精對苯二甲酸(PTA)生產(chǎn)技術及工藝流程

精對苯二甲酸(PTA)生產(chǎn)技術及工藝流程摘要精對苯二甲酸（PTA）英文名稱：Pureterephthalicacid（PTA)分子式C6H4（COOH）2。是以對二甲苯為原料，液相氧化生成粗對苯二甲酸，再經(jīng)加氫精制，結晶，分離，干燥，得到精對苯二甲酸。精對苯二甲酸為白色針狀結晶或粉末，約在300℃升華，自燃點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。精對苯二甲酸是生產(chǎn)聚酯切片、長短滌綸纖維等化纖產(chǎn)品和其它重要化工產(chǎn)品的原料。精對苯二甲酸（PTA）是重要的大宗有機原料之一，其主要用途是生產(chǎn)聚酯纖維(滌綸)、聚酯薄膜和聚酯瓶，廣泛用于與化學纖維、輕工、電子、建筑等國民經(jīng)濟的各個方面，與人民生活水平的高低密切相關。關鍵詞：氧化反應結晶高壓吸收常壓吸收分離干燥溶劑及催化劑回收殘渣蒸發(fā)溶劑脫水萃取常壓汽提系統(tǒng)加氫反應過濾目錄摘要 I前言 -1-第一章精對苯二甲酸的工業(yè)概貌 -2-1.1世界精對苯二甲酸工業(yè)概貌 -2-1.2我國精對苯二甲酸工業(yè)概貌 -3-第二章精對苯二甲酸的上下游產(chǎn)業(yè)鏈 -5-2.1精對苯二甲酸的上游產(chǎn)業(yè) -5-2.2精對苯二甲酸的下游產(chǎn)業(yè) -5-第三章精對苯二甲酸的性質(zhì)及其主要用途 -6-3.1精對苯二甲酸的性質(zhì) -6-3.1精對苯二甲酸的主要用途 -6-第四章精對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-第六章精對苯二甲酸的生產(chǎn)工藝技術 -9-6.1國外工藝技術現(xiàn)狀 -9-6.2國內(nèi)的工藝技術選擇 -10-第七章精對苯二甲酸的工藝流程及操作條件 -11-7.1反應歷程簡介 -11-7.1.1對二甲苯氧化 -11-7.1.2對苯二甲酸精制 -12-7.2工藝流程簡述 -12-7.2.1空氣壓縮機 -12-7.2.2100單元母液儲存罐 -12-7.2.3200單元--氧化反應、結晶、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、殘渣蒸發(fā)、溶劑脫水、萃取、常壓汽提系統(tǒng)。 -14-7.2.6500單元—進料配制、反應進料預熱、加氫反應、結晶 -16-7.2.7600單元—過濾、干燥 -19-7.2.8PTA產(chǎn)品之儲存裝袋及出料 -20-第八章精對苯二甲酸生產(chǎn)的關鍵設備及其特點 -22-8.1精對苯二甲酸氧化單元的關鍵設備——氧化反應器 -22-8.2精對苯二甲酸精制單元的關鍵設備 -22-第九章結論 -24-參考文獻 -25-致謝 -26-前言本項目由精對苯二甲酸（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、精制單元和公用設施等，其中：氧化單元：主要包括空氣壓縮、進料準備、氧化反應、CTA結晶、CTA過濾、CTA干燥、溶劑回收、催化劑回收殘渣處理（CRU）、MA水解、尾氣焚燒處、CTA母液儲存系統(tǒng)理等。精制單元：主要包括漿料制備、加氫反應、PTA結晶、PTA壓力過濾、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苯二甲酸裝置中氧化單元和精制單元生產(chǎn)技術、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。本裝置設計能力為每年產(chǎn)120萬噸PTA工程項目是大連市近年來投資最大的內(nèi)資項目之一，主要生產(chǎn)化纖原料——PTA，是一家實現(xiàn)PTA技術自主開發(fā)研究并建造的公司。以對二甲苯為原料，液相氧化生成粗對苯二甲酸，再經(jīng)加氫精制，結晶，分離，干燥，得到精對苯二甲酸。第一章精對苯二甲酸的工業(yè)概貌1.1世界精對苯二甲酸工業(yè)概貌目前，亞洲是全球精對苯二甲酸（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)能力遠遠低于亞洲。世界PTA主要貿(mào)易量集中在亞洲地區(qū)，2009年進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口地區(qū)。