Từ trước đây, Dimethyl terephthalate (DMT) được sử dụng để sản xuất polyester bao gồm: polyethylene terephthalate và polytrimethylene terephthalate.
Từ trước đây, Dimethyl terephthalate (DMT) được sử dụng để sản xuất polyester bao gồm: polyethylene terephthalate và polytrimethylene terephthalate. DMT được hình thành từ một phản ứng giữa terephthalic acid và methanol, ưu điểm là dễ oxi hoá hơn dạng axit và có thể ngưng tụ trong chân không để tạo ra một sản phẩm tinh khiết.
Quá trình phát triển
Vào năm 1960, Amoco giới thiệu phương pháp sử dụng PTA và đã định giá chiến lược cho sản phẩm mới này nhằm mục đích thay thế cho DMT và nhằm thúc đẩy phát triển sản xuất polyester Cho đến giữa những năm 1980, do nắm bắt được công nghệ, một số nhà sản xuất lớn đã chi phối ngành công nghiệp sản xuất PTA. Amoco (nay là BP) là nhà sản xuất hàng đầu, cùng với các đối tác nhượng bản quyền là Mitsui, Mitsubishi và ICI (nay là Du Pont), cũng là các nhà sản xuất thương mại hàng đầu. Amoco, cùng với đối tác công nghệ Mitsui, rất lựa chọn trong việc nhượng bản quyền của họ để không ảnh hưởng vào hoạt động kinh doanh.
Tại Mĩ và sau đó ở châu Âu, Amoco đã xây dựng giá sản xuất thực tế của PTA với một giá trị thặng dư cố định nhằm đáp ứng chỉ tiêu lợi nhuận, kích thích tăng trưởng thị trường nhưng vẫn đủ sức cạnh tranh với các nhà sản xuất khác. Tuy nhiên, Amoco chỉ thành công trong việc thúc đẩy sự phát triển thị trường mà không thành công trong việc bao tiêu thị trường. Khi công nghiệp sản xuất polyester ở châu Á tăng trưởng nhanh chóng thì đôi lúc đã xảy ra việc thiếu hụt PTA, điều này buộc các nhà sản xuất phải tìm kiếm thêm công nghệ hỗ trợ sản xuất.
Vào giữa những năm 1980, khi bản quyền của Amoco hết hạn, ICI và Montedison (nay là Dow/Inca) và các công ty khác bắt đầu cung cấp bản quyền. Có hàng loạt công ty xếp hàng mua công nghệ, vì các nhà sản xuất polyester nhận thấy thị trường có lợi nhuận cao và mong muốn đảm bảo nguồn cung vật liệu thô đầu vào. Vào cuối những năm 1980, sự thiếu hụt PTA toàn cầu đã tạo ra sự đổ xô vào sản xuất của các nhà sản xuất polyester châu Á.
Các thông số và đặc tính cơ bản của PTA
PTA là dạng á bột có tinh thể mầu trắng với mùi chua nhẹ, có ảnh hưởng nhẹ tới mắt, da và đường hô hấp của người với các thông số như sau:
– Công thức của PTA: C6H4(COOH)2;
– Đặc trưng:
| Đơn vị | Số lượng/mô tả | |
| Khối lượng phân tử | g/mol | 166.13 |
| Điểm nóng chảy | Độ C | Hóa hơi ở 402 độ C |
| Độ bốc hơi | ở 20 độ C (không khí = 1.0) | 5.74 |
| Áp suất bốc hơi | ở 20 độ C | <0,00013 |
| pH | Pha loãng 1% | 2.16 |
– Thông số kỹ thuật:
| Đơn vị | Số lượng | |
| Độ axit | Mg KOH / gm | 675 ± 2 |
| Độ ẩm | wt% | 0,2 max |
| Độ Ashes | ppm | 7 max |
| 4 Carboxybenzaldehyde | ppm | 20 max |
| Màu sắc | APHA (in N-N-Dimethyl From Amide Solution), HU | 10 max |
| Độ cứng | ppm | 0,5 max |
| Para Toluic Acid | ppm | 120 max |
| Tổng số các kim loại Fe, Mn, Co, Cr, Ni, Mo, Ti | ppm | 2 max |
| Δ Y | 10 tối đa | |
| b-Color | 1,5 max |
– An toàn: Không ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người
| Đơn vị | Số lượng | |
| Điểm bắt lửa | ° C | 260 |
| Điểm cháy | ° C | 496 |
– Hình dạng:
Tiêu chuẩn PTA bán trên thị trường
| Tính chất/thành phần | Mức giới hạn | Mức thông thường |
| 4-CBA (ppmw) | < 25 | < 20 |
| Axit P-toluic (ppmw) | < 150 | < 100 |
| Tro (ppmw) | 6 | 1-3 |
| Hàm lượng kim loại | 3 | < 1 |
| Độ ẩm (% khối lượng) | 0,2 | 0,05 |
| Màu (b-value) | 2 | < 2 |
| Cỡ hạt trung bình (micron) | 140 | 90 – 140 |
Sản xuất PTA
Gần như việc sản xuất axit terephthalic thương mại đều sử dụng quy trình sản xuất PTA của Amoco hiện do BP sở hữu. Trước đây, Amoco đã mua quy trình hoá học cơ bản từ Scientific Design Corporation và phát triển thành quy trình thương mại vào cuối những năm 1950.
