年產(chǎn)60萬噸精對苯二甲酸(pta)工段設計大學論文

北京理工大學珠海學院2010屆本科生畢業(yè)設計 表4.2-2中列出。原材料的規(guī)格在第五章原材料供應一節(jié)中給出。北京理工大學珠海學院2010屆本科生畢業(yè)設主要原材料和輔助材料消耗表序號名稱單位消耗量連續(xù)或間斷單耗時耗年耗1對二甲苯t0.65691.84734720連續(xù)2醋酸(以100%計)t0.0344.7638080連續(xù)3鈷金屬kg0.0212.9423520連續(xù)4錳金屬kg0.068.467200連續(xù)5氫溴酸(以100%計)kg0.570560000連續(xù)6氫氣kg0.0912.6100800連續(xù)7共沸劑kg0.570560000連續(xù)8加氫催化劑kg0.0222400間斷9催化劑回收劑kg0.5171.4571200連續(xù)10液堿(45%)t0.00881.2329856連續(xù)備注：加氫催化劑每兩年更換一次，首次裝填量為50噸，一用一備。

主要公用工程消耗表序號名稱主要規(guī)格單位單耗時耗連續(xù)或間斷正常最大1工藝用新鮮水t0.25351600連續(xù)或間斷2循環(huán)水△t=10t3004200046200連續(xù)3工藝用脫鹽水t1.7238500連續(xù)4高壓蒸汽(飽和)10MPat0.724101.36245連續(xù)5電kWh-25-350034000連續(xù)6氮氣0.8MPaNm331000間斷7儀表風Nm31216801900連續(xù)8工廠風Nm33000間斷9燃料(甲醇)t0.00120.1681.2連續(xù)北京理工大學珠海學院2010屆本科生畢業(yè)設計PAGE5工藝設備技術方案5.1概述PTA裝置工藝過程具有高溫高壓、漿料濃度高、介質腐蝕性強且易燃易爆等特點，維持和保證設備長周期正常運行是重中之重。本裝置的設備具有如下特點：裝置中的轉動設備多，約占設備總臺數(shù)的40％。過程設備的類型多，除一般裝置中的塔器、換熱器和容器外，還有空壓機、離心機、干燥機（臥式）、薄膜蒸發(fā)器、旋轉真空過濾機、攪拌器等。裝置內(nèi)大部分介質中含有醋酸、四溴乙烷和氫溴酸等腐蝕性極強的物料，另外生產(chǎn)過程中對PTA產(chǎn)品有較高的潔凈度要求，對金屬雜質特別是鐵離子含量有嚴格的控制要求，因此對PTA主裝置中的設備用材有很高的要求【18】。本裝置過程設備主要為中、低壓設備，但也有部分設備為高壓設備，具體如下：如加氫反應器D1-1301（設計壓力12.0MPaG/FV，設計溫度350℃精制第一、二預熱器E1-1208、E1-1210（管程設計壓力12.0MpaG/FV，管程設計溫度318~350℃，殼程設計壓力2.21~5.2MpaG/FV，設計溫度225~350精制第三、四預熱器E1-1211、E1-1212（管程設計壓力12.0MpaG/FV，設計溫度350℃，殼程設計壓力10.9MpaG/FV，設計溫度350第二焚燒預熱器E1-162（管程設計壓力2.0MpaG/FV，設計溫度350℃，殼程設計壓力10.9MpaG/FV，設計溫度350大型復雜的流體機械設備較多，如由空氣壓縮機及透平和膨脹機組成的工藝空氣壓縮機組、旋轉真空過濾機、氧化反應器、加氫反應器、干燥機和離心機等。單臺設備規(guī)格普遍大型化，容器類直徑大于Φ3000mm的設備占過程設備的30%以上，氧化反應器的直徑達到了Φ9920mm，單臺換熱器的換熱面積達到了4500m2（氧化反應器第二冷凝器E1-304），氧化反應器攪拌器(G1-301)的功率超過2000kW（變頻），CTA/PTA 干燥機（M1-423/M1-1423）的直徑超過Φ4000本項目主要工藝設備共計225臺（套），設備分交只考慮引進關鍵設備和材料，其余設備和材料均考慮國產(chǎn)化，以達到節(jié)約投資的目的【17】。5.2關鍵設備選擇氧化反應器（D1-301）氧化反應器的設計溫度為281℃，設計壓力2.1MpaG/FV，反應器為一立式帶攪拌設備，圓筒體直徑為Φ9920mm，筒體直段高度9800mm加氫反應器（D1-1301）加氫反應器的設計溫度為350℃，設計壓力為12.0MpaG/FV，反應器為立式圓筒形，規(guī)格為Φ4100×14000(T/T)mm，殼體材料為 ASTMSA387Cr11CL2與304L的復合鋼板。CTA漿料在反應器上段溶解（溶解段的作用是提供足夠的停留時間確保CTA完全溶解于水），在下段床層催化劑的作用下，使雜質（4CBA）與氫反應，在結晶過程中從TA中被除去。反應器底部裝有防止催化劑流失的過濾裝置，材料為哈氏合金【9】該設備為國內(nèi)制造。工藝空氣壓縮機組（C1-113）工藝空氣壓縮機組向反應器提供反應用空氣，為多軸式離心壓縮機，能力Q=494t/h，分5段壓縮，由蒸汽透平做主要驅動，蒸汽透平利用裝置副產(chǎn)品低壓蒸汽，回收大部分能量，裝置中的尾氣經(jīng)過膨脹機作為輔助驅動，并回收部分能量。工藝空氣壓縮機是整個裝置的核心設備，由兩種不同的驅動設備共同驅動，機組構成復雜，操作工況多樣，國內(nèi)制造廠目前不具備此類機組成套供貨條件，也無同類裝置的使用業(yè)績。由于專利商要求此機組制造廠必須有豐富的同類設備制造和使用業(yè)績。因此，空壓機組從國外引進。換熱設備本裝置中共有換熱設備48臺，結構型式有BEM，BKM，BEU，NEN，NKN和板式及夾套管式等。其中包括大換熱面積的反應器第二冷凝器E1-304（換熱面積4500m2）和反應器第三冷凝器 E1-305（換熱面積3300m2），這兩臺換熱器的結構復雜，均為NKN型。還包括已提及的高壓換熱器E1-162、E1-1208、E1-1210、E1-1211、E1-1212等，這類換熱器具有設計壓力高，設計溫度高等特點。其中反應器第一、二、三冷凝器E1-303、E1-304、E1-305擬引進。攪拌器本裝置中共有19套攪拌器，攪拌器的型式有透平式、槳式及組合式。