PTA裝置及工藝

1、生產(chǎn)工藝方法AMOCO工藝法ICI工藝法MPC工藝法國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)PTA裝置概況裝置概況概況1997年1月30日在北京中石化總公司國(guó)際事業(yè)公司和日本三井造 船株式 會(huì)社簽定了以對(duì)二甲苯為原料年生產(chǎn)能力為25萬(wàn)噸的精對(duì)苯二甲酸（PTA）的生產(chǎn)裝置合同，1997年7月1日生效。PTA項(xiàng)目總投資：130829.4萬(wàn)元、占地43050M2本裝置共有設(shè)備機(jī)械等577臺(tái)，買(mǎi)方供貨237臺(tái)，賣(mài)方供貨340臺(tái)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) PTA裝置設(shè)計(jì)的年生產(chǎn)能力為25萬(wàn)噸精對(duì)苯二甲酸，設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間7200小時(shí)每年，每小時(shí)產(chǎn)量35噸PTA，操作彈性在70%110%之間。 裝置組成 PTA裝置包括粗對(duì)苯二甲酸（TA）生產(chǎn)單元；精對(duì)苯二甲

2、酸（PTA）生產(chǎn)單元；輔助設(shè)施和公共設(shè)施。 1.TA單元流程 TATA單元生成單元生成PTAPTA的原料粗的原料粗TATA（CTACTA），采用），采用MPCMPC專(zhuān)有的液相專(zhuān)有的液相催化氧化對(duì)二甲苯的工藝。催化氧化對(duì)二甲苯的工藝。TATA單元主要由進(jìn)料準(zhǔn)備、氧化、分單元主要由進(jìn)料準(zhǔn)備、氧化、分離和干燥、溶劑和催化劑回收四部分組成?；A(chǔ)工藝流程為對(duì)離和干燥、溶劑和催化劑回收四部分組成?；A(chǔ)工藝流程為對(duì)二甲苯（二甲苯（PXPX）、醋酸溶劑（）、醋酸溶劑（Q Q）和醋酸鈷、醋酸錳催化劑、及）和醋酸鈷、醋酸錳催化劑、及四溴乙烷（四溴乙烷（TBETBE）助催化劑一起進(jìn)入氧化反應(yīng)器）助催化劑一起進(jìn)入氧化

3、反應(yīng)器TD-201TD-201，空氣，空氣( (空氣與純氧的混合氣空氣與純氧的混合氣) )在流量控制下進(jìn)入反應(yīng)器底部，三臺(tái)在在流量控制下進(jìn)入反應(yīng)器底部，三臺(tái)在線(xiàn)氧分析儀檢測(cè)尾氣中氧氣的濃度。線(xiàn)氧分析儀檢測(cè)尾氣中氧氣的濃度。氧化主反應(yīng)氧化主反應(yīng)PX+O2=TA+2H2O(催化劑催化劑,醋酸溶劑）醋酸溶劑）氧化副反應(yīng)氧化副反應(yīng)PX+O2=4CBA+H2O氧化工藝簡(jiǎn)介氧化工藝簡(jiǎn)介 反應(yīng)溫度通過(guò)改變壓力來(lái)調(diào)節(jié)。底進(jìn)軸錨反應(yīng)溫度通過(guò)改變壓力來(lái)調(diào)節(jié)。底進(jìn)軸錨式攪拌器式攪拌器TJ-201TJ-201使空氣和液體有效的接觸，防使空氣和液體有效的接觸，防止氧化反應(yīng)器的內(nèi)壁結(jié)垢，并保持固體為懸浮止氧化反應(yīng)器的內(nèi)壁

