① 更全面的操作过程有吗
精对苯二甲酸生产工艺综述
精对苯二甲酸是制造聚酯纤维、薄膜、绝缘漆的重要原料,主要用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),也用作染料中间体。长期以来,我国PTA工业的发展滞后于聚酯工业的发展。据海关统计,自1990年以来,我国PTA进口量呈逐年快速增长趋势,2005年进口量高达649.73万t,自1990年至2005年的15年间年均增长率达到22.07%,其中尤以1995至2000年间增长最快,年均增长率高达44.26%(见表1)。
表1 我国历年精对苯二甲酸进口量
Table 1 Import volumes of PTA in past years
年份
PTA进口量/万t
比上年增长/%
1990
32.63
-
1995
40.1
-
2000
250.54
-
2001
311.66
24.40
2002
429.69
37.87
2003
454.21
50.71
2004
572.48
26.04
2005
649.73
13.49
预计2010年我国PTA生产能力将达到943万t,进口比例将大幅下降,需求量将达到1300万t,2015年约为1820万t。由此可见,PTA项目仍然有广阔的发展空间。
1 PTA生产工艺
1.1 我国早期PTA生产工艺
我国早期生产PTA的厂家有上海石油化工总厂涤纶厂、北京燕山石化总公司长征化工厂和辽阳化纤总厂等厂家。其生产方法主要分为低温氧化法和高温氧化法两种。
1.1.1 对二甲苯低温氧化法 原料对二甲苯(PX)在醋酸溶液中,以醋酸钴(或醋酸锰)及溴化物为催化剂,以三聚乙醛为氧化促进剂,在130-140℃和1.5-4.0MPa压力下,用空气一步低温氧化生成对苯二甲酸。产品对苯二甲酸先在160℃和0.55MPa压力条件下用醋酸洗涤,再在100℃和常压条件下用醋酸洗涤,然后干燥得到产品精对苯二甲酸。
1.1.2 对二甲苯高温氧化法对二甲苯以醋酸为溶剂,以醋酸钴、醋酸锰为催化剂,在四溴乙烷存在下,于221-225℃和0.255MPa压力下氧化生成对苯二甲酸。反应产物在280-290℃和6.5-7.0MPa压力下溶解于水中,成对苯二甲酸水溶液。然后用钯/活性炭催化剂加氢处理,除去微量对羰基苯甲醛,经结晶、洗涤、干燥,得成品精对苯二甲酸。
1.2 PTA生产工艺进展
1.2.1 PTA生产工艺进展概述 PTA是聚酯产品的主要原料,由于聚酯工业的迅速发展,特别是采用PTA直接酯化、连续缩聚工艺实现工业化生产以来,和对苯二甲酸二甲酯(DMT)工艺路线相比,因其具有流程简短、原料消耗低、生产工艺容易控制、成本低等诸多优点,20世纪70年代以后,PTA工艺已成为聚酯工业发展之重点。
以对二甲苯(PX)为原料生产聚酯单体工艺路线很多,而技术先进、应用广泛的工业装置可分为两类:一类是以威顿法技术为代表的合并氧化酯化法生产对DMT工艺;另一类是以英国BP-Amoco、美国Dupont-ICI、日本三井油化、日本三菱化学(MCC)、美国Eastman及意大利INCA等公司技术为代表的中温氧化、加氢精制(或深度氧化)生产精对苯二甲酸工艺。
Eastman为当今世界上最大的PET生产商、技术转让商,在北美和欧洲生产PTA,拥有在世界上处于领先水平的中等纯度的对苯二甲酸(MTA)和PTA技术。Eastman的PTA生产技术开发较早,对于反应机理的理解有其独特之处,工艺路线和设备的选择也颇多与众不同。
Dupont-ICI公司几乎和BP-Amoco公司同期研究开发高温氧化技术,生产粗对苯二甲酸(CTA),从上世纪50年代中期到70年代中期,一直和BP-Amoco公司相互交换技术发展资料,共同开发新技术。同时,Dupont-ICI公司进一步完善了氧化反应催化剂体系,特别是溴系促进剂的使用,逐步发展和形成其氧化、精制专利技术,并于1967年建成投产其第一套PTA生产装置,在PTA研究和生产中占有相当大的比例。
BP-Amoco公司于上世纪50年代中期将中世纪公司开发的高温氧化法实现工业化,该法以醋酸(HAc)为溶剂,钴、锰重金属盐为催化剂,溴化物为促进剂,在一定的温度和压力下,PX和空气发生气液非均相化学反应,生成CTA。高温氧化法具有反应速度快、产品收率高,并可降低CTA中氧化中间产物的含量等特点。但由于反应温度高,造成溶剂耗量大,设备腐蚀性严重,要求材质等级高。为克服高温氧化法的不足,各家公司又成功地开发出中温氧化工艺,降低了原辅材料消耗,减少了副产物的生成,装置开工率达到90%以上。