從近幾年世界PTA的貿(mào)易趨勢來看，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。目前，世界PTA主要用于生產(chǎn)聚酯，占PTA總消費量的98％以上，而PTT（聚對苯二甲酸丙二醇酯）與PBT（聚對苯二甲酸丁二醇酯）在工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模較小，目前對PTA的需求量僅約200萬噸。未來幾年世界PTA工業(yè)仍將快速發(fā)展，據(jù)預測，2010年世界PTA的需求量將達到4500萬噸，其中亞洲3000萬噸，占世界的67％；2010年世界PTA產(chǎn)能超過4952萬噸/年，新增產(chǎn)能主要來自亞洲的中國、印度、泰國等國家。中東、北美及西歐等地的PTA產(chǎn)能增速相對較緩，新建計劃不多。而未來世界PTA消費結構變化不明顯，用于生產(chǎn)聚酯的比例仍將超過90％。表1世界PTA供需狀況（萬噸）年份生產(chǎn)能力生產(chǎn)量消費量開工率/%1993980902902921994108010001000921995127011401140901996142012801280901997183014801480811998200015801580791999216016901690782000237021902190922005342231453145942006351432603260952007346234403440952008394237603755942009454943304300932010495245204520911.1.1數(shù)據(jù)引自：表1摘自專家論壇精細化工原料及中間體2011年第1期來自中國知網(wǎng)。1.2我國精對苯二甲酸工業(yè)概貌我國PTA生產(chǎn)主要集中在江浙一帶。我國2008年PTA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)能將占全國總產(chǎn)能的50%，成為我國最大的PTA生產(chǎn)基地。浙江的逸盛石化、紹興的華聯(lián)三鑫石化、寧波大榭開發(fā)區(qū)的寧波三菱化學公司的第2期和第3期PTA工程也將按計劃進行，預計到2010年，浙江PTA總產(chǎn)能將達到260萬噸/年。表2歷年中國PTA供需平衡（萬噸）年份能力產(chǎn)量進口量出口量表現(xiàn)消費量自給率%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第二章精對苯二甲酸的上下游產(chǎn)業(yè)鏈2.1精對苯二甲酸的上游產(chǎn)業(yè)精對苯二甲酸的上游產(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精對苯二甲酸的下游產(chǎn)業(yè)精對苯二甲酸的下游產(chǎn)業(yè)是化纖行業(yè)，主要有棉花、短纖、紗、長襪等紡織品。圖1精對苯二甲酸的上下游產(chǎn)業(yè)鏈石油石油石腦石天然氣乙烯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即精對苯二甲酸PET即聚對苯二甲酸乙二酯MEG即乙二醇第三章精對苯二甲酸的性質(zhì)及其主要用途3.1精對苯二甲酸的性質(zhì)精對苯二甲酸為白色針狀結晶或粉末，約在300℃升華，自燃點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精對苯二甲酸的主要用途 精對苯二甲酸是生產(chǎn)聚酯切片、長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PTA歷年中國PTA供需平衡（萬噸）PTA的應用比較集中，世界上90%以上的PTA用于生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其它部分是作為聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）及其它產(chǎn)品的原料。第四章精對苯二甲酸的主要原料PTA的原料是PX（即對二甲苯），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”說法的由來。