4、結(jié)垢，并保持固體為懸浮狀態(tài)。氧化反應(yīng)放出的熱量通過(guò)蒸發(fā)溶劑來(lái)帶狀態(tài)。氧化反應(yīng)放出的熱量通過(guò)蒸發(fā)溶劑來(lái)帶走，反應(yīng)器的頂部有一個(gè)脫水塔用來(lái)除去氧化走，反應(yīng)器的頂部有一個(gè)脫水塔用來(lái)除去氧化反應(yīng)中生成的水。反應(yīng)中生成的水。 反應(yīng)器塔底物連續(xù)排入漿料罐反應(yīng)器塔底物連續(xù)排入漿料罐TD-203TD-203，在其中一步減壓至常壓，通過(guò)降壓閃蒸沉淀在其中一步減壓至常壓，通過(guò)降壓閃蒸沉淀TATA，將漿料送入離心機(jī)，將漿料送入離心機(jī)TM-300TM-300，分離出的濕，分離出的濕濾餅進(jìn)入再打漿罐濾餅進(jìn)入再打漿罐TD-300TD-300進(jìn)行再打漿后送入進(jìn)行再打漿后送入旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)（旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)（RVFRVF）TM

5、-301ATM-301A、B B，使，使TATA與母液分離，母液進(jìn)入循環(huán)再作反應(yīng)溶劑。與母液分離，母液進(jìn)入循環(huán)再作反應(yīng)溶劑。TATA濾餅進(jìn)入干燥機(jī)濾餅進(jìn)入干燥機(jī)TM-304TM-304內(nèi)干燥后得到內(nèi)干燥后得到CTACTA，利用反應(yīng)尾氣或利用反應(yīng)尾氣或N N2 2風(fēng)送至料倉(cāng)風(fēng)送至料倉(cāng)TTK-400TTK-400。 此加氫反應(yīng)為非均相催化反應(yīng)，包括：固相：鈀-碳催化劑液相：對(duì)苯二甲酸水溶液氣相：氫氣和水蒸汽進(jìn)料加氫結(jié)晶分離過(guò)濾干燥TA冷凝水H2蒸汽母液溶劑回收PTA固體回收工藝水HAC氧化 干燥的干燥的CTACTA通過(guò)風(fēng)送系統(tǒng)從通過(guò)風(fēng)送系統(tǒng)從TATA日料倉(cāng)日料倉(cāng)TTK-400TTK-400送入送入

6、CTACTA料斗料斗PTK-101PTK-101，通過(guò)自動(dòng)稱(chēng)重進(jìn)料器，通過(guò)自動(dòng)稱(chēng)重進(jìn)料器PM-101PM-101和漿料罐和漿料罐螺旋進(jìn)料器螺旋進(jìn)料器PM-102PM-102以恒定的流量進(jìn)入進(jìn)料漿料罐以恒定的流量進(jìn)入進(jìn)料漿料罐PD-101PD-101，經(jīng)脫離子水（經(jīng)脫離子水（DIWDIW）打漿加壓，加熱溶解，進(jìn)入加氫反應(yīng)）打漿加壓，加熱溶解，進(jìn)入加氫反應(yīng)器器PD-201PD-201與與H H2 2在在287287，7.6Mpa7.6Mpa的條件下，通過(guò)鈀的條件下，通過(guò)鈀碳碳（Pd/CPd/C）催化劑床層進(jìn)行加氫反應(yīng)，使）催化劑床層進(jìn)行加氫反應(yīng)，使4CBA4CBA轉(zhuǎn)化成易轉(zhuǎn)化成易溶于水的對(duì)甲基苯甲

7、酸（溶于水的對(duì)甲基苯甲酸（PTAPTA）。）。 加氫主反應(yīng)加氫主反應(yīng)4CBA+H2=PT酸酸+H2O 然后將漿料依次經(jīng)過(guò)然后將漿料依次經(jīng)過(guò)PD-301PD-301、PD-302PD-302、PD-303PD-303、PD-304PD-304逐級(jí)降壓結(jié)晶，使?jié){料中析出逐級(jí)降壓結(jié)晶，使?jié){料中析出PTAPTA，然后通過(guò)，然后通過(guò)離心機(jī)離心機(jī)PM-401PM-401、旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)、旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)PM-402PM-402進(jìn)行母固分進(jìn)行母固分離，洗滌精制后的濾餅，經(jīng)螺旋輸送器進(jìn)入干燥機(jī)離，洗滌精制后的濾餅，經(jīng)螺旋輸送器進(jìn)入干燥機(jī)PM-404PM-404中干燥，得到合格的中干燥，得到合格的PTAPTA產(chǎn)品

