PTA装置及工艺

1、生产工艺方法AMOCO工艺法ICI工艺法MPC工艺法国内国内PTA装置概况装置概况概况1997年1月30日在北京中石化总公司国际事业公司和日本三井造 船株式 会社签定了以对二甲苯为原料年生产能力为25万吨的精对苯二甲酸（PTA）的生产装置合同，1997年7月1日生效。PTA项目总投资：130829.4万元、占地43050M2本装置共有设备机械等577台，买方供货237台，卖方供货340台设计基础 PTA装置设计的年生产能力为25万吨精对苯二甲酸，设计运转时间7200小时每年，每小时产量35吨PTA，操作弹性在70%110%之间。 装置组成 PTA装置包括粗对苯二甲酸（TA）生产单元；精对苯二甲

2、酸（PTA）生产单元；辅助设施和公共设施。 1.TA单元流程 TATA单元生成单元生成PTAPTA的原料粗的原料粗TATA（CTACTA），采用），采用MPCMPC专有的液相专有的液相催化氧化对二甲苯的工艺。催化氧化对二甲苯的工艺。TATA单元主要由进料准备、氧化、单元主要由进料准备、氧化、分离和干燥、溶剂和催化剂回收四部分组成。基础工艺流程分离和干燥、溶剂和催化剂回收四部分组成。基础工艺流程为对二甲苯（为对二甲苯（PXPX）、醋酸溶剂（）、醋酸溶剂（Q Q）和醋酸钴、醋酸锰催化剂、）和醋酸钴、醋酸锰催化剂、及四溴乙烷（及四溴乙烷（TBETBE）助催化剂一起进入氧化反应器）助催化剂一起进入氧化

3、反应器TD-201TD-201，空，空气气( (空气与纯氧的混合气空气与纯氧的混合气) )在流量控制下进入反应器底部，三在流量控制下进入反应器底部，三台在线氧分析仪检测尾气中氧气的浓度。台在线氧分析仪检测尾气中氧气的浓度。氧化主反应氧化主反应PX+O2=TA+2H2O(催化剂催化剂,醋酸溶剂）醋酸溶剂）氧化副反应氧化副反应PX+O2=4CBA+H2O氧化工艺简介氧化工艺简介 反应温度通过改变压力来调节。底进轴锚反应温度通过改变压力来调节。底进轴锚式搅拌器式搅拌器TJ-201TJ-201使空气和液体有效的接触，防使空气和液体有效的接触，防止氧化反应器的内壁结垢，并保持固体为悬浮止氧化反应器的内壁

4、结垢，并保持固体为悬浮状态。氧化反应放出的热量通过蒸发溶剂来带状态。氧化反应放出的热量通过蒸发溶剂来带走，反应器的顶部有一个脱水塔用来除去氧化走，反应器的顶部有一个脱水塔用来除去氧化反应中生成的水。反应中生成的水。 反应器塔底物连续排入浆料罐反应器塔底物连续排入浆料罐TD-203TD-203，在其中一步减压至常压，通过降压闪蒸沉淀在其中一步减压至常压，通过降压闪蒸沉淀TATA，将浆料送入离心机，将浆料送入离心机TM-300TM-300，分离出的湿，分离出的湿滤饼进入再打浆罐滤饼进入再打浆罐TD-300TD-300进行再打浆后送入进行再打浆后送入旋转真空过滤机（旋转真空过滤机（RVFRVF）TM

5、-301ATM-301A、B B，使，使TATA与母液分离，母液进入循环再作反应溶剂。与母液分离，母液进入循环再作反应溶剂。TATA滤饼进入干燥机滤饼进入干燥机TM-304TM-304内干燥后得到内干燥后得到CTACTA，利用反应尾气或利用反应尾气或N N2 2风送至料仓风送至料仓TTK-400TTK-400。 此加氢反应为非均相催化反应，包括：固相：钯-碳催化剂液相：对苯二甲酸水溶液气相：氢气和水蒸汽进料加氢结晶分离过滤干燥TA冷凝水H2蒸汽母液溶剂回收PTA固体回收工艺水HAC氧化 干燥的干燥的CTACTA通过风送系统从通过风送系统从TATA日料仓日料仓TTK-400TTK-400送入送入

6、CTACTA料斗料斗PTK-101PTK-101，通过自动称重进料器，通过自动称重进料器PM-101PM-101和浆料罐和浆料罐螺旋进料器螺旋进料器PM-102PM-102以恒定的流量进入进料浆料罐以恒定的流量进入进料浆料罐PD-101PD-101，经脱离子水（经脱离子水（DIWDIW）打浆加压，加热溶解，进入加氢反）打浆加压，加热溶解，进入加氢反应器应器PD-201PD-201与与H H2 2在在287287，7.7.6 6MpaMpa的条件下，通过钯的条件下，通过钯碳碳（Pd/CPd/C）催化剂床层进行加氢反应，使）催化剂床层进行加氢反应，使4CBA4CBA转化成易转化成易溶于水的对甲基苯

7、甲酸（溶于水的对甲基苯甲酸（PTAPTA）。 加氢主反应加氢主反应4CBA+H2=PT酸酸+H2O 然后将浆料依次经过然后将浆料依次经过PD-301PD-301、PD-302PD-302、PD-303PD-303、PD-304PD-304逐级降压结晶，使浆料中析出逐级降压结晶，使浆料中析出PTAPTA，然后通过，然后通过离心机离心机PM-401PM-401、旋转真空过滤机、旋转真空过滤机PM-402PM-402进行母固分进行母固分离，洗涤精制后的滤饼，经螺旋输送器进入干燥机离，洗涤精制后的滤饼，经螺旋输送器进入干燥机PM-404PM-404中干燥，得到合格的中干燥，得到合格的PTAPTA产品，