上世纪60年代,BP-Amoco公司又成功地开发出CTA加氢精制新工艺,从而制得符合聚酯工业直接酯化、连续缩聚所需的原料PTA,极大的促进了PTA工艺技术迅速发展,并使之成为世界上主要的PTA技术专利商和生产商。
Interquisa公司是西班牙石油公司(CEPSA)的全资子公司,CEPSA是一个多角经营的石化集团,其经营范围包括石油勘探、精炼和营销。Interquisa公司成立于1972年,原本是CEPSA与美国石油公司的一个合资企业,从1987年起成为CEPSA集团独家经营,总部设在马德里,在西班牙圣罗克(SanRoque)经营一间工厂,生产PTA、DMT和纯净间苯二甲酸(IPA)。San Roque的PTA装置是引进Amo-co公司技术,1976年投产,通过20多年的稳定生产,积累了丰富的经验。Interquisa公司在消化吸收Amoco公司技术基础上,通过其不懈的努力,增加新的工艺步骤、改进设计、操作和维修,来不断地改进技术,实现高产量、低能耗、高质量和长周期的稳定操作。
Dow化学公司PTA技术来源于意大利子公司INCA,Dow拥有80%股份。INCA有30多年的PTA生产经验,工厂设在Ottana。
上世纪50年代末,日本三井油化(Mitsui)公司使用中世纪专利技术,建成了第一套CTA工业装置,并根据实际生产操作经验,对工艺进行了深度研究开发,形成了具有自身特色的对二甲苯中温氧化工艺。并引进BP-Amoco公司CTA加氢精制专利技术,在PTA工艺领域占有一定份额。
1.2.2 聚合级对苯二甲酸(EPTA)生产工艺特点
以PX与空气为主要物料,经三步制得EPTA,工艺过程见图1(略)。
EPTA生产工艺仍然属于高温法的改进。EPTA产品中有两种用户不期望的高浓度杂质4-羧基苯甲醛(4-CBA)和PT酸。这两种杂质的含量表征PX氧化的程度。通常,PX上的甲基氧化生成PT酸的速率比PT酸上的甲基氧化生成TPA快10倍。反应速率的差异主要来自PT酸中羧基官能团的吸电子效应对甲基产生的钝化作用。同时,含有醛基的两种中间产物对甲基苯甲醛和对羧基苯甲醛即使没有催化剂存在也可以非常容易地被氧化。
除了PX反应生成TPA的主反应,同时还有PX和醋酸的副反应。醋酸的氧化与分解便是其中之一。这些副反应的存在,使得生产成本上升。因此,控制反应条件,减少副反应,成为各种工艺改进的重中之重。
近年来,有代表性的PTA生产商对其各自的工艺进一步作了改进。PTA由PX在醋酸溶剂中进行液相氧化制取,采用醋酸钴作催化剂。氧化反应条件大体是:温度185-200℃,压力0.98-1.5MPa,在立式罐反应器内进行气液相鼓泡反应。BP和杜邦公司拥有专有技术,三菱化学、依斯曼化学和三井化学公司也不断开发有竞争性的生产工艺。
Eastman公司的EPTA工艺由CTA生产、EPTA生产和催化剂回收三部分组成。PX在醋酸溶剂中,用空气在液相催化氧化。进料混合物(PX、溶剂和催化剂)与压缩空气混合,连续进入在中温下操作的鼓泡塔式氧化反应器,生成的CTA用来自溶剂回收系统的贫溶剂去除CTA中的杂质。CTA再在后氧化步骤中提纯为EPTA,大大减少对苯二甲酸中的主要杂质4-CBA、对甲基苯甲酸(p-TA),EPTA从溶剂中分离和干燥。悬浮固体作为CTA残渣分出和去除,在流化床焚烧炉中处理。可溶性杂质从滤液中除去,溶解的催化剂用于循环。该工艺加工步骤较少,与缓和氧化技术相结合,投资和操作费用较低。在美国、西欧、亚太地区已建有工业装置,总能力为150万t/a。Lurgi石油和化学公司负责该工艺的技术转让。我国浙江的华联三鑫石化有限公司采用Eastman公司EPTA技术,建设的年产60万t EP-TA装置已于2005年3月投入试运行,目前该装置已经正常运行。华联三鑫石化有限公司采用杜邦技术的年产120万t PTA装置已于2005年动工建设。
2 PTA的能耗比较
PX氧化制取PTA过程中,PX的理论消耗为638.6kg/t PTA(以纯度100%计)。我国早期PX制取PTA的PX消耗为708kg/t PTA(含量≥99%),醋酸消耗为111kg/t PTA,目前扬子石化的醋酸消耗为50kg/t PTA左右,华联三鑫石化有限公司的设计醋酸消耗值为46kg/t PTA,总能耗为242kg标煤/t PTA,国际先进能耗水平为150kg标煤/t PTA。
3 近年来PTA工艺改进的成果
