文档介绍：PTA国产化技术简析PTA过程开发思路PX氧化涉及气液尚一•系列自由基反应、化学吸收、反应结晶、强放热与蒸发移热,机理十分复杂。氧化流程涉及反应、精饴、蒸发、吸收、结晶、过滤、换热、干燥、能量回收等多个单元,系统结构也十分复杂。过程的开发包括两部分工作:一是氧化反应器的开发,二是氧化流程的最优设计,前者采用化学反应工程的规范方法进行研究,后者采用过程系统工程的方法进行模拟和优化。整个开发工作包括以下步骤:I)热模实验:开发了专门的实验技术,系统考察了温度、PX浓度、催化剂浓度与配比、气相氧浓度、含水量各种因索对液相各步主反应速率、燃烧副反应速率、TA结晶速率与杂质含量的影响,获得了全新的氧化机理认识与动力学模型,能够准确预测工业条件下各种工艺参数变化对反应过程的影响。2) 冷模实验:建立了大型冷模实验装置考察反应器流动与传递规律,考察了流型、搅拌功率、操作气速、固含率等因索对反应器混合、固体悬浮、气含率、气液传质速率的影响,获得了有关的流动图象与传递数据。3) 数学模拟:针对搅拌釜和鼓泡塔两类反应器以及高温、屮温、低温四种主流氧化工艺,分别建立了反应器数学模型和相关的工程数据库。模型全面描述了工业反应器屮的氧化反应、气液传质、相平衡、放热与移热、成核与结晶多种过程;数据库包括六类基础数据:反应动力学数据、结晶动力学与热力学数据、冷模传递数据、气液平衡数据、热物性数据、反应器结构与操作数据。模型模拟结果与各种工况下的工业现场数据相符。4) 新型氧化反应器开发:在对各类氧化工艺与氧化反应器透彻剖析的基础上,浙江大学开发了新型的鼓泡塔式氧化装置,反应器由上部精锚塔与下部鼓泡塔组成,可直接利用反应热进行溶剂脱水,有利节能(专利2003101078895,,,)o新型氧化反应器结构简单,造价低廉,具有深厚的研究开发基础,能够满足氧化反应、气液传质、混合、固体悬浮等多方面的要求。5) 工业实验:为了考察新型鼓泡塔反应器或类似结构的工业应用可行性,浙江大学与有关企业合作,将引进的工业氧化装置进行了大幅度改造,使其结构接近于新型鼓泡塔反应器,然后变化各种氧化反应条件,全面考察反应器的性能。工业实验表明,新鼓泡塔装置运行良好,性能可靠,同时反应器模型对各种反应条件下的结果预测也是令人满意的。6) 流程模拟:PTA系统的主要装置有氧化反应器、多级结晶器、溶剂脱水塔、压缩机、过滤机、干燥机、尾气吸收塔、催化剂回收单元、能量回收单元。对上述各单元设备分别进行了数学建模,然后通过计算机流程模拟对现有的各类氧化工艺进行了评价,进一步剖析与理解了各类工艺的特点与设计原理。7) 系统集成与优化设计:按照投资最省、能耗与物耗最低的要求进行了PTA系统集成和流程优化设计,得到了新型的氧化流程(,)。新流程综合了各类氧化工艺的优点,避免了其弊端,投资与消耗更低。国产PTA工艺的技术特征PTA的生产分为两大工序:氧化工序与加氢精制工序。FI前各类PTA工艺在加氢精制方面的设计基本相同,差别主要在氧化部分,分为高温工艺(Dupond-ICI:201〜205°C;BP-AM0C0:190~196°C)、中温工艺(三井185°C)、低温工艺(Lurgi-