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文檔簡介

1、精對苯二甲酸(PTA)生產技術及工藝流程摘要精對苯二甲酸(PTA)英文名稱:Pureterephthalicacid(PTA)分子式C6H4(COOH)2。是以對二甲苯為原料,液相氧化生成粗對苯二甲酸,再經加氫精制,結晶,分離,干燥,得到精對苯二甲酸。精對苯二甲酸為白色針狀結晶或粉末,約在300C升華,自燃點680C。能溶于熱乙醇,微溶于水,不溶于乙醚、冰醋酸和氯仿。低毒,易燃。其粉塵與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限0.05g/L12.5g/L。精對苯二甲酸是生產聚酯切片、長短滌綸纖維等化纖產品和其它重要化工產品的原料。精對苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有機原料之一,其主要用途是生產聚酯纖維(

2、滌綸)、聚酯薄膜和聚酯瓶,廣泛用于與化學纖維、輕工、電子建筑等國民經濟的各個方面,與人民生活水平的高低密切相關。關鍵詞:氧化反應結晶高壓吸收常壓吸收分離干燥溶劑及催化劑回收殘渣蒸發溶劑脫水萃取常壓汽提系統加氫反應過濾目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 摘要I HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 前言-1- HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第一章精對苯二甲酸的工業概貌-2- HYPERLINK l bookmark12 o

3、 Current Document 1.1世界精對苯二甲酸工業概貌-2-1.2我國精對苯二甲酸工業概貌-3-第二章精對苯二甲酸的上下游產業鏈-5-2.1精對苯二甲酸的上游產業-5-2.2精對苯二甲酸的下游產業-5-第三章精對苯二甲酸的性質及其主要用途-6- HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 3.1精對苯二甲酸的性質-6- HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 3.1精對苯二甲酸的主要用途-6-第四章精對苯二甲酸的主要原料-7- HYPERLINK l bookmark18 o Current Doc

4、ument 第五章產品方案及規格-8- HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 5.1產品方案-8- HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 5.2主要產品規格-8- HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 第六章精對苯二甲酸的生產工藝技術-9- HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 6.1國外工藝技術現狀-9- HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 6.2國內的工藝技術選

5、擇-10- HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 第七章精對苯二甲酸的工藝流程及操作條件-11- HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 7.1反應歷程簡介-11- HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 7.1.1對二甲苯氧化-11- HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 7.1.2對苯二甲酸精制-12- HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 7.2工藝流程簡述-12-

6、 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 7.2.1空氣壓縮機-12- HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 100單元一-母液儲存罐-12- HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 200單元一氧化反應、結晶、高壓吸收及常壓吸收。-13- HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 300單元一一分離、干燥-14-400單元溶劑及催化劑回收、殘渣蒸發、溶劑脫水、萃取、常壓汽提系統。14-500單元一進料配制、反應進料預熱

7、、加氫反應、結晶-16- HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 600單元一過濾、干燥-19- HYPERLINK l bookmark56 o Current Document PTA產品之儲存裝袋及出料-20-第八章精對苯二甲酸生產的關鍵設備及其特點-22- HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 8.1精對苯二甲酸氧化單元的關鍵設備氧化反應器-22- HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 8.2精對苯二甲酸精制單元的關鍵設備-22- HYPERLINK

8、l bookmark64 o Current Document 第九章結論-24- HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 參考文獻-25-致謝26-ta前言本項目由精對苯二甲酸(PTA)主生產裝置、輔助生產裝置和公用工程裝置等組成。精對苯二甲酸(PTA)主生產裝置:主要包括氧化單元、精制單元和公用設施等,其中:氧化單元:主要包括空氣壓縮、進料準備、氧化反應、CTA結晶、CTA過濾、CTA干燥、溶劑回收、催化劑回收殘渣處理(CRU)、MA水解、尾氣焚燒處、CTA母液儲存系統理等。精制單元:主要包括漿料制備、加氫反應、PTA結晶、PTA壓力過濾、PTA