近年来,各家专利商围绕降低原辅材料和公用工程消耗、节省投资、提高装置开工率等方面,对PTA工艺流程、工艺参数及设备等不断进行完善和改进,取得了较大的进展。
3.1 优化反应条件
PX氧化是PTA装置的核心,选择适宜的氧化反应条件,是降低原辅材料消耗、减少副产品生成和提高产品质量的决定性因素,优化反应条件成为技术开发的制高点。反应条件优化的总趋势是降低反应压力和温度,提高催化剂浓度并改进催化剂、促进剂配比,详见表2。
表2 氧化反应主要工艺条件
Table 2 The main technological parameter of oxidation reaction
项目
反应压力/MPa
反应温度/℃
Br:(Co+Mn) /摩尔比
Co:Mn/摩尔比
Eastman
0.56
160
Dupont-ICI
1.47
201
0.5
1:2
BP-Amoco
1.26
191
0.5
1:2
Interquisa
1.45
195
0.5-0.8
1:(2-3)
INCA
1.60
200
1.0
1:2
三井油化
1.06
185
1.0
2:1
3.2 加大母液循环量,降低原料和能量消耗
BP-Amoco公司将母液循环量由原来的50%增大到超过90%,显著减少了氧化残渣量,降低了原辅材料、催化剂和公用工程消耗,同时也节省了能源。精制原料MTA中4-CBA和PT酸含量低,精制部分的溶剂(水)中杂质含量少,母液循环率高。
3.3 强化加氢精制反应
Dupont-ICI公司原有加氢反应CTA浓度低于28%,反应温度约280℃。尔后将CTA浓度提高至30%,将反应温度提高到286℃,加氢反应大为强化,除盐水及能量消耗有所降低。
3.4 PTA母液固体回收利用
PTA结晶离心分离的大量母液,经进一步分离后回收母液中对苯二甲酸、对甲基苯甲酸和对甲基苯甲醛等,送至氧化系统回收利用,提高了产品收率的同时降低了三废排放量。
3.5 改进设备、优化工艺
3.5.1 改进设备 氧化反应属动力学控制型,反应主要发生在液相,90%的反应产物在反应器内已形成晶体,搅拌条件对控制CTA结晶形成及避免反应器内壁结垢至关重要。如BP-Amoco和Dupont-ICI在反应器上部设置液体分布盘,利用回流液冲洗反应器内壁,避免反应产物在反应器内壁积存结垢。Dupont-ICI还对搅拌器的叶片曲线和角度进行了改进,以保证良好的气流搅动及维持颗粒悬浮,进而大幅度提高了氧化反应器效率。
3.5.2 提高自动控制水平 各公司采用DCS控制系统;将定期作业纳入程序控制,减少了手工操作;开发单元操作控制软件,保证工艺在优化状态下稳定运行;研制开发满足PTA工艺控制特殊需求的仪表等。
3.5.3 优化工艺 根据长期的实际生产和操作经验,BP-Amoco和三菱公司均取消CTA干燥、风送、中间贮存工序,滤饼直接送浆料配制溶解罐;Dupont-ICI公司新工艺取消了氧化反应进料混合罐,原料混合在管道中进行,加氢反应器材质采用316L替代304L与钛复合钢板;三菱和Eastman公司将PTA五段结晶改为四段结晶等。上述措施既简化流程,也减少了设备和投资,还节省了能源消耗。
3.5.4 改进三废处理方法,减少三废排放量,有效地控制了对环境的污染 BP公司最近还开发了环保型PTA生产工艺,可使废水和气体污染排放减少3倍,固体废物减少一半,挥发性有机化合物排放基本消除。该工艺应用于我国珠海和台湾的PTA装置以及美国新建的70万t/a PTA装置中。
英国诺丁汉(Nottinghom)大学与杜邦聚酯技术公司合作,开发了在超临界水(ScH2O)中从对二甲苯生产对苯二甲酸的连续法绿色工艺。对二甲苯先被氧部分氧化,氧就地从过氧化氢在预热器中分解产生,保持温度400℃在ScH2O中,再用溴化锰进行催化,可高产率地得到对苯二甲酸,选择性超过90%。与现有工艺相比,该反应路线可大大提高能效和减少废物。常规的对二甲苯在醋酸中氧化生产PTA的路线中,水的存在降低了溴化锰催化剂的活性。新工艺路线在ScH2O中进行反应,因为超临界流体的极性低于液体水的极性,催化剂不会有太大的失活。
3.5.5 扩大PTA装置单系列产能 如BP-Amoco、Dupont-ICI、Interquisa、INCA等公司,均具有PTA装置单系列氧化反应器最大能力超过年产60万t的技术。
4 结束语
