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1、翔鹭石化翔鹭石化9090万吨万吨/ /年年 PTAPTA 投产总结投产总结一、前言一、前言PTAPTA 生产工艺技术自生产工艺技术自19651965年开发成功，经过众多厂家的共同努年开发成功，经过众多厂家的共同努力，已经得到了飞速的发展，力，已经得到了飞速的发展，PTAPTA 产品也已取代产品也已取代 DMTDMT 成为聚酯的主成为聚酯的主要原料。降低装置的能源、物料消耗，提升装置产能是要原料。降低装置的能源、物料消耗，提升装置产能是 PTAPTA 各专利各专利厂家关注的重点。厂家关注的重点。PTAPTA 的生产技术由最初的高温高压逐步发展到中的生产技术由最初的高温高压逐步发展到中温中压、低温
2、低压，单位产品的物耗得到了大幅度的降低。新的单温中压、低温低压，单位产品的物耗得到了大幅度的降低。新的单元技术和设备的开发和成功运用，也使得元技术和设备的开发和成功运用，也使得 PTAPTA 的单线产能得到了大的单线产能得到了大幅度的提升。由于幅度的提升。由于 PTAPTA 生产工艺的特殊性以及对设备的苛刻要求，生产工艺的特殊性以及对设备的苛刻要求，我国从我国从7070年代末引进年代末引进 PTAPTA 生产线以来，到目前为止，已建有生产线以来，到目前为止，已建有1010多套多套装置，这些已建装置采用的都是成套引进技术，装置，这些已建装置采用的都是成套引进技术， PTAPTA 技术国产化成技术
3、国产化成套开发虽已开展相关的研究工作，但目前还没有实际用于装置建设。套开发虽已开展相关的研究工作，但目前还没有实际用于装置建设。翔鹭石化企业（厦门）有限公司系国务院批准成立的中外合资翔鹭石化企业（厦门）有限公司系国务院批准成立的中外合资大型石化企业，注册资本大型石化企业，注册资本2.62.6亿美元，占地亿美元，占地41.5541.55公顷。公司位于厦公顷。公司位于厦门海沧南部工业区，于门海沧南部工业区，于20002000年年1010月奠基，月奠基，20022002年年1010月装置完工并投月装置完工并投入试生产，入试生产，20032003年年2 2月装置达到月装置达到9090万吨设计产能。翔鹭
4、石化万吨设计产能。翔鹭石化9090万吨万吨/ /年年 PTAPTA 技术的开发及成功应用，引领了技术的开发及成功应用，引领了 PTAPTA 领域的发展潮流，使领域的发展潮流，使PTAPTA 技术进步特别是装置的规模产能跃上了一个新的台阶。技术进步特别是装置的规模产能跃上了一个新的台阶。本文简述了本文简述了9090万吨万吨/ /年年 PTAPTA 生产工艺开发的关键技术，提出了设计思生产工艺开发的关键技术，提出了设计思路和解决方案。路和解决方案。二、二、9090万吨万吨/ /年年 PTAPTA 工艺技术开发介绍工艺技术开发介绍1 1、工艺简述、工艺简述PXPX 以醋酸为溶剂，在以醋酸为溶剂，在
5、Co-Mn-BrCo-Mn-Br 三元催化剂的共同作用下和空三元催化剂的共同作用下和空气中的氧气反应，再经结晶、分离、干燥等单元，得到中间产品气中的氧气反应，再经结晶、分离、干燥等单元，得到中间产品CTACTA。CTACTA 溶于高温高压的水中，流经溶于高温高压的水中，流经 Pd/CPd/C 固定床的反应器，进行固定床的反应器，进行加氢还原反应，进一步除去杂质，再经结晶、分离、干燥等单元，加氢还原反应，进一步除去杂质，再经结晶、分离、干燥等单元，最后得到纤维级的最后得到纤维级的 PTAPTA 产品。产品。CTACTA 工序主要由反应配料、氧化反应、工序主要由反应配料、氧化反应、结晶、分离、溶剂