9、干燥和產品輸送、工藝水和母液固體回收、堿系統等。輔助生產裝置:原料及化工料罐區、精對苯二甲酸(PTA)輸送、包裝及貯存碼頭輸送系統等。本次主要論述的是精對苯二甲酸裝置中氧化單元和精制單元生產技術、工藝流程及一些氧化溶劑的回收、脫水、萃取、尾氣干燥、處理等。本裝置設計能力為每年產120萬噸PTA工程項目是大連市近年來投資最大的內資項目之一,主要生產化纖原料一一PTA,是一家實現PTA技術自主開發研究并建造的公司。以對二甲苯為原料,液相氧化生成粗對苯二甲酸,再經加氫精制,結晶,分離干燥,得到精對苯二甲酸。第一章精對苯二甲酸的工業概貌世界精對苯二甲酸工業概貌目前,亞洲是全球精對苯二甲酸(PTA)最主

10、要的生產地和需求地,而北美和西歐地區的生產能力遠遠低于亞洲。世界PTA主要貿易量集中在亞洲地區,2009年進出口量分別占世界總量的71.1及65.9;西歐地區則分別占14.6及20.1%;北美地區分別占5.9及11.3。北美及西歐地區是世界PTA主要凈出口地區,而亞洲、中南美洲和中東歐是主要凈進口地區。從近幾年世界PTA的貿易趨勢來看,亞洲地區貿易量占世界總貿易量的比例逐年上升,西歐地區略有下滑,而北美地區呈下降的趨勢。目前,世界PTA主要用于生產聚酯,占PTA總消費量的98%以上,而PTT(聚對苯二甲酸丙二醇酯)與PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)在工業化生產規模較小,目前對PTA的需求量僅約2

11、00萬噸。未來幾年世界PTA工業仍將快速發展,據預測,2010年世界PTA的需求量將達到4500萬噸,其中亞洲3000萬噸,占世界的67%;2010年世界PTA產能超過4952萬噸/年,新增產能主要來自亞洲的中國、印度、泰國等國家。中東、北美及西歐等地的PTA產能增速相對較緩,新建計劃不多。而未來世界PTA消費結構變化不明顯,用于生產聚酯的比例仍將超過90%。表1世界PTA供需狀況(萬噸)年份生產能力生產量消費量開工率/%199398090290292199410801000100092199512701140114090199614201280128090199718301480148081

12、1998200015801580791999216016901690782000237021902190922005342231453145942006351432603260952007346234403440952008394237603755942009454943304300932010495245204520911.1.1數據引自:表1摘自專家論壇精細化工原料及中間體2011年第1期來自中國知網。1.2我國精對苯二甲酸工業概貌我國PTA生產主要集中在江浙一帶。我國2008年PTA產能分布為浙江占30%、江蘇占17%、遼寧占17%、福建占11%、廣東占11%、上海占7%、天津占3%、河

13、南占2%、山東占1%和新疆占1%。2010年江蘇省PTA產能將占全國總產能的50%,成為我國最大的PTA生產基地。浙江的逸盛石化、紹興的華聯三鑫石化、寧波大榭開發區的寧波三菱化學公司的第2期和第3期PTA工程也將按計劃進行,預計到2010年,浙江PTA總產能將達到260萬噸/年。表2歷年中國PTA供需平衡(萬噸)年份能力產量進口量出口量表現消費量自給率1995111.190.340.11.3129.1701996148.6114.244.80.2158.8721997151.1151.847.83.1196.7771998163.5160.972.91.2232.5691999163.0164

14、.1154.20317.2512000221.0194.2250.50444.5442001225.5220.8311.70532.5412002325.5245.5429.70675.2362003424.5393.7454.60848.3462004483.5442.4572.10.61013.943.62005589.5695.5649.101334.652.12006944.5763.6700.001463.652.220071148.5944.7699.001643.757.320081358.5903.1497.70.91399.964.520091502.5925.5508.00

15、.11433.464.620101736.51450.0300.05.01745.082.91.1.2數據引自:表2摘自專家論壇精細化工原料及中間體2011年第1期來自中國知網第二章精對苯二甲酸的上下游產業鏈第二章精對苯二甲酸的上下游產業鏈精對苯二甲酸的上游產業精對苯二甲酸的上游產業是石化行業。主要有石油、天然氣、乙稀及二甲苯和混二甲苯等。精對苯二甲酸的下游產業精對苯二甲酸的下游產業是化纖行業,主要有棉花、短纖、紗、長襪等紡織品。圖1精對苯二甲酸的上下游產業鏈紗-IP棉花T石A石短腦油紡纖石織EG品長天然襪氣5%瓶片薄膜聚酯聚酯聚酯乙+氧氣烯怪環氧乙烷50%纖維紗-IP棉花T石A石短腦油紡纖石