我国聚酯工业的超速成长,极大地刺激了PTA投资的快速增长,从而加快了PTA项目的工艺引进,上述成果也不同程度地在新建或改建的PTA装置中得到了应用。但我国PTA装置建设的关键技术仍然依靠进口,基础研究薄弱,能耗水平与国际先进水平比较还有相当大的差距。我国PTA装置的生产规模已经与国际接轨,在大型化方面取得了长足的进展,但在工艺优化方面,特别是基础研究方面仍然有待开发。
② PTA 是什么东西
PTA
是The Parents-Teachers Association of的缩写,
意思是父母- 老师互动,也就是中文的家长会
MCC
=MOTOR CONTROL CENTER 马达控制中心
=玛丽勒本板球俱乐部(Marylebone Cricket Club)
=Magnetic Card Control 磁性卡片控制;
Main Communication Center 主通信中心, 通信枢纽;
Main Control Console 主控制台;
Marylebone Cricket Club 马利里本板球俱乐部[英];
Meteorological Communications Centre 气象通讯中心;
Minor Cycle Counter短周期计数器;
Motor Control Center 发动机控制中心;
Multi-Channel Communications Control 多路通信控制;
Multi-Chip-Circuit多片电路
DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称,国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。DCS具有以下特点:
(1)高可靠性 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外,由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一,可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
(2)开放性 DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。
(3)灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态,即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面,从而方便地构成所需的控制系统。
(4)易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机,具有维护简单、方便的特点,当某一局部或某个计算机出现故障时,可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换,迅速排除故障。
(5)协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据,整个系统信息共享,协调工作,以完成控制系统的总体功能和优化处理。
(6)控制功能齐全 控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体,可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的构成方式十分灵活,可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成,也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。 处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制,并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理,如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展,DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能,如计划调度、仓储管理、能源管理等。
③ PTA是什么装置
PTA是精对苯二甲酸(Pure Terephthalic Acid)的英文缩写,所以PTA是生产精对苯二甲酸装置。
④ 关于PTA里面程序设计的问题,题目简单,细节太严,真不知道哪里出错了!求大佬解答!
