PTA裝置及工藝課件

PTA裝置及加氫精制工藝簡介PTA裝置及工藝PTA裝置概況PTA技術(shù)簡介生產(chǎn)工藝方法AMOCO工藝法ICI工藝法MPC工藝法PTA裝置及工藝國內(nèi)PTA裝置概況燕山石化公司3.6萬噸/年AMOCO1981年投產(chǎn)上海石化股份有限公司22.5萬噸/年MPC1985年投產(chǎn)揚(yáng)子石化公司45萬噸/年AMOCO1989年投產(chǎn)濟(jì)南化纖總廠7.5萬噸/年MPC1991年投產(chǎn)儀征化纖股份有限公司25萬噸/年AMOCO1995年投產(chǎn)烏魯木齊石化總廠7.5萬噸/年ICI1995年投產(chǎn)遼陽石油化纖公司22.5萬噸/年ICI1996年投產(chǎn)天津石化公司25萬噸/年MPC2000年投產(chǎn)PTA裝置及工藝天津PTA裝置概況概況1997年1月30日在北京中石化總公司國際事業(yè)公司和日本三井造船株式會社簽定了以對二甲苯為原料年生產(chǎn)能力為25萬噸的精對苯二甲酸（PTA）的生產(chǎn)裝置合同，1997年7月1日生效。PTA項目總投資：130829.4萬元、占地43050M2本裝置共有設(shè)備機(jī)械等577臺，買方供貨237臺，賣方供貨340臺PTA裝置及工藝設(shè)計基礎(chǔ)

PTA裝置設(shè)計的年生產(chǎn)能力為25萬噸精對苯二甲酸，設(shè)計運(yùn)轉(zhuǎn)時間7200小時每年，每小時產(chǎn)量35噸PTA，操作彈性在70%—110%之間。裝置組成

PTA裝置包括粗對苯二甲酸（TA）生產(chǎn)單元；精對苯二甲酸（PTA）生產(chǎn)單元；輔助設(shè)施和公共設(shè)施。PTA裝置及工藝

1.TA單元流程PTA裝置及工藝

TA單元生成PTA的原料粗TA（CTA），采用MPC專有的液相催化氧化對二甲苯的工藝。TA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。基礎(chǔ)工藝流程為對二甲苯（PX）、醋酸溶劑（Q）和醋酸鈷、醋酸錳催化劑、及四溴乙烷（TBE）助催化劑一起進(jìn)入氧化反應(yīng)器TD-201，空氣(空氣與純氧的混合氣)在流量控制下進(jìn)入反應(yīng)器底部，三臺在線氧分析儀檢測尾氣中氧氣的濃度。氧化主反應(yīng)PX+O2==TA+2H2O(催化劑,醋酸溶劑）氧化副反應(yīng)PX+O2==4CBA+H2O氧化工藝簡介PTA裝置及工藝

反應(yīng)溫度通過改變壓力來調(diào)節(jié)。底進(jìn)軸錨式攪拌器TJ-201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，并保持固體為懸浮狀態(tài)。氧化反應(yīng)放出的熱量通過蒸發(fā)溶劑來帶走，反應(yīng)器的頂部有一個脫水塔用來除去氧化反應(yīng)中生成的水。PTA裝置及工藝

反應(yīng)器塔底物連續(xù)排入漿料罐TD-203，在其中一步減壓至常壓，通過降壓閃蒸沉淀TA，將漿料送入離心機(jī)TM-300，分離出的濕濾餅進(jìn)入再打漿罐TD-300進(jìn)行再打漿后送入旋轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)（RVF）TM-301A、B，使TA與母液分離，母液進(jìn)入循環(huán)再作反應(yīng)溶劑。TA濾餅進(jìn)入干燥機(jī)TM-304內(nèi)干燥后得到CTA，利用反應(yīng)尾氣或N2風(fēng)送至料倉TTK-400。PTA裝置及工藝加氫精制工藝技術(shù)概述反應(yīng)原理PTA裝置及工藝此加氫反應(yīng)為非均相催化反應(yīng)，包括：固相：鈀-碳催化劑液相：對苯二甲酸水溶液氣相：氫氣和水蒸汽PTA裝置及工藝工藝流程PTA裝置及工藝PTA單元工藝流程總貌圖PTA裝置及工藝

