精对苯二甲酸PTA生产技术及工艺流程毕业论文Word文档格式.docx
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-13-
7.2.4300单元--分离、干燥-14-
7.2.5400单元--溶剂及催化剂回收、残渣蒸发、溶剂脱水、萃取、常压汽提系统。
-14-
7.2.6500单元—进料配制、反应进料预热、加氢反应、结晶-16-
7.2.7600单元—过滤、干燥-19-
7.2.8PTA产品之储存装袋及出料-20-
第八章精对苯二甲酸生产的关键设备及其特点-22-
8.1精对苯二甲酸氧化单元的关键设备——氧化反应器-22-
8.2精对苯二甲酸精制单元的关键设备-22-
第九章结论-24-
参考文献-25-
致谢-26-
前言
本项目由精对苯二甲酸(PTA)主生产装置、辅助生产装置和公用工程装置等组成。
精对苯二甲酸(PTA)主生产装置:
主要包括氧化单元、精制单元和公用设施等,其中:
氧化单元:
主要包括空气压缩、进料准备、氧化反应、CTA结晶、CTA过滤、CTA干燥、溶剂回收、催化剂回收残渣处理(CRU)、MA水解、尾气焚烧处、CTA母液储存系统理等。
精制单元:
主要包括浆料制备、加氢反应、PTA结晶、PTA压力过滤、PTA干燥和产品输送、工艺水和母液固体回收、碱系统等。
辅助生产装置:
原料及化工料罐区、精对苯二甲酸(PTA)输送、包装及贮存码头输送系统等。
本次主要论述的是精对苯二甲酸装置中氧化单元和精制单元生产技术、工艺流程及一些氧化溶剂的回收、脱水、萃取、尾气干燥、处理等。
本装置设计能力为每年产120万吨PTA工程项目是市近年来投资最大的资项目之一,主要生产化纤原料——PTA,是一家实现PTA技术自主开发研究并建造的公司。
以对二甲苯为原料,液相氧化生成粗对苯二甲酸,再经加氢精制,结晶,分离,干燥,得到精对苯二甲酸。
第一章精对苯二甲酸的工业概貌
1.1世界精对苯二甲酸工业概貌
目前,亚洲是全球精对苯二甲酸(PTA)最主要的生产地和需求地,而北美和西欧地区的生产能力远远低于亚洲。
世界PTA主要贸易量集中在亚洲地区,2009年进出口量分别占世界总量的71.1%及65.9%;
西欧地区则分别占14.6%及20.1%;
北美地区分别占5.9%及11.3%。
北美及西欧地区是世界PTA主要净出口地区,而亚洲、中南美洲和中东欧是主要净进口地区。
从近几年世界PTA的贸易趋势来看,亚洲地区贸易量占世界总贸易量的比例逐年上升,西欧地区略有下滑,而北美地区呈下降的趋势。
目前,世界PTA主要用于生产聚酯,占PTA总消费量的98%以上,而PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)与PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)在工业化生产规模较小,目前对PTA的需求量仅约200万吨。
未来几年世界PTA工业仍将快速发展,据预测,2010年世界PTA的需求量将达到4500万吨,其中亚洲3000万吨,占世界的67%;
2010年世界PTA产能超过4952万吨/年,新增产能主要来自亚洲的中国、印度、泰国等国家。
中东、北美及西欧等地的PTA产能增速相对较缓,新建计划不多。
而未来世界PTA消费结构变化不明显,用于生产聚酯的比例仍将超过90%。
表1世界PTA供需状况(万吨)
年份
生产能力
生产量
消费量
开工率/%
1993
980
902
92
1994
1080
1000
1995
1270
1140
90
1996
1420
1280
1997
1830
1480
81
1998
2000
1580
79
1999
2160
1690
78
2370
2190
2005
3422
3145
94
2006
3514
3260
95
2007
3462
3440
2008
3942
3760
3755
2009
4549
4330
4300
93
2010
4952
4520
91
1.1.1数据引自:
表1摘自专家论坛精细化工原料及中间体2011年第1期来自中国知网。
1.2我国精对苯二甲酸工业概貌
我国PTA生产主要集中在江浙一带。
我国2008年PTA产能分布为占30%、占17%、占17%、占11%、占11%、占7%、天津占3%、占2%、占1%和新疆占1%。
2010年省PTA产能将占全国总产能的50%,成为我国最大的PTA生产基地。
的逸盛石化、的华联三鑫石化、大榭开发区的三菱化学公司的第2期和第3期PTA工程也将按计划进行,预计到2010年,PTA总产能将达到260万吨/年。
表2历年中国PTA供需平衡(万吨)
能力
产量
进口量
出口量
表现消费量
自给率%
111.1
90.3
40.1
1.3
129.1
70
148.6
114.2
44.8
0.2
