【導(dǎo)讀】晶體,無(wú)毒、易燃，若與空氣混合，在一定限度內(nèi)遇火即燃燒。同時(shí)，PTA的應(yīng)用又比較集中，世界上90%以上的PTA用于生產(chǎn)聚對(duì)苯二。生產(chǎn)1噸PET需要－噸的PTA和噸。的MEG（乙二醇）。聚酯包括纖維切片、聚酯纖維、瓶用切片和薄膜切片。飲料的包裝；5％用于膜級(jí)聚酯，主要應(yīng)用于包裝材料、膠片和磁帶?？梢?jiàn)，PTA的下游延。伸產(chǎn)品主要是聚酯纖維。

　　

【正文】 顆粒懸浮，從而大幅度提高了氧化反應(yīng)器效率。 工藝流程改進(jìn) 根據(jù)長(zhǎng)期的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)， BPAmoco 和三井公司均取消 CTA 干燥、風(fēng)送、中間儲(chǔ)存 工段 ，濾餅直接送漿料配置溶解罐。 Invista 公司新工藝取消了氧化反應(yīng)進(jìn)料混合罐，原料混合在管道中進(jìn)行，加氫反應(yīng)器材質(zhì)采用 304L 與低合金鋼的復(fù)合材料。 三井油化和 Eastman 公司將 PTA 五段結(jié)晶改為四段結(jié)晶。 INCA 公司將 PTA 過(guò)濾機(jī)改為一道壓力離心機(jī)。 上述措施既簡(jiǎn)化了流程，也減少了設(shè)備和投資，還節(jié)省了能源消耗 【 13】 。 提高儀表控制水平 各公司分別采用 DCS 控制系統(tǒng)，將定期作業(yè)納入程序控 制，減少了手工操作；開(kāi)發(fā)單元操作控制軟件，保證工藝在優(yōu)化狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行；研制開(kāi)發(fā)滿足 PTA 工藝控制特殊需求的儀表等。 “三廢”治理有較大改觀 隨著環(huán)保要求的提高，從減少污染物排放到“三廢”的處理方法上都有很多改進(jìn)，從而有效的控制了對(duì)環(huán)境的污染。 PTA 裝置單系列產(chǎn)能不斷擴(kuò)大 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 19 精對(duì)苯二甲酸裝置的建設(shè)在 90 年代處于一個(gè)較蓬勃發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在世界范圍內(nèi)，大量的生產(chǎn)裝置建成、在建、正在設(shè)計(jì)或處于計(jì)劃當(dāng)中。 從建設(shè)時(shí)間和規(guī)模上看，在 90 年代初期，裝置規(guī)模較小，基本上在 25 萬(wàn)噸 /年以下，而到了 95 年以后，一些 35 萬(wàn)噸 /年、 40 萬(wàn)噸 /年、 45 萬(wàn)噸 /年、 50 萬(wàn)噸 /年規(guī)模的裝置在世界范圍內(nèi)陸續(xù)投產(chǎn)或在設(shè)計(jì)之中。 因此， PTA 裝置的大型化是一個(gè)必然趨勢(shì) [3]。 工藝流程的對(duì)比 BPAmoco、 Invista等六家公司生產(chǎn) PTA的專利技術(shù)除 Eastman外，其余大同小異，都擁有工業(yè)化生產(chǎn) PTA的專利技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，都擁有近期采用最新技術(shù)的專利工廠，并都生產(chǎn)出合格的纖維級(jí)聚酯單體 PTA，都采用回收氧化反應(yīng)副產(chǎn)蒸汽和反應(yīng)尾氣用于空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)等節(jié)能措施，并將尾氣用于中間產(chǎn)品 CTA和成品 PTA輸送。主要 PTA專利商的工藝技術(shù)簡(jiǎn)介 詳見(jiàn) 0。