45万吨PTA装置流程

PTA装置流程介绍PTA装置介绍一套装置工艺包由阿莫科公司提供，意大利TPL公司承担装置工程建设；设计产能为33吨/小时，年操作小时数为7575小时，后经两次增容，装置产能达到32.5万吨/年，通过提高年操作时间，装置产能达到35万吨/年。二套装置工艺包由杜邦公司提供，英国克瓦纳公司承担装置基础工程设计，设计产能为70吨/小时，年操作小时数为7600小时氧化装置组成1、空气压缩2、进料准备3、反应4、结晶5、产品回收：过滤和干燥6、溶剂回收7、催化剂回收对二甲苯（PX）在醋酸（HAc）溶剂中与氧气发生反应，生成粗对苯二甲酸（TA）。催化剂是醋酸钴和醋酸锰，促进剂是氢溴酸。反应为剧烈放热反应，反应式如下：Co2+/Mn2+/Br—CH3CH3＋3O2HOOCCOOH＋2H2OHAc反应原理PX[O][O]PT酸CH3CH3CH3OHCCH3COOH[O][O]CH3CH2OH[O]4-CBA[O]CH3COOHOHCCOOHCOOHCOOH[O][O]COOHCH2OHPX氧化反应是复合反应，主要反应步骤如下：所有中间体中，对甲基苯甲酸(PT酸)占最大的组分,其次是对羧基苯甲醛(4-CBA)，其他中间体在产品中含量极少。D1-508WWG632TOD511TOD1-401/D1-402M1-521FRESHCAT.G1-413G1-407G1-409A/BTAG1-507hAcVENTMATOD1-301TOF1-506G1517WWG1-606G1-607G1-653G1-615G1-632D1-301D1-401MD1-402MD1-403MF1-408MM1-423M1-410A/BMLF1-506D1-501D1-601F1-608共沸剂E1-631D1-631HPLPE1-430E1-431E1-404G1-509G1-416E1-602D1-511空气压缩氧化所需的压缩空气由空压机组提供。压缩机组包括空压机C1-113、尾气膨胀机C1-155、蒸汽透平C-140及辅助设施。机组由德国GHH公司设计制造。压缩机为整体齿轮式五级离心压缩机。设有叶轮水洗系统。空气过滤器带有自动清灰装置。蒸汽透平以来自热电厂的10bara过热低压蒸汽为主蒸汽，同时使用装置自产的低压蒸汽4.5bara和超低压蒸汽3.0bara。主要工艺参数：空气量：246吨/小时（干基）压力：17.5barg新老装置区别老装置工艺中，驱动蒸汽透平的是界外80bar的高压蒸汽和装置自产的2.1bar的蒸汽。新装置工艺驱动透平的是界外10bar的蒸汽和装置自产的4.5bar、3.0bar的蒸汽。DuPont氧化反应压力较高，所以DuPont压缩空气的动力消耗较高。空压机组流程S1-156F1-160OffgasKnockoutDrumPCV20319ME1-151,E1-152OffgasPreheatersFCV20314ME1-1161stStageIntercoolerE1-1172ndStageIntercoolerS1-115AirCompressorBlowoffSilencerE1-1183rdStageIntercoolerToOxidationProcessS1-120AirCompressorDischargeSilencerC1-155ExpanderStages1&2FCV20310FCV20871FCV20003FV2019412345TCV20189PlantLPSteamviaF1-143C1-140SteamTurbine1stAdmission2ndAdmissionPlantELPSteamviaF1-143ZV20059OffgasfromOxidationProcessAirfromAtmosphereToAtmospherePCV20050PCV20044PCV20047ZV20042ZV20048SiteLPSteamExpanderSilencerCWCWRE1-141SteamTurbineCondenserS1-114SilencerM1-112InletAirFilterPAC-ExpanderMechanicalConnectionG1-142A/BC1-113ProcessAirCompressorTurbineCondensatePumpsToDeaeratororCondyExportCoolingAirBypassAirPACOverview进料准备不设进料混合罐。氧化反应器的液相进料包括原料PX、脱水溶剂、母液、高压吸收塔底部溶剂、回收的醋酸甲酯等，分别用泵送至一静态混合器（H1-30101）混合均匀后直接进入氧化反应器，液相进料管线只有一根。氧化反应器进料还包括反应冷凝回流液、PTA母固回收液。PX进料管线上油设有开车加热器（E1-313）。PX泵、醋酸甲酯泵为一用一备，备泵具有自启动功能。氧化反应系统氧化反应器为立式带搅拌器的容器。反应器由日本日立公司制造，搅拌器由LIGHTNIN公司制造。操作压力为14~17barg、操作温度为195~201℃。反应器搅拌器有三层桨叶和一个甩液盘，主搅拌叶轮为高效气膜搅拌器。搅拌器高低速转速可调。顶部设两级冷凝器（3.5、2.0barg）、一级脱盐水加热器、一级冷却器，四台设备均为卧式管壳式换热器，冷凝器自带蒸汽包。未冷凝气体进入高压吸收塔，在中段被冷的高压溶剂洗涤，回收其中的PX及MA。高压吸收塔上段用密封冷却水洗涤回收残余溶剂。反应抽出水进入高压吸收塔底部脱气，液体进入溶剂脱水塔（D1-601）新老装置区别老装置采用中温中压较温和的反应条件，氧化反应器的操作压力为12.56barg，操作温度为191℃，反应停留时间83分钟；新装置氧化反应器的操作压力为13～15barg，操作温度195～205℃，反应停留时间50分钟。