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PTA装置溶剂交换工艺及装备  
我有意向    2019-08-21    浏览:318  
技术简介
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 1、课题来源与背景
  本项技术属于自主研发。
  技术源自石化PTA行业。PTA是生产聚酯纤维、树脂、胶片及容器树脂的主要原料,被广泛应用于化纤、容器、包装、薄膜生产等领域。在PTA的生产过程中,反应产生的粗对苯二甲酸(CTA)通常含有大量的醋酸等杂质,需要除去,目前处理粗对苯二甲酸(CTA)中杂质的方法主要有以下两种:
  ⑴工业中一般采用“离心机过滤或真空过滤-蒸汽回转干燥-气流输送-罐内打浆”模式,存在的问题是工艺流程冗长、附属设备多、设备投资高、占地面积大、耗能高等,正逐渐被淘汰。
  ⑵近年迅速发展的“溶剂交换技术”。该技术可将PTA氧化装置传统的CTA过滤、干燥、气力输送储存简化为“溶剂交换”单元完成, 具有设备少、耗能低等优点,从而正逐步成为工业中最常用的一种技术。
  国内天华化工机械及自动化研究设计院有限公司(简称天华院)率先开发溶剂交换技术,并获得中国专利(专利号ZL2010105717366)。但2010105717366专利方法是按理想条件设计,在实际工作过程溶剂交换效率低。经过研究开发及多次试验,天华院原创提出“一种溶剂交换机及提高CTA溶剂交换效率的方法”(专利号ZL201510197279.1),通过偏流、引流等技术克服了上述缺陷,并仍存在以下不足:⑴母液中水含量超标,为后续处理有一定困难;⑵产品中醋酸含量可能超标。随后天华院提出了“一种进一步提高CTA溶剂交换效率的方法”(专利号ZL2015106878122),通过增加导流槽以及PTFE挡板等有效防止了冲洗液通过隔离块进入到过滤区中或母液进入到打浆罐中。
  2、技术原理及性能指标
  本项工艺采用集成设备--溶剂交换机替代传统工艺装置中的“真空离心机、干燥机、洗涤塔、粉料罐”等多套设备,将PTA氧化装置CTA的过滤、干燥、气力输送储存简化为“溶剂交换”单元完成。
  CTA溶剂交换技术采用的是逆流多级洗涤工艺,干净的洗涤液从最后一级洗涤区进入溶剂交换机,溶剂交换完成后通过滤液管排至控制头对应的腔室内,再排至对应的滤液罐内,滤液罐内的滤液又通过泵进入溶剂交换机上一级洗涤区继续进行溶剂交换,这样逐级依次向前洗涤,与滤饼流动方向相反。
  3、技术的创造性与先进性;
  ①与现有技术相比,将分离CTA中醋酸的工艺集成到1台CTA溶剂交换机设备中实现,设备数量减少,流程缩短,工艺的可操作性提高。采用溶剂交换技术,使得CTA滤饼的湿含量不需降低,打浆需用的工艺水减少;无需利用饱和蒸汽的潜热对CTA滤饼间接加热,使CTA滤饼中的醋酸二次蒸发;打浆需用的工艺水减少,降低了洗涤水的消耗量。
  ②本项技术增设抽吸机组、偏流滤液罐、偏流滤液泵,将最后一次洗涤后滤液管中的残留滤液利用压差抽吸至偏流滤液罐中,继续使用,可以防止这部分滤液进入卸料区,随卸料反吹气从下料口排出,污染已经洗涤干净的滤饼,不但提高溶剂交换效率,而且可以减少系统总的洗涤液需要量。
  ③本项技术控制头由多个隔离块分为母液腔室、多个滤液腔室、卸料区Ⅰ因此,调整控制头隔离块位置,可以使溶剂交换过程中滤液管中的残留滤液排至对应腔室内,不会进入下一级浓度较低的洗涤液中,从而提高了溶剂交换效率。
  ④本项技术控制头为可调结构,可以确保在不同工况下,不更换设备即可实现调节不同偏流角度更灵活、更方便的目的。
  ⑤本项技术通过在原有压力过滤机多级逆流“过滤、洗涤”工艺的基础上增加导流槽,将其中的母液或冲洗水引出,防止冲洗水或母液进入到过滤区或打浆罐中。
  ⑥本项技术中设有PTFE挡板,其主要作用是将剩余的部分冲洗水挡住或过滤区漏入的母液挡住,防止冲洗液通过隔离块进入到过滤区中或母液进入到打浆罐中。
  本项技术从工艺流程和设备结构两方面来改进PTA生产工艺氧化单元技术,相比现有的“离心机过滤或真空过滤-蒸汽回转干燥-气流输送-罐内打浆”的工艺,本项专利技术减少设备数量、减小占地面积、降低能耗,使PTA产品更具有国际竞争力,切合PTA产业发展需求,堪称PTA行业技术革命,是PTA产业发展趋势。
  4、技术的成熟程度,适用范围和安全性;
  本项技术已应用于汉邦石化、嘉兴石化PTA装置氧化单元(属于国内首套)和精制单元,实际工业运行表明:该装置在110%负荷情况下,各项工艺机械指标均达到甚至优于合同要求值,满足生产要求,这标志我国自主研发的溶剂交换工艺及设备技术基本成熟,可以进行批量推广和生产。该还可以应用于PIA、煤、PPTA、M、DM等物料浆料的处理。
  本项技术不存在发生二次污染,也不存在易燃易爆高毒性物质泄露等环境、安全事故的风险,不存在上游资源限制、配套设施不完善、市场接受度不高等系统风险。
  5、应用情况及存在的问题
  本项技术已在汉邦石化,嘉兴石化实施,能显著节能减排、增加用户经济利润、改善生产环境等效益,已推广于新疆中泰昆玉新材料有限公司、大连恒力石化。
  6、历年获奖情况
  本项技术获得2017年中国化工专利奖,其基础技术--“PTA过滤洗涤预干燥一体化压力过滤技术及装备”获得2013年中国石油和化学工业联合会科技进步奖二等奖、2014年中国化工科学技术奖一等奖。



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