1、 毕业设计开题报告 化学工程与工艺 年产 140 万吨 PTA 氧化单元尾气处理系统工艺设计 一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 PTA（精对苯二甲酸） 是重要的大宗有机原料之一，世界上 90%以上的 PTA 用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯 (简称聚酯， PET)。聚酯包括纤维切片、聚酯纤维、瓶用切片和薄膜切片。 PTA 的生产地主要集中在亚洲、北美和西欧地区，其中亚洲地区的产能占全球总生产能力的 75%。根据 ICIS 统计截止 2008 年底，世界 PTA 生产能力达到 4369.8t/a，产量约为 3800 万 t，平均开工率 85%。目前中国已成为世界第一 PTA 生产
2、国。 2009 年国内PTA 厂家达 20 个，总产能 1602 万 t，实际产量 1180 万 t。 目前世界生产 PTA 的主要工艺技术有英国 BP-Amoco、日本三井、美国 Invista（ Du pont-ICI）、德国 Lurgi-Eastman 等 4 家公司的专利技术，其中前 5 种工艺技术包括氧化反应和加氢精制 2 个工序生产 PTA，通常也被称为二步法。 Lurgi-Eastman 工艺则采用二次氧化与熟化代替加氢精制工序，生产中纯度的对苯二甲酸，各家公司的 PTA 生产工艺技术在加氢精制方面基本 相同，差别主要在对二甲苯的氧化工序，可分为高温工艺、中温工艺、低温工艺。 P
3、TA在快速发展的同时治理却相对滞后，环境污染压力越来越大。各种工艺的 PTA 生产装置产生废气主要是氧化反应器排放的含 PX、醋酸、醋酸酯类的有机废气，以及分离、过滤、干燥、料仓排放的放空尾气，其污染物浓度不高，但气量很大。氧化尾气是 PTA装置排出的数量最大的有害气体 , 其中最主要的成分是 N2 ,其体积分数约占 94%,含有有机物的总质量浓度超过 1 000 mg/m3 ,溴化物的质量浓度约 100 mg/m3 , CO的质量浓度约5 000mg/m3 ,还有 CO2 ,O2 等。虽然过去国内各 PTA生产厂家也采取了种种措施对氧化尾气进行处理 ,但治理的效果不是十分理想。随着人类环保意
4、识的不断增强 ,环保法规的不断完善 ,彻底治理氧化尾气的要求越来越强烈。 在此要求的推动下 ,近年来出现了 2类效果比较显著 ,且已得到工业应用的 PTA氧化尾气处理技术 ,其中一类称为热氧化 ( Thermal Oxidation)技术 ,另一类称为催化氧化 (Catalytic Oxidaton)技术 ,或称催化燃烧(Catalytic Combustion)技术。 目前我国治理 PTA 氧 化尾气主要采用有吸收法和催化氧化法，处理放空尾气均采用吸收法 。 （ 1） PTA 氧化尾气的吸收法处理法。多数 PTA 装置的氧化尾气都采用两极吸收塔，用水和碱液作吸收剂。 （ 2） PTA 氧化尾
5、气的催化氧化系统。处理 PTA 氧化尾气的最有效的方法就是催化氧化法。珠海阿莫科公司和浙江三鑫的 PTA 装置即采用催化氧化法处理 PTA 氧化尾气。珠海阿莫科公司的催化氧化系统催化氧化焚烧炉为引进装置，其流程主要包括气液分离、预热、催化氧化、热量回收、放空气洗涤等，经验收，污染物去除率大于 99.9%。 2010年 12月 20日起本人在绍兴远东石化有限公司进行为期 6个月的实习，绍兴远东石化有限公司位于绍兴县滨海工业园区，主要生产 PTA，目前已经是亚洲最大的 PTA生产基地。基于此机会，又根据相关文献及信息，本人决定设计一套 140万吨 /年 PTA氧化单元尾气处理系统，希望能为 PTA
6、生产及环境友好做点贡献。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1 精对苯二甲酸（ PTA），主要用于生产聚酯。而聚酯 纤维 是合成纤维最主要的品种，在世界合成纤维总产量中占将近 80的比例，在 中国 以聚酯为原料生产的聚酯纤维已经在合成纤维总产量中超过了 80%的比例。加之聚酯还用于生产非纤维产品非纤产品消耗的 PTA 的数量近来增长迅速，非纤维领域聚酯的用量持续增长，目前产品主要用于与乙二醇酯化聚合生产 聚酯切片 长短 涤纶 纤维，广泛用于纺织，此外聚酯还用于 电影胶片 、涂料、 油漆 及聚酯塑料 的生产 。通过设计此次毕业设计加深对 PTA 及 PTA 生产的了解。 2.PTA 生产包
7、括氧化和精制两个单元，生产过程中的废气主要来自氧化过程， 氧化反应器排放的含 PX、醋酸、醋酸酯类的有机废气，以及分离、过滤、干燥、料仓排放的放空尾气，其污染物浓度不高，但气量很大。根据现有条件，设计一套有效地尾气处理系统。 3.工业应用的 PTA氧化尾气处理技术 ,其中一类称为热氧化 ( Thermal Oxidation)技术 ,另一类称为催化氧化 (Catalytic Oxidaton)技术 ,或称催化燃烧 (Catalytic Combustion)技术。 目前我国治理 PTA 氧化尾气主要采用有吸收法和催化氧化法，处理放空尾气均采用吸收法。参考国内外尾气处理方法，进一步完善尾气处理系
8、统。 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.通过指导老师及工程师指导，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并根据工厂实况，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 吴子斌 . PTA 工艺进展 与污染控制 . 化学工程与装备， 2008. 2 何勤伟 ,曾颖群 . PTA 氧化尾气的处理技术 . 聚酯工业， 2007. 3 李长峰，常志鹏 . PTA 生产现状及技术分析 . 河南煤业化工集团， 2010. 4 陈筱金 . PTA 工艺技术的发展 日本三井油化 3GT 技术分析 . 聚 酯 工 业， 2001. 5 王凯军 .UASB 工艺的理论与工程实践 M.中国环境科学出版社， 2000；（ 12） . 6 徐兆瑜 .精对苯二甲酸生产工艺新进展 J.江苏化工， 2005；（ 05） .
