一、装置简介


  精对苯二甲酸(purified terephthalic acid)简称 PTA,是生产聚酯的主要原料。由于纤维类聚酯、瓶用聚酯、聚酯薄膜及其他用途聚酯的需求量极大,并处于快速增长之中,从而推动了全世界PTA产量的持续增长。



二、典型PTA装置的工艺及特点


目前世界上普遍采用对二甲苯(PX)空气氧化法工艺。该工艺一般由粗对苯二甲酸的氧化生成和对苯二甲酸的加氢精制两部分组成,其中,粗对苯二甲酸的氧化生成又包括氧化、分离干燥和醋酸回收三个系统。对苯二甲酸的加氢精制又包括加氢精制和分离干燥两个系统。典型的PTA装置的生产工艺流程如图2.26所示。





1. 粗对苯二甲酸的生成 


   粗对苯二甲酸生成的核心部分是氧化反应,即原料对二甲苯、醋酸溶剂、主催化剂醋酸钴和醋酸锰、副催化剂四溴乙烷和空气连续加入氧化反应器,通过反应生成粗对苯二甲酸(TA)。反应中放出的大量反应热通过溶剂的蒸发带走,并通过副产物蒸汽回收这部分热量。反应器顶部流出的蒸发溶剂送至高压吸收塔进行醋酸蒸气吸收,然后送至脱水塔回收醋酸。反应器下部出来的反应物料(TA)、醋酸、水和可能少量的Br-被送至结晶器进行脱水和结晶。从氧化反应器过来的反应物料被送至数个串联的结晶器,逐次进行降温、降压和干燥、结晶。从结晶器顶部蒸发出来的醋酸蒸气分别被送入高压吸收塔或脱水塔进行醋酸回收。底部出来的浆液再经离心分离、过滤送入干燥机进行干燥,得到粉末状的中间产品粗对苯二甲酸(TA)。


 2. 对苯二甲酸的精制 


   在加氢精制部分,粗对苯二甲酸(TA)用脱离子水配成一定浓度的浆料,再用泵升压,然后加热,送至加氢反应器。TA浆料在催化剂的作用下与氢进行反应,使粗对苯二甲酸(TA)中所含杂质转化为水溶性物质(对甲基苯甲酸,简称PT酸),并通过水洗洗去。加氢反应进料中虽然含醋酸等腐蚀介质较少,但温度较高,而且铁锈会导致催化剂中毒,因此,也采用高等级材料。从加氢反应器流出的加氢反应液,在串联的结晶器中逐级降温降压,送离心机分离,得到的滤饼再用脱离子水打浆,然后经过滤和干燥。制得纤维级精对苯二甲酸。该部分铁锈会影响产品的色泽,视需要采用不锈钢材料。


  PTA装置最典型的介质特点是浆料比较多,物料黏稠,又有粉料和粒料的物料输送,同时又伴随高腐蚀性介质(包括溴酸、醋酸等)的存在。对苯二甲酸为二元芳香羧酸。常态下为白色晶体或粉末,低毒,可燃。溶于碱溶液,若与空气混合,在一定的限度内遇火即燃烧甚至发生爆炸。属低毒类物质,对皮肤和黏膜有一定的刺激作用。醋酸为饱和羧酸。常态下为无色透明液体,易挥发,有刺激性臭味。纯醋酸在16℃以下时能结成冰状的固体,所以常称为冰醋酸。醋酸易溶于水、乙醇、乙醚和四氯化碳。易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与铬酸、过氧化钠、硝酸或其他氧化剂接触,有爆炸危险。被列为爆炸危险介质,为中度危害介质。


 PTA装置的配管设计,主要是对塔、罐、泵、反应器等设备的配管设计。