Trong giai đoạn đầu tiên của quy trình, paraxylene được ôxi hoá nhờ không khí trong axit acetic lỏng với các xúc tác côban/măngan/brôm để tạo ra axit terephthalic thô (CTA). Phản ứng ôxi hoá tạo ra một lượng nhiệt lớn, thông thường được thu hồi dưới dạng hơi và được sử dụng cho việc gia nhiệt và phát điện. Do CTA chứa các chất trung gian trong quá trình ôxi hoá và các thể màu, bước tiếp theo sẽ được sử dụng để lọc giảm các chất này xuống nồng độ yêu cầu. Chất trung gian gây khó khăn nhất là 4-carboxy benzaldehyde (4-CBA) có tính hoà tan tương tự axit terephthalic trong hầu hết các dung môi thông thường và do đó không thể tách ra bằng phương pháp tinh thể hoá. Bằng cách chuyển 4-CBA thành axit paratoluic có tính hoà tan cao, các chất trung gian này có thể được tách ra. Điều này được thực hiện bằng cách hydro hoá trong nước dung dịch dưới nhiệt độ và áp suất cao trên một nền palađi với xúc tác carbon.
Tình hình thị trường sản xuất PTA
Hiện nay, thị trường châu Á là lớn nhất và năng động nhất và giá của PTA tuân thủ theo cân bằng cung cầu của thị trường này. Trong những năm gần đây, Trung Quốc là nước có nhu cầu PTA lớn nhất ở thị trường châu Á và giá nhập PTA của Trung Quốc là mốc cho các nhà xuất khẩu của châu Á.
Tiêu thụ PTA trên thế giới được dự báo là tăng trưởng 7% hàng năm cho đến 2015, có nghĩa là thị trường sẽ tăng đáng kể từ 35,2 triệu tấn vào 2006 lên 63,7 triệu tấn vào 2015. Trung Quốc đẩy tăng trưởng tiêu thụ của thế giới với dự báo về tăng trưởng tiêu thụ của Trung Quốc là trung bình 11% hàng năm giữa 2005 và 2015. Vào 2015, tiêu thụ của Trung Quốc sẽ chiếm khoảng 57% thế giới, so với khoảng 42% của thế giới vào 2006. Các vùng khác cũng có mức tăng trưởng mạnh là Nam Mĩ 9% từ 2005-2015, Đông Âu khoảng 30% nhưng với mức khởi điểm rất thấp, Trung Đông và châu Phi là 11%. Tăng trưởng của Ấn Độ sẽ vào khoảng 7% và cùng với khối lượng thị trường, Ấn Độ sẽ là thị trường quan trọng thứ hai đối với việc tăng trưởng. Các vùng khác như Tây Âu và Bắc Mĩ nơi thị trường cho các sản phẩm cuối dòng đã phát triển lâu hơn sẽ có tăng trưởng thấp hơn nhiều, vào khoảng 3-3,5%. Sau 2012, cần có bổ sung công suất để tránh tỉ lệ công suất vận hành vượt quá 95% vào 2013.