【正文】 屬 含 量 (Co, Cr, Mo, Ni, Ti) wt ppm 4 DPT Method 360 4羧基苯甲醛（ 4CBA） wt ppm 20 DPT Method 190 對甲基苯甲酸（ pt 酸） wt ppm 150 DPT Method 520 水份 wt% DPT Method 560 2N KOH 溶液中色值 Hazen 單位 10 DPT Method 260 b 值 DPT Method 270 粒徑 μ m 115177。 采用直接氧化法生產(chǎn) PYA 的工藝原理是在氧化單元中以對二甲苯 (PX)為原料、醋酸為溶劑、以醋酸鈷、醋酸錳為催化劑、溴化氫為促進劑，在一定的溫度和壓力條件下 (190205℃， )在反應器內(nèi)與氧反應生成粗對苯二甲酸 (PYA)，反應過程為劇烈的放熱反應。 PTA 生產(chǎn)原理反應方程式： (11) CTA 精制原理： (12) 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設計 3 PTA 工藝路線論證 PTA 工藝種類 TA 精制工藝發(fā)展較為成熟，不同生產(chǎn)商在精制部分生產(chǎn)工藝基本相似，主要區(qū)別在于氧化部分。氧化單元是以 PX為原料，以鈷、錳金屬鹽為催化劑，溴化物為促進劑，醋酸為溶劑，在反應溫度 224℃，壓力 的條件 下，空氣液相氧化生成 TA。日本三井油化工藝經(jīng)過不斷的優(yōu)化，采用高催化劑操作，目前反應溫度已降至 185℃，使醋酸和 PX的消耗大大降低。并且 Eastman 生產(chǎn)工藝技術省去了精制單元，它是在氧化反應得到 TA后， TA 經(jīng)一系列工藝處理后進人 3 臺串聯(lián)的后氧 化器 (可稱為熟化器 )，在較高的溫度下使它深度氧化和再結(jié)晶，去除 TA 中的 4CBA 和 PT 酸等雜質(zhì)。反應尾氣經(jīng)三級冷凝冷卻進行能量回收，凝液返回氧化反應器，不凝氣體一部分進人尾氣膨脹機進一步回收能量，另一部分用于氣流輸送物料。第三冷凝氣器中的不凝氣進入尾氣冷卻器，從尾氣冷卻器以及第一結(jié)晶器冷凝器等處出來的尾氣都進入溶劑回收單元，通過共沸精餾回收醋酸溶劑。濾餅經(jīng)過干燥后可得到精對苯二甲酸 (PTA)粉末。近年來，世界 PTA 生產(chǎn)發(fā)展非常迅速，生產(chǎn)能力從 1999 年的 2595 萬 t/a增長到2021 年的 3485 萬 t/a，年均增長率達 %。 1999～ 2021 年間全球 PTA 產(chǎn)量（等量 PTA）年均增長率為 %。 表 14 2021年世界 DMT/PTA（等量的 PTA）供求情況 單位：萬噸 國家或地區(qū) 產(chǎn)量 進口 出口 實際消費量 加拿大 墨西哥 美 國 西歐 日本 其它 合計 預計 2021～ 2021 年間世界 PTA 需求量年均增長率為 %。 2021 年國內(nèi) PTA 產(chǎn)量約 450 萬 t，消費醋酸 30 萬 t左右。 國外生產(chǎn)工藝技術發(fā)展情況 氧化生產(chǎn)方法 在空氣氧化過程中，占空氣體積分數(shù) 79％ 的氮氣只作為反應的惰性氣體，不參加反應，空氣中氮氣分壓是氧氣分壓的 3． 76倍，由于惰性氣體的存在增加了氧化反應器的氣相負荷，同時也增加了冷凝器和尾氣處理等設備的操作負荷，能耗相應增加，降低了氧化反應器等設備的生產(chǎn)強度。與現(xiàn)有工藝相比，該反應路線可大大提高能效和減少廢物。 b）減少了醋酸燃燒產(chǎn)生的消耗； c）避免溴與醋酸反應生成的污染物。反應器生成的 TA 漿料通過多級結(jié)晶和補充氧化、過濾、干燥進行液固分離，分離出的母液大部分返回氧化反應器，少部分抽出凈化。 揚子石化、浙江大學、華東理工大學共同承擔的中國石化“十條龍”攻關項目之一的揚子石化精對苯二甲酸 (PTA)成套技術開發(fā)已取得較大進展，多項技術填補了國內(nèi)空白或達到國際水平。 PTA 加氫精制過程反應研究項目打通了裝置全流程。值得注意的是不可造成二次污染，可以綜合利用殘渣，如制備增塑劑、合成聚酯漆、粘合劑，將對苯二甲酸殘渣 進一步氧化，回收其中的醋酸鈷和醋酸錳等。華聯(lián)三鑫石化新上馬的再生式熱氧化 (RTO)廢氣處理系統(tǒng)在國內(nèi) PTA 企業(yè)尚屬于首次使用，其運行成本很高，每天的 運行成本大約為 3000 多元，基于可持續(xù)發(fā)展，在廢氣初期成本投入是必要的。 