年产140万吨PTA脱水系统工艺设计【开题报告】.doc

1、毕业设计开题报告 化学工程与工艺 年产 140 万吨 PTA 脱水系统工艺设计 一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 PTA 生产由粗对苯二甲酸制备（氧化单元）和粗对苯二甲酸精制（精制单元）组成。氧化反应是原料对二甲苯（ PX）和压缩空气中的氧气（ O2）在以醋酸（ HAC）为溶剂，醋酸钴和醋酸锰为催化剂，氢溴酸为促进剂的反应体系中，在一定的压力和温度条件下发生反应，生成对苯二甲酸（ TA）的过程。氧化反应的压力约 1.15MPaG，反应温度约187 189。氧化反应为放热反应，反应产生的热量由溶剂 HAC 和 反应副产物水的共同蒸发带走。反应式如下： 精对苯二甲酸 (PTA)

2、是化纤工业的重要原料。中国纺织工业的快速发展使得对纺织原料的需求逐年增长。受土地资源的限制，我国棉花资源的 供不应求，使化纤原料的供需矛盾更为突出。近年来，虽然各地新上了一些 PTA 项目，但 PTA 仍需大量进口。正是在这样的背景下，中外厂商争相扩充 PTA 产能。目前，我国 PTA 产品的 70%为中石油、中石化两大集团的旗下企业所生产，另外 30%则由合资的厦门翔鹭及珠海 BP 等企业生产。现在羽翼渐丰的民营企业正在努力冲击这一维持多年的行业格局，由他们投资建设的 PTA 项目不断涌现，仅在长江三角洲地区，由民营企业建设的 PTA 项目的产能就达约300 万 t/a。随着厦门翔鹭石化有限

3、公司、中国石化仪征化纤股份有限公司、珠海碧阳化工有限公司 、浙江华联三鑫石化公司及浙江逸盛石化公司等企业 PTA 新建及扩能项目的投产，我国 PTA 行业迅猛发展， 2005 年总产能达到 661.4 万 t/a，产量约为 556 万 t，分别较 2004 年增长 32.3%和 25.7%。 我国 PTA 需求与日俱增， 2007 年国内 PTA 企业已达 14 家，总产能达到 1 023.9 万t/a，其中包括中石化、中石油在内的国企 580.9 万 t/a，占全国总产能的 56.7%；外资企业 323.0 万 t/a，占 31.5%；民营企业 120.0 万 t/a，占 11.7%，形成国

4、企、合资、民营三足鼎立的局面。 由于聚酯工 业的迅猛发展，尤其是东南沿海地区民营企业的迅猛发展，使得 PTA 需求一直保持着快速增长的势头。 2001-2006 年我国 PTA 市场缺口巨大，进口依存度一直保持在 50%以上， 2006 年总产能达到 850.9 万 t/a，产量约为 665 万 t，较 2005 年分别增长 /9%和 20%。 2007 年随着辽阳石化、浙江串联三鑫、宁波三菱化学等新、扩建 PTA装置的投产，我国 PTA 新增产能 173 万 t/a，总产能达到 1 023.9 万 t/a，同比增长 20%，产量为 870 万 t，进口量回落至 599.2 万 t，同比降低

5、7.8%，进口依存度降低至 40.8%，较上年降低 10.5%，表观消费量 1 470 万 t 左右。 在我国 PTA 几乎全部用于生产聚酯，现随着聚酯工业的快速发展，其丰要原料 PTA供应明显不足，国内每年都需大量进口，进口量占国内需求量近 50%左右。 2010 年我国PTA 总需求量将达到约 1 800 万 t，近两年我国 PTA 产能高速增长，供应量有所提高，估计到 2010 年自给率将提高到 81.9%。 PTA 进口主要集中在东南沿海地区，进口较多的省市主要在浙江、江苏、上海和山东。 2007 年我国 PTA 进口量的 98.5%来自亚洲地区，主要进口国家和地区依次为：韩国34.6