16、織EG品長天然襪氣5%瓶片薄膜聚酯聚酯聚酯乙+氧氣烯怪環氧乙烷50%纖維液體PX氧氣PET其它MX石化行業上游下游化纖行業注:MX即混二甲苯PX即二甲苯PTA即精對苯二甲酸PET即聚對苯二甲酸乙二酯MEG即乙二醇第四章精對苯二甲酸的主要原料第四章精對苯二甲酸的主要原料第三章精對苯二甲酸的性質及其主要用途第三章精對苯二甲酸的性質及其主要用途精對苯二甲酸的性質精對苯二甲酸為白色針狀結晶或粉末,約在300C升華,自燃點680C。能溶于熱乙醇,微溶于水,不溶于乙醚、冰醋酸和氯仿。低毒,易燃。其粉塵與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限0.05g/L12.5g/L。精對苯二甲酸的主要用途精對苯二甲酸是生產聚酯

17、切片、長短滌綸纖維等化纖產品和其它重要化工產品的原料。精對苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有機原料之一,其主要用途是生產聚酯纖維(滌綸)、聚酯薄膜和聚酯瓶,廣泛用于與化學纖維、輕工、電子建筑等國民經濟的各個方面,與人民生活水平的高低密切相關。PTA的應用比較集中,世界上90%以上的PTA用于生產聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),其它部分是作為聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其它產品的原料。歷年中國PTA供需平衡(萬噸)PTA的原料是PX(即對二甲苯),源頭是石油。滌綸用PTA占總量的75%,而化纖中78%為滌綸。這就是“化纖原料PTA”說法的由來。工業上生產精對苯二

18、甲酸的主要原料是對二甲苯,二甲苯來芳烴的生產。芳烴中的“三苯”(苯、甲苯和二甲苯)是化學工業的基礎原料,具有重要地位。其產量和規模僅次于乙烯和丙烯。第五章產品方案及規格產品方案本項目生產平均粒度為12020pm的纖維級精對苯二甲酸,采用1.1噸袋包裝,產品供給本公司相關滌綸廠做為生產PET原料,其余產品供廣東省、浙江省、江蘇省、福建省及周邊的滌綸廠使用。主要產品規格產品質量指標如下:項目指標外觀白色結晶粉末分子量166酸值6752mg-KOH/g灰10wtppm總重金屬6wtppmAl,Ca,Co,Cr,Mg,Mn,Na,Ni,TiFe1wtppm對羧基苯甲醛25wtppm對甲基苯甲酸150w

19、tppm水份0.2wt%色度10APHAb值1.2典型產品平均粒度12020pm典型產品堆積密度1,120kg/m3第六章精對苯二甲酸的生產工藝技術國外工藝技術現狀精對苯二甲酸(PTA)是聚酯產品的主要基礎原料,由于聚酯工業的迅速發展,特別是采用PTA直接酯化、連續縮聚工藝實現工業化生產以來,PTA工藝已成為聚酯工業發展之重點。五十年代中期,BP-Amoco公司將中世紀公司開發的對二甲苯(PX)高溫氧化法工藝實現工業化,該法以醋酸(HAc)為溶劑,鉆、錳重金屬鹽為催化劑,溴化物為促進劑,在一定的溫度和壓力下,PX和空氣發生氣液非均相化學反應生成粗對苯二甲酸(CTA)。高溫氧化法具有反應速度快,

20、產品收率高等特點。但由于反應溫度高,溶劑耗量大,設備腐蝕嚴重,材質等級要求高等。為克服高溫氧化法的不足,各家公司又成功地開發出中溫氧化工藝,降低了原輔材料消耗,減少了副產物的生成,裝置開工率達到90%以上。六十年代,BP-Amoco公司又成功地開發出CTA加氫精制新工藝,從而制得符合聚酯工業直接酯化、連續縮聚所需的原料PTA,從而促進了PTA工藝技術迅速發展,其技術在PTA研究和生產中占有最大的份額。DuPont-ICI公司幾乎和BP-Amoco公司同期研究開發高溫氧化工藝生產CTA,從五十年代中期到七十年代中期,一直和BP-Amoco公司相互交換技術發展資料,共同開發新技術。同時,DuPon