北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 20 PTA工藝技術(shù)對(duì)比一覽表 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 BPAmoco Invista Mitsui Interquisa DOWINCA Eastman 備注 一 歷史與現(xiàn)狀 1 從事 TA開(kāi)發(fā)年份 1956 年 1957 年 1958 年 1972 年 1968 年 2 有否自己的生產(chǎn)廠 有 有 有 有 有 有 3 已建單線最大生產(chǎn)能力 90 萬(wàn)噸 /年 70 萬(wàn)噸 /年 25 萬(wàn)噸 /年 50 萬(wàn)噸 /年 50 萬(wàn)噸 /年 60 萬(wàn)噸 /年 二 主要工藝流程 1 工藝空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)方式 電或蒸汽 電或蒸汽 電或蒸汽 電或蒸汽 電或蒸汽 電或蒸汽 2 氧化反應(yīng)器臺(tái)數(shù) 單臺(tái) 單臺(tái) 單臺(tái) 單臺(tái) 單臺(tái) 2 臺(tái) 3 有否二次氧化 有 有 無(wú) 有 有 有 2 臺(tái)后氧化 4 CTA 結(jié)晶器臺(tái)數(shù) 3 3 1 3 3 1 5 精制反應(yīng)器臺(tái)數(shù) 1 1 1 1 1 1 6 PTA結(jié)晶器臺(tái)數(shù) 5 5 4 5 5 4 7 溶劑回收單元 常規(guī)蒸餾 共沸蒸餾 共沸蒸餾 常規(guī)蒸餾 共沸蒸餾 ―― 8 再沸騰熱源 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 副產(chǎn)蒸汽 9 催化劑回收單元 設(shè) 設(shè) 設(shè) 設(shè) 設(shè) 設(shè) 10 回收尾氣 回收 回收 回收 回收 回收 回收 11 回收副產(chǎn)蒸汽 回收 回收 回收 回收 回收 回收 12 殘?jiān)幚? 焚燒 焚燒 焚燒 焚燒 焚燒 焚燒 三 主要工藝條件 1 氧化單元 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 21 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 BPAmoco Invista Mitsui Interquisa DOWINCA Eastman 備注 反應(yīng)溫度 ℃ 191 200 185 195 200 160 反應(yīng)壓力 MPa 溶劑比 摩爾比 ： 1 ： 1 5： 1 10： 1 ： 1 1： 2 Co/Mn 摩爾比 1： 2 1： 2 2： 1 1： 2～ 3 1： 2 ： Br/（ Co+Mn） 摩爾比 1： 2 1： 2 1： 1 1： ～ 2 1： 1 ： 反應(yīng)時(shí)間 分 ~83 ~80 ~60 ~85 ~80 4－ CBA 含量 Wtppm 2500max 2500max 3000~3600 3000max 2500max 2500max 2 精制單元 反應(yīng)溫 度 ℃ 288 286 287 287 284 287 反應(yīng)壓力 MPa TA漿料濃度 Wt% 31 30 30 30 28 預(yù)熱器臺(tái)數(shù) 個(gè) 5 4 5 7 四 原料及公用工程 噸成品計(jì) 1 對(duì)二甲苯 千克 660 657 660 660 650 2 醋酸 千克 44 36 43 42 35 37 3 鈷催化劑 千克 ＜ 4 錳催化劑 千 克 5 溴催化劑（ 100％）計(jì) 千克 6 PtC 催化劑 千克 7 氫氣 千克 8 氫氧化鈉 千克 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 22 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 BPAmoco Invista Mitsui Interquisa DOWINCA Eastman 備注 9 共沸劑 千克 10 除鹽水 米 3 11 10MPa 蒸汽 噸 12 MPa 蒸汽 噸 13 蒸汽 噸 14 蒸汽 噸 15 燃料油 噸 16 循環(huán)冷卻水 米 3 224 330 207 120 230 230 17 電 千瓦時(shí) 176 224 340 150 150 五 三廢 1 廢水 米 3 2 廢氣 標(biāo)米 3 2106 2400 2060 2180 2800 千克 2400 3 廢渣 千克 ～ 20 六 產(chǎn)品規(guī)格 1 酸值 MgKOH/g 675177。 