由物料衡算得到的各組分的摩爾流量示于圖 31 衡算基準： 250C、 ， 1h 參考態(tài)：108HC（ l） O2 (g) ? ? )(246 lCOOHHC H2O(g) 108HC482kmol/h 108HC 38kmol/h O2 141kmol/h H2O 868kmol/h 空氣 6874kmol/h 250C ? ?246 COOHHC 368kmol/h N2 5430kmol/h 2021C 圖 31熱量衡算流程示意 計算出口物料的焓： 查的 2021C 的 ? ?246 COOHHC 、 O2 、 H2O、 108HC 、 N2 的比熱容值：Cp ( ? ?246 COOHHC )=(mol*k), Cp （ O2） =(mol*k) Cp （ H2O） =(mol*k)， Cp （ N2） = KJ/(mol*k) Cp （ 108HC ） =(mol*k) Δ H( ? ?246 COOHHC )=nCp ( ? ?246 COOHHC )(20025) =368*103**175=*107 KJ/h Δ H(O2)=nCp (O2)(20025)=141*103**175=*105 KJ/h Δ H(H2O)=nCp (H2O)(20025)=868*103**175=*106KJ/h Δ H(N2)=nCp (N2)(20025)=5430*103**175=*107KJ/h Δ H( 108HC )=nCp ( 108HC )(20025)=38*103**175=*106KJ/h 反應器 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設計 15 將計算出的焓值填入進出焓表，見表 31 表 31 進出口焓表 已知 108HC 的消耗量為 444kmol/h，即 hKJHn A rAR /10* )(*10*444 830 ?????? 由此酸楚過程的 Δ H 為（其中設熱量損失為 hKJQ /10* 6?損失 ） 損失輸入輸出 ）（ QnnHn iiiiA rAR ????????? ?? )(0? 678 10*** ????? )/(10* 8 hKJ?? 即為了維持產(chǎn)物溫度為 200176。 (2)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(zhuǎn)真空過濾機、攪拌器等。 （ 2）滿負荷情況下，反應的時間大約為 80min，每小時反應釜需要處理的物料量 Vh=,PX 的密度為 ，每臺釜的物料體積： Vp=Vhτ /mp 計算釜的體積： Va=Vp/ψ . 關鍵設備的選擇 （ 1）氧化反應器（ YD201） 氧化反應器的設計溫度為 281℃，設計壓力 /FV，反應器為一立式 帶攪拌設備，圓筒體直徑為Φ 9920mm，筒體直段高度 9800mm，軸封采用雙端面機械密封，攪拌器為多級攪拌器。 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(zhì)（ 4CBA）與氫反應，在結(jié)晶過程中從 TA 中被除去。 （ 5）攪拌器 攪拌器的型式有透平式、槳式及組合式。 干燥機 — 本裝置中采用臥式回轉(zhuǎn)干燥機。但對苯二甲酸在水中的溶解度較小，要想提高反應強度 ，又使操作經(jīng)濟合理，必須選擇合適的反應溫度。例如采用 Amoco 技術時，當對二甲苯純度為 ％時，母液循環(huán)量可達 到 98％，從而減少了氧化殘渣的產(chǎn)生，降低了原輔材料、催化劑和公用工程消耗，節(jié)省了能源。近年來，各專利公司在深化 節(jié)能方面取得了較大的進展。 Amoco 公司原來僅發(fā)生 蒸汽，現(xiàn)在又增加了 蒸汽，用于驅(qū)動空氣壓縮機。這些措施都提高了能量的利用率。 工藝流程改進 根據(jù)長期的實際生產(chǎn)經(jīng)驗， BPAmoco 和三井公司均取消 CTA 干燥、風送、中間儲存工段，濾餅直接送漿料配置溶解罐。 上述措施既簡化了流程，也減少了設備和投資，還節(jié)省了能源消耗。前者稱車間廠房布置設計，后者稱車間設備布置設計。其中設備布置采用室內(nèi)與露天聯(lián)合布置，其優(yōu)點是可以節(jié)約建筑面積，節(jié)省基建投資； 有利于化工生產(chǎn)的防火、防爆和防毒；對廠房的擴建、改建具有較大的靈活性。 