21、t-ICI公司進一步完善了氧化反應催化劑體系,特別是溴系促進劑的使用,逐步發展和形成其氧化、精制專利技術并于1967年建成其第一套PTA生產裝置,在PTA研究和生產中占有較大的份額。AEC-Hitachi技術是Tuntex公司與日本Hitachi公司合作,在BP-Ammoco工藝技術的基礎上,通過進行研發而形成的具有自身特點的專有工藝技術。該技術已在臺灣建廠并投入使用,目前采用該項技術的逸盛大化一期、寧波逸盛三期PTA工廠已投入試運行,是當今世界上單系列規模最大的PTA工廠。此外,日本三井油化MPC、日本三菱化學MCC、美國/德國Lurgi/Eastman、美國/意大利Dow-Inca、西班牙

22、Interquisa等公司均在PTA研究和生產中占有一定的份額。國內的工藝技術選擇我國從20世紀70年代末就開始從國外成套引進PTA生產工藝技術,三十年來,已經成套引進了近20條生產線。至今國內科研單位、設計院和生產企業的工程技術人員對精對苯二甲酸裝置在反應機理、模型以及設備結構、制造等基礎研究方面已取得了不小的進展,年產60萬噸、100萬噸成套裝置國產化技術也已開發,申請了相關專利。本工程選用的工藝系業主與國外相關配套單位經認真研究、開發并實施的百萬噸級PTA成套技術,并將此技術用于建設一套低消耗、有規模經濟效益、技術領先的國產化裝置。第七章精對苯二甲酸的工藝流程及操作條件反應歷程簡介PTA

23、生產主要由氧化和精制兩個部分組成,PTA生產反應歷程簡述如下:對二甲苯氧化氧化的目的是以對二甲苯為原料,以醋酸為溶劑,醋酸鈷和醋酸錳為催化劑,溴化物為促進劑,在一定的壓力和溫度條件下,通入壓縮空氣使其發生氧化反應,對二甲苯氧化成生成對苯二甲酸。氧化反應為放熱反應,反應式如下C6H4(CH3)2+3O2C6H4(COOH)2+2H2O+318.7Kcal/mol(PX)實際上,對二甲苯氧化不是按一步完成的,而是按下列步驟分步進行:CH32k1CHO1/2O2Oc.COOHk3COOHCOOH+2H2O22.k4OCH32k1CHO1/2O2Oc.COOHk3COOHCOOH+2H2O22.k4O

24、k5k2CHO1/2O2k6式中k1k6為各步反應速度常數。研究表明,兩種反應途徑的定量比例約為10:1。一CO氧化碳、二氧化碳和+一CO氧化碳、二氧化碳和+H2O+O2+O2CH3此外,在氧化過程中還會產生甲醇、醋酸甲酯等副產物,因醋酸甲酯數量較多,可設置回收設施回收副產品醋酸甲酯。7.1.2對苯二甲酸精制對二甲苯氧化過程中反應副產物中,最主要的是中間物4-CBA對產品質量影響大。通常4-CBA與TA以共結晶存在,在下游聚酯生產中對纖維產品的成纖性影響較大,可采用加氫精制過程將4-CBA還原為易溶于水的甲基苯甲酸(PT酸)而實現分離。加氫精制反應為放熱反應,化學反應式如下:COOHch3CO

25、OH2H22H2*+H2O+43.7kcal/molCHOCHOCOOH工藝流程簡述對二甲苯(PX)以醋酸為溶劑,在催化劑的作用下與空氣中的氧反應生成對苯二甲酸。催化劑是包含了鉆、錳、溴的混合溶液。該反應發生于195C及1415kg/cm2G。反應后的產品為混雜著副產物的對苯二甲酸,一般稱為粗對苯二甲酸(CTA)。副產物的主要成份為4-羧基苯甲醛(4-CBA),含量約為2,5002800ppm。將粗對苯二甲酸以純水溶解,再于鈀催化劑的催化下,通入氫氣,于85kg/cm2G及285-288C下,使4-羧基苯甲醛(4-CBA)還原成對甲基苯甲酸(P-ToluicAcid)。由于對甲基苯甲酸易溶于水