工業(yè)上生產(chǎn)精對苯二甲酸的主要原料是對二甲苯，二甲苯來芳烴的生產(chǎn)。芳烴中的“三苯”（苯、甲苯和二甲苯）是化學工業(yè)的基礎原料，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)量指標如下： 項目 指標外觀白色結晶粉末 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對羧基苯甲醛 25 wtppm對甲基苯甲酸 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第六章精對苯二甲酸的生產(chǎn)工藝技術6.1國外工藝技術現(xiàn)狀精對苯二甲酸（PTA）是聚酯產(chǎn)品的主要基礎原料，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)縮聚工藝實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來，PTA工藝已成為聚酯工業(yè)發(fā)展之重點。五十年代中期，BP-Amoco公司將中世紀公司開發(fā)的對二甲苯（PX）高溫氧化法工藝實現(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)生氣液非均相化學反應生成粗對苯二甲酸（CTA）。高溫氧化法具有反應速度快，產(chǎn)品收率高等特點。但由于反應溫度高，溶劑耗量大，設備腐蝕嚴重，材質(zhì)等級要求高等。為克服高溫氧化法的不足，各家公司又成功地開發(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，裝置開工率達到90%以上。六十年代，BP-Amoco公司又成功地開發(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，從而促進了PTA工藝技術迅速發(fā)展，其技術在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公司相互交換技術發(fā)展資料，共同開發(fā)新技術。同時，DuPont-ICI公司進一步完善了氧化反應催化劑體系，特別是溴系促進劑的使用，逐步發(fā)展和形成其氧化、精制專利技術，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技術是Tuntex公司與日本Hitachi公司合作，在BP-Ammoco工藝技術的基礎上，通過進行研發(fā)而形成的具有自身特點的專有工藝技術。該技術已在臺灣建廠并投入使用，目前采用該項技術的逸盛大化一期、寧波逸盛三期PTA工廠已投入試運行，是當今世界上單系列規(guī)模最大的PTA工廠。此外，日本三井油化MPC、日本三菱化學MCC、美國/德國Lurgi/Eastman、美國/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國內(nèi)的工藝技術選擇我國從20世紀70年代末就開始從國外成套引進PTA生產(chǎn)工藝技術，三十年來，已經(jīng)成套引進了近20條生產(chǎn)線。至今國內(nèi)科研單位、設計院和生產(chǎn)企業(yè)的工程技術人員對精對苯二甲酸裝置在反應機理、模型以及設備結構、制造等基礎研究方面已取得了不小的進展，年產(chǎn)60萬噸、100萬噸成套裝置國產(chǎn)化技術也已開發(fā)，申請了相關專利。本工程選用的工藝系業(yè)主與國外相關配套單位經(jīng)認真研究、開發(fā)并實施的百萬噸級PTA成套技術，并將此技術用于建設一套低消耗、有規(guī)模經(jīng)濟效益、技術領先的國產(chǎn)化裝置。第七章精對苯二甲酸的工藝流程及操作條件7.1反應歷程簡介PTA生產(chǎn)主要由氧化和精制兩個部分組成，PTA生產(chǎn)反應歷程簡述如下：7.1.1對二甲苯氧化氧化的目的是以對二甲苯為原料，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，對二甲苯氧化成生成對苯二甲酸。氧化反應為放熱反應，反應式如下：C6H4(CH3)2+3O2—→C6H4(COOH)2+2H2O+318.7Kcal/mol(PX)實際上，對二甲苯氧化不是按一步完成的，而是按下列步驟分步進行：式中k1~k6為各步反應速度常數(shù)。