精對(duì)苯二甲酸(PTA)生產(chǎn)技術(shù)及工藝流程

精對(duì)苯二甲酸(PTA)生產(chǎn)技術(shù)及工藝流程摘要精對(duì)苯二甲酸（PTA）英文名稱：Pureterephthalicacid（PTA)分子式C6H4（COOH）2。是以對(duì)二甲苯為原料，液相氧化生成粗對(duì)苯二甲酸，再經(jīng)加氫精制，結(jié)晶，分離，干燥，得到精對(duì)苯二甲酸。精對(duì)苯二甲酸為白色針狀結(jié)晶或粉末，約在300℃升華，自燃點(diǎn)680℃。能溶于熱乙醇，微溶于水，不溶于乙醚、冰醋酸和氯仿。低毒，易燃。其粉塵與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限0.05g/L～12.5g/L。精對(duì)苯二甲酸是生產(chǎn)聚酯切片、長(zhǎng)短滌綸纖維等化纖產(chǎn)品和其它重要化工產(chǎn)品的原料。精對(duì)苯二甲酸（PTA）是重要的大宗有機(jī)原料之一，其主要用途是生產(chǎn)聚酯纖維(滌綸)、聚酯薄膜和聚酯瓶，廣泛用于與化學(xué)纖維、輕工、電子、建筑等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面，與人民生活水平的高低密切相關(guān)。關(guān)鍵詞：氧化反應(yīng)結(jié)晶高壓吸收常壓吸收分離干燥溶劑及催化劑回收殘?jiān)舭l(fā)溶劑脫水萃取常壓汽提系統(tǒng)加氫反應(yīng)過(guò)濾目錄摘要 I前言 -1-第一章精對(duì)苯二甲酸的工業(yè)概貌 -2-1.1世界精對(duì)苯二甲酸工業(yè)概貌 -2-1.2我國(guó)精對(duì)苯二甲酸工業(yè)概貌 -3-第二章精對(duì)苯二甲酸的上下游產(chǎn)業(yè)鏈 -5-2.1精對(duì)苯二甲酸的上游產(chǎn)業(yè) -5-2.2精對(duì)苯二甲酸的下游產(chǎn)業(yè) -5-第三章精對(duì)苯二甲酸的性質(zhì)及其主要用途 -6-3.1精對(duì)苯二甲酸的性質(zhì) -6-3.1精對(duì)苯二甲酸的主要用途 -6-第四章精對(duì)苯二甲酸的主要原料 -7-第五章產(chǎn)品方案及規(guī)格 -8-5.1產(chǎn)品方案 -8-5.2主要產(chǎn)品規(guī)格 -8-第六章精對(duì)苯二甲酸的生產(chǎn)工藝技術(shù) -9-6.1國(guó)外工藝技術(shù)現(xiàn)狀 -9-6.2國(guó)內(nèi)的工藝技術(shù)選擇 -10-第七章精對(duì)苯二甲酸的工藝流程及操作條件 -11-7.1反應(yīng)歷程簡(jiǎn)介 -11-7.1.1對(duì)二甲苯氧化 -11-7.1.2對(duì)苯二甲酸精制 -12-7.2工藝流程簡(jiǎn)述 -12-7.2.1空氣壓縮機(jī) -12-7.2.2100單元母液儲(chǔ)存罐 -12-7.2.3200單元--氧化反應(yīng)、結(jié)晶、高壓吸收及常壓吸收。 -13-7.2.4300單元－－分離、干燥 -14-7.2.5400單元－－溶劑及催化劑回收、殘?jiān)舭l(fā)、溶劑脫水、萃取、常壓汽提系統(tǒng)。 -14-7.2.6500單元—進(jìn)料配制、反應(yīng)進(jìn)料預(yù)熱、加氫反應(yīng)、結(jié)晶 -16-7.2.7600單元—過(guò)濾、干燥 -19-7.2.8PTA產(chǎn)品之儲(chǔ)存裝袋及出料 -20-第八章精對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備及其特點(diǎn) -22-8.1精對(duì)苯二甲酸氧化單元的關(guān)鍵設(shè)備——氧化反應(yīng)器 -22-8.2精對(duì)苯二甲酸精制單元的關(guān)鍵設(shè)備 -22-第九章結(jié)論 -24-參考文獻(xiàn) -25-致謝 -26-前言本項(xiàng)目由精對(duì)苯二甲酸（PTA）主生產(chǎn)裝置、輔助生產(chǎn)裝置和公用工程裝置等組成。精對(duì)苯二甲酸（PTA）主生產(chǎn)裝置：主要包括氧化單元、精制單元和公用設(shè)施等，其中：氧化單元：主要包括空氣壓縮、進(jìn)料準(zhǔn)備、氧化反應(yīng)、CTA結(jié)晶、CTA過(guò)濾、CTA干燥、溶劑回收、催化劑回收殘?jiān)幚恚–RU）、MA水解、尾氣焚燒處、CTA母液儲(chǔ)存系統(tǒng)理等。精制單元：主要包括漿料制備、加氫反應(yīng)、PTA結(jié)晶、PTA壓力過(guò)濾、PTA干燥和產(chǎn)品輸送、工藝水和母液固體回收、堿系統(tǒng)等。輔助生產(chǎn)裝置：原料及化工料罐區(qū)、精對(duì)苯二甲酸（PTA）輸送、包裝及貯存碼頭輸送系統(tǒng)等。