一、裝置簡介
精對苯(ben)二甲酸（purified terephthalic acid）簡稱 PTA，是生(sheng)產聚(ju)(ju)酯(zhi)的主要原料。由于纖維類聚(ju)(ju)酯(zhi)、瓶用聚(ju)(ju)酯(zhi)、聚(ju)(ju)酯(zhi)薄膜及(ji)其他用途聚(ju)(ju)酯(zhi)的需求量極(ji)大，并(bing)處于快速(su)增(zeng)長之中(zhong)，從而推動了全世界PTA產量的持(chi)續(xu)增(zeng)長。
二、典(dian)型PTA裝置(zhi)的(de)工藝及(ji)特點
目前世界上普(pu)遍(bian)采用對(dui)二(er)(er)(er)甲(jia)(jia)苯(ben)（PX）空氣氧(yang)化(hua)法工(gong)藝。該工(gong)藝一般由粗對(dui)苯(ben)二(er)(er)(er)甲(jia)(jia)酸的氧(yang)化(hua)生(sheng)成和(he)對(dui)苯(ben)二(er)(er)(er)甲(jia)(jia)酸的加氫(qing)精(jing)制兩部(bu)分組成，其(qi)中，粗對(dui)苯(ben)二(er)(er)(er)甲(jia)(jia)酸的氧(yang)化(hua)生(sheng)成又包(bao)括氧(yang)化(hua)、分離干(gan)燥和(he)醋酸回收三個(ge)系統。對(dui)苯(ben)二(er)(er)(er)甲(jia)(jia)酸的加氫(qing)精(jing)制又包(bao)括加氫(qing)精(jing)制和(he)分離干(gan)燥兩個(ge)系統。典型的PTA裝置(zhi)的生(sheng)產工(gong)藝流程如圖2.26所示。
1. 粗(cu)對苯二甲酸的生成
粗(cu)對(dui)(dui)苯二(er)(er)甲(jia)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)生成(cheng)的(de)(de)核心部(bu)(bu)分(fen)是氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)，即原(yuan)料(liao)(liao)對(dui)(dui)二(er)(er)甲(jia)苯、醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)溶(rong)(rong)劑(ji)、主催化(hua)(hua)劑(ji)醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈷和(he)醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)錳、副催化(hua)(hua)劑(ji)四溴乙烷和(he)空氣(qi)連續加入氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)，通(tong)(tong)過(guo)反(fan)應(ying)(ying)生成(cheng)粗(cu)對(dui)(dui)苯二(er)(er)甲(jia)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（TA）。反(fan)應(ying)(ying)中放出(chu)的(de)(de)大量(liang)反(fan)應(ying)(ying)熱通(tong)(tong)過(guo)溶(rong)(rong)劑(ji)的(de)(de)蒸(zheng)發(fa)(fa)帶走，并通(tong)(tong)過(guo)副產物蒸(zheng)汽回收(shou)這(zhe)部(bu)(bu)分(fen)熱量(liang)。反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)頂部(bu)(bu)流出(chu)的(de)(de)蒸(zheng)發(fa)(fa)溶(rong)(rong)劑(ji)送至(zhi)高壓吸收(shou)塔(ta)進行(xing)(xing)醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)蒸(zheng)氣(qi)吸收(shou)，然后送至(zhi)脫(tuo)水(shui)塔(ta)回收(shou)醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)。反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)下部(bu)(bu)出(chu)來的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物料(liao)(liao)（TA）、醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、水(shui)和(he)可能少量(liang)的(de)(de)Br-被送至(zhi)結(jie)晶器(qi)(qi)(qi)(qi)進行(xing)(xing)脫(tuo)水(shui)和(he)結(jie)晶。從氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)過(guo)來的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物料(liao)(liao)被送至(zhi)數個串聯(lian)的(de)(de)結(jie)晶器(qi)(qi)(qi)(qi)，逐次進行(xing)(xing)降(jiang)溫、降(jiang)壓和(he)干燥、結(jie)晶。從結(jie)晶器(qi)(qi)(qi)(qi)頂部(bu)(bu)蒸(zheng)發(fa)(fa)出(chu)來的(de)(de)醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)蒸(zheng)氣(qi)分(fen)別被送入高壓吸收(shou)塔(ta)或脫(tuo)水(shui)塔(ta)進行(xing)(xing)醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)回收(shou)。底部(bu)(bu)出(chu)來的(de)(de)漿液再經(jing)離心分(fen)離、過(guo)濾送入干燥機進行(xing)(xing)干燥，得(de)到粉末狀的(de)(de)中間產品粗(cu)對(dui)(dui)苯二(er)(er)甲(jia)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（TA）。
