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1、2014年国家高职院校骨干教师化工类顶岗实训报告(扬子石化PTA厂)班 级：杨 子 班姓 名：连 锦 花班主任： 钟 飞 实训日期：2014.7.82014.8.2一、 实训时间 2014.7.82014.8.2二、 实训地点中国石化扬子石油化工股份有限公司PTA厂简介：扬子石化成立于1983年9月，位于长江中下游经济发达的南京市北部，主要从事石油炼制及烃类衍生物的生产加工和销售。1998年实施资产重组，创立了以石油化工为主业的中国石化扬子石油化工股份有限公司和以公用工程为主业的中国石化集团扬子石油化工有限责任公司。2006年中国石化扬子石油化工股份有限公司退市，2007年10月被中国石化扬子
2、石油化工有限公司吸收合并，中国石化集团扬子石油化工有限责任公司转制为中国石化集团资产经营管理有限公司扬子石化分公司；2007年底，扬子石化有限公司成功收购泰州石化和清江石化，产业链得到进一步延伸。 经过20多年的持续高效健康发展，扬子石化整体生产能力提高一倍以上，现扬子石化有限公司拥有以900万吨/年原油加工、65万吨/年乙烯、140万吨/年PTA、105万吨/年精对苯二甲酸（PTA）、87万吨/年塑料、30万吨/年乙二醇、21万吨/年丁二烯为主的60余套大型石油化工装置，每年可生产聚烯烃塑料、聚酯原料、基本有机化工原料、油品、合成橡胶5大类60余种产品900余万吨，是目前国内最大的纯苯、对二
3、甲苯、邻二甲苯、PTA、乙二醇、丁二烯和环氧乙烷生产供应商之一。扬子石化份公司拥有装机容量36万千瓦电厂、66万吨/日供水、3950立方米/小时污水处理等公用工程辅助设施。为应对全球化市场竞争，扬子石化坚持对外合资合作，共投资63亿元人民币，先后建立了7家合资企业，扬子石化已经成为我国重要的石化生产基地。PTA厂主营项目是精对苯二甲酸产品。三、 实训目的与内容1、实训目的通过到化工厂的实训，了解车间生产情况，从而加强实际生产观念，并逐步把已学的理论知识和生产实际联系起来，巩固已学专业基础课和部分专业课程的有关知识，并为教授化工原理、化学反应工程等后续课程打下基础。通过实训，了解本专业的一些实际
4、生产操作技能，了解更多的专业技术知识及应用状况，拓宽专业知识面，并培养理论联系实际实际的工作作风，树立安全第一的生产观念，提高分析问题、解决问题的独立工作能力，加深对专业的理解和认识，为进一步开展专业课程的教学积累实践经验。2、实训内容在短短的四周时间里我们在工厂师傅和工程师的带领下参观了工厂的精对二苯甲酸生产车间，初步了解了化工厂的生产流程及运转概况。 刚到工厂的时候首先是介绍进厂的安全教育，因为是工厂是处于正常生产中的，且化工行业的危险性很高，本次认知学习的安全成了重中之重。所有的顶岗实训教师集中到一个教室里，工厂的技术骨干师傅给我们讲了化工厂的安全问题。原来在教学中也知道化工产品中有很多
5、危险性很大，但通过工人师傅的讲解，我们还是很震撼，尤其是他讲的那些事故实例，更是让我们吓了一跳，也提醒了我们应该更加注意安全。在安全教育之后，他带我们简略的参观了一下工厂里的设备，老师们对工厂里高大的设备好像都很感兴趣。我们从PTA氧化生产线，一路看到和精制车间再到水汽车间，由于现场设备都发出很大的噪声，师傅的讲解我们都只能听到一部分，第一天就对PTA厂有了一个初步的了解。接下来的几天，工厂的师傅给我们找来了车间的工程师来给我们讲解原理。一开始，工程师先是向我们介绍了一下PTA：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, 低毒、易燃
6、，若与空气混合，在一定限度内遇火即燃烧。它对应的上游企业是石化行业，下游企业是化纤行业。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0.850.86吨的PTA和0.33-0.34吨的MEG（乙二醇）。顺便的，他又向我们介绍了一下PTA的毒性，它是一种低毒的易燃化学品。 必要的，工程师又向我们介绍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
7、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0.850.86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44
8、00万吨的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
9、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3035%，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。接下来，工程师向我们简单介绍了PTA生产的工艺流程，流程图如下： PTA 生产原理分为氧化和精制两个部分，其反应方程式主要如下.2.1氧化反应2.1.1氧化反应的原理氧化工艺使用醋酸钴和醋酸锰为催化剂，用液化氢为促进剂，以对二甲苯为原料，在115mpa和188条件下，用空气中的氧气在醋酸溶剂中把对二甲苯氧化成对苯二甲酸，其化学反应方程式为：