本次主要論述的是精對(duì)苯二甲酸裝置中氧化單元和精制單元生產(chǎn)技術(shù)、工藝流程及一些氧化溶劑的回收、脫水、萃取、尾氣干燥、處理等。本裝置設(shè)計(jì)能力為每年產(chǎn)120萬(wàn)噸PTA工程項(xiàng)目是大連市近年來(lái)投資最大的內(nèi)資項(xiàng)目之一，主要生產(chǎn)化纖原料——PTA，是一家實(shí)現(xiàn)PTA技術(shù)自主開(kāi)發(fā)研究并建造的公司。以對(duì)二甲苯為原料，液相氧化生成粗對(duì)苯二甲酸，再經(jīng)加氫精制，結(jié)晶，分離，干燥，得到精對(duì)苯二甲酸。第一章精對(duì)苯二甲酸的工業(yè)概貌1.1世界精對(duì)苯二甲酸工業(yè)概貌目前，亞洲是全球精對(duì)苯二甲酸（PTA）最主要的生產(chǎn)地和需求地，而北美和西歐地區(qū)的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于亞洲。世界PTA主要貿(mào)易量集中在亞洲地區(qū)，2009年進(jìn)出口量分別占世界總量的71.1％及65.9％；西歐地區(qū)則分別占14.6％及20.1%；北美地區(qū)分別占5.9％及11.3％。北美及西歐地區(qū)是世界PTA主要凈出口地區(qū)，而亞洲、中南美洲和中東歐是主要凈進(jìn)口地區(qū)。從近幾年世界PTA的貿(mào)易趨勢(shì)來(lái)看，亞洲地區(qū)貿(mào)易量占世界總貿(mào)易量的比例逐年上升，西歐地區(qū)略有下滑，而北美地區(qū)呈下降的趨勢(shì)。目前，世界PTA主要用于生產(chǎn)聚酯，占PTA總消費(fèi)量的98％以上，而PTT（聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯）與PBT（聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）在工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模較小，目前對(duì)PTA的需求量?jī)H約200萬(wàn)噸。未來(lái)幾年世界PTA工業(yè)仍將快速發(fā)展，據(jù)預(yù)測(cè)，2010年世界PTA的需求量將達(dá)到4500萬(wàn)噸，其中亞洲3000萬(wàn)噸，占世界的67％；2010年世界PTA產(chǎn)能超過(guò)4952萬(wàn)噸/年，新增產(chǎn)能主要來(lái)自亞洲的中國(guó)、印度、泰國(guó)等國(guó)家。中東、北美及西歐等地的PTA產(chǎn)能增速相對(duì)較緩，新建計(jì)劃不多。而未來(lái)世界PTA消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化不明顯，用于生產(chǎn)聚酯的比例仍將超過(guò)90％。表1世界PTA供需狀況（萬(wàn)噸）年份生產(chǎn)能力生產(chǎn)量消費(fèi)量開(kāi)工率/%1993980902902921994108010001000921995127011401140901996142012801280901997183014801480811998200015801580791999216016901690782000237021902190922005342231453145942006351432603260952007346234403440952008394237603755942009454943304300932010495245204520911.1.1數(shù)據(jù)引自：表1摘自專家論壇精細(xì)化工原料及中間體2011年第1期來(lái)自中國(guó)知網(wǎng)。1.2我國(guó)精對(duì)苯二甲酸工業(yè)概貌我國(guó)PTA生產(chǎn)主要集中在江浙一帶。我國(guó)2008年P(guān)TA產(chǎn)能分布為浙江占30%、江蘇占17%、遼寧占17%、福建占11%、廣東占11%、上海占7%、天津占3%、河南占2%、山東占1%和新疆占1%。2010年江蘇省PTA產(chǎn)能將占全國(guó)總產(chǎn)能的50%，成為我國(guó)最大的PTA生產(chǎn)基地。浙江的逸盛石化、紹興的華聯(lián)三鑫石化、寧波大榭開(kāi)發(fā)區(qū)的寧波三菱化學(xué)公司的第2期和第3期PTA工程也將按計(jì)劃進(jìn)行，預(yù)計(jì)到2010年，浙江PTA總產(chǎn)能將達(dá)到260萬(wàn)噸/年。