8、，再用反應(yīng)尾氣產(chǎn)品，再用反應(yīng)尾氣或或N N2 2將將PTAPTA輸送至料倉(cāng)輸送至料倉(cāng)PTK-800APTK-800A、B B，供后面，供后面PETPET（聚（聚酯）使用或由倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)間打包裝置打包外售。酯）使用或由倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)間打包裝置打包外售。 2）如果氫氣分壓非常低時(shí)，將發(fā)生下述反應(yīng)： 干燥的粗TA通過(guò)風(fēng)送系統(tǒng)從TA日料倉(cāng)TTK-400送入粗TA料斗PTK-101,之后通過(guò)自動(dòng)稱(chēng)重進(jìn)料器PM-101和漿料罐螺旋進(jìn)料器PM-102以恒定的流量進(jìn)入進(jìn)料漿料罐PD-101.進(jìn)料漿料罐中加入循環(huán)工藝水與TA混合,進(jìn)料漿料罐攪拌器PJ-101使PD-101中的固體和水混合,并使之保持為均一的懸浮液。進(jìn)料漿料罐

9、下的反應(yīng)器進(jìn)料提升泵101用來(lái)提升反應(yīng)進(jìn)料泵102的入口壓力，102向加氫反應(yīng)器201提供經(jīng)過(guò)預(yù)熱的高壓進(jìn)料。反應(yīng)器進(jìn)料通過(guò)進(jìn)料預(yù)熱器（101101）加熱到所需的反應(yīng)溫度。前三個(gè)預(yù)熱器101，通過(guò)蒸汽加熱，最后兩個(gè)預(yù)熱器101用熱油加熱。澄清的水溶液連續(xù)地經(jīng)過(guò)預(yù)熱器進(jìn)入加氫反應(yīng)器D201，經(jīng)過(guò)催化劑床層。加氫反應(yīng)器中通入氫氣。在201發(fā)生催化加氫反應(yīng)，使中的不純物轉(zhuǎn)化成可溶于水的物質(zhì)。主要反應(yīng)為對(duì)醛基苯甲酸（4）轉(zhuǎn)化成對(duì)甲基苯甲酸（P-TA），后者通過(guò)結(jié)晶極易從中除去。加氫反應(yīng)生成物進(jìn)入到四級(jí)連續(xù)攪拌閃蒸結(jié)晶器（301304），在其中逐步進(jìn)行降壓。由于成功的降壓，水便閃蒸出來(lái)使剩下的溶液冷卻，

10、這樣便以期望的粒度分布結(jié)晶析出。從頭兩個(gè)結(jié)晶器（301302）閃蒸出的蒸汽通過(guò)在第一和第二結(jié)晶器排氣冷凝器（301302）中產(chǎn)生蒸汽來(lái)進(jìn)行部分冷凝。結(jié)晶器間的漿料輸送利用它們之間的壓差進(jìn)行。結(jié)晶器的攪拌器301至304用來(lái)保持漿料為懸浮液。從最后兩個(gè)結(jié)晶器（303304）閃蒸出的蒸汽直接送到第一預(yù)熱器101作為熱媒。第四結(jié)晶器中產(chǎn)生的 漿料送入離心機(jī)401分離成濕 餅和母液。濕 餅靠重力連續(xù)排入再打漿罐401，母液也連續(xù)地排入母液罐403。母液在液位控制下，從母液罐進(jìn)入常壓下的母液閃蒸罐404。404中的母液通過(guò)廢溶劑泵404送到廢母液處理區(qū)。從401來(lái)的餅在再打漿罐401中用新鮮的熱脫離子水