TA單元均采用防爆型電機，PTA單元除三臺為防爆型電機外，其余均為非防爆型。密封結構有填料密封、單端面機械密封及雙端面機械密封。其中有3 臺材料為CPTi，2臺為2205雙相不銹鋼，其余為奧氏體不銹鋼。其中有9臺攪拌器從國外引進。干燥機（M1-423，M1-1423）本裝置中共有兩臺臥式回轉干燥機，CTA干燥機主體材料為：殼程CS，管程2205DSS；PTA干燥機主體材料為304L。兩臺干燥機擬引進。過濾機CTA旋轉真空過濾機（M1-410A/B//C）的過濾面積為19.3m2，材料316LSS，共3臺。旋轉壓力過濾機（M1-1410A/B）的過濾面積為13m2，材料3164SS，共2臺。其中旋轉壓力過濾機擬引進。離心設備、泵各種離心設備和泵不一一列舉，設備分交遵循以下原則：壓力離心機和常壓離心機要求單臺生產(chǎn)能力大，遠遠超過國內(nèi)同類設備的生產(chǎn)制造水平，必須從國外引進。催化劑回收部分所用離心機結構特殊（屬專利設備），需進口。高速泵的揚程高，功率大約為500kW左右，國內(nèi)無法制造這種大型高速泵，需從國外引進。采用雙相不銹鋼2205材質的離心泵，國產(chǎn)材質達不到成分和性能要求，只能從國外進口。磁力驅動泵和多級離心風機屬于特殊設備，國內(nèi)產(chǎn)品的質量缺乏保證，沒有大量的使用業(yè)績，需從國外進口。旋轉閥由于國內(nèi)缺乏同類產(chǎn)品，因此需從國外進口。5.3主要設備一覽表本項目主要工藝設備共計225臺（套），詳見REF_Ref244865636\r\h表4.3-1。本項目初步確定的主要進口設備共計41臺（套），詳見REF_Ref244865670\r\h表4.3-2。具體的設備分交范圍要等初步設計階段才能具體確定。進口設備費用為初步估算值，按照這個數(shù)值估算的設備國產(chǎn)化率以設備價值計約為62%。主要工藝設備一覽表序號設備位號設備名稱主要規(guī)格材質數(shù)量尺寸(mm)備注一氧化單元1C1-113空氣壓縮機Q=494t/hSS12F1-160尾氣分離罐81.8m3316LSS1D4300,4200T/T3E1-161第一焚燒器預熱器500m2殼程CS管程HASTELLOYC27614E1-162第二焚燒器預熱器612m2殼程CS管程316LSS15E1-163第三焚燒器預熱器1300m2殼程CS管程316LSS16E1-165焚燒器中間預熱器600m2殼程316HSS管程316HSS待定7H1-166輔助燃料注入器316LSS18D1-167催化焚燒器38m3316HSS1D3100,4000T/T9D1-172尾氣洗滌塔316LSSD6300,14275T/T10G1-173A/B尾氣洗滌塔循環(huán)泵Q=250m3/hH=30m1+111D1-301氧化反應器V=1013m3CPTi/CS1D9920,9800T/T12G1-301氧化反應器攪拌器CPTi113E1-303第一反應器冷凝器1500m2殼程CS管程CPTi114E1-304第二反應器冷凝器4500m2殼程CS管程CPTi115E1-305第三反應器冷凝器3300m2殼程CS管程CPTi116E1-306第四反應器冷凝器2300m2殼程CS管程CPTi117E1-307反應器尾氣冷卻器2500m2118D1-310高壓吸收塔316LSS1D3600,26275T/T19G1-311A/B高壓吸收塔循環(huán)泵Q=212m3/h316LSS1+120E1-313開工加熱器160m2殼程CS管程CPTi121M1-314A/BPX過濾器111t/hCS/316LSS1+122E1-320循環(huán)加熱器2.8MW313m2殼程316LSS管程316LSS123E1-321高壓溶劑冷卻器2.0MW250m2殼程CS管程2205DSS124D1-401第一CTA結晶罐300m3CPTi/CS1D5900,9000T/T25G1-401第一CTA結晶罐攪拌器CPTi126D1-402第二CTA結晶罐346m3CPTi/CS1D6300,9000T/T27G1-402第二CTA結晶罐攪拌器CPTi128D1-403第三CTA結晶罐311m32205DSS1D6000,9000T/T29G1-403第三CTA結晶罐攪拌器2205DSS130E1-404第三CTA結晶罐冷凝器19.0MW1420m2殼程CS管程2205DSS131H1-405第三CTA結晶罐排出系統(tǒng)316LSS32G1-407A/B第三CTA結晶罐輸送泵Q=212m3/hH=30m2205DSS1+133F1-408CTA過濾器進料罐84m3316LSS1D4600,3500T/T34G1-408CTA過濾器進料罐攪拌器316LSS135G1-409A/B/CCTA過濾器進料泵Q=333m3/hH=18m2205DSS336M1-410A/B/CCTA旋轉真空過濾機19.2m2316LSS337F1-411A/B/CCTA母液分離器47m3316LSS3D3270,4500T/T38G1-412A/B/CCTA濾液泵Q=257m3/hH=46m316LSS339G1-413氧化循環(huán)泵Q=194m3/h316LSS1間歇使用40E1-416A/B/CCTA真空氣冷凝器2.3MW398m2殼程CS管程2205DSS341G1-416A/B/CCTA真空泵14250m3/h316LSS342F1-417CTA真空泵分離罐88m3316LSS1D5150,2500T/T43G1-418A/BCTA封液泵Q=105m3/h316LSS1+144E1-419A/B封液冷卻器1.5MW398m2冷程316LSS熱程316LSS345P1-420A-CCTA餅排出螺旋110t/h316LSS346M1-423CTA干燥機系統(tǒng)殼程CS管程2205DSS1包括進料螺旋、排氣筒、凝液罐、排出螺旋47E1-430第一CTA結晶器冷凝器630m2殼程CS管程CPTi148