很明显 你没有来按照要源求去做:
输入格式:输入在第一行给出两个整数A和B(-100≤A,B≤100),数字间以空格分隔。
应该是
int a=-200,b=-200;
while(a>100 || b >100 || a<-100||b<-100)
{
scanf("%d %d",&a,&b);
}
输出格式:在一行中输出A乘以B的值。
应该是printf("%d ",a*b);
⑤ PTA装置加氢反应器突然泄压,是何原因,如何处理
1、压力控制阀失控突然打开;
2、人孔法兰螺丝断裂,蹦开;
3、进料预热器列管断裂,物料泄入加热源系统。
处理:
1、若泄压幅度不太大(降压1.5MPa以内),反应器恢复压力控制后,工艺运行条件下热水循环,钯炭催化剂有保住的希望。
2、若泄压幅度较大(降压超过3.0MPa),钯炭催化剂基本不保,只能反应器清洗,更换催化剂。
SPC CXJ
⑥ PTA生产装置有哪些
没有悬赏啊
厦门翔鹭,珠海BP,南京扬子,
仪征化纤
,
辽化
,大连逸盛大化,宁波逸盛,上海亚东。。。。
⑦ pta生产工艺比较
PTA是精对苯二甲酸(Pure Terephthalic Acid)的英文缩写,是重要的大宗有机原料之一,其主要用途是生产聚酯纤维(涤纶)、聚酯瓶片和聚酯薄膜,广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面,与人民生活水平的高低密切相关。
PTA(精对苯二甲酸)2005年中国需求量1210万吨,占全球PTA需求总量2880万吨的42%;产量560万吨,进口650万吨,进口依存程度为54%,未来PTA需求仍在不断扩大,在未来几年,PTA的中国供需仍难以达到完全平衡。
EG(乙二醇)需求量达510.2万吨,占全球EG需求总量1133万吨的45%,产量110万吨,进口400万吨。2005年我国涤纶产量占世界涤纶产量的38%,已成为我国纺织工业的最主要原料。中国的动向,引起了世界其它国家和地区的关注,而且会对世界化纤业造成相当大的影响。
PTA的应用比较集中,世界上90%以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,简称聚酯),其它部分是作为聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其它产品的原料。
我国聚酯产量世界第一,是名副其实的聚酯大国。聚酯产能虽然仍以2位数的速率增加,但前2年经济效益大幅下滑。主要原因是PTA和EG价格居高不下,而聚酯产品价位低迷,企业盈利空间越来越小。国内这2种原料自给率都低于40%。
近4年来,国内PTA项目成为热点,几个大项目相继投产,但并没有缓解供不应求态势。到2010年, PTA项目在需求和利益驱动下,还将有一个快速发展期。
PTA生产工艺技术,也会在建设中有所发展。对我国近年来引进的各种PTA生产工艺,特别是低温氧化的EPTA工艺,进行比较和评价,就能够更全面地认识现有各种PTA工艺的技术特点。
(7)pta装置设计扩展阅读:
基本用途
PTA是重要的大宗有机原料之一,广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面。同时,PTA的应用又比较集中,世界上90%以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称聚酯,PET)。
生产1吨PET需要0.85-0.86吨的PTA和0.33-0.34吨的MEG(乙二醇)。聚酯包括纤维切片、聚酯纤维、瓶用切片和薄膜切片。国内市场中,有75%的PTA用于生产聚酯纤维;20%用于生产瓶级聚酯,主要应用于各种饮料尤其是碳酸饮料的包装。
5%用于膜级聚酯,主要应用于包装材料、胶片和磁带。可见,PTA的下游延伸产品主要是聚酯纤维。
聚酯纤维,俗称涤纶。在化纤中属于合成纤维。合成纤维制造业是化纤行业中规模最大、分支最多的子行业,除了涤纶外,其产品还包括腈纶、锦纶、氨纶等。2005年中国化纤产量1629万吨,占世界总产量4400万吨的37%。