研究表明，兩種反應途徑的定量比例約為10:1。對二甲苯氧化過程中發(fā)生的副反應比主反應要復雜得多，其中最主要的是原料對二甲苯和溶劑醋酸在反應系統(tǒng)燃燒反應，并生成一氧化碳、二氧化碳和水。此外，在氧化過程中還會產(chǎn)生甲醇、醋酸甲酯等副產(chǎn)物，因醋酸甲酯數(shù)量較多，可設置回收設施回收副產(chǎn)品醋酸甲酯。7.1.2對苯二甲酸精制對二甲苯氧化過程中反應副產(chǎn)物中，最主要的是中間物4-CBA對產(chǎn)品質(zhì)量影響大。通常4-CBA與TA以共結晶存在，在下游聚酯生產(chǎn)中對纖維產(chǎn)品的成纖性影響較大，可采用加氫精制過程將4-CBA還原為易溶于水的甲基苯甲酸（PT酸）而實現(xiàn)分離。加氫精制反應為放熱反應，化學反應式如下：7.2工藝流程簡述對二甲苯(PX)以醋酸為溶劑，在催化劑的作用下與空氣中的氧反應生成對苯二甲酸。催化劑是包含了鈷、錳、溴的混合溶液。該反應發(fā)生于195℃及14～15kg/cm2G。反應后的產(chǎn)品為混雜著副產(chǎn)物的對苯二甲酸,一般稱為粗對苯二甲酸(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)還原成對甲基苯甲酸(P-ToluicAcid)。由于對甲基苯甲酸易溶于水中,因此于再結晶,分離和干燥時,可將對甲基苯甲酸分離,而可得到高純度的純對苯二甲酸(PTA)。主工藝流程說明如下：7.2.1空氣壓縮機空氣壓縮機用來供給氧化反應器所需的空氣。有三臺并聯(lián)的空壓機組，每個機組包含一臺多級離心式空氣壓縮機、一臺蒸汽透平機及一臺二級膨脹機。7.2.2100單元母液儲存罐醋酸溶劑、高壓吸收塔塔底液、催化劑、循環(huán)母液及對二甲苯送到裝有攪拌機的配料罐中調(diào)配好后，用泵注入氧化反應器。各個成分組成，以對二甲苯流量為主比例來控制醋酸溶劑及催化劑的加入量。7.2.3200單元--氧化反應、結晶、高壓吸收及常壓吸收。氧化反應對二甲苯在裝有攪拌機的二臺并聯(lián)氧化反應器中，被氧化成對苯二甲酸，來自空壓機的空氣則由一組特殊設計的進料管線送入反應器，空氣流量由一組氧分析儀連續(xù)分析來自反應器廢氣中的氧含量來加以控制。反應操作條件為195℃及14～15kg/cm2反應熱由溶劑及反應生成水蒸發(fā)帶走。反應器的閃蒸蒸汽進入反應器頂部的冷凝系統(tǒng)中，幾乎所有的溶劑及水分都在此被冷凝。每臺反應器各有一套冷凝系統(tǒng)，由五個串聯(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)，以控制反應器內(nèi)水濃度，保證反應體系的正常運轉(zhuǎn)。氧化反應生成的氧化中間物及副產(chǎn)品，在二次反應器中進一步反應成對苯二甲酸，以提高轉(zhuǎn)化率及品質(zhì)。二次反應器壓力約10～11kg/cm2G，溫度約186℃，反應閃蒸蒸汽及尾氣，送到冷凝器副產(chǎn)2.5kg/cm結晶二次反應器之出料，經(jīng)過二個裝有攪拌機的結晶器依序降壓降溫，對苯二甲酸在此過程中完全結晶析出。第一結晶罐操作壓力約4kg/cm2G，溫度約163.5℃，閃蒸蒸汽直接進入溶劑脫水塔中。第二結晶器操作壓力約-0.5kg/cm2G高壓吸收來自氧化反應器尾氣冷凝器的未凝結氣，進入高壓吸收塔1。先用醋酸洗滌吸收對二甲苯及醋酸甲酯，再以純水洗滌，以吸收醋酸。高壓吸收塔1塔頂排放的廢氣進入高壓吸收塔2再次進行洗滌吸收有機物，高壓吸收塔2頂排放廢氣送到膨脹機。另設一小高壓吸收塔用相同流程吸收后氧化反應器的尾氣，吸收后的尾氣送尾氣干燥系統(tǒng)。常壓吸收TA單元設備所排放的含有醋酸的常壓尾氣及二次反應器之尾氣，被收集引入常壓吸收塔下層。純水進入下塔上方，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，同時液位控制下將過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。下塔尾氣進入上層塔中，以堿液洗滌后通過風機排放到尾氣燃燒室時行燃燒，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，同時將過剩的洗滌液排入廢水系統(tǒng)。