E1-431第一CTA結晶器尾氣冷凝器183.6殼程CS管程CPTi149F1-432第一CTA結晶器放空分離器12.6m3CPTi/CSD2260,2400T/T50D1-501CTA干燥機洗滌塔316LSS1D2600,12565T/T51E1-502CTA干燥機洗滌塔冷卻器700m2殼程CS管程2205DSS152C1-503A/BCTA干燥機鼓風機9t/h316LSS1+153E1-504CTA干燥機排氣加熱器0.26MW殼程CS154G1-505A/BCTA干燥機洗滌塔泵Q=298m3/hH=158m316LSS1+155F1-506母液罐270m3316LSS156G1-506母液罐攪拌器316LSS157G1-507A/B母液泵Q=380m3/hH=180m316LSS1+158D1-508常壓洗滌塔316LSS1D1840,36000T/T59E1-510常壓洗滌塔底冷凝器0.4MW75m2殼程CS管程316LSS160D1-511溶劑氣提塔2205SS161G1-512氣提塔循環(huán)泵Q=900m3/hH=68m2205SS162E1-513氣提塔再沸器12.1MW250m2殼程CS管程CPTi163G1-514A/B常壓洗滌塔底泵Q=144m3/hH=40m316LSS1+164F1-515殘渣蒸發(fā)器1500kW28CPTi/TiCLADCS待定65F1-516殘渣漿料接受罐83m32205DSS1D4300,4300T/T66G1-516殘渣漿料接受罐攪拌器2205DSS167G1-517汽提塔混合泵Q=137m3/hH=28m2205DSS168G1-530A/B殘渣打漿泵Q=35m3/hH=73m316LSS1+169D1-601溶劑脫水塔2205DSS70E1-602脫水塔再沸器3000殼程CS管程2205DSS待定71E1-603溶劑底部冷卻器260m2殼程CS管程2205DSS172G1-606A/B脫水溶劑泵Q=137m3/hH=316LSS1+173G1-607A/B高壓溶劑泵Q=260m3/hH=316LSS1+174E1-608脫水塔冷凝器2660kWCS/2205175F1-608脫水塔傾析器304L1D6200,2800T/T76F1-609共沸劑貯存罐304L1D6200,L=290077G1-615A/B循環(huán)泵Q=750m3/hH=316LSS1+178D1-631回收塔316LSS1上D3200,下D160023100T/T79E1-631回收塔冷凝器2200m2殼程304LSS管程304LSS180G1-632A/B回收塔塔底泵Q=177m3/hH=304SS1+181E1-633廢水凝液加熱器165m2殼程CS管程304LSS182D1-651PX抽出塔2205DSS1D1130,8900T/T83F1-704催化劑回收劑貯罐60m3316LSS1D3700,4300T/T84G1-704催化劑回收劑貯罐攪拌器316LSS185G1-706A/B催化劑回收劑進料泵Q=2.6m3/hH=316LSS1+186M1-707催化劑回收分離器316LSS187M1-714催化劑回收劑添加系統(tǒng)188G1-741HBr卸車泵Q=1.7m3/hH=PTFE/ETFE（襯里）304L/316LSS1+189F1-752HBr貯罐16m3含氟聚合物(襯里)316LSS1D2220,3400T/T90G1-753A/BHBr進料泵Q=2m3H=121+191G1-756A/B醋酸錳進料泵Q=3.3m3/hH=316LSS1+192G1-757A/B醋酸鈷進料泵Q=3.3m3/hH=316LSS1+193F1-758醋酸鈷配制罐34.5m3316LSS1D3080,3600T/T94G1-758醋酸鈷配制罐攪拌器316LSS195F1-759醋酸錳配制罐55.2m3316LSS1D3800,3600T/T96G1-759醋酸錳配制罐攪拌器316LSS197G1-769醋酸鈷溶液卸車泵Q=40m3/hH=316LSS198G1-770醋酸錳溶液卸車泵Q=40m3/hH=316LSS199M1-762催化劑添加系統(tǒng)1100F1-831高壓氮氣貯存罐87m3CS1D3000,11300T/T101D1-840泄壓洗滌塔304LSS1D6360,12400T/T102A1-841泄壓洗滌塔集池610m3混凝土18480×8480×8480103G1-842泄壓洗滌塔集池泵Q=120m3/hH=316LSS1104A1-854精制廢水池230m31105G-855A/B精制廢水池泵Q=212m3/hH=316LSS1+1106A1-856氧化廢水池160m35650×5650×5000107G1-857A/B氧化廢水池泵Q=230m3/hH=67316LSS1+1108A1-858CTA旋轉真空過濾機廢水池160m31109G1-859A/BCTA旋轉真空過濾機廢水泵Q=212m3/hH=316LSS1+1110P1-902CTA干燥機出口旋轉閥168t/h316LSS/316LSS1111M1-903CTA輸送氣過濾器125t/h304LSS1112M1-921A/B尾氣干燥器40t/h304LSS1+1113F1-925進氣緩沖罐212m3CS1D4640,11000T/T114E1-927尾氣干燥冷凝器130m3殼程316SS1115D1-928尾氣干燥洗滌塔316LSSD1650,18000T/T116G1-929A/B尾氣干燥機洗滌塔一段泵Q=91m3/hH=316LSS1+1117G1-930尾氣干燥機洗滌塔循環(huán)冷卻器246m2殼程316LSS管程CS1118G1-931A/B尾氣干燥機洗滌塔二段泵Q=86m3/hH=316LSS1+1119M1-1200CTA進料倉吹掃氣過濾器720kg/h304LSS1120F1-1201CTA進料料倉2500m3304LSS1D12500,16400T/T121F1-1202CTA進料料倉尾氣洗滌塔7