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120?20?m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，其余产品供广东省、浙江省、江苏省、福建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 酸值 灰 总重金属
Al, Ca, Co, Cr, Mg, Mn, Na, Ni, Ti Fe
对羧基苯甲醛 对甲基苯甲酸 水份 色度 b值
典型产品平均粒度
3
166
675?2 mg-KOH/g ? 10 wt ppm ? 6 wt ppm
? 1 wt ppm ? 25 wt ppm ?150 wt ppm ? 0.2 wt % ? 10 APHA ? 1.2 120?20 ?m
典型产品堆积密度 1,120 kg/m
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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工艺，降低了原辅材料消耗，减少了副产物的生成，装置开工率达到90%以上。
六十年代，BP-Amoco公司又成功地开发出CTA加氢精制新工艺，从而制得符合聚酯工业直接酯化、连续缩聚所需的原料PTA，从而促进了PTA工艺技术迅速发展，其技术在PTA研究和生产中占有最大的份额。
DuPont-ICI公司几乎和BP-Amoco公司同期研究开发高温氧化工艺生产CTA，从五十年代中期到七十年代中期，一直和BP-Amoco公司相互交换技术发展资料，共同开发新技术。同时，DuPont-ICI公司进一步完善了氧化反应催化剂体系，特别是溴系促进剂的使用，逐步发展和形成其氧化、精制专利技术，并于1967年建成其第一套PTA生产装置，在PTA研究和生产中占有较大的份额。
AEC-Hitachi技术是Tuntex公司与日本Hitachi公司合作，在BP-Ammoco工艺技术的基础上，通过进行研发而形成的具有自身特点的专有工艺技术。该技术已在台湾建厂并投入使用，目前采用该项技术的逸盛大化一期、宁波逸盛三期PTA工厂已投入试运行，是当今世界上单系列规模最大的PTA工厂。
此外，日本三井油化MPC、日本三菱化学MCC、 美国/德国Lurgi/Eastman、
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美国/意大利Dow-Inca 、西班牙Interquisa等公司均在PTA研究和生产中占有一定的份额。
6.2 国内的工艺技术选择
我国从20世纪70年代末就开始从国外成套引进PTA生产工艺技术，
三十年来，已经成套引进了近20条生产线。 至今国内科研单位、设计院和生产企业的工程技术人员对精对苯二甲酸装置在反应机理、模型以及设备结构、制造等基础研究方面已取得了不小的进展，年产60万吨、100万吨成套装置国产化技术也已开发，申请了相关专利。
本工程选用的工艺系业主与国外相关配套单位经认真研究、开发并实施的百万吨级PTA成套技术，并将此技术用于建设一套低消耗、有规模经济效益、技术领先的国产化装置。
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第七章 精对苯二甲酸的工艺流程及操作条件
7.1 反应历程简介
PTA生产主要由氧化和精制两个部分组成， PTA生产反应历程简述如下：
7.1.1 对二甲苯氧化
氧化的目的是以对二甲苯为原料，以醋酸为溶剂，醋酸钴和醋酸锰为催化剂，溴化物为促进剂，在一定的压力和温度条件下，通入压缩空气使其发生氧化反应，对二甲苯氧化成生成对苯二甲酸。氧化反应为放热反应，反应式如下：
C6H4(CH3)2+3O2—→C6H4(COOH)2+2H2O+318.7Kcal/ mol(PX)
实际上，对二甲苯氧化不是按一步完成的，而是按下列步骤分步进行： 为10:1。
O2k5CHOCH3CH3CH3CH3CHOCOOHO2k1CHO1/2O2k2COOHO2k3COOH1/2O2k4COOH+2H2OCHO1/2O2k6式中k1~k6为各步反应速度常数。研究表明，两种反应途径的定量比例约
3 对二甲苯氧化过程中发生的副反应比主反应要复杂得多，其中最主要的是C H 原料对二甲苯和溶剂醋酸在反应系统燃烧反应，并生成一氧化碳、二氧化碳和水。
C H 3 + O 2 CO CO 2 + H O 2
此外，在氧化过程中还会产生甲醇、醋酸甲酯等副产物，因醋酸甲酯数量
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较多，可设置回收设施回收副产品醋酸甲酯。
7.1.2对苯二甲酸精制
对二甲苯氧化过程中反应副产物中，最主要的是中间物4-CBA对产品质量影响大。通常4-CBA与TA以共结晶存在，在下游聚酯生产中对纤维产品的成纤性影响较大，可采用加氢精制过程将4-CBA还原为易溶于水的甲基苯甲酸（PT酸）而实现分离。加氢精制反应为放热反应，化学反应式如下：
COOH CH3 P d- C + 2 H2
CHO
7.2 工艺流程简述
+ COOH H O 2 + 43.7 kcal/mol 对二甲苯(PX)以醋酸为溶剂，在催化剂的作用下与空气中的氧反应生成对苯二甲酸。催化剂是包含了钴、锰、溴的混合溶液。该反应发生于195℃及14～15kg/cm2G。 反应后的产品为混杂着副产物的对苯二甲酸,一般称为粗对苯二甲酸(CTA)。副产物的主要成份为4-羧基苯甲醛(4-CBA) , 含量约为2,500～2800ppm。
将粗对苯二甲酸以纯水溶解, 再于钯催化剂的催化下, 通入氢气,于85kg/cm2G 及 285-288℃下, 使4-羧基苯甲醛(4-CBA)还原成对甲基苯甲酸(P-Toluic Acid)。由于对甲基苯甲酸易溶于水中, 因此于再结晶, 分离和干燥时, 可将对甲基苯甲酸分离, 而可得到高纯度的纯对苯二甲酸(PTA)。
主工艺流程说明如下：
7.2.1 空气压缩机
空气压缩机用来供给氧化反应器所需的空气。有三台并联的空压机组，每个机组包含一台多级离心式空气压缩机、一台蒸汽透平机及一台二级膨胀机。
7.2.2 100 单元---母液储存罐
醋酸溶剂、高压吸收塔塔底液、催化剂、循环母液及对二甲苯送到装有搅拌机的配料罐中调配好后，用泵注入氧化反应器。各个成分组成，以对二甲苯
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