合成纤维产量占化纤总量的92%,而涤纶纤维占合成纤维的85%。涤纶分长丝和短纤,长丝约占62%,短纤约占38%。长丝和短纤的生产方法有两种:一是PTA和MEG生产出切片、用切片融解后喷丝而成;一种是PTA和MEG在生产过程中不生产切片,而是直接喷丝而成。
涤纶可用于制作特种材料如防弹衣、安全带、轮胎帘子线,渔网、绳索,滤布及绝缘材料等等。但其主要用途是作为纺织原料的一种。国内纺织品原料中,棉花和化纤占总量的90%。我国化纤产量位列世界第一,2005年化纤产量占我国纺织工业纤维加工总量的2690万吨的61%。
化纤中涤纶占化纤总量的近80%。因此,涤纶是纺织行业的主要原料。涤纶长丝供纺织企业用来生产化纤布,涤纶短纤一般与棉花混纺。棉纱一般占纺织原料的60%,涤纶占30-35%,不过,二者用量因价格变化而替代。
简单地说,PTA的原料是PX,源头是石油。涤纶用PTA占总量的75%,而化纤中78%为涤纶。这就是“化纤原料PTA”说法的由来。
⑧ PTA上、下游材料及产品都有什么
上游就是PX装置,也就是对二甲苯,从炼厂的混二甲苯原料经过吸附分离和异构化生产PX,PX再经过氧化精制生产PTA,下游99%的PTA用于聚酯,主要是用于拉丝、切片等,制作衣服、饮料瓶等
⑨ 什么是pta石化新材料
间而言之,PTA是一种化工原料,从原油经过一系列工序提炼而出,主要用于制造涤纶等化工产品。
PTA是精对苯二甲酸(Pure Terephthalic Acid)的英文简称,在常温下是白色粉状晶体, 无毒、易燃,若与空气混合,在一定限度内遇火即燃烧。
(一)PTA生产过程
PTA为石油的下端产品。石油经过一定的工艺过程生产出石脑油(别名轻汽油),从石脑油中提炼出MX(混二甲苯),再提炼出PX(对二甲苯)。PTA以PX(配方占65%-67%)为原料,以醋酸为溶剂,在催化剂的作用下经空气氧化(氧气占35%-33%),生成粗对苯二甲酸。然后对粗对苯二甲酸进行加氢精制,去除杂质,再经结晶、分离、干燥、制得精对苯二酸产品,即PTA成品。国际、国内有厂家生产粗对苯二甲酸,如三鑫石化的EPTA,韩国三南的QTA等。生产工艺中少了后面的精制过程。成本低,具有价格优势,可满足不同聚酯企业需要。
(二) PTA的用途
PTA是重要的大宗有机原料之一,广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面。同时,PTA的应用又比较集中,世界上90%以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称聚酯,PET)。生产1吨PET需要0.85-0.86吨的PTA和0.33-0.34吨的MEG(乙二醇)。聚酯包括纤维切片、聚酯纤维、瓶用切片和薄膜切片。国内市场中,有75%的PTA用于生产聚酯纤维;20%用于生产瓶级聚酯,主要应用于各种饮料尤其是碳酸饮料的包装;5%用于膜级聚酯,主要应用于包装材料、胶片和磁带。可见,PTA的下游延伸产品主要是聚酯纤维。
聚酯纤维,俗称涤纶。在化纤中属于合成纤维。合成纤维制造业是化纤行业中规模最大、分支最多的子行业,除了涤纶外,其产品还包括腈纶、锦纶、氨纶等。2005年中国化纤产量1629万吨,占世界总产量4400万吨的37%。合成纤维产量占化纤总量的92%,而涤纶纤维占合成纤维的85%。涤纶分长丝和短纤,长丝约占62%,短纤约占38%。长丝和短纤的生产方法有两种:一是PTA和MEG生产出切片、用切片融解后喷丝而成;一种是PTA和MEG在生产过程中不生产切片,而是直接喷丝而成。
涤纶可用于制作特种材料如防弹衣、安全带、轮胎帘子线,渔网、绳索,滤布及缘绝材料等等。但其主要用途是作为纺织原料的一种。国内纺织品原料中,棉花和化纤占总量的90%。我国化纤产量位列世界第一,2005年化纤产量占我国纺织工业纤维加工总量的2690万吨的61%。化纤中涤纶占化纤总量的近80%。因此,涤纶是纺织行业的主要原料。涤纶长丝供纺织企业用来生产化纤布,涤纶短纤一般与棉花混纺。棉纱一般占纺织原料的60%,涤纶占30-35%,不过,二者用量因价格变化而替代。