.3m3304LSS1D1730,2500O/AT/T122M1-1202CTA進料料倉尾氣除塵器25t/hPP1123P1-1203CTA進料旋轉閥168t/h316LSS1124F1-1206進料打漿罐155m3304LSS1D5650,4300T/T125G1-1206進料打漿罐攪拌器304LSS1126G1-1207A/B低壓溶解進料泵Q=472m3/hH=316LSS1+1127M1-1208A/B進料打漿罐過濾器304LSS1+1128G1-1209A-C高壓溶解進料泵Q=250m3/hH=2507DSS2+1129E1-1211第四結晶器預熱器75m2殼程304L管程304L1130F1-1211第四結晶器預熱器凝液罐4.3m3304L1131E1-1212低溫凝液冷卻器80m2殼程304L管程304L1132E1-1220第三結晶預熱器226m2殼程304L管程304L1133F1-1220第三結晶器預熱器凝液罐4.3m3304L1D1500,1950T/T134E1-1221高溫凝液冷卻器64m2殼程304L管程2RK651135E1-1222第二結晶器預熱器742m2殼程304L管程2RK651136F1-1222第二結晶器預熱器冷凝液罐4.3m3304L1D1500,1950T/T137E1-1223第一結晶器預熱器1176m2殼程304L管程CPTi1138F1-1223第一結晶器預熱器凝液罐4.3m3304L1D1500,1950T/T139E1-1224高壓凝液預熱器268m2殼程CS管程CPTi1140E1-1225高壓蒸汽預熱器535m2殼程CS管程CPTi1141D1-1301加氫反應器221m3304LSS1D4100,14000T/T142C1-1350A/B氫氣壓縮機60kg/h1+1143E1-1351氫氣回收預熱器1.1m2殼程CS管程304LSS1144D1-1352一氧化碳去除反應器1m3304LSS1D800,2000T/T145M1-1353氫氣回收過濾器5t/h304LSS1146E1-1354氫氣回收冷凝器3.1MW41m2殼程CS管程304LSS1147E1-1355氫氣回收冷卻器0.07MW3.3m2殼程CS管程304LSS1148F1-1356氫氣回收分離罐1.44m3304LSS1D1000,1500T/T149D1-1401第一PTA結晶器217.3m3304LSS/CS1D5200,8500T/T150G1-1401第一PTA結晶器攪拌器304LSS1151D1-1402第二PTA結晶器196.1m3304LSS/CS1D5200,7500T/T152G1-1402第二PTA結晶器攪拌器304LSS1153D1-1403第三PTA結晶器221.7m3304LSS/CSD5500,7500T/T154G1-1403第三PTA結晶器攪拌器304LSS1155D1-1404第四PTA結晶器239.9m3304LSS/CS1D5700,7500T/T156G1-1404第四PTA結晶器攪拌器304LSS1157D1-1405第五PTA結晶器196.1m3304LSS1D5200,7500T/T158G1-1405第五PTA結晶器攪拌器304LSS1159G1-1407料漿循環(huán)泵Q=560m3/hH=316LSS1+1160F1-1408旋轉壓力過濾機進料罐81.7m3304LSS1D4200,4500T/T161G1-1408旋轉壓力過濾機進料罐攪拌器304LSS1162G1-1409A/B旋轉壓力過濾機進料泵Q=575m3/hH=316LSS1+1163M1-1410A/B旋轉壓力過濾機13m2304LSS1+1164F1-1411PTA母液分離器121m2304LSS1165F1-1412PTA母液閃蒸罐38.9m3304LSSD3000,4500T/T166G1-1412PTA母液閃蒸罐攪拌器304LSS1167G1-1416A/B旋轉壓力過濾機增壓機6000m3/h304LSS1+1168E1-1418打漿水加熱器90m2殼程304LSS管程304LSS1169P1-1420A-DRPF固體出料旋轉閥84t/h304LSS2+2170P1-1421A/BRPF濾餅排放螺旋168t/h1171P1-1422A/BPTA干燥機交叉輸送螺旋2172M1-1423PTA干燥機168t/h304LSS1173E1-1428PTA干燥機洗滌塔冷凝器1180m2殼程CS管程304LSS1安裝在F1-1428中174F1-1428PTA干燥機洗滌塔90m3304LSS1D4000,3500T/T包含E1-4128和E1-1413175G1-1429A/BPTA干燥機冷凝器底部泵200m3/h304LSS1+1176G1-1430高壓沖洗水泵Q=360m3/hH=169316LSS1177F1-1441PTA閃蒸罐11.7m3304LSS1D1900,3500T/T178G1-1442A/B工藝凝液泵304LSS1+1179E1-1443精制閃蒸氣超低壓蒸汽發(fā)生器860m2殼程CS管程304LSS1180G1-1602A/BPTA母液泵Q=850m3/hH=73316LSS1+1181M1-1603PTA母液分離器316LSS1182F1-1604PTA母液打漿罐50.7m3316LSS1D3800,3200T/T183G1-1604PTA母液打漿罐攪拌器1184F1-1605PTA母液過濾加料罐19.8m3316LSS1D2470,3300T/T185E1-1606A/BPTA母液打漿泵Q=18m3/hH=195316LSS1+1186E1-1607PTA母液冷卻器17.6MW316LSSCS1+1187F1-1615尾氣洗滌塔304LSS1D5600,7000T/T188E1-1615尾氣洗滌塔冷凝器355m2殼程304LSS管程2205DSS1189G1-1615尾氣洗滌塔攪拌器304LSS1190E1-1618工藝水加熱器202m2殼程管程304LSS設在F1-1