6、脱水、干燥、粉体输送组成。结晶、分离、溶剂脱水、干燥、粉体输送组成。PTAPTA 工序主要由浆工序主要由浆料配配制、加氢、结晶、分离、干燥、粉体输送组成。料配配制、加氢、结晶、分离、干燥、粉体输送组成。1 11 1、氧化反应器、氧化反应器氧化反应系统是氧化反应系统是 PTAPTA 生产工艺最核心的技术，氧化反应所选用的生产工艺最核心的技术，氧化反应所选用的工艺条件及设备是不同工艺条件及设备是不同 PTAPTA 专利的主要特征。专利的主要特征。9090万吨万吨/ /年年 PTAPTA 技术的技术的氧化反应系统设置了二台反应器，根据反应动力学和反应器内传递氧化反应系统设置了二台反应器，根据反应动力
7、学和反应器内传递规律的研究，对氧化反应器进行了优化设计工作，开发了独特的氧规律的研究，对氧化反应器进行了优化设计工作，开发了独特的氧化反应搅拌器。针对反应器内的物料流动和产物浓度梯度分布，对化反应搅拌器。针对反应器内的物料流动和产物浓度梯度分布，对反应器的内部结构和各出料位置也进行了优化设计，保证了反应器反应器的内部结构和各出料位置也进行了优化设计，保证了反应器在不同负荷条件下的在不同负荷条件下的 PXPX 氧化反应的高收率和原物料的低燃烧。新型氧化反应的高收率和原物料的低燃烧。新型氧化反应器及搅拌器分别在氧化反应器及搅拌器分别在7 7万吨万吨/ /年、年、1515万吨万吨/ /年、年、353
8、5万吨万吨/ /年装置年装置上进行了试验运行，进而进行放大设计，经上进行了试验运行，进而进行放大设计，经9090万吨万吨/ /年的装置实践应年的装置实践应用，证明了本技术的氧化反应器设计有很强的操作稳定性和非常大用，证明了本技术的氧化反应器设计有很强的操作稳定性和非常大的操作弹性。的操作弹性。1 12 2、溶剂脱水单元、溶剂脱水单元溶剂脱水是溶剂脱水是 PTAPTA 生产工艺中的关键技术之一，溶剂脱水系统的运生产工艺中的关键技术之一，溶剂脱水系统的运行状况好坏，对装置运行的能耗和物耗水平有很大的影响。本技术行状况好坏，对装置运行的能耗和物耗水平有很大的影响。本技术采用了先进的共沸精馏技术，选用
9、根据采用了先进的共沸精馏技术，选用根据 PTAPTA 生产特性和共沸剂对共生产特性和共沸剂对共沸精馏分离效果的影响，选择了适宜的共沸剂（醋酸异丁酯沸精馏分离效果的影响，选择了适宜的共沸剂（醋酸异丁酯-IBA-IBA） 。通过对精馏过程的模拟计算，详细研究了回流比、理论板、进料位通过对精馏过程的模拟计算，详细研究了回流比、理论板、进料位置、进料温度和浓度对共沸精馏过程的影响，获得了对置、进料温度和浓度对共沸精馏过程的影响，获得了对 PTAPTA 实际生实际生产过程具有指导意义的较佳工艺操作参数和精馏单元各塔所需的基产过程具有指导意义的较佳工艺操作参数和精馏单元各塔所需的基础设计数据。脱水塔实际运
10、行结果表明，该塔具有很好的稳定性和础设计数据。脱水塔实际运行结果表明，该塔具有很好的稳定性和经济性，脱水塔的加热能源耗用每吨产能仅需经济性，脱水塔的加热能源耗用每吨产能仅需0.640.64吨（吨（5kg/cm25kg/cm2）蒸）蒸汽，塔顶的醋酸含量小于汽，塔顶的醋酸含量小于0.01%0.01%（wt%wt%） 。1 13 3、粉料输送、粉料输送CTACTA、PTAPTA 产品的粉料输送系统我们选择了浓相输送系统，利用产品的粉料输送系统我们选择了浓相输送系统，利用氧化反应副产尾气，作为输送气源，节约大量氮气，同时浓相输送氧化反应副产尾气，作为输送气源，节约大量氮气，同时浓相输送系统也降低了输送
11、管径，节约了大量设备投资。在防止管路堵塞方系统也降低了输送管径，节约了大量设备投资。在防止管路堵塞方面，该系统采用了特殊的自疏通设计，投产运行三年来，未发生管面，该系统采用了特殊的自疏通设计，投产运行三年来，未发生管路堵塞现象。为保证路堵塞现象。为保证 PTAPTA 成品的质量，设置了催化燃烧单元，用于成品的质量，设置了催化燃烧单元，用于保证保证 PTAPTA 产品输送气的质量。产品输送气的质量。1 14 4、PTAPTA 加氢反应器加氢反应器加氢反应器是影响加氢反应器是影响 PTAPTA 生产产品质量的关键设备之一，不同专利生产产品质量的关键设备之一，不同专利公司对同等生产能力的加氢装置，采