表2歷年中國(guó)PTA供需平衡（萬(wàn)噸）年份能力產(chǎn)量進(jìn)口量出口量表現(xiàn)消費(fèi)量自給率%1995111.190.340.11.3129.1701996148.6114.244.80.2158.8721997151.1151.847.83.1196.7771998163.5160.972.91.2232.5691999163.0164.1154.20317.2512000221.0194.2250.50444.5442001225.5220.8311.70532.5412002325.5245.5429.70675.2362003424.5393.7454.60848.3462004483.5442.4572.10.61013.943.62005589.5695.5649.101334.652.12006944.5763.6700.001463.652.220071148.5944.7699.001643.757.320081358.5903.1497.70.91399.964.520091502.5925.5508.00.11433.464.620101736.51450.0300.05.01745.082.91.1.2第二章精對(duì)苯二甲酸的上下游產(chǎn)業(yè)鏈2.1精對(duì)苯二甲酸的上游產(chǎn)業(yè)精對(duì)苯二甲酸的上游產(chǎn)業(yè)是石化行業(yè)。主要有石油、天然氣、乙稀及二甲苯和混二甲苯等。2.2精對(duì)苯二甲酸的下游產(chǎn)業(yè)精對(duì)苯二甲酸的下游產(chǎn)業(yè)是化纖行業(yè)，主要有棉花、短纖、紗、長(zhǎng)襪等紡織品。圖1精對(duì)苯二甲酸的上下游產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)褪褪X石天然氣乙烯MX液體PX氧氣PTA+氧氣環(huán)氧乙烷MEG其它PET聚酯瓶片50%聚酯纖維聚酯薄膜5%短纖長(zhǎng)襪棉花紗紡織品石化行業(yè)上游下游化纖行業(yè)注：MX即混二甲苯PX即二甲苯PTA即精對(duì)苯二甲酸PET即聚對(duì)苯二甲酸乙二酯MEG即乙二醇第三章精對(duì)苯二甲酸的性質(zhì)及其主要用途3.1精對(duì)苯二甲酸的性質(zhì)精對(duì)苯二甲酸為白色針狀結(jié)晶或粉末，約在300℃升華，自燃點(diǎn)680℃。能溶于熱乙醇，微溶于水，不溶于乙醚、冰醋酸和氯仿。低毒，易燃。其粉塵與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限0.05g/L～12.5g/L。3.1精對(duì)苯二甲酸的主要用途 精對(duì)苯二甲酸是生產(chǎn)聚酯切片、長(zhǎng)短滌綸纖維等化纖產(chǎn)品和其它重要化工產(chǎn)品的原料。精歷年中國(guó)PTA歷年中國(guó)PTA供需平衡（萬(wàn)噸）PTA的應(yīng)用比較集中，世界上90%以上的PTA用于生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其它部分是作為聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯（PTT）和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）及其它產(chǎn)品的原料。第四章精對(duì)苯二甲酸的主要原料PTA的原料是PX（即對(duì)二甲苯），源頭是石油。滌綸用PTA占總量的75％，而化纖中78％為滌綸。這就是“化纖原料PTA”說(shuō)法的由來(lái)。工業(yè)上生產(chǎn)精對(duì)苯二甲酸的主要原料是對(duì)二甲苯，二甲苯來(lái)芳烴的生產(chǎn)。芳烴中的“三苯”（苯、甲苯和二甲苯）是化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料，具有重要地位。其產(chǎn)量和規(guī)模僅次于乙烯和丙烯。第五章產(chǎn)品方案及規(guī)格5.1產(chǎn)品方案本項(xiàng)目生產(chǎn)平均粒度為120205.2主要產(chǎn)品規(guī)格產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)如下： 項(xiàng)目 指標(biāo)外觀白色結(jié)晶粉末 分子量 166 酸值 6752 mg-KOH/g灰 10 wtppm 總重金屬 6 wtppm Al,Ca,Co,Cr,Mg,Mn,Na,Ni,Ti Fe 1 wtppm對(duì)羧基苯甲醛 25 wtppm對(duì)甲基苯甲酸 150 wtppm水份 0.2 wt%色度 10 APHA b值 1.2典型產(chǎn)品平均粒度 12020 m 典型產(chǎn)品堆積密度 1,120 kg/m3第六章精對(duì)苯二甲酸的生產(chǎn)工藝技術(shù)6.1國(guó)外工藝技術(shù)現(xiàn)狀精對(duì)苯二甲酸（PTA）是聚酯產(chǎn)品的主要基礎(chǔ)原料，由于聚酯工業(yè)的迅速發(fā)展，特別是采用PTA直接酯化、連續(xù)縮聚工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，PTA工藝已成為聚酯工業(yè)發(fā)展之重點(diǎn)。