6、%、中国台湾 30.1%、泰国 19， 9%、日本 4.3%。 精对苯二甲酸 ( PTA)主要作为 PET原料 ,广泛用于涤纶、薄膜、饮料瓶等领域。 PTA生产过程是以对二甲苯为原料 ,乙酸为溶剂 ,乙酸钴锰为催化剂 ,氢溴酸为促进剂 ,在一定温度和压力下与空气中氧气反应生成粗对苯二甲酸 ,粗对苯二甲酸再经精制即可得到PTA。其中 ,在对二甲苯 ( PX)氧化反应阶段 ,使用乙酸溶剂可以增加 PX的分散性 ,使氧化反应能够在接近于理想情况下进行 ,从而提高了对苯二甲酸的转化率 ,同时便于从反应产物中回收催化剂和未反应的原料 ,降低生产成本。为保 证反应的顺利进行 , 必须及时从系统中移走氧化反

7、应产生的水、压缩空气所夹带的水以及洗涤氧化尾气所加入的水 ,同时尽可能地从水中回收乙酸 ,降低乙酸消耗。溶剂脱水回收系统工作状况不仅影响着PTA生产成本的高低和产品品质 ,也是衡量工艺技术是否最优化的重要指标之一。因此 ,各 PTA生产专利商不断优化溶剂脱水回收系统 ,发展了各具特色的溶剂脱水工艺。 本人现实习于远东石化有限公司，该公司目前实际 PTA生产总值达 180WT，三期140WT还在筹建中，大概在 2011年年底正式完工，到时将会是中国最大的 PTA生产基地。本人现就 PTA脱水系统该课题作为研究方向。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1脱水系统的工艺流程 2.工艺设计 2.

8、1塔的设计 2.2全凝器的设计 2.3加热器的设计 2.4缓冲罐及储罐的设计计算 2.5泵 的工艺计算与选型 3车间布置设计 4工程概算 三、研究步骤、方法及措施： 1.通过查找资料，分析资料确定选题范围及论文题目。 2.通过指导老师指导，结合调研和资料整理分析、撰写开题报告、外文翻译和文献综述。 3.根据开题报告写作思路草拟论文提纲。 4.根据论文提纲进一步查找资料，撰写论文 初稿。 5.根据论文初稿，收集的资料，修改成稿。 四、参考文献 1 期刊论文 .PTA装置溶剂脱水塔模拟及塔板效率分析 J.化工自动化及仪表 2010. 2 时在国 .PTA装置共沸精馏塔脱水系统 J.聚酯工业 , 2

9、005,18 (1) 3鲁锦富 .PTA装置溶剂脱水塔填料腐蚀的原因及影响 J.合成纤维工业 , 2003, 26 (5). 4 Technical Improvements of Dewatering System in PTA Wastewater Treatment YIN Qing (Water Plant of Yangzi Petrochemical Company of SINOPEC Assets Management Company,Nanjing 210048,China) 5 学位论文 .TA生产中溶剂共沸脱水工艺的研究 D.2008. 6 期刊论文 .PTA装置共沸精馏

10、塔脱水系统 - 聚酯工业 2005, 18(1). 7Othmer D F Azeotrophic distillation for dehydrating acetic acid 1941 8 Hayden J G.OConnell J P A generalized method for predicting second virial coefficients 1974(03) 9 期刊论文 .PTA装置溶剂脱水塔 D1-601腐蚀与控制 - 石油化工腐蚀与防护 2008, 25(6) 10 期刊论文 .PTA装置溶剂回收工段精馏塔再沸器设计探讨 J.化工设计 .2006, 16(4) 11期刊论 文 .PTA装置溶剂脱水塔进料组分含量变化对塔分离效果的影响 J.华东理工大学学报(自然科学版 ).2009, 35(1). 12Q/IFLL17-2009. 水环真空泵标准 S . 13JB/T4737 95.钢制焊接常压容器 S . 14吴德荣 .化工工艺设计手册 (上册 )M.北京 :化学工业出版社， 2009. 15 陈国恒 .化工机械基础 M.北京 :化学工业出版社 ,2006.1.