2. 對(dui)苯(ben)二甲酸的精制
在(zai)加(jia)氫(qing)精(jing)制部分，粗對苯(ben)二甲(jia)(jia)酸(suan)（TA）用(yong)脫離子(zi)水配成一定濃度(du)的漿(jiang)料(liao)(liao)(liao)，再用(yong)泵(beng)升壓(ya)，然后加(jia)熱，送至加(jia)氫(qing)反應器(qi)。TA漿(jiang)料(liao)(liao)(liao)在(zai)催化(hua)劑(ji)的作用(yong)下與氫(qing)進行(xing)反應，使粗對苯(ben)二甲(jia)(jia)酸(suan)（TA）中(zhong)(zhong)所含(han)(han)雜(za)質(zhi)轉化(hua)為水溶性物質(zhi)（對甲(jia)(jia)基(ji)苯(ben)甲(jia)(jia)酸(suan)，簡稱PT酸(suan)），并通(tong)過水洗洗去。加(jia)氫(qing)反應進料(liao)(liao)(liao)中(zhong)(zhong)雖然含(han)(han)醋酸(suan)等(deng)腐蝕介質(zhi)較(jiao)(jiao)少，但溫度(du)較(jiao)(jiao)高，而且鐵(tie)銹(xiu)(xiu)會(hui)導致催化(hua)劑(ji)中(zhong)(zhong)毒(du)，因此，也采用(yong)高等(deng)級材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。從加(jia)氫(qing)反應器(qi)流出的加(jia)氫(qing)反應液(ye)，在(zai)串聯的結晶器(qi)中(zhong)(zhong)逐級降溫降壓(ya)，送離心機分離，得(de)到的濾(lv)餅再用(yong)脫離子(zi)水打漿(jiang)，然后經過濾(lv)和干燥。制得(de)纖維(wei)級精(jing)對苯(ben)二甲(jia)(jia)酸(suan)。該(gai)部分鐵(tie)銹(xiu)(xiu)會(hui)影響產(chan)品(pin)的色澤，視需(xu)要采用(yong)不銹(xiu)(xiu)鋼材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。
PTA裝置(zhi)最典(dian)型的介(jie)質(zhi)特點(dian)是漿料(liao)(liao)比較多，物料(liao)(liao)黏稠，又有(you)粉料(liao)(liao)和粒料(liao)(liao)的物料(liao)(liao)輸送(song)，同(tong)時又伴隨高腐(fu)蝕(shi)性介(jie)質(zhi)（包(bao)括溴酸(suan)(suan)(suan)、醋酸(suan)(suan)(suan)等）的存在。對苯二甲(jia)酸(suan)(suan)(suan)為(wei)二元芳香(xiang)羧酸(suan)(suan)(suan)。常態(tai)下(xia)(xia)為(wei)白色(se)晶體或粉末，低毒，可(ke)燃。溶于堿溶液，若與(yu)空(kong)氣混(hun)合，在一(yi)定的限度內遇火(huo)即燃燒甚(shen)至發(fa)生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。屬低毒類(lei)物質(zhi)，對皮膚和黏膜有(you)一(yi)定的刺(ci)(ci)激(ji)作(zuo)用。醋酸(suan)(suan)(suan)為(wei)飽和羧酸(suan)(suan)(suan)。常態(tai)下(xia)(xia)為(wei)無(wu)色(se)透明液體，易揮發(fa)，有(you)刺(ci)(ci)激(ji)性臭味。純醋酸(suan)(suan)(suan)在16℃以(yi)下(xia)(xia)時能結成冰(bing)狀的固體，所以(yi)常稱為(wei)冰(bing)醋酸(suan)(suan)(suan)。醋酸(suan)(suan)(suan)易溶于水、乙(yi)醇、乙(yi)醚和四氯化(hua)(hua)碳。易燃，其蒸氣與(yu)空(kong)氣可(ke)形成爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)性混(hun)合物，遇明火(huo)、高熱能引起燃燒爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)。與(yu)鉻酸(suan)(suan)(suan)、過氧化(hua)(hua)鈉、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)或其他氧化(hua)(hua)劑接觸(chu)，有(you)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)危(wei)險。被列為(wei)爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)危(wei)險介(jie)質(zhi)，為(wei)中度危(wei)害介(jie)質(zhi)。
PTA裝置的配管設(she)計，主要(yao)是對塔、罐(guan)、泵、反應器等設(she)備(bei)的配管設(she)計。