五十年代中期，BP-Amoco公司將中世紀(jì)公司開(kāi)發(fā)的對(duì)二甲苯（PX）高溫氧化法工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，該法以醋酸（HAc）為溶劑，鈷、錳重金屬鹽為催化劑，溴化物為促進(jìn)劑，在一定的溫度和壓力下，PX和空氣發(fā)生氣液非均相化學(xué)反應(yīng)生成粗對(duì)苯二甲酸（CTA）。高溫氧化法具有反應(yīng)速度快，產(chǎn)品收率高等特點(diǎn)。但由于反應(yīng)溫度高，溶劑耗量大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，材質(zhì)等級(jí)要求高等。為克服高溫氧化法的不足，各家公司又成功地開(kāi)發(fā)出中溫氧化工藝，降低了原輔材料消耗，減少了副產(chǎn)物的生成，裝置開(kāi)工率達(dá)到90%以上。六十年代，BP-Amoco公司又成功地開(kāi)發(fā)出CTA加氫精制新工藝，從而制得符合聚酯工業(yè)直接酯化、連續(xù)縮聚所需的原料PTA，從而促進(jìn)了PTA工藝技術(shù)迅速發(fā)展，其技術(shù)在PTA研究和生產(chǎn)中占有最大的份額。DuPont-ICI公司幾乎和BP-Amoco公司同期研究開(kāi)發(fā)高溫氧化工藝生產(chǎn)CTA，從五十年代中期到七十年代中期，一直和BP-Amoco公司相互交換技術(shù)發(fā)展資料，共同開(kāi)發(fā)新技術(shù)。同時(shí)，DuPont-ICI公司進(jìn)一步完善了氧化反應(yīng)催化劑體系，特別是溴系促進(jìn)劑的使用，逐步發(fā)展和形成其氧化、精制專利技術(shù)，并于1967年建成其第一套PTA生產(chǎn)裝置，在PTA研究和生產(chǎn)中占有較大的份額。AEC-Hitachi技術(shù)是Tuntex公司與日本Hitachi公司合作，在BP-Ammoco工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)行研發(fā)而形成的具有自身特點(diǎn)的專有工藝技術(shù)。該技術(shù)已在臺(tái)灣建廠并投入使用，目前采用該項(xiàng)技術(shù)的逸盛大化一期、寧波逸盛三期PTA工廠已投入試運(yùn)行，是當(dāng)今世界上單系列規(guī)模最大的PTA工廠。此外，日本三井油化MPC、日本三菱化學(xué)MCC、美國(guó)/德國(guó)Lurgi/Eastman、美國(guó)/意大利Dow-Inca、西班牙Interquisa等公司均在PTA研究和生產(chǎn)中占有一定的份額。6.2國(guó)內(nèi)的工藝技術(shù)選擇我國(guó)從20世紀(jì)70年代末就開(kāi)始從國(guó)外成套引進(jìn)PTA生產(chǎn)工藝技術(shù)，三十年來(lái)，已經(jīng)成套引進(jìn)了近20條生產(chǎn)線。至今國(guó)內(nèi)科研單位、設(shè)計(jì)院和生產(chǎn)企業(yè)的工程技術(shù)人員對(duì)精對(duì)苯二甲酸裝置在反應(yīng)機(jī)理、模型以及設(shè)備結(jié)構(gòu)、制造等基礎(chǔ)研究方面已取得了不小的進(jìn)展，年產(chǎn)60萬(wàn)噸、100萬(wàn)噸成套裝置國(guó)產(chǎn)化技術(shù)也已開(kāi)發(fā)，申請(qǐng)了相關(guān)專利。本工程選用的工藝系業(yè)主與國(guó)外相關(guān)配套單位經(jīng)認(rèn)真研究、開(kāi)發(fā)并實(shí)施的百萬(wàn)噸級(jí)PTA成套技術(shù)，并將此技術(shù)用于建設(shè)一套低消耗、有規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)產(chǎn)化裝置。第七章精對(duì)苯二甲酸的工藝流程及操作條件7.1反應(yīng)歷程簡(jiǎn)介PTA生產(chǎn)主要由氧化和精制兩個(gè)部分組成，PTA生產(chǎn)反應(yīng)歷程簡(jiǎn)述如下：7.1.1對(duì)二甲苯氧化氧化的目的是以對(duì)二甲苯為原料，以醋酸為溶劑，醋酸鈷和醋酸錳為催化劑，溴化物為促進(jìn)劑，在一定的壓力和溫度條件下，通入壓縮空氣使其發(fā)生氧化反應(yīng)，對(duì)二甲苯氧化成生成對(duì)苯二甲酸。氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)式如下：C6H4(CH3)2+3O2—→C6H4(COOH)2+2H2O+318.7Kcal/mol(PX)實(shí)際上，對(duì)二甲苯氧化不是按一步完成的，而是按下列步驟分步進(jìn)行：式中k1~k6為各步反應(yīng)速度常數(shù)。