7.2.4300單元－－分離、干燥分離真空過濾機將固態(tài)的對苯二甲酸從漿料中分離出來，過濾機正常六臺同時在線。過濾機分離出來的固體進入三臺并聯(lián)的干燥機，母液、洗液進入母液罐。干燥粗對苯二甲酸在旋轉(zhuǎn)式干燥機中，以中壓的4.5kg/cm2G蒸汽作加熱介質(zhì)進行干燥。干燥系統(tǒng)有一密閉的氮氣循環(huán)回路，以帶走干燥機蒸發(fā)的溶劑氣體。此回路包括洗滌回收冷卻器、循環(huán)氣體鼓風機、循環(huán)氮氣加熱器、及洗滌塔。循環(huán)氮氣所含的溶劑蒸汽在洗滌塔中被洗滌下來，而進入系統(tǒng)中的固體微粒亦一并被收集回收。塔底液回收到反應器混合溶劑進料罐。干燥的粗對苯二甲酸固體離開干燥機后，用氣送螺旋輸送送入7.2.5400單元－－溶劑及催化劑回收、殘渣蒸發(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濾機分離出來的母液，一部分由母液泵送入汽提塔中。汽提塔的酸汽提到脫水塔。汽提塔塔底殘渣液中含有氧化反應所需之催化劑，則流至蒸發(fā)罐中，進一步濃縮出所含之醋酸及水份。殘渣蒸發(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－反應器冷凝器冷凝液經(jīng)過萃取后的部分液體。－二次反應器冷凝器的冷凝液經(jīng)過萃取后的部分液體。－氧化第一結晶器的閃蒸蒸汽。－溶劑汽提塔的蒸汽。氧化反應生成的水，以兩種方式進行分離，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的反應生成物，其內(nèi)仍含有相當數(shù)量的醋酸異丁酯和反應副產(chǎn)物醋酸甲酯。醋酸甲酯要全部送回反應器，抑制醋酸反應生成醋酸甲酯。醋酸甲酯汽提塔C-441的進料，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，離開塔頂進入冷凝器，冷凝水中含有大量的醋酸異丁酯及相當數(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—進料配制、反應進料預熱、加氫反應、結晶（一）工藝簡介：500單元包括：進料配制、反應進料預熱、加氫反應、結晶等工序。來自粗對苯二甲酸（CTA）料倉的氧化產(chǎn)品與來自2V-311-1/2的漿料連續(xù)進入溶解罐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，送入加氫反應器2R-520-1/2。進入加氫反應器2R-520-1/2之前，此混合漿料需經(jīng)過7個串聯(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，則使用的界外來的88Kg/cm2G經(jīng)七臺換熱器加熱后的TA溶液約含26.5~30WT%（根據(jù)工藝需要調(diào)節(jié)）TA，溫度285℃，進入加氫反應器2R-520-1/2與加熱后的氫氣反應。（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）。加氫反應器2R-520-1/2內(nèi)填裝Pd/C催化劑，作用是有選擇的進行加氫反應。TA溶液與氫氣由反應器頂部經(jīng)分配器注入，經(jīng)過滿液位浸泡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甲基苯甲酸（P-TOLUICACID），再進入后序結晶器單元。加氫反應器2R-520-1/2的操作條件為283~285℃及75由加氫反應器出來的PTA溶液，經(jīng)過5個連續(xù)帶有攪拌器（防止?jié){料沉積）結晶器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個結晶器操作條件如下：--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到第五結晶器時,對苯二甲酸即可完全結晶出來。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），分別送至進料預熱器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。多余的蒸汽進入2C-530進一步回收能量。