干燥的CTA通過風(fēng)送系統(tǒng)從TA日料倉TTK-400送入CTA料斗PTK-101，通過自動稱重進(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，經(jīng)脫離子水（DIW）打漿加壓，加熱溶解，進(jìn)入加氫反應(yīng)器PD-201與H2在287℃，7.6Mpa的條件下，通過鈀—碳（Pd/C）催化劑床層進(jìn)行加氫反應(yīng)，使4—CBA轉(zhuǎn)化成易溶于水的對甲基苯甲酸（P—TA）。

加氫主反應(yīng)4CBA+H2==PT酸+H2OPTA裝置及工藝

然后將漿料依次經(jīng)過PD-301、PD-302、PD-303、PD-304逐級降壓結(jié)晶，使?jié){料中析出PTA，然后通過離心機(jī)PM-401、旋轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)PM-402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)PM-404中干燥，得到合格的PTA產(chǎn)品，再用反應(yīng)尾氣或N2將PTA輸送至料倉PTK-800A、B，供后面PET（聚酯）使用或由倉儲車間打包裝置打包外售。PTA裝置及工藝加氫過程中的付化學(xué)反應(yīng)：1）當(dāng)使用新鮮的鈀-碳催化劑時，有可能發(fā)生下述反應(yīng)，但很快就停止2）如果氫氣分壓非常低時，將發(fā)生下述反應(yīng)：PTA裝置及工藝進(jìn)料部分干燥的粗TA通過風(fēng)送系統(tǒng)從TA日料倉TTK-400送入粗TA料斗PTK-101,之后通過自動稱重進(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)料漿料罐下的反應(yīng)器進(jìn)料提升泵ＰＰ－101用來提升反應(yīng)進(jìn)料泵ＰＰ－102的入口壓力，ＰＰ－102向加氫反應(yīng)器ＰＤ－201提供經(jīng)過預(yù)熱的高壓進(jìn)料。反應(yīng)器進(jìn)料通過進(jìn)料預(yù)熱器（ＰＥ－101Ａ~ＰＥ－101Ｅ）加熱到所需的反應(yīng)溫度。前三個預(yù)熱器ＰＥ－101Ａ，Ｂ＆Ｃ通過蒸汽加熱，最后兩個預(yù)熱器ＰＥ－101Ｄ＆Ｅ用熱油加熱。PTA裝置及工藝進(jìn)料部分流程圖PTA裝置及工藝常見問題PM-104袋濾器壓差高，呼吸閥起跳現(xiàn)象：PI-2105壓力高并達(dá)到高值，PDI-2104壓差高并達(dá)到高值；呼吸閥起跳原因：CTA進(jìn)料中濕含量大；CTA進(jìn)料中雜質(zhì)含量超標(biāo)；PZ-100轉(zhuǎn)閥損壞處理：熱水運(yùn)轉(zhuǎn)或切漿料運(yùn)轉(zhuǎn)時對PM-04進(jìn)行更換濾袋PTA進(jìn)料系統(tǒng)波動現(xiàn)象：PD-101中的漿料密度控制不穩(wěn)，波動較大；FC-2101A進(jìn)料量指示波動較大原因：PM-101-1的排氣線堵塞；KCV-2101故障，氣動膜頭損壞處理：用木榔頭敲擊PM-101-1的排氣線，使其暢通；調(diào)大PM-101-1排氣線的氮氣吹掃量，使氮氣正常通入；儀表人員進(jìn)行檢查、維修。PTA裝置及工藝工藝切RS運(yùn)轉(zhuǎn)原因：FC-2601低流量聯(lián)鎖（200kg/h）；PP-101泵停；PP-102雙運(yùn)中突然一臺故障自停；PD-201壓力PS-2203高聯(lián)鎖（8.33MPa)；PE-01換熱器堵，F(xiàn)C-2201流量突然降低處理：程序自動切RS運(yùn)轉(zhuǎn)；內(nèi)操操作DCS軟開關(guān)切RS運(yùn)轉(zhuǎn)動作：SDV-2103、SDV-2105關(guān)閉，SDV-2104打開PTA裝置及工藝加氫部分澄清的ＴＡ水溶液連續(xù)地經(jīng)過預(yù)熱器進(jìn)入加氫反應(yīng)器ＰD－201，經(jīng)過催化劑床層。加氫反應(yīng)器中通入氫氣。在ＰＤ－201發(fā)生催化加氫反應(yīng)，使ＴＡ中的不純物轉(zhuǎn)化成可溶于水的物質(zhì)。主要反應(yīng)為對醛基苯甲酸（4－ＣＢＡ）轉(zhuǎn)化成對甲基苯甲酸（P-TA），后者通過結(jié)晶極易從ＰＴＡ中除去。