研究表明，兩種反應(yīng)途徑的定量比例約為10:1。對(duì)二甲苯氧化過(guò)程中發(fā)生的副反應(yīng)比主反應(yīng)要復(fù)雜得多，其中最主要的是原料對(duì)二甲苯和溶劑醋酸在反應(yīng)系統(tǒng)燃燒反應(yīng)，并生成一氧化碳、二氧化碳和水。此外，在氧化過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生甲醇、醋酸甲酯等副產(chǎn)物，因醋酸甲酯數(shù)量較多，可設(shè)置回收設(shè)施回收副產(chǎn)品醋酸甲酯。7.1.2對(duì)苯二甲酸精制對(duì)二甲苯氧化過(guò)程中反應(yīng)副產(chǎn)物中，最主要的是中間物4-CBA對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響大。通常4-CBA與TA以共結(jié)晶存在，在下游聚酯生產(chǎn)中對(duì)纖維產(chǎn)品的成纖性影響較大，可采用加氫精制過(guò)程將4-CBA還原為易溶于水的甲基苯甲酸（PT酸）而實(shí)現(xiàn)分離。加氫精制反應(yīng)為放熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)式如下：7.2工藝流程簡(jiǎn)述對(duì)二甲苯(PX)以醋酸為溶劑，在催化劑的作用下與空氣中的氧反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸。催化劑是包含了鈷、錳、溴的混合溶液。該反應(yīng)發(fā)生于195℃及14～15kg/cm2G。反應(yīng)后的產(chǎn)品為混雜著副產(chǎn)物的對(duì)苯二甲酸,一般稱為粗對(duì)苯二甲酸(CTA)。副產(chǎn)物的主要成份為4-羧基苯甲醛(4-CBA),含量約為2,500～2800將粗對(duì)苯二甲酸以純水溶解,再于鈀催化劑的催化下,通入氫氣,于85kg/cm2G及285-288℃下,使4-羧基苯甲醛(4-CBA)還原成對(duì)甲基苯甲酸(P-ToluicAcid)。由于對(duì)甲基苯甲酸易溶于水中,因此于再結(jié)晶,分離和干燥時(shí),可將對(duì)甲基苯甲酸分離,而可得到高純度的純對(duì)苯二甲酸(PTA)。主工藝流程說(shuō)明如下：7.2.1空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)用來(lái)供給氧化反應(yīng)器所需的空氣。有三臺(tái)并聯(lián)的空壓機(jī)組，每個(gè)機(jī)組包含一臺(tái)多級(jí)離心式空氣壓縮機(jī)、一臺(tái)蒸汽透平機(jī)及一臺(tái)二級(jí)膨脹機(jī)。7.2.2100單元母液儲(chǔ)存罐醋酸溶劑、高壓吸收塔塔底液、催化劑、循環(huán)母液及對(duì)二甲苯送到裝有攪拌機(jī)的配料罐中調(diào)配好后，用泵注入氧化反應(yīng)器。各個(gè)成分組成，以對(duì)二甲苯流量為主比例來(lái)控制醋酸溶劑及催化劑的加入量。7.2.3200單元--氧化反應(yīng)、結(jié)晶、高壓吸收及常壓吸收。氧化反應(yīng)對(duì)二甲苯在裝有攪拌機(jī)的二臺(tái)并聯(lián)氧化反應(yīng)器中，被氧化成對(duì)苯二甲酸，來(lái)自空壓機(jī)的空氣則由一組特殊設(shè)計(jì)的進(jìn)料管線送入反應(yīng)器，空氣流量由一組氧分析儀連續(xù)分析來(lái)自反應(yīng)器廢氣中的氧含量來(lái)加以控制。反應(yīng)操作條件為195℃及14～15kg/cm2反應(yīng)熱由溶劑及反應(yīng)生成水蒸發(fā)帶走。反應(yīng)器的閃蒸蒸汽進(jìn)入反應(yīng)器頂部的冷凝系統(tǒng)中，幾乎所有的溶劑及水分都在此被冷凝。每臺(tái)反應(yīng)器各有一套冷凝系統(tǒng)，由五個(gè)串聯(lián)的冷凝器組成。第一、第二、第三冷凝器中分別副產(chǎn)4.5kg/cm2G飽和蒸汽、2.5kg/cm2G飽和蒸汽和1kg抽出部分冷凝液至溶劑回收系統(tǒng)，以控制反應(yīng)器內(nèi)水濃度，保證反應(yīng)體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。氧化反應(yīng)生成的氧化中間物及副產(chǎn)品，在二次反應(yīng)器中進(jìn)一步反應(yīng)成對(duì)苯二甲酸，以提高轉(zhuǎn)化率及品質(zhì)。二次反應(yīng)器壓力約10～11kg/cm2G，溫度約186℃，反應(yīng)閃蒸蒸汽及尾氣，送到冷凝器副產(chǎn)2.5kg/cm結(jié)晶二次反應(yīng)器之出料，經(jīng)過(guò)二個(gè)裝有攪拌機(jī)的結(jié)晶器依序降壓降溫，對(duì)苯二甲酸在此過(guò)程中完全結(jié)晶析出。