12、用的设备尺寸不同，这都是出公司对同等生产能力的加氢装置，采用的设备尺寸不同，这都是出于对加氢反应机理和动力学的理解有差异。本技术通过对加氢反应于对加氢反应机理和动力学的理解有差异。本技术通过对加氢反应动力学和固定床传递规律的研究，优化设计了加氢反应器的结构和动力学和固定床传递规律的研究，优化设计了加氢反应器的结构和内部构件，加氢反应触媒床的独特设计，提高了内部构件，加氢反应触媒床的独特设计，提高了 Pd/CPd/C 催化剂的利用催化剂的利用率，在率，在 Pd/CPd/C 催化剂较低的加入量情况下，保证了不同负荷下的催化剂较低的加入量情况下，保证了不同负荷下的 CTACTA浆液与浆液与 H2H2
13、及催化剂的足够的接触反应时间，实际运行结果表明，该及催化剂的足够的接触反应时间，实际运行结果表明，该加氢反应器具有良好的稳定性和较高的操作弹性。加氢反应器具有良好的稳定性和较高的操作弹性。 1 15 5、结晶单元、结晶单元结晶器的设计，基于对结晶动力学的研究，用合适的停留时间、结晶器的设计，基于对结晶动力学的研究，用合适的停留时间、搅拌强度以期得到理想的晶体粒径，从而得到操作和产品的稳定性。搅拌强度以期得到理想的晶体粒径，从而得到操作和产品的稳定性。通过对连续串联的结晶器停留时间、温度、压力的优化调整，浆料通过对连续串联的结晶器停留时间、温度、压力的优化调整，浆料中晶核的充分生长，较大的平均粒
14、径保证了分离连续运行周期，也中晶核的充分生长，较大的平均粒径保证了分离连续运行周期，也为稳定的产品质量提供了保证。为稳定的产品质量提供了保证。 1 16 6、产品分离单元、产品分离单元在产品的分离单元，除了传统的真空过滤、压力离心外，本技术在产品的分离单元，除了传统的真空过滤、压力离心外，本技术还开发应用了不同型式的压力过滤单元。传统分离设备关键在于单还开发应用了不同型式的压力过滤单元。传统分离设备关键在于单台能力的提升：台能力的提升：CTA/PTACTA/PTA 真空过滤机单台设计能力为真空过滤机单台设计能力为4545万吨万吨/ /年，压年，压力离心机单台的设计能力为力离心机单台的设计能力为
15、2020万吨万吨/ /年。压力过滤机的开发及成功应年。压力过滤机的开发及成功应用，为本技术进一步优化操作、节能降耗、稳定产品质量提供了新用，为本技术进一步优化操作、节能降耗、稳定产品质量提供了新的有效途径。的有效途径。1 17 7、控制系统、控制系统本技术在本技术在 DCSDCS 设计中，首次在设计中，首次在 PTAPTA 领域采用了先进的现场总线技领域采用了先进的现场总线技术，优化了操作管理，节省了投资及维护成本。术，优化了操作管理，节省了投资及维护成本。1 18 8、能源网络优化设计、能源网络优化设计装置的设计中，对全装置的能源网络进行了优化设计，合理地使装置的设计中，对全装置的能源网络进
16、行了优化设计，合理地使用各级能源，装置副产能源得到了充分的利用，单位产品的能耗达用各级能源，装置副产能源得到了充分的利用，单位产品的能耗达到了业界的先进水平。到了业界的先进水平。二、环保设计二、环保设计多种环保技术的采用，完善的环保设施使装置的环保水平上了一多种环保技术的采用，完善的环保设施使装置的环保水平上了一个新的台阶。主要的环保技术有：个新的台阶。主要的环保技术有：2 21 1、先进的尾气洗涤系统设计，根据被洗涤吸引的物料组分特性，、先进的尾气洗涤系统设计，根据被洗涤吸引的物料组分特性，采用了高效率的塔板和强化洗涤工艺，保证了吸收洗涤效果，有机采用了高效率的塔板和强化洗涤工艺，保证了吸收洗涤效果，有机物得到了最大限度的回收利用，同时也节省了洗涤剂的用量。经洗物得到了最大限度的回收利用，同时也节省了洗涤剂的用量。经洗涤后的尾气中有机物浓度远低于环保的相关标准。同时，对安全阀涤后的尾气中有机物浓度远低于环保的相关标准。同时，对安全阀可能的泄压排放，也设计了可靠的保护系统，在事故状况时也能确可能的泄压排放，也设计了可靠的保护系统