615中191G1-1816A/B高壓密封水泵Q=131.5m3/h304LSS1+1192G1-1817A/B低壓密封水泵Q=143m3/hH=109304LSS1+1193F1-1818密封水罐3.6m3304LSS1D1400,1900T/T194E1-1819密封水冷卻器1.3MW304LSS1195M1-1821低壓密封水泵吸入口過濾器140m3/h304LSS1復式過濾器196M1-1900A/B/C產(chǎn)品批料倉脈沖過濾器600kg/h304LSS3197M1-1901產(chǎn)品輸送氣過濾器10t/h304LSS1198P1-1902PTA干燥機出口旋轉閥168t/t316LSS316LSS1199F1-1903A/BPTA班料倉1800m3304LSS2D9000,23900T/T200M1-1903A/BPTA班料倉過濾器11t/h304LSS2201E1-1904PTA產(chǎn)品冷卻器1MW202M1-1905PTA輸送氣10t/h304LSS1203M1-1906A/BPTA產(chǎn)品過濾器140t/h304LSS1+1204P1-1907A/BPTA班料倉出口旋轉閥168t/h316LSS2205F1-2000A/BPTA產(chǎn)品料倉5178m3304LSS2D14000,28000T/T錐體17000206M1-2000A/BPTA產(chǎn)品料倉袋式過濾器10t/h304LSS2207E1-2004A/BPTA產(chǎn)品冷卻器1MW304LSS304LSS2208M1-2005A/BROUSINGGASFILTER1500t/h304LSS3209G1-2206A/B低壓進料水泵Q=600m3/hH=100CS1+1210F1-2209ELP蒸汽閃蒸罐18.7m3CS1D2000,5300T/T211G1-2210A/B凝液返回泵Q=300m3/hH=25CS1+1212F1-2212除氧器622m3CS（應力消除）1D6000,20000T/T內(nèi)構件304L213H1-2215脫過熱器200T/h304L1214G1-2216A/B脫過熱器泵Q=50m3/hH=1000Alloysteel1+1215F1-2219蒸汽閃蒸罐11.7m3CS1D1800,4000T/T內(nèi)構件304L216F1-2220低壓排放罐4.45m3CS1D1250,3200T/T217G1-2221A/B排放凝液罐50m3/hCS1+1218F1-2225中壓蒸汽閃蒸罐11.7m3CS1D1800,4000T/T內(nèi)構件304L219M1-2280鍋爐給水計量系統(tǒng)1220F1-2650母液貯存罐1500m3316LSS1D12410,12410T/T221G1-2651母液貯存泵Q=900m3/hH=39316SS1222D1-2652母液貯存罐洗滌塔316LSS1223G1-2654母液貯存洗滌塔泵Q=5m3/hH=24316SS1224G1-2656母液貯存冷卻器10m2殼程CS管程316LSS1225G1-2802A/B輔助燃料進料泵Q=1.5t/hH=300316SS1+1主要進口設備一覽表序號名稱規(guī)格材質數(shù)量價格（百萬美元）1空氣壓縮機Q=494t/hSS142.02氧化反應器V=1013m3CPTi/CS19.03第一反應器冷凝器1500m2殼程CS管程CPTi115.04第二反應器冷凝器4500m2殼程CS管程CPTi15第三反應器冷凝器3300m2殼程CS管程CPTi16CTA干燥機系統(tǒng)殼程CS管程2205DSS17.07CTA干燥機鼓風機9t/h316LSS21.08母液泵Q=380m3/h316LSS20.49氣提塔循環(huán)泵Q=900m3/hH=68m2205DSS10.310氣體他混合泵Q=137m3/hH=28m2205DSS10.111催化劑回收分離器316LSS10.812CTA干燥機出口旋轉閥168t/h316LSS10.313CTA進料旋轉閥25t/h316LSS10.214高壓溶解進料泵Q=250m3/hH=970m2507DSS33.515氫氣壓縮機60kg/h21.316旋轉壓力過濾機13304LSS25.517旋轉壓力過濾機增壓機6000m3/h304LSS21.018RPF固體出料旋轉閥84t/h304LSS41.019PTA干燥機168t/h304LSS16.520PTA干燥機出口旋轉閥168t/h316LSS10.221PTA班料倉出口旋轉閥168t/h316LSS20.422氧化反應器攪拌器CPTi18.023第一CTA結晶罐攪拌器CPTi124第二CTA結晶罐攪拌器CPTi125第三CTA結晶罐攪拌器2205DSS126第一PTA結晶器攪拌器304LSS127第二PTA結晶器攪拌器304LSS128第三PTA結晶器攪拌器304LSS129第四PTA結晶器攪拌器304LSS130第五PTA結晶器攪拌器304LSS131其它12.0合計115.5PAGE6原材料、輔助材料及燃料供應6.1原材料和輔助材料供應6.1.1主要原料PX供應本項目的主要原料為PX，年需求量73.5萬噸。PX原料由廠址卸入碼頭罐區(qū)，再由碼頭鋪設管道輸送到廠區(qū)的原料罐區(qū)內(nèi)。碼頭罐區(qū)一期已設兩臺儲量為12,000m3的內(nèi)浮頂碳鋼儲罐，廠區(qū)原料罐區(qū)已設兩臺儲量為30,000m6.1.2輔助材料供應本項目醋酸年需求量約為3.81萬噸，立足國內(nèi)采購，采用汽車槽車運送到廠內(nèi)罐區(qū)。一期工程已設兩臺1300m3本項目堿液（45wt%）需求量約為0.986萬噸，立足國內(nèi)采購，采用汽車槽車運送到廠內(nèi)罐區(qū)。其它輔助材料（共沸劑、催化劑等）將從國內(nèi)或國外市場購買【10】。