26、中,因此于再結晶,分離和干燥時,可將對甲基苯甲酸分離,而可得到高純度的純對苯二甲酸(PTA)。主工藝流程說明如下:7.2.1空氣壓縮機空氣壓縮機用來供給氧化反應器所需的空氣。有三臺并聯的空壓機組,每個機組包含一臺多級離心式空氣壓縮機、一臺蒸汽透平機及一臺二級膨脹機。100單元-母液儲存罐醋酸溶劑、高壓吸收塔塔底液、催化劑、循環母液及對二甲苯送到裝有攪拌機的配料罐中調配好后,用泵注入氧化反應器。各個成分組成,以對二甲苯流量為主比例來控制醋酸溶劑及催化劑的加入量。200單元-氧化反應、結晶、高壓吸收及常壓吸收。(1)氧化反應對二甲苯在裝有攪拌機的二臺并聯氧化反應器中,被氧化成對苯二甲酸,來自空壓機

27、的空氣則由一組特殊設計的進料管線送入反應器,空氣流量由一組氧分析儀連續分析來自反應器廢氣中的氧含量來加以控制。反應操作條件為195C及1415kg/cm2G。反應熱由溶劑及反應生成水蒸發帶走。反應器的閃蒸蒸汽進入反應器頂部的冷凝系統中,幾乎所有的溶劑及水分都在此被冷凝。每臺反應器各有一套冷凝系統,由五個串聯的冷凝器組成。第一、第二、第三冷凝器中分別副產4.5kg/cm2G飽和蒸汽、2.5kg/cm2G飽和蒸汽和1kg/cm2G飽和蒸汽,在第四冷凝器中以空壓機組冷凝液回收部份殘余反應熱。抽出部分冷凝液至溶劑回收系統,以控制反應器內水濃度,保證反應體系的正常運轉。氧化反應生成的氧化中間物及副產品,

28、在二次反應器中進一步反應成對苯二甲酸,以提高轉化率及品質。二次反應器壓力約1011kg/cm2G,溫度約186C,反應閃蒸蒸汽及尾氣,送到冷凝器副產2.5kg/cntG飽和蒸汽。一部份冷凝液回流到二次反應器中,其余則送到溶劑脫水塔。(2)結晶二次反應器之出料,經過二個裝有攪拌機的結晶器依序降壓降溫,對苯二甲酸在此過程中完全結晶析出。第一結晶罐操作壓力約4kg/cm2G,溫度約163.5C,閃蒸蒸汽直接進入溶劑脫水塔中。第二結晶器操作壓力約-0.5kg/cm2G,溫度約93C,閃蒸蒸汽用冷凝器冷凝后回流到結晶器。對苯二甲酸漿料用泵送入真空過濾機進料罐。(3)高壓吸收來自氧化反應器尾氣冷凝器的未凝

29、結氣,進入高壓吸收塔1。先用醋酸洗滌吸收對二甲苯及醋酸甲酯,再以純水洗滌,以吸收醋酸。高壓吸收塔1塔頂排放的廢氣進入高壓吸收塔2再次進行洗滌吸收有機物,高壓吸收塔2頂排放廢氣送到膨脹機。另設一小高壓吸收塔用相同流程吸收后氧化反應器的尾氣,吸收后的尾氣送尾氣干燥系統。(4)常壓吸收TA單元設備所排放的含有醋酸的常壓尾氣及二次反應器之尾氣,被收集引入常壓吸收塔下層。純水進入下塔上方,作為洗滌液。吸收塔塔底循環泵提供下塔內循環所需的流量,同時液位控制下將過剩的洗滌液送到溶劑脫水塔,回下塔的回流經換熱器被冷卻水冷卻。下塔尾氣進入上層塔中,以堿液洗滌后通過風機排放到尾氣燃燒室時行燃燒,以避免醋酸的污染。

