、外资不断加入聚酯行业，同时，国家对东南亚出口实行“零关税”，促使化纤行业的快速发展，纺织和服装出口需求增大，国内PTA 下游聚酯产能的扩大，棉花大量的社会游资投机操作等因素，引起PTA 市场价格一直处在高位，民营和外资等投资主体新建了多套PTA 装置，打破了国有企业长期以来对PTA 行业的垄断地位。[1]

二、精对苯二甲酸的主要性质

对苯二甲酸是苯二甲酸异构体中的一个，两个羧基处于苯环的对位，化学式为p-C6H4(COOH)2。分子量为166.13，为白色晶体或粉末，低毒，可燃。若与空气混合，在一定的限度内遇火即燃烧甚至发生爆炸。自燃点680℃，燃点384~421℃，升华热98.4kJ/mol，燃烧热3225.9kJ/mol，闪点 >110℃，密度1.55g/cm3。溶于碱溶液，微溶于热乙醇，不溶于水、乙醚、冰醋酸、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯、氯仿等大多数有机溶剂，可溶于DMF、DEF和DMSO等强极性有机溶剂。对苯二甲酸可发生酯化反应；在强烈条件下，也可发生卤化、硝化和磺化反应，主要用于制造合成树脂、酸成纤维和增塑剂等。对苯二甲酸简称TPA，是产量最大的二元羧酸，主要从对二甲苯制得，是生产聚酯的主要原料。[2]

三、精对苯二甲酸的工艺技术

PTA生产工艺过程可分氧化单元和加氢精制单元两部分。原料对二甲苯以醋酸为溶剂，在催化剂作用下经空气氧化成粗对苯二甲酸，再依次经结晶、过滤、干燥为粗品；粗对苯二甲酸经加氢脱除杂质，再经结晶、离心分离、干燥为PTA 成品。

粗对苯二甲酸的提纯方法：包括如下步骤，将粗对苯二甲酸烘干，球磨，筛分，使粒径达到1～5μm，在60℃－100℃的温度下，浸渍于水中，搅拌，澄清、然后撇水，最后离心分离，80℃－105℃烘干，获得纯对苯二甲酸。所说的粗对苯二甲酸为碱减量废水经酸析后的沉淀物，杂质的干基重量含量为15%－18%。

精对苯二甲酸（PTA）工艺的主要专利厂商是BP-Amoco、Dupont-ICI和三井油化等公司，经多年发展，上述三公司技术大同小异、各有特点，水平不相上下。目前，世界采用BP-Amoco工艺的PTA装置生产能力总计达717.6万t/a，Dupont-ICI工艺为349.5万t/a，三井油化工艺为102.5万t/a。，4-C6H4（ COOH ）2。无色晶体。300℃以上即升华。在水中溶解度极小，溶于二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、六甲基磷酰三胺。由于它溶解度小和熔点高，提纯困难。

对苯二甲酸在工业上由对二甲苯经硝酸氧化，或在钴盐催化下经空气氧化制得。利用苯甲酸钾或邻苯二甲酸钾，在镉或锌催化剂和二氧化碳存在下进行重排反应，也可生产对苯二甲酸。[3]

四、精对苯二甲酸的合成新路线

1.超临界水（ScH2O）氧化法

在亚临界或超临界水中，以双氧水为氧化剂，240～400 ℃、20～30 MPa条件下，PX单程转化率达99％以上。具体工艺过程为：过氧化氢在预热器中分解出氧气，先部分氧化PX，继而在ScH2O中、400 ℃下用溴化锰催化氧化，反应选择性超过90％。该工艺由于ScH2O的极性低于常态水的极性，所以减慢了催化剂的失活速率，但得到的PTA产品仍需精制。将CTA 溶解在含酮的亚临界或超临界水中，在温度高于270 ℃、压力11.5 MPa条件下，反应1.5 h，冷却到180 ℃，用水洗涤后可得到4-CBA质量分数为35X10-6的PTA超临界水氧化法能大大提高能效和减少废物，但要达到超临界条件，对设备要求较高。该合成路线成本低、环境友好，符合绿色化学的要求，目前已成为研究热点之一。

2.生物催化法

生物催化法与化学法相比，具有反应条件温和、废物产生少、对环境影响小、技术操作简便、分离提纯简单、产品纯度高、宜于规模型工业化生产等优点。通过生物催化来生产PTA具有广阔前景。Bramucci等报道了菌种Burkhol deria strain IR3(ATCC202150)可以实现从PX 到TA 的转化［4］，该菌体拥有所有催化步骤所需的酶，PX作为唯一碳源在S12培养基上筛选，培养温度约25～30℃。Morgan等采用氯过氧化物酶（CPO）和黄嘌呤氧化酶（XO）催化对苯二甲醇，PTA 最高收率达到65％［5］。腈酶法不仅反应条件温和、选择性好，而且生物体能将腈转化成光学活性酰胺或羧酸，不需酶的分离纯化。微生物法生产PTA中，从对苯二甲腈到TA的关键是制备催化腈水解的酶系。R.rhodochrous J1菌可以用来水解芳香族腈化合物［6］。R.rhodochrous NCIMB 11216在含有苯甲腈的培养基中生长时，能特异性地水解芳香族二腈化合物，脂肪族二腈首先被腈水解酶催化成单腈单酸［7］，然后再水解成己二酸。菌种的筛选从土壤出发，在筛选培养基中用对苯二甲腈作为唯一氮源，利用唯一碳源法从土壤中分离筛选得到的微生物16［8］，经鉴定为嗜麦芽窄食单胞菌和睾丸酮丛毛单胞菌的混合菌株，具有较好的PX耐受能力和生成TA的能力。桑萍等测定了该混合菌株催化生成TA时，不同发酵时间发酵液中主要代谢物的含量［9］，并采用GC-MS法检测了有机酸、氨基酸、糖及长链脂肪酸等胞内代谢物，分析了它们协同作用催化PX