6.2原材料和輔助材料規(guī)格6.2.1PX規(guī)格對二甲苯規(guī)格序號項目單位規(guī)格測試方法1外觀無色，透明，無懸浮物2純度wt%≥99.7D3798-003非芳烴wt%≤0.05D3798-004乙苯wt%≤0.1D3798-005鄰二甲苯wt%≤0.1D3798-006間二甲苯wt%≤0.1D3798-007其他有機物wt%≤0.05D3798-008氯wtppm≤1.0D5808-959硫wtppm≤1.0D3961-9810色度（鉑-鈷）≤10D1209-00氫氣規(guī)格序號項目單位規(guī)格測試方法1純度Vol%≥99.7氣相色譜2一氧化碳Volppm≤10氣相色譜3二氧化碳Volppm≤10氣相色譜4氧氣Volppm≤400氣相色譜5氮氣Vol%≤0.1氣相色譜6硫Volppm≤1氣相色譜醋酸規(guī)格序號項目單位規(guī)格測試方法1外觀無色，透明，無懸浮物2純度wt%≥99.5BS576pt219983乙醛wt%≤0.05BS576pt219984甲酸wt%≤0.05BS576pt219985冰點°C16.356硫酸鹽wtppm≤1BS576pt219987氯化物wtppm≤1BS576pt219988鐵wtppm≤1BS6337pt319839重金屬（以Pb計）wtppm≤1BS576pt2199810非揮發(fā)性物wtppm≤50BS576pt2199811水wt%≤0.15BS2511197012色度（鉑-鈷）≤10.0BS5339197共沸濟規(guī)格序號項目單位規(guī)格測試方法1純度wt%≥99.52色度（鉑-鈷）≤103水wt%≤0.14比重0.885~0.8905非揮發(fā)物g/100ml≤0.005670mmHg時餾程范圍初餾點°C100干點°C≤1127酸度（以醋酸計）wt%≤0.0加氫催化劑（鈀碳催化劑）序號項目單位規(guī)格測試方法1鈀wt%0.5土0.032灰值No.%≤153磁性物質wt%≤0.014硫wtppm≤4005銅wtppm≤406磨損率wt%≤2.07鈀磨損（以鈀含量0.5%計）wt%≤28.08氯（水可萃取的）wtppm≤1009堆積密度g/ml≤0.4910鈉wtppm≤150011鐵wtppm≤10012鉻wtppm≤3013粒徑2~4.75mmVol%≥927自動控制7.1概述60萬噸/年PTA裝置設有獨立的中央控制室，采用集散控制系統(tǒng)（DCS），并設有緊急停車系統(tǒng)（ESD）。裝置自動化水平較高。中央控制室分為操作室和機柜室，操作員接口，如CRT操作站和輔助操作臺安裝在中央控制室的操作室。過程接口，如控制器，過程接口單元及輔助儀表系統(tǒng)安裝在鄰近中央控制室的機柜室。7.2設計范圍本設計包括PTA主裝置界區(qū)內(nèi)的空壓機和HPCCU尾氣催化焚燒單元、氧化、CTA結晶、分離和干燥工段、溶劑回收和母液處理系統(tǒng)、溶劑脫水、催化劑儲存、安全排放系統(tǒng)、CTA輸送和尾氣干燥、精制、PTA結晶、分離和干燥工段、PTA母液及排放氣處理系統(tǒng)、產(chǎn)品輸送及料倉、蒸汽及凝液系統(tǒng)、堿液系統(tǒng)等自控和儀表的設計。7.3生產(chǎn)裝置對自動控制的要求PTA裝置是石油化工裝置中工藝過程復雜、介質特殊、工藝流程長、設備臺件數(shù)多、控制和聯(lián)鎖系統(tǒng)復雜、儀表種類多、選型難度大、對自動化水平要求高的裝置之一。PTA裝置中的物料具有易燃、易爆、易堵、腐蝕性強等特點，因此操作難度大，控制要求高。為了使PTA裝置能安全可靠地生產(chǎn)，要求裝置的自動控制系統(tǒng)和安全儀表聯(lián)鎖系統(tǒng)具有高可靠性、高安全性及相當?shù)南冗M性【11】。為了確保PTA裝置能平穩(wěn)、高效、優(yōu)化的長期運行，工藝過程的控制采用分散型控制系統(tǒng)（DCS）。為了保證裝置的安全生產(chǎn)，安全儀表系統(tǒng)(SIS)采用故障安全型三重化冗余容錯（TMR）結構。該系統(tǒng)獨立設置，與DCS之間可進行串行數(shù)據(jù)通訊（冗余）。SIS系統(tǒng)的報警、聯(lián)鎖信號可以同時在DCS及輔助操作臺上重復報警顯示，并在輔助操作臺（盤）上設置操作聯(lián)鎖旁路、復位按鈕。旋轉真空過濾機、壓力/常壓離心機、TA/PTA干燥機等成套設備，隨機帶有一次檢測儀表，重要參數(shù)進DCS指示報警或參與聯(lián)鎖。工藝空氣壓縮機組(PAC)的控制采用PLC系統(tǒng)（隨機組成套），其全部操作參數(shù)通過遠程通訊（MODBUS-485RTU）傳送到設在控制室內(nèi)的PACVDU上顯示。關鍵的聯(lián)鎖控制回路其檢測儀表與常規(guī)指示控制回路檢測儀表分開設置，重要的聯(lián)鎖控制回路設置雙檢測儀表，氧化反應及結晶冷凝后的氣相介質設置氧分析儀/二氧化碳分析儀/一氧化碳分析儀三重檢測儀表，以確保安全可靠。8控制系統(tǒng)及儀表選型8.1控制系統(tǒng)采用集散型控制系統(tǒng)（DCS）實現(xiàn)生產(chǎn)過程的控制、監(jiān)視、報警、報表打印及生產(chǎn)管理。緊急停車系統(tǒng)（ESD）擬采用三重化PLC系統(tǒng)，ESD系統(tǒng)獨立于DCS，并能與DCS進行數(shù)據(jù)通訊。工業(yè)氣相色譜儀和氧分析儀等分析儀表進行生產(chǎn)過程的在線分析，分析儀表能與DCS進行數(shù)據(jù)通訊。壓縮機只設就地指示盤，主要工藝參數(shù)和報警聯(lián)鎖信號引至中央控制室由DCS／ESD進行監(jiān)視、控制和聯(lián)鎖。擠壓造粒機、風送/料倉系統(tǒng)分別由隨機成套的獨立的PLC（也可由DCS）系統(tǒng)和控制，并設就地操作盤，PLC系統(tǒng)能與中控室DCS進行通訊【16】。8.2檢測儀表選型原則現(xiàn)場遠傳儀表原則上采用智能型、二線制4~20mADC輸出、本安型儀表。