30、吸收塔上層循環泵提供上層塔內循環所需的流量,同時將過剩的洗滌液排入廢水系統。300單元分離、干燥(1)分離真空過濾機將固態的對苯二甲酸從漿料中分離出來,過濾機正常六臺同時在線。過濾機分離出來的固體進入三臺并聯的干燥機,母液、洗液進入母液罐(2)干燥粗對苯二甲酸在旋轉式干燥機中,以中壓的4.5kg/cm2G蒸汽作加熱介質進行干燥。干燥系統有一密閉的氮氣循環回路,以帶走干燥機蒸發的溶劑氣體。此回路包括洗滌回收冷卻器、循環氣體鼓風機、循環氮氣加熱器、及洗滌塔。循環氮氣所含的溶劑蒸汽在洗滌塔中被洗滌下來,而進入系統中的固體微粒亦一并被收集回收。塔底液回收到反應器混合溶劑進料罐。干燥的粗對苯二甲酸固體離

31、開干燥機后,用氣送螺旋輸送送入CTA料倉中、另一部分通過螺旋輸送至打漿罐進行打漿后輸送至精制配料罐。400單元溶劑及催化劑回收、殘渣蒸發、溶劑脫水、萃取常壓汽提系統。(1)溶劑汽提系統及催化劑回收真空過濾機分離出來的母液,一部分由母液泵送入汽提塔中。汽提塔的酸汽提到脫水塔。汽提塔塔底殘渣液中含有氧化反應所需之催化劑,則流至蒸發罐中,進一步濃縮出所含之醋酸及水份。(2)殘渣蒸發及催化劑回收系統汽提塔蒸發罐內溶液,用泵泵入88kg/cm2G超高壓蒸汽加熱的薄膜蒸發器中,以回收其中所含之溶劑。薄膜蒸發器出來的醋酸蒸汽回汽提塔,高濃度的殘渣自薄膜蒸發器底部以重力排至殘渣接收罐中,以水稀釋后再送至催化劑

32、回收系統。殘渣溶液用萃取法或中和法催化劑回收系統回收鈷、錳,回收的鈷、錳送到進料配置循環使用。(3)溶劑脫水脫水溶劑塔收集來自以下工藝單元的溶劑:常壓吸收塔的塔底液。高壓吸收塔上部液體反應器冷凝器冷凝液經過萃取后的部分液體。二次反應器冷凝器的冷凝液經過萃取后的部分液體。氧化第一結晶器的閃蒸蒸汽。溶劑汽提塔的蒸汽。氧化反應生成的水,以兩種方式進行分離,一種共沸蒸餾方式自脫水溶劑塔塔頂分離,所需共沸劑醋酸異丁酯(Isobutyl-acetate)則自塔頂加入。塔頂蒸汽在塔頂冷凝器中被冷卻水冷凝,共沸劑與其它蒸餾物的混合液收集于脫水塔頂部罐中,重力分離后,再經泵回流至脫水塔。虹吸式再沸器以5kg/c

33、m2G回收蒸汽加熱塔底液。塔底抽出醋酸冷卻后用泵送到脫水醋酸回收罐。回收醋酸經由脫水溶劑泵送至氧化工各單元。另一種用萃取分離方式,通過各介質密度不同,它們在塔所停留段也不同。從萃取塔底加入醋酸異丁酯使水與醋酸更好分離。輕組份從萃取塔頂部流出在進入蒸餾塔進行分離,重組份從塔底流出進入MA回收塔。(4)MA回收系統自脫水塔頂部罐的共沸劑中分離出來的反應生成物,其內仍含有相當數量的醋酸異丁酯和反應副產物醋酸甲酯。醋酸甲酯要全部送回反應器,抑制醋酸反應生成醋酸甲酯。醋酸甲酯汽提塔C-441的進料,由泵打入,并在虹吸式再沸器中以4.5kg/cm2G回收蒸汽加熱塔底液,提供C-441蒸汽源。汽提塔C-44

34、1塔底液為不含其它化合物的反應生成水,經冷卻后送至催化劑回收系統或廢水處理區的廢水系統。汽提頂的氣體,離開塔頂進入冷凝器,冷凝水中含有大量的醋酸異丁酯及相當數量的醋酸甲酯,經泵送入共沸劑汽提塔,將醋酸異丁酯與醋酸甲酯分離。塔底抽出的高濃度醋酸異丁酯送回脫水塔頂部罐中,其汽提氣體(酸酸甲酯)經冷凝器冷凝后,送醋酸甲酯水解系統,經水解系統產生的醋酸溶劑送母液罐回收再利用,水解后產生之水和甲醇則排放至廢水處理。725PTA裝置工藝流程框圖一一氧化單元500單元一進料配制、反應進料預熱、加氫反應、結晶(一)工藝簡介:500單元包括:進料配制、反應進料預熱、加氫反應、結晶等工序。來自粗對苯二甲酸(CTA