PTA裝置及工藝加氫部分流程圖PTA裝置及工藝常見問題PC-201油路斷流現(xiàn)象：調(diào)壓閥油路斷流；PD-201進(jìn)氫壓力波動較大，造成PD-201的液位波動原因：PC-201設(shè)備本身故障處理：切換氫壓機(jī)PE-101B/C疏水器故障現(xiàn)象：PE-101B和PE-101C的出口溫度降低，PE-101D/E的加熱熱油（HO）用量增大原因：PE-101B和PE-101C的疏水器直跑，不能正常憋壓，造成換熱效果不好處理：更換新疏水器；關(guān)閉該疏水器的后手閥，根據(jù)其出口溫度調(diào)整手閥開度大小PTA裝置及工藝結(jié)晶部分加氫反應(yīng)生成物進(jìn)入到四級連續(xù)攪拌閃蒸結(jié)晶器（ＰＤ－301～ＰＤ－304），在其中逐步進(jìn)行降壓。由于成功的降壓，水便閃蒸出來使剩下的溶液冷卻，這樣ＰＴＡ便以期望的粒度分布結(jié)晶析出。從頭兩個結(jié)晶器（ＰＤ－301＆ＰＤ－302）閃蒸出的蒸汽通過在第一和第二結(jié)晶器排氣冷凝器（ＰＥ－301＆ＰＥ－302）中產(chǎn)生蒸汽來進(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ＰＪ－301至ＰＪ－304用來保持漿料為懸浮液。從最后兩個結(jié)晶器（ＰＤ－303＆ＰＤ－304）閃蒸出的蒸汽直接送到第一預(yù)熱器ＰＥ－101Ａ作為熱媒。PTA裝置及工藝結(jié)晶部分流程圖PTA裝置及工藝常見問題產(chǎn)品質(zhì)量中粒徑偏大或偏小處理：改變PD-301的液位控制，由35%提至38%或由35%降至32%；改變PD-301的壓力控制，由4.21MPA提至4.3MPA或由4.21MPA降至4.1MPA；檢查現(xiàn)場工藝管線的保溫情況；改變PV-2201的閥開度排料線出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象：前面的結(jié)晶罐液位升高；排料線上的液位調(diào)節(jié)閥異常開大原因：液位調(diào)節(jié)閥卡料處理：活動液位調(diào)節(jié)閥（0%~100%）；投用MPW沖洗程序進(jìn)行沖洗PTA裝置及工藝PD-301、302的壓力出現(xiàn)較大波動現(xiàn)象：壓力控制不穩(wěn)，波動較大；PT-501的壓力波動較大原因：10BW用量波動（TP-1210泵故障）；PE-301、302的液位調(diào)節(jié)閥滯后；PE-301換熱器出現(xiàn)堵塞處理：切換TP-1210泵；儀表檢查PE-301、302的液位調(diào)節(jié)閥；打開現(xiàn)場MPW手閥對PE-301的管程進(jìn)行沖洗PM-301、303、304下料線堵現(xiàn)象：PM-301、303、304的下料溫度降低原因：各結(jié)晶罐的壓力波動造成閃蒸蒸汽中夾帶固含量大，從而堵塞其下料線。處理：用LPW或MPW對其下料線進(jìn)行沖洗PTA裝置及工藝分離和干燥部分第四結(jié)晶器中產(chǎn)生的ＰＴＡ漿料送入離心機(jī)ＰＭ－401分離成濕ＰＴＡ餅和母液。濕ＰＴＡ餅靠重力連續(xù)排入再打漿罐ＰＤ－401，母液也連續(xù)地排入母液罐ＰＤ－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ＰＤ－404。ＰＤ－404中的母液通過廢溶劑泵ＰＰ－404送到廢母液處理區(qū)。從ＰＭ－401來的ＰＴＡ餅在再打漿罐ＰＤ－401中用新鮮的熱脫離子水進(jìn)行再打漿。ＰＤ－401中的PTA漿料在液位控制下排入旋轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的進(jìn)料罐ＰＤ－402，之后通過旋轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)的進(jìn)料泵ＰＰ－402在液位控制下送入旋轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)ＰＭ－402。為防止固體沉積，提供了一條從ＰＭ－402過濾機(jī)進(jìn)料盤到ＰＤ－402的漿料溢流管線。ＰＭ－402過濾端的真空由ＲＶＦ真空泵ＰＣ－403提供。濾液，洗滌液和蒸氣/惰性氣體排入濾液分離罐ＰＤ－405，分離出的液體用泵PTA裝置及工藝