2 675177。 2 675177。 2 675177。 2 675177。 2 675177。 2 2 5％ DMF 色相 APHA 10 10 10 5 5 3 總金屬含量 Wtppm 3 3 3 3 2 3 4 鐵 Wtppm 1 1 1 2 2 5 4－ CBA Wtppm 10 10 25 25 10 25 6 PT 酸 Wtppm 50 150 150 150 60 150 7 灰分 Wtppm 6 6 15 6 5 6 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 23 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 BPAmoco Invista Mitsui Interquisa DOWINCA Eastman 備注 8 水分 Wt% 9 粒度分布 μ m 120177。 10 115177。 15 120177。 10 平均 100 90～ 100 100～ 140 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 24 工藝技術(shù)方案的選擇 鑒于 PTA 工藝技術(shù)復(fù)雜、設(shè)備材質(zhì)要求高、裝置生產(chǎn)規(guī)模大、專利控制嚴(yán)格，同時(shí)考慮佳龍一期年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸 PTA 工程采用的是 INVISTA 技術(shù)，為加快工程進(jìn)度，經(jīng)與 INVISTA 公司交流、協(xié)商，二期工程擬繼續(xù)采用 INVISTA 公司專利技術(shù)。 考慮到 二期用地緊張，同時(shí) 為降低建設(shè)投資，擬選用單線能力 110 萬(wàn)噸 /年（ 140t/h）的新技術(shù)，工程設(shè)計(jì)和設(shè)備 采購(gòu) 將盡可能考慮在中國(guó)解決，以提高國(guó)產(chǎn)化程度 【 20】 。 工藝概述、流程及消耗定額 工藝概述 本裝置擬采用 INVISTA 公司生產(chǎn)精對(duì)苯二甲酸的工藝專利技術(shù)。 本項(xiàng)目 以對(duì)二甲苯為原料，醋酸為溶劑，鈷－錳－溴體系為催化劑的液相空氣氧化生成 CTA（粗對(duì)苯二甲酸）， CTA 經(jīng)加氫還原生成 PTA（精對(duì)苯二甲酸）的方法，該工藝是目前世界上應(yīng)用較多的生產(chǎn) PTA 專利技術(shù)之一。下表是 INVISTA 公司自 1981 年以來(lái)技術(shù)轉(zhuǎn)讓情況一覽表 (其中轉(zhuǎn)讓給中國(guó)大陸的用加粗字體顯示 )。 INVISTA公司自 1981 年以來(lái)技術(shù)轉(zhuǎn)讓情況一覽表 投產(chǎn) 時(shí)間 客戶名稱 地點(diǎn) 目前裝置能力 （萬(wàn)噸 /年） 備注 1981 Artenius 公司 英國(guó)威爾頓 1988 信任工業(yè)公司 印度 Patalganga 1992 東方石油化工有限公司（臺(tái)灣） 臺(tái)灣 Kuan Yin 40 1995 中國(guó)石油烏魯木齊石化 中國(guó)烏魯木齊 8 1996 中國(guó)石油遼陽(yáng)石化 中國(guó)遼陽(yáng) 28 1997 信任工業(yè)公司 印度 Hazira 50 1997 印尼 Polyprima Karyareksa 公司 印尼 Anyer 42 1997 東方石油化工有限公司（臺(tái)灣） 臺(tái)灣 Kuan Yin 50 1998 信任工業(yè)公司 印度 Hazira 50 1998 Pakistan PTA 巴基斯坦卡拉奇 50 2020 中石化儀征化纖 中國(guó)儀征 53 2020 浙江逸盛 中國(guó)寧波 53 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 25 2020 IOCL 公司 印度帕尼帕特 2020 浙江逸盛 中國(guó)寧波 53 2020 浙江遠(yuǎn)東石化 中國(guó) 紹興 53 2020 上海東方石油化工公司 中國(guó) 上海 60 2020 Indorama 石化公司 泰國(guó) 70 2020 信任工業(yè)公司 印尼 Hazira 73 2020 中石化揚(yáng)子石化 中國(guó)南京 53 2020 中國(guó)石油遼陽(yáng)石化 中國(guó)遼陽(yáng) 60 2020 佳龍石化紡纖有限公司 中國(guó)福建 60 2020 澄星集團(tuán)漢邦 (江陰 )石化有限公司 中國(guó)江蘇 64 2020 Petroqu237。