第一結(jié)晶罐操作壓力約4kg/cm2G，溫度約163.5℃，閃蒸蒸汽直接進(jìn)入溶劑脫水塔中。第二結(jié)晶器操作壓力約-0.5kg/cm2G高壓吸收來(lái)自氧化反應(yīng)器尾氣冷凝器的未凝結(jié)氣，進(jìn)入高壓吸收塔1。先用醋酸洗滌吸收對(duì)二甲苯及醋酸甲酯，再以純水洗滌，以吸收醋酸。高壓吸收塔1塔頂排放的廢氣進(jìn)入高壓吸收塔2再次進(jìn)行洗滌吸收有機(jī)物，高壓吸收塔2頂排放廢氣送到膨脹機(jī)。另設(shè)一小高壓吸收塔用相同流程吸收后氧化反應(yīng)器的尾氣，吸收后的尾氣送尾氣干燥系統(tǒng)。常壓吸收TA單元設(shè)備所排放的含有醋酸的常壓尾氣及二次反應(yīng)器之尾氣，被收集引入常壓吸收塔下層。純水進(jìn)入下塔上方，作為洗滌液。吸收塔塔底循環(huán)泵提供下塔內(nèi)循環(huán)所需的流量，同時(shí)液位控制下將過(guò)剩的洗滌液送到溶劑脫水塔，回下塔的回流經(jīng)換熱器被冷卻水冷卻。下塔尾氣進(jìn)入上層塔中，以堿液洗滌后通過(guò)風(fēng)機(jī)排放到尾氣燃燒室時(shí)行燃燒，以避免醋酸的污染。吸收塔上層循環(huán)泵提供上層塔內(nèi)循環(huán)所需的流量，同時(shí)將過(guò)剩的洗滌液排入廢水系統(tǒng)。7.2.4300單元－－分離、干燥分離真空過(guò)濾機(jī)將固態(tài)的對(duì)苯二甲酸從漿料中分離出來(lái)，過(guò)濾機(jī)正常六臺(tái)同時(shí)在線。過(guò)濾機(jī)分離出來(lái)的固體進(jìn)入三臺(tái)并聯(lián)的干燥機(jī)，母液、洗液進(jìn)入母液罐。干燥粗對(duì)苯二甲酸在旋轉(zhuǎn)式干燥機(jī)中，以中壓的4.5kg/cm2G蒸汽作加熱介質(zhì)進(jìn)行干燥。干燥系統(tǒng)有一密閉的氮?dú)庋h(huán)回路，以帶走干燥機(jī)蒸發(fā)的溶劑氣體。此回路包括洗滌回收冷卻器、循環(huán)氣體鼓風(fēng)機(jī)、循環(huán)氮?dú)饧訜崞?、及洗滌塔。循環(huán)氮?dú)馑娜軇┱羝谙礈焖斜幌礈煜聛?lái)，而進(jìn)入系統(tǒng)中的固體微粒亦一并被收集回收。塔底液回收到反應(yīng)器混合溶劑進(jìn)料罐。干燥的粗對(duì)苯二甲酸固體離開(kāi)干燥機(jī)后，用氣送螺旋輸送送入7.2.5400單元－－溶劑及催化劑回收、殘?jiān)舭l(fā)、溶劑脫水、萃取、常壓汽提系統(tǒng)。溶劑汽提系統(tǒng)及催化劑回收真空過(guò)濾機(jī)分離出來(lái)的母液，一部分由母液泵送入汽提塔中。汽提塔的酸汽提到脫水塔。汽提塔塔底殘?jiān)褐泻醒趸磻?yīng)所需之催化劑，則流至蒸發(fā)罐中，進(jìn)一步濃縮出所含之醋酸及水份。殘?jiān)舭l(fā)及催化劑回收系統(tǒng)汽提塔蒸發(fā)罐內(nèi)溶液，用泵泵入88kg/cm2G溶劑脫水脫水溶劑塔收集來(lái)自以下工藝單元的溶劑：－常壓吸收塔的塔底液。高壓吸收塔上部液體－反應(yīng)器冷凝器冷凝液經(jīng)過(guò)萃取后的部分液體。－二次反應(yīng)器冷凝器的冷凝液經(jīng)過(guò)萃取后的部分液體。－氧化第一結(jié)晶器的閃蒸蒸汽。－溶劑汽提塔的蒸汽。氧化反應(yīng)生成的水，以兩種方式進(jìn)行分離，一種共沸蒸餾方式自脫水溶劑塔塔頂分離，所需共沸劑－－醋酸異丁酯（Isobutyl-acetate）則自塔頂加入。塔頂蒸汽在塔頂冷凝器中被冷卻水冷凝，共沸劑與其它蒸餾物的混合液收集于脫水塔頂部罐中，重力分離后，再經(jīng)泵回流至脫水塔。虹吸式再沸器以5kg/cm2GMA回收系統(tǒng)自脫水塔頂部罐的共沸劑中分離出來(lái)的反應(yīng)生成物，其內(nèi)仍含有相當(dāng)數(shù)量的醋酸異丁酯和反應(yīng)副產(chǎn)物醋酸甲酯。醋酸甲酯要全部送回反應(yīng)器，抑制醋酸反應(yīng)生成醋酸甲酯。醋酸甲酯汽提塔C-441的進(jìn)料，由泵打入，并在虹吸式再沸器中以4.5kg/cm2G回收蒸汽加熱塔底液，提供C-441蒸汽源。汽提塔汽提頂?shù)臍怏w，離開(kāi)塔頂進(jìn)入冷凝器，冷凝水中含有大量的醋酸異丁酯及相當(dāng)數(shù)量的醋酸甲酯，經(jīng)泵送入共沸劑汽提塔，將醋酸異丁酯與醋酸甲酯分離。塔底抽出的高濃度醋酸異丁酯送回脫水塔頂部罐中，其汽提氣體（酸酸甲酯）經(jīng)冷凝器冷凝后，送醋酸甲酯水解系統(tǒng)，經(jīng)水解系統(tǒng)產(chǎn)生的醋酸溶劑送母液罐回收再利用，水解后產(chǎn)生之水和甲醇則排放至廢水處理。