11、進(jìn)行再打漿。401中的PTA漿料在液位控制下排入旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)的進(jìn)料罐402，之后通過(guò)旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)的進(jìn)料泵402在液位控制下送入旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)402。為防止固體沉積，提供了一條從402過(guò)濾機(jī)進(jìn)料盤(pán)到402的漿料溢流管線(xiàn)。402過(guò)濾端的真空由真空泵403提供。濾液，洗滌液和蒸氣/惰性氣體排入濾液分離罐405，分離出的液體用泵 通過(guò)循環(huán)溶劑加熱器403送入循環(huán)溶劑罐501，分離出的蒸汽經(jīng)過(guò)過(guò)濾機(jī)的蒸氣冷凝器405送回到過(guò)濾機(jī)的真空泵。真空泵排料至真空泵分離罐406，分離出的液體送入干燥機(jī)N2洗滌塔PT-401用作洗滌液，分離出的氣體返回到過(guò)濾機(jī)，其中的一部分用來(lái)排放濾餅。濕濾餅通過(guò)流料槽403進(jìn)

12、入常壓操作的干燥機(jī)404。濕濾餅中蒸發(fā)出的水蒸汽被反向一次通過(guò)的惰性氣體吹走。離開(kāi)干燥機(jī)的這股氣體中夾帶有少量固體，在干燥機(jī)洗滌塔中用反向接觸的冷進(jìn)行洗滌。離開(kāi)洗滌塔的氣體直接排空。最后得到的干燥粉末狀晶體產(chǎn)品通過(guò)風(fēng)送系統(tǒng)送入日料倉(cāng)800，然后送到產(chǎn)品料倉(cāng)810或不合格料倉(cāng)401或界區(qū)外車(chē)間。從第一和第二結(jié)晶器冷凝器排出的工藝排氣通過(guò)一共用的排氣集管進(jìn)入排氣洗滌塔501。這股氣體中含有閃蒸時(shí)帶出的固體，其中排氣洗滌塔中用塔頂?shù)幕亓鬟M(jìn)行洗滌。第一和第二結(jié)晶罐的冷凝液也進(jìn)入排氣洗滌塔，旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)的濾液，干燥機(jī)2洗滌塔的塔底物和排氣洗滌塔（501）的塔底物都進(jìn)入到循環(huán)溶劑罐501，并最后循環(huán)到進(jìn)

13、料漿料罐。工藝要求提供脫離子水作為補(bǔ)充水。兩股獨(dú)立的水作為溶劑補(bǔ)充。一部分冷的脫離子水直接進(jìn)入攪拌器和泵的密封系統(tǒng)，另一部分在經(jīng)過(guò)洗滌塔排氣冷凝器501，排氣冷凝器404和工藝、沖洗水加熱器502后加入工藝水罐502。這股熱脫離子水用于離心機(jī)餅的再打漿和低壓沖洗，其中的一部分進(jìn)行進(jìn)一步的加熱加壓后用于高壓沖洗。廢母液處理系統(tǒng)用來(lái)提高單元排出的廢水的質(zhì)量。這個(gè)系統(tǒng)包括冷卻和過(guò)濾階段。從母液閃蒸罐來(lái)的廢母液用泵送入廢溶劑冷卻塔901。廢母液被冷卻，溶解在其中的有機(jī)物結(jié)晶析出。形成的漿料送入廢溶劑過(guò)濾機(jī)901，將懸浮的固體除去。過(guò)濾機(jī)排出的濕濾餅用醋酸進(jìn)行再打漿，并循環(huán)至單元的102。分離出的水排入

14、下水道，與和單元的其它廢水混合。精對(duì)苯二甲酸氫氣脫離子水對(duì)二甲苯（PX）液相催化氧化制對(duì)苯二甲酸（TA）是由印地安那Standard Oil公司和Scientific Design公司在五十年代開(kāi)發(fā)，工藝改進(jìn)后稱(chēng)為Mid Century工藝。AMOCO公司由印地安那Standard Oil公司獨(dú)立出來(lái)于1956年建立了第一套生產(chǎn)粗對(duì)苯二甲酸（TA）裝置。后經(jīng)對(duì)制造工藝進(jìn)行改進(jìn)，1965年，AMOCO公司最先采用了加氫精制新技術(shù)的PTA示范裝置投入運(yùn)轉(zhuǎn)。80年代后，該公司繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)使AMOCO工藝更加趨于成熟和完善。英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司（ICI）的PTA工藝技術(shù)于1957年開(kāi)發(fā)成功，因申請(qǐng)專(zhuān)利遲于AMOCO，一段時(shí)間內(nèi)