8、再用反应尾气产品，再用反应尾气或或N N2 2将将PTAPTA输送至料仓输送至料仓PTK-800APTK-800A、B B，供后面，供后面PETPET（聚（聚酯）使用酯）使用或由仓储车间打包装置打包外售。或由仓储车间打包装置打包外售。 2）如果氢气分压非常低时，将发生下述反应： 干燥的粗TA通过风送系统从TA日料仓TTK-400送入粗TA料斗PTK-101,之后通过自动称重进料器PM-101和浆料罐螺旋进料器PM-102以恒定的流量进入进料浆料罐PD-101.进料浆料罐中加入循环工艺水与TA混合,进料浆料罐搅拌器PJ-101使PD-101中的固体和水混合,并使之保持为均一的悬浮液。进料浆料罐下

9、的反应器进料提升泵101用来提升反应进料泵102的入口压力，102向加氢反应器201提供经过预热的高压进料。反应器进料通过进料预热器（101101）加热到所需的反应温度。前三个预热器101，通过蒸汽加热，最后两个预热器101用热油加热。澄清的水溶液连续地经过预热器进入加氢反应器D201，经过催化剂床层。加氢反应器中通入氢气。在201发生催化加氢反应，使中的不纯物转化成可溶于水的物质。主要反应为对醛基苯甲酸（4）转化成对甲基苯甲酸（P-TA），后者通过结晶极易从中除去。加氢反应生成物进入到四级连续搅拌闪蒸结晶器（301304），在其中逐步进行降压。由于成功的降压，水便闪蒸出来使剩下的溶液冷却，这

10、样便以期望的粒度分布结晶析出。从头两个结晶器（301302）闪蒸出的蒸汽通过在第一和第二结晶器排气冷凝器（301302）中产生蒸汽来进行部分冷凝。结晶器间的浆料输送利用它们之间的压差进行。结晶器的搅拌器301至304用来保持浆料为悬浮液。从最后两个结晶器（303304）闪蒸出的蒸汽直接送到第一预热器101作为热媒。第四结晶器中产生的 浆料送入离心机401分离成湿 饼和母液。湿 饼靠重力连续排入再打浆罐401，母液也连续地排入母液罐403。母液在液位控制下，从母液罐进入常压下的母液闪蒸罐404。404中的母液通过废溶剂泵404送到废母液处理区。从401来的饼在再打浆罐401中用新鲜的热脱离子水进

11、行再打浆。401中的PTA浆料在液位控制下排入旋转真空过滤机的进料罐402，之后通过旋转真空过滤机的进料泵402在液位控制下送入旋转真空过滤机402。为防止固体沉积，提供了一条从402过滤机进料盘到402的浆料溢流管线。402过滤端的真空由真空泵403提供。滤液，洗涤液和蒸气/惰性气体排入滤液分离罐405，分离出的液体用泵 通过循环溶剂加热器403送入循环溶剂罐501，分离出的蒸汽经过过滤机的蒸气冷凝器405送回到过滤机的真空泵。真空泵排料至真空泵分离罐406，分离出的液体送入干燥机N2洗涤塔PT-401用作洗涤液，分离出的气体返回到过滤机，其中的一部分用来排放滤饼。湿滤饼通过流料槽403进入

12、常压操作的干燥机404。湿滤饼中蒸发出的水蒸汽被反向一次通过的惰性气体吹走。离开干燥机的这股气体中夹带有少量固体，在干燥机洗涤塔中用反向接触的冷进行洗涤。离开洗涤塔的气体直接排空。最后得到的干燥粉末状晶体产品通过风送系统送入日料仓800，然后送到产品料仓810或不合格料仓401或界区外车间。从第一和第二结晶器冷凝器排出的工艺排气通过一共用的排气集管进入排气洗涤塔501。这股气体中含有闪蒸时带出的固体，其中排气洗涤塔中用塔顶的回流进行洗涤。第一和第二结晶罐的冷凝液也进入排气洗涤塔，旋转真空过滤机的滤液，干燥机2洗涤塔的塔底物和排气洗涤塔（501）的塔底物都进入到循环溶剂罐501，并最后循环到进料

13、浆料罐。工艺要求提供脱离子水作为补充水。两股独立的水作为溶剂补充。一部分冷的脱离子水直接进入搅拌器和泵的密封系统，另一部分在经过洗涤塔排气冷凝器501，排气冷凝器404和工艺、冲洗水加热器502后加入工艺水罐502。这股热脱离子水用于离心机饼的再打浆和低压冲洗，其中的一部分进行进一步的加热加压后用于高压冲洗。废母液处理系统用来提高单元排出的废水的质量。这个系统包括冷却和过滤阶段。从母液闪蒸罐来的废母液用泵送入废溶剂冷却塔901。废母液被冷却，溶解在其中的有机物结晶析出。形成的浆料送入废溶剂过滤机901，将悬浮的固体除去。过滤机排出的湿滤饼用醋酸进行再打浆，并循环至单元的102。分离出的水排入下水道，与和单元的其它废水混合。精对苯二甲酸氢气脱离子水对二甲苯（PX）液相催化氧化制对苯二甲酸（TA）是由印地安那Standard Oil公司和Scientific Design公司在五十年代开发，工艺改进后称为Mid Century工艺。AMOCO公司由印地安那Standard Oil公司独立出来于1956年建立了第一套生产粗对苯二甲酸（TA）装置。后经对制造工艺进行改进，1965年，AMOCO公司最先采用了加氢精制新技术的PTA示范装置投入运转。80年代后，该公司继续进行改进使AMOCO工艺更加趋于成熟和完善。英国帝国化学公司（ICI）的PTA工艺