7.2.5PTA裝置工藝流程框圖——7.2.6500單元—進(jìn)料配制、反應(yīng)進(jìn)料預(yù)熱、加氫反應(yīng)、結(jié)晶（一）工藝簡(jiǎn)介：500單元包括：進(jìn)料配制、反應(yīng)進(jìn)料預(yù)熱、加氫反應(yīng)、結(jié)晶等工序。來(lái)自粗對(duì)苯二甲酸（CTA）料倉(cāng)的氧化產(chǎn)品與來(lái)自2V-311-1/2的漿料連續(xù)進(jìn)入溶解罐2V-501，并與工藝溶劑罐2V-613回收的工藝水（約含0.1WT%TA固體）攪拌混合，配制成漿料濃度約為26.5~30WT%（根據(jù)工藝需要調(diào)節(jié)）TA的漿料。此混合漿料由PTA增壓泵2P-501A/B/C打至高速離心泵2P-502A~H的入口。高速離心泵2P-502A~H將漿料壓力升至約107Kg/cm2G，送入加氫反應(yīng)器2R-520-1/2。進(jìn)入加氫反應(yīng)器2R-520-1/2之前，此混合漿料需經(jīng)過(guò)7個(gè)串聯(lián)的熱交換器2E-510、2E-511、2E-512、2E-513、2E-514、2E-515及2E-516，將漿料溫度加熱至285--2V-521-1/2的閃蒸蒸汽至2E-514-1/2--2V-522-1/2的閃蒸蒸汽至2E-513-1/2--2V-523-1/2的閃蒸蒸汽至2E-512-1/2--2V-524-1/2的閃蒸蒸汽至2E-511-1/2--2V-525-1/2的閃蒸蒸汽至2E-510-1/22E-515-1/2及2E-516-1/2所需熱源，則使用的界外來(lái)的88Kg/cm2G經(jīng)七臺(tái)換熱器加熱后的TA溶液約含26.5~30WT%（根據(jù)工藝需要調(diào)節(jié)）TA，溫度285℃，進(jìn)入加氫反應(yīng)器2R-520-1/2與加熱后的氫氣反應(yīng)。（90Kg/cm2G的氫氣在高壓蒸汽混合加熱器中與88Kg/cm2G的超高壓蒸汽混合成高溫含飽和水蒸汽的氫氣）。加氫反應(yīng)器2R-520-1/2內(nèi)填裝Pd/C催化劑，作用是有選擇的進(jìn)行加氫反應(yīng)。TA溶液與氫氣由反應(yīng)器頂部經(jīng)分配器注入，經(jīng)過(guò)滿液位浸泡Pd/C固定催化劑床，將CTA中所含的4-羧基苯甲醛（4-CBA）還原成易溶于水的對(duì)甲基苯甲酸（P-TOLUICACID），再進(jìn)入后序結(jié)晶器單元。加氫反應(yīng)器2R-520-1/2的操作條件為283~285℃及75由加氫反應(yīng)器出來(lái)的PTA溶液，經(jīng)過(guò)5個(gè)連續(xù)帶有攪拌器（防止?jié){料沉積）結(jié)晶器2V-521-1/2~2V-525-1/2降壓降溫后，除可產(chǎn)生合乎規(guī)格的PTA之外，并可分離部分雜質(zhì)。5個(gè)結(jié)晶器操作條件如下：--2V-521-1/250.8Kg/cm2G--2V-522-1/230.2Kg/cm2G--2V-523-1/215.2Kg/cm2G--2V-524-1/27.30Kg/cm2G--2V-525-1/24.00Kg/cm2G到第五結(jié)晶器時(shí),對(duì)苯二甲酸即可完全結(jié)晶出來(lái)。2V-521-1/2、2V-522-1/2、2V-523-1/2、2V-524-1/2及2V-525-1/2所產(chǎn)生的閃蒸蒸汽（FLASHVAPOR），分別送至進(jìn)料預(yù)熱器2E-514-1/2、2E-513-1/2、2E-512-1/2、2E-511-1/2及2E-510-1/2冷凝以回收熱量。多余的蒸汽進(jìn)入2C-530進(jìn)一步回收能量。來(lái)自500區(qū)2V-521-1/2~2V-525-1/2和2V-510-1/2~2V514-1/2以及2V-603-1/2/32V-605-1/2各個(gè)罐的凝液和閃蒸汽因帶有一定的熱量和一些固體顆粒，閃蒸汽被收集后進(jìn)入閃蒸汽洗滌塔2C-530，通過(guò)2E-533回收熱量，并用2E-532冷卻降溫，以及用脫鹽水洗滌氣體中的固體顆粒，防止污染環(huán)境，并回收TA。進(jìn)料配制來(lái)自氧化干燥機(jī)的粗CTA和來(lái)自2V-613回收的工藝水進(jìn)入2V-311-1/2，在2A-311-1/2攪拌后形成一定濃度的混合漿料，經(jīng)過(guò)2P-311A/B/C和來(lái)自粗CTA料倉(cāng)2S-3501的粉料，連續(xù)進(jìn)入配料罐2V-501，并與工藝溶劑罐2V-613回收的工藝水（固體含量約0.1WT%TA）混合，配制成漿料濃度約為26.5~30WT%（根據(jù)工藝需要調(diào)節(jié)）TA的漿料。此混合漿料由PTA增壓泵2P-501A/B/C輸入高速離心泵2P-502A~H-1/2進(jìn)口。