10、 C8H10+3O2C6H4 (COOH)2+2H2O+318.7Kcar/mol PX氧化过程中发生的副反应比主反应复杂。因为PX氧化反应是在高温过氧的条件下进行的。在进行主反应的同时，系统中的 PX 和醋酸会发生部分燃烧。按下列方程式生成一氧化碳、二氧化碳和水： C8H10+O2CO2+H2O CH3COOH+ O2CO2+H2O 此外，如果氧化反应的配比不当或因对二甲苯原料、辅助原料和化学品不纯，带入某些杂质时，也会发生一些副反应而生成更多的副产物。最终均作为杂质带入氧化物流当中。 2.1.2影响氧化反应的因素在PX氧化反应过程中有很多因素影响反应转化率和TA产率。 (1) 催化剂 反应
11、中使用的催化剂为Co-Mn-Br三元混合催化剂。提高催化剂浓度可以增加氧化反应速率，但同时加剧了“醋酸燃烧”及醋酸甲酯的生成。因而反应条件需要优化，保证产品质量的前提下，减少催化剂用量。通常情况下，反应器中大约80-90%的催化剂来自循环母液，其余部分由新鲜催化剂进行补充和催化剂回收系统回收的催化剂，在高循环率的情况下，需要提高催化剂浓度。(2) 容积比 溶剂醋酸与对二甲基之比。醋酸为氧化反应的顺利进行提供了适宜的酸性环境，提高在溶剂中的分散性。从而提高了PX转化率。(3) 水含量 反应器内的水来自进料（溶剂和催化剂）反应的副产物。如果没有水采出的话，反应器中的水将达到18%左右，会抑制反应的
12、进行并需要很高的催化剂浓度。提高催化剂浓度会增加“醋酸燃烧”，从而增加醋酸与催化剂的消耗量。因此需要降低水含量。但水含量太低，实际上也会提高醋酸燃烧。醋酸中水含量太低也会加强对不锈钢的腐蚀。反应器中最佳水含量为8%，反应器中水含量不易测得。因而需要严密监控脱水塔底醋酸的水含量，从而保证反应器中的水含量。 (4) 氧含量 (5) 二氧化碳、一氧化碳含量 (6) 停留时间 在保证4-CBA含量稳定的前提下，停留时间加长，生成能力下降，催化剂的需要量减少。 (7) 反应器压力 压力及汽相组成决定了反应器内的温度，提高反应器压力就会提高反应器温度，从而提高反应速率。（温度每提高10度,反应速率将提高一
13、倍左右）。但这也会增加燃烧儿也就增加了溶剂消耗。较低的温度会减少“燃烧”，但也会增加顶部系统的负荷与催化剂用量。2.2加氢反应2.2.1加氢反应的原理 粗对苯二甲酸，由于杂质含量而不适于生成聚酯产品。主要杂质是来自对苯二甲酸氧化作用地中间产物，包括对羧基苯甲醛（4-CBA）、对甲基苯甲酸（PT-酸）和有色物质。纯度是99.7%的粗TA必须提纯到99.98%的精对苯二甲酸才适合作为聚酯的原料。 杂质中影响最大的是4-CBA。为了消除4-CBA，利用生成4-CBA的逆反应原理，氧化工序生产的粗TA在286高温下和76Barg高压下溶解在脱离子水中,钯-炭催化剂作用下，和氢气反应，则粗TA中的4-C
14、BA被还原成PT酸，有色体也被分解，经加氢精制的对苯二甲酸溶液通过结晶、分离、干燥得到4-CBA小于25mg/kg、PT酸小于150mg/kg的纤维级对苯二甲酸产品其反应方程式如下：4-CBA+2H2PT酸+ H2O +43.7 Kcarmol 由于对甲基苯酸（PT酸）在水中的溶解度要比对苯二甲酸（TA）在水中的溶解度大得多。当TA从水中溶液中成晶体析出时，PT酸仍溶解在水中，所以在150左右温度下，通过压力过滤分离，就能够很容易地把PT酸从TA中分离出去实际上间接地除掉了产品中的4-CBA。 2.2.2响加氢反应的因素(1)反应温度 加氢反应温度主要是要粗对苯二甲酸完全溶解，一般要比饱和温度
15、稍高一些，但温度过高，又会发生过度加氢，使对苯二甲酸大量的还原成4-CBA，反而使杂质增多，反应温度大约控制在286左右。 (2) 反应总压力和氢气分压 4-CBA和PTA的颜色由反应器操作条件来控制。为了减少4-CBA和减轻颜色，必须使更多的氢气溶解在TA溶液中，这通过反应器的较高操作压力来实现。提高反应器压力的结果使增加“氢气分压”，反应器的总压力等于氢气分压加上反应器TA溶液的蒸汽压。反应器溶液蒸汽压实在容器温度下达到沸腾所需的压力。 (3) 催化剂的活性 (4) 反应器进料浓度 浓度过低影响装置生产负荷及运行成本，过高又会造成产品质量下降和容易发生堵塞。100负荷的进料浓度控制在30W/W。反应器进料浓度是根据进料温度决定的，在温度为适宜条件下，饱和溶解为36，进料浓度不能超过该条件下的饱和溶解度，否则温度波动容易造成下TA结晶析出发生堵塞。一般情况下，为了保证充分溶解，反应温度要高于饱和溶解温度5。(5) 反应器进料量(6) 催化剂中毒 3.流程说明PTA生产工艺过程可分氧化单元和加氢精制单元两部分。原料对二甲苯以醋酸为溶剂，在催化剂作用下经空气氧化成粗对苯二甲酸，再依次经结晶、过滤、干燥为粗品；粗对苯二甲酸经加氢脱除杂