重要報警或緊急停車的參數(shù)設獨立的一次儀表，隨機儀表的選型應與主裝置儀表一致。裝置內(nèi)一般流量測量主要采用差壓式或轉子流量儀表。重要工藝介質的批量控制和界區(qū)計量高度的容積式或質量流量計。進出界區(qū)的公用工程氣體流量儀表帶溫度和壓力補償。溫度就地顯示采用雙金屬溫度計，熱電偶、熱電阻均采用配套管的鎧裝結構，熱電偶應帶斷電偶保護。壓力就地顯示采用不銹鋼彈簧管或膜片壓力表，一般壓力遠傳采用智能型壓力變送器。液位現(xiàn)場顯示優(yōu)選磁浮子或石英管液位計，液位遠傳測量一般采用外浮筒式液位計，在外浮筒式儀表不適用的場合，根據(jù)情況采用智能型法蘭液位變送器或其它液位計。一般應用場合的執(zhí)行器采用氣動薄膜控制閥。在線分析儀（色譜儀、O2分析儀等）應包含取樣單元、預處理單元、分析儀單元、回收或放空單元、帶微處理機的信息處理單元、記錄儀和打印機等。在線分析儀應與現(xiàn)場分析小屋成套提供，分析小屋內(nèi)電器、儀表應采用防爆結構，具有易維修和操作的足夠空間，并配齊電源、凈化風源、載氣、標準氣及防爆空調(diào)設施等。在滿足工藝參數(shù)要求的前提下，儀表選型本著合理可靠、性能好價格低、易于安裝維護的原則進行。8.3主要的檢測及控制方案8.3.1主要的檢測方案為保證檢測的可靠，根據(jù)專利商要求的重要程度，對某些極關鍵的測溫（壓）采用雙重或三重的檢測。不太重要的，不需頻繁調(diào)整的變量采用氣動控制器進行就地控制。對操作物料粘度大的應用場合，采用電容式或放射性液位計。8.3.2主要控制方案TA工段的主要控制方案.1PX進料與溶劑混合配比控制方案氧化反應是用醋酸鈷和醋酸錳為催化劑，用溴化氫為促進劑，在一定的溫度和壓力條件下，用空氣中的氧氣在醋酸溶劑中把對二甲苯反應成對苯二甲酸。氧化進料與溶劑量的配比控制系統(tǒng)，主要控制進入氧化反應器中PX與總的溶劑的比值。進入進料混合器的循環(huán)母液流量和來自高壓吸收塔的循環(huán)溶劑流量以及新鮮高壓溶劑流量經(jīng)累加器累加計算后再去除經(jīng)反應器四級冷凝后排出水的流量，這個計算值與PX比值器進行配比，然后比值器的輸出作為新鮮高壓溶劑調(diào)節(jié)器流量調(diào)節(jié)的外給定，控制新鮮高壓溶劑進入高壓吸收塔的流量，從而達到控制進入反應系統(tǒng)溶劑的量。PX與進氧化反應器的空氣也采用了比值控制方案。.2溶劑脫水塔位置計算控制方案溶劑脫水塔的主要目的是把氧化生成的水與醋酸溶劑分開，為節(jié)約能源，使用了有機共沸劑。在該塔的中部設有六個溫度測量點，為了控制塔頂和塔底的組份，該控制方案就是要在這六個溫度測量點中經(jīng)計算找出塔敏感點位置的溫度作為位置調(diào)節(jié)器的測量值，位置調(diào)節(jié)器的輸出作為串級回路付調(diào)節(jié)器的外給定，調(diào)節(jié)從中部和頂部進入溶劑脫水塔共沸劑的流量。找到了塔的敏感點溫度也就保證了塔頂MA、醋酸甲酯和塔底醋酸的組份。這種控制方案稱為“PROFILECONTROL”控制方案，類似的控制方案在其他蒸餾塔上也有使用【12】。.3空壓機的防喘振控制方案根據(jù)空壓機的工作特點及季節(jié)變化情況，設置了三套防喘振控制系統(tǒng)，確保壓縮機的安全運行。目的之一是由漿料罐液位調(diào)節(jié)和循環(huán)溶劑流量調(diào)節(jié)構成串級調(diào)節(jié)，控制漿料罐的液位。目的之二是控制到進料打漿罐的密度，從而保證進入到加氫反應器的漿料濃度。通過兩種方法來完成此控制方案。（a）第一種是由漿料密度測量變送器DT-21327所測密度，通過調(diào)節(jié)器 DICA-21327 與所要求的密度設定值進行比較，測量的漿料密度與給定的漿料密度值出現(xiàn)偏差時，密度調(diào)節(jié)器的輸出送至粉料比值器FFY-21327中與漿料密度進行比值運算，其結果作為TA粉料速度調(diào)節(jié)器SICA-21896的外給定，通過旋轉出料器的速度控制TA粉料進入漿料罐的量，保證TA粉料完全溶解，并達到一定的濃度。粉料比值器FFY-21327的輸出也可通過自動/手動開關HS-21883去控制旁路蝶閥FCV-21883的出料來控制TA粉料進入漿料罐的量。（b）另一種方法是通過DCS的手動選擇開關HS-21327，由DY-21303的計算值作為DICA-21327的測量變量。此計算值來自低壓溶劑喂入泵回流管線的密度。這個測量值通常和溫度一起，及其他參數(shù)（如：漿料流量；閃蒸蒸汽流量；冷凝液流量；漿料回流溫度；漿料去G1209泵前溫度等）在DY-21303 中完成計算，預測反應器喂入漿料密度。DICA-21327以后的控制過程與第一種方法相同【15】。保持加氫反應器的壓力和液面穩(wěn)定，對反應效果及生產(chǎn)平穩(wěn)運行甚為重要。按常規(guī)設計控制系統(tǒng)，即液位調(diào)節(jié)器控制反應器的出料，壓力調(diào)節(jié)器控制氫氣進量。但是，實踐證明這種常規(guī)控制是不可取的，其主要缺點是控制參數(shù)極易波動，造成催化劑的破碎，即“爆沸現(xiàn)象”使得管道和閥門堵塞。為了解決這個問題，采用了交叉控制方案，即用液位調(diào)節(jié)器控制氫氣進量，用壓力調(diào)節(jié)器控制反應器的出料，這樣減小了擾動，使參數(shù)變化平穩(wěn)。達到預期的效果。8.3.3結晶器的壓力分程控制方案為了更好的利用能源、精制部分第一結晶器閃蒸氣將部分進入第一至第三加氫預熱器，加熱進入加氫反應器的TA漿料。結晶器壓力調(diào)節(jié)器的輸出信號分為三段，每段對去排空管網(wǎng)的泄壓閥和去預熱器的泄壓閥共三個進行控制，實現(xiàn)三分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)。