反應(yīng)進(jìn)料預(yù)熱通過(guò)2P-501A/B/C打出的漿料，進(jìn)入2P-502A~H-1/2升壓到107Kg/cm2G后，進(jìn)入加氫反應(yīng)器之前，此混合漿料經(jīng)過(guò)7個(gè)串聯(lián)的熱交換器，將漿料溫度加熱至285～288℃，再送入溶解罐，在此對(duì)苯二甲酸已完全溶解在高溫的水中。加熱溶解所需熱源，大部分回收自PTA加氫反應(yīng)由溶解罐來(lái)的TA溶液約含26～30WT%TA，溫度285～288℃，進(jìn)入加氫反應(yīng)器與來(lái)自氫氣壓機(jī)的高壓氫氣反應(yīng)。加氫反應(yīng)器內(nèi)填裝Pd/C固定催化劑床。TA溶液與氫氣由反應(yīng)器頂部注入，滿液位浸泡Pd/C固定催化劑床，將CTA中所含的4-羧基苯甲醛（4-CBA）還原成水溶性的對(duì)甲基苯甲酸（P-TOLUICACID），再進(jìn)入結(jié)晶器中。結(jié)晶由加氫反應(yīng)器出來(lái)的PTA溶液，經(jīng)過(guò)5個(gè)連續(xù)攪拌結(jié)晶器降壓降溫后，除可產(chǎn)生合乎規(guī)格的PTA之外，并可分離部分雜質(zhì)。到第五結(jié)晶器時(shí),對(duì)苯二甲酸即可完全結(jié)晶出來(lái)。第一至第五結(jié)晶器所產(chǎn)生的閃蒸蒸汽，分別送至進(jìn)料預(yù)熱器以回收熱量。經(jīng)預(yù)熱器冷凝后的閃蒸蒸汽凝液用于加熱壓力過(guò)濾機(jī)濾餅再打漿水，進(jìn)一步回收熱量。7.2.7600單元—過(guò)濾、干燥（一）、工藝簡(jiǎn)介600單元包括：壓濾機(jī)系統(tǒng)、干燥機(jī)系統(tǒng)等工序。來(lái)自PTA第五結(jié)晶器2V-525-1/2的PTA漿料經(jīng)過(guò)2P-525A/B-1/2送往壓力過(guò)濾機(jī)進(jìn)料罐2V-603-1/2/3。壓力過(guò)濾機(jī)使?jié){料脫水，產(chǎn)生約含水10％w/w的濾餅以及約含0.10～0.15%w/w懸浮固體的濾液。PTA濾餅被升溫后的氮?dú)獯敌断聛?lái)，重力落至壓濾機(jī)出料螺旋2T-601A/B/C-1/3和2T-601A/B-2。其中2T-601A/B-1/2/3將濕的PTA物料送至2T-602A/B-1/2/3后送入PTA干燥機(jī)煙囪上部；而2T-601C-1將濕的PTA物料送至雙向螺旋，經(jīng)過(guò)2T-603/4/5C-1將濕的PTA送至一線干燥煙囪上部；經(jīng)過(guò)2T-603/4C-2/將濕的PTA送至二線干燥煙囪上部；2T-601C-3將濕的PTA物料送至2T-602/3C-3后送入PTA三線干燥機(jī)煙囪上部。從煙囪上部落下的PTA濕料由PTA干燥機(jī)進(jìn)料螺旋2T-621-1/2/3將濾餅送入PTA干燥機(jī)2M-621-1/2/3。如果壓濾機(jī)跳閘，有相應(yīng)設(shè)施在需要時(shí)旁通壓力過(guò)濾機(jī)，把漿料循環(huán)送回進(jìn)料打漿罐。過(guò)濾由結(jié)晶單元來(lái)的PTA漿料，用泵送至壓力過(guò)濾機(jī)，壓力過(guò)濾機(jī)系統(tǒng)處理。壓力過(guò)濾機(jī)所分離出的約含濕10WT%PTA的濾餅則入干燥機(jī)。母液固體回收系統(tǒng)壓力過(guò)濾機(jī)的母液約含0.1wt%的懸浮PTA固體，經(jīng)過(guò)兩段冷卻后，懸浮固體可達(dá)到0.57wt%，將其溶液經(jīng)過(guò)過(guò)濾器后PTA固體即可與母液分離。已脫除懸浮固體后之母液送至廢水處理廠分解其所含之COD及SS。由過(guò)濾器濾出的濾餅用醋酸溶解送回氧化進(jìn)料配置系統(tǒng)/7.2.2PTA工藝流程框圖——精制單元7.2.8PTA產(chǎn)品之儲(chǔ)存裝袋及出料PTA干燥機(jī)出口的PTA產(chǎn)品，經(jīng)由尾氣輸送系統(tǒng)送成品料倉(cāng)，并適時(shí)取樣分析各質(zhì)量控制項(xiàng)目。如果合于規(guī)范，則直接打包或裝車成成品。如果分析結(jié)果未能符合成品規(guī)范，或是有工藝參數(shù)可預(yù)知產(chǎn)品質(zhì)量可能超出控制范圍，則需及時(shí)切換料倉(cāng)，將與合格料摻配以達(dá)到合格范圍或返回配料系統(tǒng)重?zé)?。成品料倉(cāng)下設(shè)置打包機(jī)，打包后裝運(yùn)出售。PTA裝置工藝流程框圖詳見(jiàn)圖7.2.1和圖7.2.2。所分離出的母液匯集于母液罐中，由泵送至母液固體回收第八章精對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備及其特點(diǎn)8.1精對(duì)苯二甲酸氧化單元的關(guān)鍵設(shè)備——氧化反應(yīng)器氧化