mica Suape 石化 巴西 蘇瓦佩 64 2020 Artenius 公司 葡萄牙 錫尼什 70 僅 FEED INVISTA 工藝近幾年主要有如下改進(jìn)： 單線設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力可達(dá)到 140t/h。 采用正常工況時(shí)尾氣在更低溫度下膨脹的技術(shù)，以達(dá)到最小化使用輔助燃料。 設(shè)計(jì)一個(gè)尾氣中間加熱器，以減少輔助燃料的使用。降低尾氣膨脹機(jī)內(nèi)部溫度，可使可變成本降低，同時(shí)由于級(jí)數(shù)減少和使用更便宜的材料而使得膨脹 機(jī)投資成本減少。 反應(yīng)器頂部產(chǎn)生 VLP 蒸汽 。 增加一臺(tái)蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生中壓蒸汽，可作為 CCU 預(yù)熱，減少了高壓蒸汽的使用， 還可產(chǎn)生足量的蒸汽供 CTA 干燥器使用，提高了干燥器的能力，同時(shí)減少了洗滌的次數(shù)。 增加一臺(tái)蒸汽發(fā)生器使得裝置額外產(chǎn)生 VLP 蒸汽，提高了通過(guò)蒸汽透平的發(fā)電量，降低了裝置的可變成本。 去掉反應(yīng)物冷卻器 , 減少了投資成本，而可變成本僅有微小的增加。 . 更大的氧化反應(yīng)器設(shè)計(jì) 。 采用新型反應(yīng)器設(shè)計(jì)，通過(guò)增加空氣進(jìn)口和進(jìn)料點(diǎn)， INVISTA 可為年產(chǎn) 112 萬(wàn)噸/年 PTA 裝置提供單一反應(yīng)器設(shè) 計(jì) [4]。 加強(qiáng)了 熱聯(lián)合 優(yōu)化 設(shè)計(jì) 。 高壓吸收塔底部用熱溶劑加熱，這增加了反應(yīng)器頂部熱量回收，從而增加了用于蒸汽透平發(fā)電的蒸汽量。 通過(guò)換熱器將熱量回收進(jìn)鍋爐給水，從而使裝置發(fā)電最大化，同時(shí)使得被循環(huán)冷卻北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 26 水帶走的熱量最小化。 提高第一 CTA 結(jié)晶器壓力。 提高第一 CTA 結(jié)晶器壓力，可使得從第一 CTA 結(jié)晶器的放空氣直接在高壓吸收塔和 CCU 系統(tǒng)處理，不再需要放空氣壓縮機(jī)。 同時(shí)，可提高二次氧化的溫度，提高在第一結(jié)晶器中完成的氧化比例，減少一次氧化的劇烈程度。另外，還可以小幅減少醋酸的用量。 在精制單元預(yù)熱 部分減少高壓蒸汽的使用 。 通過(guò)改變 PTA 結(jié)晶器的操作條件和對(duì)預(yù)熱器的順序進(jìn)行重排，對(duì)精制單元的預(yù)熱系統(tǒng)重新進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到盡可能減少高壓蒸汽用量的目的。 改善了尾氣洗滌系統(tǒng) 在尾氣洗滌塔和尾氣干燥器洗滌塔中加入草酸鹽，改善了溴化物的使用效果。 另外尾氣干燥系統(tǒng)增加了旁路，操作時(shí)可讓未處理的尾氣從旁路通過(guò)。 簡(jiǎn)化了催化劑回收系統(tǒng) 催化劑回收系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，省去了進(jìn)料緩沖罐、 清液接收罐、催化劑回收罐，濾液泵將混合液送至離心分離機(jī)，分離后直接排入母液罐。 單級(jí)分離取代了原來(lái)兩級(jí)離心分離。 用筒式壓力過(guò)濾器（ RPF）的單級(jí)分離取代了原來(lái)兩級(jí)離心分離。每個(gè) RPF 中 的PTA 餅 通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入 PTA 干燥器，當(dāng) PTA 餅通