另外，在B閥的控制上，即在壓力調(diào)節(jié)器對B閥的控制輸出上串有自動/手動開關，當自動/手動開關設定自動時，壓力調(diào)節(jié)器按正常的方式控制A.B.C三個分程調(diào)節(jié)閥。當IC-215聯(lián)鎖回路發(fā)生動作時（即去加氫反應器的熔體溫度太低和高壓溶劑泵前喂入漿料流量太小時），自動/手動開關到手動，B閥固定在10%開度，減少排到放空洗滌塔的量。A、C閥將保持自動控制。精制部分的結晶器基本上都采用了分程調(diào)節(jié)方案，即達到了充分利用閃蒸蒸汽能源的目的，又擴大了閥門的行程，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小了閃蒸時閥門處的噪音。8.3.4壓力離心機沖洗水與進料的比值控制方案壓力離心機的漿料來自漿料泵 G1-1410，進料流量由流量調(diào)節(jié)器控制，漿料的流量又通過比值器計算出設定值，作為進入壓力離心機的再打漿水流量調(diào)節(jié)器的外給定，形成了雙閉環(huán)比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使得進入離心機的漿料和再打漿水成穩(wěn)定比率。實現(xiàn)了工藝對壓力離心機沖洗水與進料的比值控制的要求。以上是PTA裝置比較有特點的主要控制方案。另外，本裝置還有關鍵控制回路約40多個，在這些控制方案中，充分利用了DCS豐富的軟件控制功能，采用了一些比較有特色的高選、低選、計算、邏輯等功能模塊，實現(xiàn)了很多復雜控制系統(tǒng)的控制，解決了很多生產(chǎn)中的難題。結論本次設計任務是年產(chǎn)60萬噸精對苯二甲酸（PTA）工段設計。PTA生產(chǎn)工藝過程可分氧化單元和加氫精制單元兩部分。原料對二甲苯以醋酸為溶劑，在催化劑作用下經(jīng)空氣氧化成粗對苯二甲酸，再依次經(jīng)結晶、過濾、干燥為粗品；粗對苯二甲酸經(jīng)加氫脫除雜質，再經(jīng)結晶、離心分離、干燥為PTA成品。精對苯二甲酸是生產(chǎn)聚酯纖維、樹脂、膠片及容器樹脂的主要原料，被廣泛應用于化纖、容器、包裝、薄膜生產(chǎn)等領域。PTA的原料為二甲苯，二甲苯的原料為石油。而PTA是聚酯的原料，聚酯又是滌綸的原料，而化纖中80%為滌綸，化纖占紡織業(yè)原料36%的份額。參考文獻[1]羅其明.溶劑洗滌法精制粗對苯二甲酸工藝研究[D].中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007,(04)第19-51頁。[2]劉會武.粗對苯二甲酸精制離心過濾洗滌過程的實驗和模擬研究[D].中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007,(04)第69-154頁。[3]林春光.蒸餾法瀝青生產(chǎn)工藝模擬及工程設計[D].中國優(yōu)秀博碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫(碩士),2005,(06)第133-353頁。[4]曹寶慶.催化裂化裝置分餾及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)工藝參數(shù)分析與研究[D].中國優(yōu)秀博碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫(碩士),2005,(07)第99-122頁。[5]范振魯.粗對苯二甲酸精制方法的研究[D].中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫,2006,(01)第133-181頁。[6]李明功.PTA純度分析與控制方法的研究[D].中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫,2008,(05)第98-144頁。[7]王僧山.修飾方式對蒙脫土及其聚丙烯復合材料性能的影響[D].中國優(yōu)秀博碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫(碩士),2006,(08)第29-51頁。[8]張效敏.[C_（18）mim]～+在蒙脫土層間吸附方式對聚丙烯/蒙脫土復合材料性能的影響[D].中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007,(04)第77-81頁。[9]唐海歐.咪唑基離子液體對聚烯烴結構與性能的影響[D].中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007,(05)第41-59頁。[10]陳紅.酯類增塑劑的綠色催化合成研究[D].中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007,(05)第131-157頁。[11]王挺.吸附層反應技術制備TiO_2/SiO_2納米復合材料[D].中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫,2007,(09)第83-149頁。[12]李維興.對二甲苯高溫氧化工藝的流程模擬與優(yōu)化研究[D].中國優(yōu)秀博碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫(碩士),2005,(03)第88-298頁。[13]陳斌.鼓泡塔氧化反應器內(nèi)構件的研究[D].中國優(yōu)秀博碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫(碩士),2006,(07)第57-164頁。[14]陳朝暉.HYPERLINK"/grid2008/detail.aspx?dbname=CMFD