通過循環(huán)溶劑加熱器ＰＥ－403送入循環(huán)溶劑罐ＰＤ－501，分離出的蒸汽經(jīng)過過濾機(jī)的蒸氣冷凝器ＰＥ－405送回到過濾機(jī)的真空泵。真空泵排料至真空泵分離罐ＰＤ－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濾機(jī)，其中的一部分用來排放濾餅。濕濾餅通過流料槽ＰＭ－403進(jìn)入常壓操作的干燥機(jī)ＰＭ－404。濕濾餅中蒸發(fā)出的水蒸汽被反向一次通過的惰性氣體吹走。離開干燥機(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ＤＩＷ進(jìn)行洗滌。離開洗滌塔的氣體直接排空。最后得到的干燥粉末狀ＰＴＡ晶體產(chǎn)品通過風(fēng)送系統(tǒng)送入ＰＴＡ日料倉ＰＴＫ－800，然后送到ＰＴＡ產(chǎn)品料倉ＰＴＫ－810或不合格料倉ＴＴＫ－401或界區(qū)外ＰＥＴ車間。PTA裝置及工藝離心和干燥部分流程圖PTA裝置及工藝離心和干燥部分流程圖PTA裝置及工藝離心和干燥部分流程圖PTA裝置及工藝常見問題離心機(jī)堿洗頻繁現(xiàn)象：現(xiàn)場離心機(jī)主體躁聲大；DCS震動、扭矩指示值增大，VI-2400超過120UM；油泵躁聲大原因：主體皮帶松；設(shè)備內(nèi)部組件損壞；離心機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；油泵出現(xiàn)故障處理：將離心機(jī)切出進(jìn)行泄壓、堿洗、維修；檢修油泵RVF工作狀況不好現(xiàn)象：真空度偏低；抽出濾液量低；PD-402的液位高；RVF轉(zhuǎn)速高原因：工藝系統(tǒng)中漿料的粒徑偏??；PP-402出口的溫度偏高；PE-405換熱器管程部分堵塞；RVF工藝系統(tǒng)泄漏；濾布臟PTA裝置及工藝處理：降低離心機(jī)的打漿水量；調(diào)整PP-402出口補(bǔ)入DIW的量；更換濾布；清掃PE-405的列管；緊固工藝系統(tǒng)的各道法蘭；調(diào)整結(jié)晶器系統(tǒng)增大粒徑

RVF電流高，過載現(xiàn)象：RVF電流波動且逐漸偏高，最后過載停原因：RVF運(yùn)轉(zhuǎn)時間長；濾布臟，濾橋堵料處理：通入堿液進(jìn)行浸泡，然后排放，循環(huán)處理數(shù)次PM-404內(nèi)壓高原因：RVF下料濕含量大；PM-404排料少，主體內(nèi)積料；PM-403下料端LPW噴淋故障，循環(huán)氮進(jìn)PT-401的入口處堵料；PM-404加熱疏水器故障；PM-403的LPW沖洗未關(guān)閉。PTA裝置及工藝處理：調(diào)整離心、過濾系統(tǒng)，降低下料濕含量；檢查PM-404風(fēng)送線的過濾網(wǎng)是否堵塞；檢查PM-403的LPW的噴淋閥是否關(guān)閉；儀表確認(rèn)進(jìn)入PM-403端的LPW噴淋程控閥及程序是否正常；檢查干燥機(jī)疏水器是否直跑，造成物料干燥效果不好；調(diào)整干燥機(jī)下料。

