近日，安徽工业大学等单位的科研人员携手取得重大突破，与日本富山大学椿范立教授团队合作，安徽工业大学曾杰教授团队成功研制出一种新型“金属氧化物-分子筛”复合催化剂。该催化剂能够以二氧化碳和氢气为原料，直接高效合成对二甲苯，并且刷新了该类催化剂单次生产效率的世界纪录。这一里程碑式的研究成果已于北京时间6月10日在线发表于化学领域的顶级期刊《美国化学会志》。

一、对二甲苯（PX）：化工领域中的“基础粮食"与“产业支柱”  

PX，正式名称为Para-Xylene，是通过原油提炼的石脑油或混二甲苯经过复杂炼化流程获得的芳烃化合物。这一化合物在化学工业中扮演着至关重要的角色，不仅是PTA生产线的关键上游原料，也是化纤纺织业中不可或缺的关键原料。在聚酯纤维等化工产品的生产线上，PX是不可或缺的核心材料。

当前工业界普遍采用基于重油的催化重整技术来合成PX，这一过程大约需要消耗4吨石油来产出1吨PX，同时伴随约3吨二氧化碳的排放，其在高效利用资源与环境影响之间的平衡作用也很关键。

其生产过程高度精密，源自石油中芳烃的催化重整与精细分离技术，这一过程凸显了对高端技术的严苛要求，也因此，PX成为了石油化工与下游产业间不可或缺的纽带。作为化学工业的核心成分，PX不仅是制造PTA（精对苯二甲酸）的首要上游原料，其应用范围更是广泛而多样，从日常所用的塑料制品、纺织品，到工业领域的涂料、油墨，PX的足迹遍布各处，极大地丰富了我们的生活并提升了便利性。

二、对二甲苯合成新工艺：高效，节能与低碳排放技术突破‌

传统对二甲苯的生产方法主要依赖于重油的催化重整反应，这种方法每生产1吨对二甲苯约消耗4吨石油，并排放约3吨二氧化碳，属于高能耗和高排放的生产工艺‌。

此次，我国科学家提出的二氧化碳合成对二甲苯新工艺是利用可再生能源电解水制氢，再与二氧化碳反应直接制备对二甲苯。这种方法不仅有望实现温室气体二氧化碳的资源化利用，还为传统高能耗、高排放的生产工艺提供了替代方案‌。

具体来说，新工艺通过多步串联催化过程，使用“金属氧化物-分子筛”复合催化剂，实现了以二氧化碳和氢气为原料直接合成对二甲苯，并创下单程时空收率的世界纪录‌。

此外，新工艺中的复合催化剂设计独特，金属氧化物模块负责催化二氧化碳加氢得到短链烯烃，分子筛模块则负责催化短链烯烃的聚合、环化和芳构化过程，最终产生对二甲苯‌。这种设计提升了对二甲苯的选择性，并通过“胶囊化”设计促进了中间体的传质过程和产物的扩散过程‌。

三、对二甲苯在能源化工中的应用及其产业影响

对二甲苯，不仅是重要的芳烃产品之一，还在常温下呈现为无色透明液体状态，带有芳香气味，虽然毒性略高于乙醇，但其高可燃性使得它与空气能形成爆炸性混合物，因此被归类为易燃液体。

对二甲苯在能源化工领域具有广泛的用途。它常被用作制备对苯二甲酸（PTA）和对苯二甲酸二甲酯（DMT）的关键原料，进一步转化为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚对苯二甲酸乙二醇酯是热塑性聚酯中最主要的品种，俗称涤纶树脂。

因此，对二甲苯在聚酯纤维、塑料容器和薄膜等多个领域发挥着不可或缺的作用。

在纺织、包装与建筑材料领域，对二甲苯是聚酯纤维和树脂的重要原料，凭借其作为基础原料的特性，使得聚酯纤维和树脂得以大规模生产，进而广泛应用于这些领域；在装饰与家具制造方面，对二甲苯也有重要贡献，它可用于生产涂料和染料，为装饰和家具制造提供了关键材料，让这些产品在外观和质量上都能得到保障；在农业与园艺领域，对二甲苯同样发挥着积极作用，它在农药领域的应用，有助于控制害虫和病菌，为农作物和园艺植物的生长创造良好条件，从而促进农业和园艺业的健康发展；在有机合成领域，对二甲苯作为重要的有机合成原料，展现出强大的转化能力，它可进一步转化为醇类、醛类、酮类等多种有机化合物，为有机合成的多样性和复杂性提供了基础。