35、)料倉的氧化產品與來自2V-311-1/2的漿料連續進入溶解罐2V-501,并與工藝溶劑罐2V-613回收的工藝水(約含0.1WT%TA固體)攪拌混合,配制成漿料濃度約為26.530WT%(根據工藝需要調節)TA的漿料。此混合漿料由PTA增壓泵2P-501A/B/C打至高速離心泵2P-502AH的入口。高速離心泵2P-502AH將漿料壓力升至約107Kg/cm2G,送入加氫反應器2R-520-1/2。進入加氫反應器2R-520-1/2之前,此混合漿料需經過7個串聯的熱交換器2E-510、2E-511、2E-512、2E-513、2E-514、2E-515及2E-516,將漿料溫度加熱至285C

36、,在此CTA已完全溶解在高溫的水中。加熱溶解所需熱源,大部分回收來自PTA結晶器2V-521-1/2、2V-522-1/2、2V-523-1/2、2V-524-1/2及2V-525-1/2在降溫、降壓中所產生的閃蒸蒸汽,其回收順序為:-2V-521-1/2的閃蒸蒸汽至2E-514-1/2-2V-522-1/2的閃蒸蒸汽至2E-513-1/2-2V-523-1/2的閃蒸蒸汽至2E-512-1/2-2V-524-1/2的閃蒸蒸汽至2E-511-1/2-2V-525-1/2的閃蒸蒸汽至2E-510-1/22E-515-1/2及2E-516-1/2所需熱源,則使用的界外來的88Kg/cm2G的超高壓蒸

37、汽。經七臺換熱器加熱后的TA溶液約含26.530WT%(根據工藝需要調節)TA,溫度285C,進入加氫反應器2R-520-1/2與加熱后的氫氣反應。(90Kg/cm2G的氫氣在高壓蒸汽混合加熱器中與88Kg/cm2G的超高壓蒸汽混合成高溫含飽和水蒸汽的氫氣)。加氫反應器2R-520-1/2內填裝Pd/C催化劑,作用是有選擇的進行加氫反應。TA溶液與氫氣由反應器頂部經分配器注入,經過滿液位浸泡Pd/C固定催化劑床,將CTA中所含的4-羧基苯甲醛(4-CBA)還原成易溶于水的對甲基苯甲酸(P-TOLUICACID),再進入后序結晶器單元。加氫反應器2R-520-1/2的操作條件為283285C及7

38、5-82Kg/cm2G,視工藝需要而設定2TIC-5402-1/2與2PIC-5403-1/2。由加氫反應器出來的PTA溶液,經過5個連續帶有攪拌器(防止漿料沉積)結晶器2V-521-1/22V-525-1/2降壓降溫后,除可產生合乎規格的PTA之外,并可分離部分雜質。5個結晶器操作條件如下:-2V-521-1/250.8Kg/cm2G265C-2V-522-1/230.2Kg/cm2G235C-2V-523-1/2-2V-524-1/2-2V-523-1/2-2V-524-1/2-2V-525-1/215.2Kg/cm2G7.30Kg/cm2G4.00Kg/cm2G201C172C151C到

39、第五結晶器時,對苯二甲酸即可完全結晶出來。2V-521-1/2、2V-522-1/2、2V-523-1/2、2V-524-1/2及2V-525-1/2所產生的閃蒸蒸汽(FLASHVAPOR),分別送至進料預熱器2E-514-1/2、2E-513-1/2、2E-512-1/2、2E-511-1/2及2E-510-1/2冷凝以回收熱量。多余的蒸汽進入2C-530進一步回收能量。來自500區2V-521-1/22V-525-1/2和2V-510-1/22V514-1/2以及2V-603-1/2/32V-605-1/2各個罐的凝液和閃蒸汽因帶有一定的熱量和一些固體顆粒,閃蒸汽被收集后進入閃蒸汽洗滌塔2

