PTA生产工艺流程详解

精对苯二甲酸,简称PTA,是生产加工聚酯的重要原材料,对苯二甲酸是无色针状结晶或无定型粉末(外观为白色粉末),无毒、有刺激性,粉尘具备爆炸性,在常温状态与空气混合达到一定质量浓度时会发生爆炸,其最低爆炸浓度为0.05克/升。分子量166.13,密度1.510克/厘米3,比热0.2873卡/克·度,升华热23.5千卡/克分子,熔点(在封管中)425℃,升华点402℃,能溶解于碱溶液,稍溶解于热乙醇,微溶解于水。

PTA生产工艺流程

PTA生产工艺在发展趋势过程中,形成了Amoco、三井、ICI、Eastman4种主要的专利技术。这4种工艺的相同点是均运用Amoco-MC液相催化氧化方法,催化剂为钴-锰-溴体系,溶剂为醋酸,不同点是各种工艺的氧化反应温度不同(从205℃到160℃),相应的工艺条件、反应器形式、流程设计也各有不同。ICI和Amoco反应温度最高,三井-Amoco温度居中,而Eastman最低,一些文献上分别称为高温氧化、中温氧化和低温氧化工艺。

1、高温氧化的反应速率快、单位容积生产量高,所以在相同产量条件下,反应釜体积小,CTA晶体粒径大,含水量高,运用搅拌器来强化釜内物料的传质和混合。缺点是醋酸和PX消耗比低温氧化高,设备成本也高,因为氧化釜处于高温高压条件,还需要有搅拌器等动设备,配置的空气压缩机成本也很高。

2、中温氧化工艺(三井)尾气处理流程设计较好,但浆料处理的技术方面又存在TA粒径偏小和干燥负荷过高的瓶颈。

低温工艺单位容积生产量较低,运用鼓泡塔即可满足传质规定,反应器属于静设备,制造容易。缺点是脱水负荷大,需要增加脱水设备,晶体粒径小,浆料还需要进行二次氧化。中温工艺介于高温和低温二者之间。

3、从工艺流程方面,Amoco、三井、ICI都是氧化后的CTA依据加氢工序得到PTA产品。Eastman工艺则有相当大的不同。氧化反应器出来的浆料经清洗处理后直接进入二次氧化反应器或熟化器,进行晶体深度氧化或熟化,然后依据几级结晶得到聚合级(膜、瓶级)的对苯二甲酸(EPTA)产品。

依据比较得知,Eastman工艺与现阶段的PTA生产工艺(英威达、BP-Amoco、三井等)有4点显著的不同:

  1. 较低的PX氧化温度;
  2. 鼓泡而不带搅拌器的反应器;
  3. 不用加氢精制而运用二次氧化的工艺;
  4. 母液除杂质流程。

总结

依据现阶段PTA装置日趋大型化的规定,国产化新工艺的流程设计也是建立在对引入的各类PTA装置长期消化、吸收、改造的基础上,充分吸取了各工艺的优点,同时避免了其缺点。