老装置的顶部冷凝、冷却器均为立式管壳式换热器，并设有两个闪蒸罐，设备安装高度较高，副产4.3bar、2.1bar蒸汽；新装置的顶部冷凝、冷却器均为卧式管壳式换热器，冷凝器自带蒸汽包，设备安装高度较低，副产4.5bar和3.0bar蒸汽。一套装置氧化反应器能进行热保持，反应尾气中有机物含量低。二套装置氧化反应器热保持时间不能过长，反应尾气中有机物含量较高。氧化反应流程PARAXYLENE29b2AIRFROMC1-113M/LRECYCLE+CATALYSTFROMG1-506A/B11SOLVENTMAKEUPMETHYLACETATEFROMG1-642A/B1610STARTUPHEATERE1-313OXREACTORD1-301E1-304LPSTEAM18CONDENSATEMAKE-UP20E1-305ELPSTEAM23192224DEMINWATERTODEAERATOR25CW26CWRETURNE1-306E1-3072728IPSEALWATER32TOOFFGASKODRUMF1-16030HPSOLVENT3129TOSSPD1-511TODHCOLUMND1-6011321171512PTAMOTHERLIQUORG1-311A/BHPABSRECYCLEPUMPHPABSORBERD1-310TO1STXSTD1-401SOLVENTFEEDFROMHPABSORBERBASEOxidationReactionOverview结晶氧化结晶器共有三台，在反应器与产品回收单元之间提供缓冲。第一结晶器兼具二次氧化功能，顶部设两级冷凝器（产生2.0barg、），尾气冷凝器采用冷却水冷却。正常第一、第二结晶器中溶剂以减少TMA的共结晶，提高TA产品的质量。来自氧化反应器的物料通过三个结晶器降温降压，以满足旋转真空过滤机的运行要求。新老装置区别二套装置由于氧化反应器采用高效搅拌浆叶，在反应器保持时不能保持再次引发所需的温度，如果保持的时间较长，需通过浆料循环，利用开车加热器提高氧化反应器的温度。所以在第三结晶器至氧化反应器之间设浆料循环泵和循环管线。二套装置TA减少杂质而向第一、二结晶器中喷入HAC溶剂，防止TMA进入产品。结晶流程E1-431MMMMD1-4011stCRYSTALLISERE1-406EJECTORCONDENSERTOVENTHEADERE1-4043rdCRYSTALLISERCONDENSERMMH1-405THIRDTACRYSTALLISEREJECTORG1-407A/BTHIRDCRYSTALLISERTRANSFERPUMPSTOF1-408FILTERFEEDDRUMD1-4022ndCRYSTALLISERFROMD1-301OXIDATIONREACTORFROMC1-113PACOMPHPSOLVENTFROMG1-505A/BTOD1-601DEHYDRATIONCOLUMNTOVENTHEADERE1-430LPSTEAMHPSOLVENTTOD1-601DEHYDRATIONCOLUMNF1-432D1-4033rdCRYSTALLISER363177170d354246454447433941G1-413OXRECIRCULATIONPUMPTOD1-301OXREACTOR495051TOG1-509ATMOSABSORBERAQUEOUSLIQPUMPSUCTIONSYSTEMOVERVIEW氧化循环系统D1-301Ｄ1-401D1-402D1-403G1-407F1-408Ｇ1-413E1-313PX进料氧化进料氧化循环产品回收：过滤和干燥第三结晶器的浆料泵入过滤机进料罐，再由过滤机进料泵送入两台并联操作的旋转真空过滤机。过滤机由美国BIRD-YOUNG公司制造，每台过滤机的过滤面积为16m2，单台过滤机可在一定时间内满足装置100%负荷运行。装置设一台日本月岛公司制造的S-CD型主动出料的旋转蒸汽列管干燥机。过滤流程FiltrationSystemOverviewM1-410BROTARYVACUUMFILTERMMG1-409AFILTERFEEDPUMPM1-410AROTARYVACUUMFILTERF1-411BMOTHERLIQUORSEPARATORE1-415BVACUUMVAPOURCONDENSERG1-418BVACUUMPUMPE1-419BSEALFLUIDCOOLERG1-412BFILTRATEPUMPG1-418BSEALFLUIDPUMPMMD1-403THIRDCTACRYSTALLISERG1-407A/BTHIRDCTACRYSTALLISERTRANSFERPUMPP1-420AFILTERCAKESCREWP1-420BFILTERCAKESCREWP1-421AFILTERCROSSSCREWM1-423CTADRIERP1-421BFILTERCROSSSCREWTOD1-508ATMOSPHERICSCRUBBERF1-417VACUUMPUMPKNOCKOUTDRUMG1-418AVACUUMPUMPE1-415AVACUUMVAPOURCONDENSERE1-419ASEALFLUIDCOOLERG1-418ASEALFLUIDPUMPG1-412AFILTRATEPUMPG1-409BFILTERFEEDPUMPINERTGASF1-506MOTHERLIQUORDRUMF1-701MOTHERLIQUORBUFFERSTORAGEVESSELF1-411AMOTHERLIQUORSEPARATORM1-707OXALATECENTRIFUGED1-501CTADRIERSCRUBBERF1-408FILTERFEEDDRUM干燥流程DryingSystemOverviewF1-506MOTHERLIQUORDRUMMINERTGASMAKE-UPD1-501CTADRIERSCRUBBERE1-504CTADRIERGASHEATE