40、C-530,通過2E-533回收熱量,并用2E-532冷卻降溫,以及用脫鹽水洗滌氣體中的固體顆粒,防止污染環境,并回收TA。進料配制來自氧化干燥機的粗CTA和來自2V-613回收的工藝水進入2V-311-1/2,在2A-311-1/2攪拌后形成一定濃度的混合漿料,經過2P-311A/B/C和來自粗CTA料倉2S-3501的粉料,連續進入配料罐2V-501,并與工藝溶劑罐2V-613回收的工藝水(固體含量約0.1WT%TA)混合,配制成漿料濃度約為26.530WT%(根據工藝需要調節)TA的漿料。此混合漿料由PTA增壓泵2P-501A/B/C輸入高速離心泵2P-502AH-l/2進口。反應進料預

41、熱通過2P-501A/B/C打出的漿料,進入2P-502AH-l/2升壓到107Kg/cm2G后,進入加氫反應器之前,此混合漿料經過7個串聯的熱交換器,將漿料溫度加熱至285288C,再送入溶解罐,在此對苯二甲酸已完全溶解在高溫的水中。加熱溶解所需熱源,大部分回收自PTA結晶器在降溫、降壓中所產生的閃蒸蒸汽,最后兩級換熱器則由來自熱電廠的高壓蒸汽作加熱介質。加氫反應由溶解罐來的TA溶液約含2630WT%TA,溫度285288C,進入加氫反應器與來自氫氣壓機的高壓氫氣反應。加氫反應器內填裝Pd/C固定催化劑床。TA溶液與氫氣由反應器頂部注入,滿液位浸泡Pd/C固定催化劑床,將CTA中所含的4-羧

42、基苯甲醛(4-CBA)還原成水溶性的對甲基苯甲酸(P-TOLUICACID),再進入結晶器中。(4)結晶由加氫反應器出來的PTA溶液,經過5個連續攪拌結晶器降壓降溫后,除可產生合乎規格的PTA之外,并可分離部分雜質。到第五結晶器時,對苯二甲酸即可完全結晶出來。第一至第五結晶器所產生的閃蒸蒸汽,分別送至進料預熱器以回收熱量。經預熱器冷凝后的閃蒸蒸汽凝液用于加熱壓力過濾機濾餅再打漿水,進一步回收熱量。600單元過濾、干燥(一)、工藝簡介600單元包括:壓濾機系統、干燥機系統等工序。來自PTA第五結晶器2V-525-1/2的PTA漿料經過2P-525A/B-1/2送往壓力過濾機進料罐2V-603-1

43、/2/3。壓力過濾機使漿料脫水,產生約含水10%w/w的濾餅以及約含0.100.15%w/w懸浮固體的濾液。PTA濾餅被升溫后的氮氣吹卸下來,重力落至壓濾機出料螺旋2T-601A/B/C-1/3和2T-601A/B-2。其中2T-601A/B-1/2/3將濕的PTA物料送至2T-602A/B-1/2/3后送入PTA干燥機煙囪上部;而2T-601C-1將濕的PTA物料送至雙向螺旋,經過2T-603/4/5C-1將濕的PTA送至一線干燥煙囪上部;經過2T-603/4C-2/將濕的PTA送至二線干燥煙囪上部;2T-601C-3將濕的PTA物料送至2T-602/3C-3后送入PTA三線干燥機煙囪上部。

44、從煙囪上部落下的PTA濕料由PTA干燥機進料螺旋2T-621-1/2/3將濾餅送入PTA干燥機2M-621-1/2/3。如果壓濾機跳閘,有相應設施在需要時旁通壓力過濾機,把漿料循環送回進料打漿罐。(1)過濾由結晶單元來的PTA漿料,用泵送至壓力過濾機,壓力過濾機系統處理。壓力過濾機所分離出的約含濕10WT%PTA的濾餅則入干燥機。(2)母液固體回收系統壓力過濾機的母液約含0.1wt%的懸浮PTA固體,經過兩段冷卻后,懸浮固體可達到0.571%,將其溶液經過過濾器后PTA固體即可與母液分離。已脫除懸浮固體后之母液送至廢水處理廠分解其所含之COD及SS。由過濾器濾出的濾餅用醋酸溶解送回氧化進料配置系統/7.2.2PTA工藝流程框圖精制單元PTA產品之儲存裝袋及出料PTA干燥機出口的PTA產品,經由尾氣輸送系統送成品料倉,并適時取樣分析各質量控制項目。如果合于規范

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