我国由扬子石化、浙江大学、华东理工大学共同承担的中国石化"十条龙"攻关项目之一的扬子石化精对苯二甲酸(PTA)成套技术,已开发出具有自主知识产权的新型氧化反应器与更为先进的氧化工艺,可使PTA新建项目总投资比引进装置节省20%-30%,国产化工艺的能量消耗比目前引进的PTA装置节能20%以上,目前已申请专利12项(巳获授权6项)。成套工艺包中PX氧化主要技术指标达到20世纪90年代末国内引进装置的技术水平,TA精制技术经济指标和产品质量达到国际先进水平。转鼓式真空过滤机的国产化研究、小流量高温高压高速离心泵研究,填补了PTA精制生产中国产化转鼓式真空过滤机的空白。这些技术将在扬子石化新一轮PTA装置改造中得以应用。
PTA的生产分为两大工序:氧化工序与加氢精制工序。目前各类PTA工艺在加氢精制方面的设计基本相同,差别主要在氧化部分,分为高温工艺、中温工艺和、低温工艺三类。除氧化反应条件不同外,各类工艺在氧化反应器单元、尾气处理系统、浆料处理系统的设计方面都有显著差异。
根据目前PTA装置日趋大型化的要求,该PTA工艺的设计产能为60万-80万吨/年,其中氧化反应器采用2台并联操作,其他设备均采用单系列。流程可分为4个模块:氧化反应器单元、尾气处理单元、浆料处理单元、加氢精制单元。原料对二甲苯、溶剂醋酸、催化剂、空气加入氧化反应器进行氧化反应,反应热通过溶剂蒸发转换成蒸汽与尾气一道从塔顶移出,选人尾气处理单元,尾气经过多级换热、吸收、气体净化、精馏脱水,回收能量和溶剂,然后排放。反应器生成的TA浆料从底部排出,进入浆料处理单元,浆料通过多级结晶和补充氧化、过滤、干燥进行液固分离,分离出的母液大部分返回氧化反应器,少部分抽出净化。干燥后的粗对苯二甲酸(CTA)送到加氢单元进行精制得到PTA。
(1)氧化反应器单元:采用反应/精馏一体化设计,下部为无搅拌的鼓泡塔反应器,上部为精馏塔。精馏段采用规整填料或多块高效塔板直接利用反应热进行溶剂脱水。反应段下部设气体分布器,底部出料,反应段高径比为4-7。单台反应器产能设计为30万~40万吨/年,直径4.7-5.2m,总高30-35m。反应温度在185~190℃,溶剂比、停留时间、含水量等条件的设定兼顾了氧化反应、结晶粒径、溶剂消耗等方面的要求。实验室研究与工业实验均表明,该反应器能够满足氧化反应的多方面需求。与引进的搅拌釜反应器比较,同样产能的鼓泡塔反应器体积要大25%-30%,但由于其呈细长结构,且无运动部件,造价和操作费用反而比搅拌釜低廉得多。同时,由于直接利用反应热进行精馏,在节能降耗方面比搅拌釜具有更大的优势。
(2)尾气后处理单元:反应器尾气合并后进入多级冷凝器并流冷凝,冷凝器同时副产不同能级的蒸汽,大部分蒸汽通人蒸汽透平回收能量,一部分用于脱水塔供热;冷凝后的尾气通过2段吸收塔回收PX和醋酸,然后通过尾气净化去除有机成分,进入尾气膨胀机回收能量、排放。塔顶冷凝液大部分回流到氧化反应器,少部分抽出到脱水塔脱水,脱水塔采用共沸精馏技术,有利节能与减少醋酸消耗。压缩机、蒸汽透平、尾气膨胀机采用共轴连接,除开车启动外,不再需要外部提供能量。尾气处理流程的这种设计借鉴了杜邦与三井工艺的长处,既消除了脱水与换热的瓶颈,又最大限度利用了反应热。
(3)浆料后处理单元:氧化反应器出口浆料合并后进人三级串连结晶器,第一结晶器通人少量空气进行补充氧化;浆料经后续的结晶器减压蒸发浓缩后进入真空过滤机分离固体,过滤母液大部分回流反应器,少部分抽出进行除杂和催化剂回收;固体进人干燥机干燥后制成CTA粉料,再力口氢精制得PTA产品。浆料处理流程的设计主要借鉴了Amoco工艺的思路,有利于结晶和干燥,可消除粒径和干燥方面的瓶颈。上海石化公司开发的具有自主知识产权的年产80万吨PTA工艺包和成套技术最近也通过中石化权威技术验收,达到国际先进水平,可望用于建设国产化的世界级PTA生产装置。据介绍该技术如果投入工程化应用,预计可节省技术专利引进费约人民币1.9亿元。同时,通过采用国产化设备,还可节省设备投资约1.4亿元。