來自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，閃蒸汽被收集后進入閃蒸汽洗滌塔2C-530，通過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。進料配制來自氧化干燥機的粗CTA和來自2V-613回收的工藝水進入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2P-311A/B/C和來自粗CTA料倉2S-3501的粉料，連續(xù)進入配料罐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進口。反應進料預熱通過2P-501A/B/C打出的漿料，進入2P-502A~H-1/2升壓到107Kg/cm2G后，進入加氫反應器之前，此混合漿料經(jīng)過7個串聯(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加氫反應由溶解罐來的TA溶液約含26～30WT%TA，溫度285～288℃，進入加氫反應器與來自氫氣壓機的高壓氫氣反應。加氫反應器內(nèi)填裝Pd/C固定催化劑床。TA溶液與氫氣由反應器頂部注入，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）還原成水溶性的對甲基苯甲酸（P-TOLUICACID），再進入結晶器中。結晶由加氫反應器出來的PTA溶液，經(jīng)過5個連續(xù)攪拌結晶器降壓降溫后，除可產(chǎn)生合乎規(guī)格的PTA之外，并可分離部分雜質(zhì)。到第五結晶器時,對苯二甲酸即可完全結晶出來。第一至第五結晶器所產(chǎn)生的閃蒸蒸汽，分別送至進料預熱器以回收熱量。經(jīng)預熱器冷凝后的閃蒸蒸汽凝液用于加熱壓力過濾機濾餅再打漿水，進一步回收熱量。7.2.7600單元—過濾、干燥（一）、工藝簡介600單元包括：壓濾機系統(tǒng)、干燥機系統(tǒng)等工序。來自PTA第五結晶器2V-525-1/2的PTA漿料經(jīng)過2P-525A/B-1/2送往壓力過濾機進料罐2V-603-1/2/3。壓力過濾機使?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濾餅被升溫后的氮氣吹卸下來，重力落至壓濾機出料螺旋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干燥機煙囪上部；而2T-601C-1將濕的PTA物料送至雙向螺旋，經(jīng)過2T-603/4/5C-1將濕的PTA送至一線干燥煙囪上部；經(jīng)過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三線干燥機煙囪上部。從煙囪上部落下的PTA濕料由PTA干燥機進料螺旋2T-621-1/2/3將濾餅送入PTA干燥機2M-621-1/2/3。如果壓濾機跳閘，有相應設施在需要時旁通壓力過濾機，把漿料循環(huán)送回進料打漿罐。過濾由結晶單元來的PTA漿料，用泵送至壓力過濾機，壓力過濾機系統(tǒng)處理。壓力過濾機所分離出的約含濕10WT%PTA的濾餅則入干燥機。母液固體回收系統(tǒng)壓力過濾機的母液約含0.1wt%的懸浮PTA固體，經(jīng)過兩段冷卻后，懸浮固體可達到0.57wt%，將其溶液經(jīng)過過濾器后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。由過濾器濾出的濾餅用醋酸溶解送回氧化進料配置系統(tǒng)/7.2.2PTA工藝流程框圖——精制單元7.2.8PTA產(chǎn)品之儲存裝袋及出料PTA干燥機出口的PTA產(chǎn)品，經(jīng)由尾氣輸送系統(tǒng)送成品料倉，并適時取樣分析各質(zhì)量控制項目。如果合于規(guī)范，則直接打包或裝車成成品。如果分析結果未能符合成品規(guī)范，或是有工藝參數(shù)可預知產(chǎn)品質(zhì)量可能超出控制范圍，則需及時切換料倉，將與合格料摻配以達到合格范圍或返回配料系統(tǒng)重煉。成品料倉下設置打包機，打包后裝運出售。PTA裝置工藝流程框圖詳見圖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苯二甲酸生產(chǎn)的關鍵設備及其特點8.1精對苯二甲酸氧化單元的關鍵設備——氧化反應器氧化