158.8
72
151.1
151.8
47.8
3.1
.7
77
.5
160.9
72.9
1.2
232.5
69
.0
164.1
154.2
317.2
51
221.0
.2
250.5
444.5
44
2001
225.5
220.8
311.7
532.5
41
2002
325.5
245.5
429.7
675.2
36
2003
424.5
393.7
454.6
848.3
46
2004
483.5
442.4
572.1
0.6
1013.9
43.6
589.5
695.5
649.1
1334.6
52.1
944.5
763.6
700.0
1463.6
52.2
1148.5
944.7
699.0
1643.7
57.3
1358.5
903.1
497.7
0.9
1399.9
64.5
1502.5
925.5
508.0
0.1
1433.4
64.6
1736.5
1450.0
300.0
5.0
1745.0
82.9
1.1.2数据引自:
表2摘自专家论坛精细化工原料及中间体2011年第1期来自中国知网
第二章精对苯二甲酸的上下游产业链
2.1精对苯二甲酸的上游产业
精对苯二甲酸的上游产业是石化行业。
主要有石油、天然气、乙稀及二甲苯和混二甲苯等。
2.2精对苯二甲酸的下游产业
精对苯二甲酸的下游产业是化纤行业,主要有棉花、短纤、纱、长袜等纺织品。
图1精对苯二甲酸的上下游产业链
注:
MX即混二甲苯PX即二甲苯PTA即精对苯二甲酸PET即聚对苯二甲酸乙二酯MEG即乙二醇
第三章精对苯二甲酸的性质及其主要用途
3.1精对苯二甲酸的性质
精对苯二甲酸为白色针状结晶或粉末,约在300℃升华,自燃点680℃。
能溶于热乙醇,微溶于水,不溶于乙醚、冰醋酸和氯仿。
低毒,易燃。
其粉尘与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限0.05g/L~12.5g/L。
3.1精对苯二甲酸的主要用途
精对苯二甲酸是生产聚酯切片、长短涤纶纤维等化纤产品和其它重要化工产品的原料。
精
历年中国PTA供需平衡(万吨)
对苯二甲酸(PTA)是重要的大宗有机原料之一,其主要用途是生产聚酯纤维(涤纶)、聚酯薄膜和聚酯瓶,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,与人民生活水平的高低密切相关。
PTA的应用比较集中,世界上90%以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),其它部分是作为聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其它产品的原料。
第四章精对苯二甲酸的主要原料
PTA的原料是PX(即对二甲苯),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。
工业上生产精对苯二甲酸的主要原料是对二甲苯,二甲苯来芳烃的生产。
芳烃中的“三苯”(苯、甲苯和二甲苯)是化学工业的基础原料,具有重要地位。
其产量和规模仅次于乙烯和丙烯。
第五章产品方案及规格
5.1产品方案
本项目生产平均粒度为12020m的纤维级精对苯二甲酸,采用1.1吨袋包装,产品供给本公司相关涤纶厂做为生产PET原料,其余产品供省、省、省、省及周边的涤纶厂使用。
5.2主要产品规格
产品质量指标如下:
项目指 标
⏹外观 白色结晶粉末
⏹分子量166
⏹酸值6752mg-KOH/g
⏹灰10wtppm
⏹总重金属6wtppm
⏹Al,Ca,Co,Cr,Mg,Mn,Na,Ni,Ti
⏹Fe1wtppm
⏹对羧基苯甲醛25wtppm
⏹对甲基苯甲酸150wtppm
⏹水份0.2wt%
⏹色度10APHA
⏹b值1.2
⏹典型产品平均粒度12020m
典型产品堆积密度1,120kg/m3
第六章精对苯二甲酸的生产工艺技术
6.1国外工艺技术现状
精对苯二甲酸(PTA)是聚酯产品的主要基础原料,由于聚酯工业的迅速发展,特别是采用PTA直接酯化、连续缩聚工艺实现工业化生产以来,PTA工艺已成为聚酯工业发展之重点。
五十年代中期,BP-Amoco公司将中世纪公司开发的对二甲苯(PX)高温氧化法工艺实现工业化,该法以醋酸(HAc)为溶剂,钴、锰重金属盐为催化剂,溴化物为促进剂,在一定的温度和压力下,PX和空气发生气液非均相化学反应生成粗对苯二甲酸(CTA)。
高温氧化法具有反应速度快,产品收率高等特点。
但由于反应温度高,溶剂耗量大,设备腐蚀严重,材质等级要求高等。
为克服高温氧化法的不足,各家公司又成功地开发出中温氧化
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- 对苯二甲酸 PTA 生产技术 工艺流程 毕业论文