PZ-403?，F(xiàn)象：PM-404-1、PM-404-2停；RVF破壞真空即PV-2405全開，PV-2402全開原因：TS-2415聯(lián)鎖（低于132℃）；PZ-403密封氮氣堵，故障停；塊料落下堵塞轉(zhuǎn)閥，過載停處理：SD-2404掛旁路側(cè)；啟動PZ-403、PM-404-1、PM-404-2；RVF抽真空，恢復(fù)進(jìn)料PTA裝置及工藝溶劑部分從第一和第二結(jié)晶器冷凝器排出的工藝排氣通過一共用的排氣集管進(jìn)入排氣洗滌塔ＰＴ－501。這股氣體中含有閃蒸時帶出的固體，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)真空過濾機(jī)的濾液，干燥機(jī)Ｎ2洗滌塔的塔底物和排氣洗滌塔（ＰＴ－501）的塔底物都進(jìn)入到循環(huán)溶劑罐ＰＤ－501，并最后循環(huán)到進(jìn)料漿料罐。工藝要求提供脫離子水作為補(bǔ)充水。兩股獨立的水作為溶劑補(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)過洗滌塔排氣冷凝器ＰＥ－501，排氣冷凝器ＰＥ－404和工藝、沖洗水加熱器ＰＥ－502后加入工藝水罐ＰＤ－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。PTA裝置及工藝溶劑部分流程圖PTA裝置及工藝常見問題PT-501的壓力高現(xiàn)象：PS-2510指示壓力高聯(lián)鎖，SDV-2510B閥打開泄壓原因：PTA裝置的排氣量偏大；PE-501換熱器列管部分堵塞；PD-301、PD-302的壓力調(diào)節(jié)閥B閥不嚴(yán)，內(nèi)漏；結(jié)晶器系統(tǒng)控制不穩(wěn)，排氣量過大。處理：調(diào)整裝置各個排氣的噴淋量；清掃PE-501的換熱器列管（大修）；儀表校驗、維修，必要時可關(guān)閉其手閥（做好工藝預(yù)案）；調(diào)整結(jié)晶系統(tǒng)，穩(wěn)定控制。PTA裝置及工藝廢母液處理部分廢母液處理系統(tǒng)用來提高ＰＴＡ單元排出的廢水的質(zhì)量。這個系統(tǒng)包括冷卻和過濾階段。從母液閃蒸罐來的廢母液用泵送入廢溶劑冷卻塔ＰＷ－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濾機(jī)ＰＭ－901，將懸浮的固體除去。過濾機(jī)排出的濕濾餅用醋酸進(jìn)行再打漿，并循環(huán)至ＴＡ單元的ＴＤ－102。分離出的水排入下水道，與ＴＡ和ＰＴＡ單元的其它廢水混合。PTA裝置及工藝常見問題PM-901堿洗頻繁現(xiàn)象：PM-901超壓（大于294Kpa)原因：PM-901的皮帶斷；PM-901的下料處積料，不能及時排走；PM-901進(jìn)料超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；PM-901的程序操作間歇處理時間過長處理：更換皮帶；堿洗PM-901時，堿洗其下料線；降低PM-901的進(jìn)料負(fù)荷；調(diào)整PM-901的間歇處理時間2.6.1.2PM-901的銷子斷原因：PZ-903積料，導(dǎo)致PM-902殘渣排不出去銷子斷；下料濕，導(dǎo)致PM-902內(nèi)的殘渣排不出去銷子斷處理：更換PM-902銷子；PM-901進(jìn)行堿洗；儀表維修PM-901的下料閥PTA裝置及工藝常見問題PM-901堿洗頻繁現(xiàn)象：PM-901超壓（大于294Kpa)原因：PM-901的皮帶斷；PM-901的下料處積料，不能及時排走；PM-901進(jìn)料超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；PM-901的程序操作間歇處理時間過長處理：更換皮帶；堿洗PM-901時，堿洗其下料線；降低PM-901的進(jìn)料負(fù)荷；調(diào)整PM-901的間歇處理時間2.6.1.2PM-901的銷子斷原因：PZ-903積料，導(dǎo)致PM-902殘渣排不出去銷子斷；下料濕，導(dǎo)致PM-902內(nèi)的殘渣排不出去銷子斷處理：更換PM-902銷子；PM-901進(jìn)行堿洗；儀表維修PM-901的下料閥PTA裝置及工藝產(chǎn)品及原料控制精對苯二甲酸4—CBA（ppm） ≤25P—TA（ppm） ≤150T—340（%） ≥87T—400（%） ≥98APS（平均粒度分布）μ90～130水（%） ≤0.2外觀 白色粉末酸值（mgKOH/g） 675±2灰份（ppm） ≤6PTA裝置及工藝氫氣氫含量（mol%)

≥