根据网上公开信息显示，在我国，对二甲苯的应用有着明确的侧重。主要用于生产PTA，占比超过99%；同时，也有部分对二甲苯用于生产对苯二甲酸二甲酯（DMT），以满足不同的化工生产需求。

对二甲苯在能源化工产业中占据着重要地位，其在产业链、市场需求与价格以及政策等方面都对该产业产生了具体影响。

1.从产业链角度来看，对二甲苯处于石化产业链的中游。

其上游关联着原油、石脑油等材料的供应，下游则广泛应用于聚酯纤维、树脂、涂料、染料、农药等众多领域。对二甲苯的生产和消费能显著带动上下游产业的发展。在环保政策日益严格的当下，二甲苯行业向绿色、低碳方向转型已是必然趋势。相关企业需加大环保技术的研发与应用，在生产过程中积极推进节能减排和清洁生产。同时，技术创新成为行业发展的关键驱动力，企业要加大研发投入，以此提高产品质量和生产效率，进而满足市场对高品质产品的需求。

2.在市场需求和价格波动方面。

对二甲苯的市场需求主要源于PTA生产，全球超过99%的对二甲苯消费量都用于此。其价格受海外装置动态和进口量波动的影响较大，供需关系的变化会直接导致市场价格的波动。

3.政策层面也对对二甲苯产业有着重要影响。

通过优化产能结构布局，推动新建炼油项目向石化产业基地集中，以此实现对二甲苯产业的统筹发展与安全管理。

四、我国对二甲苯的市场需求及进出口情况

市场需求是对二甲苯产业发展的关键因素。205年，中国对二甲苯的产能已跨越3467万吨大关。

1.对二甲苯供需状况

我国作为全球对二甲苯的生产与需求大国，近年来对二甲苯的产量和需求量均保持着上升态势。

根据《2023年中国对二甲苯（PX）行业产能、产量、需求量、政策、进出口、产业链、重点企业分析「图」》显示，2022年我国对二甲苯产量达到2475万吨，而需求量则高达3525.38万吨。

2.对二甲苯的进出口

随着下游产业对其需求的急剧增长，国内对二甲苯的自给率呈现逐年下降的趋势，约为3%。这也导致我国对进口的依赖程度不断攀升。这种供需错配的局面，既为对二甲苯行业提供了广阔的发展机遇，同时也不可避免地使得我国在一定程度上受制于进口。

不过，进口数量呈现出下降的态势，2017年我国对二甲苯进口数量为1443.81万吨，出口数量仅为3.5万吨；到了2022年，进口数量降至158.24万吨，出口数量则增长至7.86万吨。

2022年，我国对二甲苯的进口主要来源于韩国、日本和文莱等东亚、东南亚以及南亚国家和地区。这些地区能够成为我国对二甲苯的主要进口来源地，主要得益于其拥有强大的对二甲苯生产能力，并且在地理位置上与我国临近，具有明显的运输优势，可以更高效地将产品运送至我国。

预计未来几年，对二甲苯的市场需求会持续保持稳定增长态势，与此同时，国内对二甲苯的产能也会进一步提升。随着环保政策的逐步推进以及绿色生产理念的广泛普及，市场对环保型对二甲苯产品的需求会进一步增加，这将推动整个行业朝着更加环保、可持续的方向发展。

五、小结

对二甲苯作为一种重要的化工原料，其化学性质和物理性质决定了其在工业生产中的重要地位。此次，我国科学家成功实现利用二氧化碳合成对二甲苯的重大突破,不仅显著提升了生产效率，还大幅降低了能源消耗，为节能减排工作提供了有力支持。未来，随着技术的进步和市场需求的增长，对二甲苯产业将迎来更加广阔的发展空间。

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