輔助車間布置 輔助區(qū)布置主要包括變電站、中心控制室、維修站、中心化驗室，這些一起構(gòu)成一片建筑群。 布置概念 （ 1）生產(chǎn)區(qū)與輔助區(qū)并列布置 — 由于該工藝分兩個階段，所以氧化車間和精制車間呈一字布置，消防站、公用工程站和冷凍站之間也呈一字布置，而兩個一字并列布置，縮短物流路程。 （ 3）倉庫與儲罐區(qū)并列布置 — 倉庫較靠近廠的側(cè)門，貨流的進出入主要是側(cè)門，側(cè)門 1只允許車輛進入，側(cè)門 2只允許車輛出廠，最大程度的減少運輸車在廠區(qū)內(nèi)的運行距離，減少其對廠內(nèi)的干擾。 年產(chǎn) 44萬噸精對苯二甲酸（ PTA）工段設計 23 7 自動控制與優(yōu)化 概述 44 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）。 涉及范圍 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(jié)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(jié)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。 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）。 旋轉(zhuǎn)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。 勞動保護的基本內(nèi)容 ①勞動保護的立法和監(jiān)察 ②勞動保護的管理與宣傳 ③安全技術 ④工業(yè)衛(wèi)生 ⑤ 工作時間 與休假制度 ⑥女職工與未成年工的特殊保護。 3) 做好新進職工、調(diào)換崗位職工、特殊工種職工的培訓、考核、發(fā)證工作。 6）以科學方法 不斷改進技術措施，改善職工的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)設施，保障職工的安全健康。對特殊防護用品應定期進行檢查，嚴格按規(guī)定使用、保養(yǎng)、報廢。 安全生產(chǎn) 安全生產(chǎn)基本簡介 安全生產(chǎn)是安全與生產(chǎn)的統(tǒng)一，其宗旨是安全促進生產(chǎn)，生產(chǎn)必須安全。所謂最大限度的保護，是指在現(xiàn)實經(jīng)濟社會所能提供的客觀條件的基礎上，盡最大的努力，采取加強安全生產(chǎn)的一切措施，保護勞動者的生命安全和職業(yè)健康。他實現(xiàn)了安全與生產(chǎn)的統(tǒng)一，生產(chǎn)和安全是一個有機的整體，兩者不能分割更不能對立起來應將安全寓于生產(chǎn)之中。 4） “五同時”原則企業(yè)的生產(chǎn)組織及領導者在計劃、布置、檢查、總結(jié)、評比生產(chǎn)工作的同時，同時計劃、布置、檢查、總結(jié)、評比安全工作。 廢渣： PTA 生產(chǎn)廢渣有兩部分，一部分是事故、開停車及設備清掃產(chǎn)生的對苯二甲酸 (TA)固體廢料，其數(shù)量取決于生產(chǎn)操作管理、設備狀況及事故頻率等，這部分廢渣可直接外售，無需處理：另一部分是粗對苯二甲酸 fCTA)母液處理產(chǎn)生的固體廢物，主要成份為對苯二甲酸 (TA)、副產(chǎn)物、高沸物及催化劑，一般送往危廢處理或催化劑回收單位處理。 PTA的原料為二甲苯，二甲苯的原料為石油。本次課程設計準備的比較倉促，因此還有許多不足之處，吸取了本次的教訓后，下次的設計一定可以做得更好。 [3]佚名 .PTA 裝置工藝介紹 [EB/OL]，百度文庫 2021 年 。 [7]劉光啟，馬連湘，劉杰 .《化學化工物性數(shù)據(jù)手冊有機卷》 [M]，化學工業(yè)出版社 2021 年。 PTA（ 精對苯二甲酸）是合成聚酯纖維和塑料的重要原料，主要采用對二甲苯（ PX）空氣氧化法和加氫精制生產(chǎn)。 PTA（ 精對苯二甲酸）是合成聚酯纖維和塑料的重要原料，主要采用對二甲苯（ PX）空氣氧化法和加氫精制生產(chǎn)。 PTA（ 精對苯二甲酸）是合成聚酯纖維和塑料的重要原料，主要采用對二甲苯（ PX）空氣氧化法和加氫精制生產(chǎn)