前言

　　精对苯二甲酸（purified　terephthalic　acid　简称PTA）是生产聚酯的重要原料，对苯二甲酸是无色针状结晶或无定型粉末（外观为白色粉末），无毒、有刺激性，粉尘具有爆炸性，在常温下与空气混合达到一定质量浓度时会发生爆炸，其最低爆炸浓度为0.05克/升。分子量166.13，密度1.510克/厘米3，比热0.2873卡/克·度，升华热23.5千卡/克分子，熔点（在封管中）425℃，升华点402℃，能溶于碱溶液，稍溶于热乙醇，微溶于水。

　　我国聚酯工业的超速成长，极大地刺激了PTA投资的快速增长，从而加快了PTA项目的工艺引进，上述成果也不同程度地在新建或改建的PTA装置中得到了应用。我国从20世纪70年代中期开始引进PTA生产装置,目前已形成相当的生产规模。但我国PTA装置建设的关键技术仍然依靠进口，基础研究薄弱，能耗水平与国际先进水平比较还有相当大的差距。我国PTA装置的生产规模已经与国际接轨，在大型化方面取得了长足的进展，但在工艺优化方面，特别是基础研究方面仍然有待开发。下面将各家PTA生产工艺技术进行对比，来分析各个工艺的优缺点。

各家PTA工艺技术比较

各家PTA工艺技术比较表
序号	项目	工艺技术(一)	工艺技术(二)	工艺技术(三)	工艺技术(四)	工艺技术(五)	工艺技术(六)
	历史与现状
	从事TA开发年份	1956	1957	1960	1958	1972	1996
	单线最大生产能力/ (104 t·a-1 )	50	50	40	25	50	90 (氧化2条线)
	专利工厂PTA装置/套	25	14	10	7	3	1
	工艺流程及设备配置
1	工艺空压机驱动方式	蒸汽透平+尾气膨胀机	蒸汽透平+尾气膨胀机+电机	蒸汽透平+尾气膨胀机	蒸汽透平+尾气膨胀机	蒸汽透平+尾气膨胀机	2台,高压蒸汽透平+尾气膨胀机
2	氧化反应器/台	1	1	1	1	2	2
3	CTA结晶器	3台,第一台为二次氧化	3台,第一台为二次氧化	3台,第一台为二次氧化	3台,第一台为二次氧化	3台,第一台为二次氧化	3台,第一台为二次氧化
4	溶剂回收	筛板塔,常压蒸馏	填料塔,共沸蒸馏	筛板塔,共沸蒸馏	筛板塔,共沸蒸馏	筛板塔,常压蒸馏	筛板塔,共沸蒸馏
5	再沸器热源	副产蒸汽	副产蒸汽	副产蒸汽	副产蒸汽	副产蒸汽	副产蒸汽
6	催化剂回收	设,较复杂	设,新技术,较简单	设,较复杂	设,较复杂	设,较复杂	无,界区外处理
7	残渣处理	焚烧或生化处理	焚烧或生化处理	焚烧	焚烧或生化处理	焚烧	外售
8	精制预热器/台	5	4	7	5	6	6
9	精制反应器/台	1	1	1	1	1	1
10	PTA结晶器/台	5	5	4	4	5	5
11	尾气处理	有HPCCU和LPCCU技术	有HPCCU和LPCCU技术,建议用HPCCU	有HPCCU和LPCCU使用经验。	有LPCCU技术	有HPCCU和LPCCU技术	有LPCCU技术
12	PTA产品分离	压力离心机3台(立式) +常压离心机2台	压力离心机3台(卧式) +常压离心机2台	压力离心机+常压离心机	压力离心机3台(卧式) +常压离心机2台	压力离心机3台(立式) +常压离心机3台	压力离心机2台+真空过滤机2台
	主要技术特点
		高温氧化,釜式带搅拌反应器。工艺技术不断改进,氧化反应冷凝系统为立式,溶剂回收为筛板塔,常压蒸馏。	高温氧化,釜式带搅拌反应器;加氢反应器带溶解段;氧化反应冷凝系统为卧式,溶剂回收为填料塔, 共沸蒸馏。	高温氧化,釜式带搅拌反应器;溶剂回收为共沸蒸馏;拥有压力袋式过滤机取代CTA干燥机和中间料仓专利技术。	中温氧化,氧化反应器带底部搅拌和精馏段;溶剂回收为共沸蒸馏。	高温氧化,釜式带搅拌反应器。氧化反应冷凝系统为立式;精制结晶器产生的蒸汽不直接引入预热器,能量综合利用较差。	高温氧化,釜式带搅拌反应器;溶剂回收为共沸蒸馏。
	主要工艺条件
1	氧化单元
	反应温度/℃	190～195	198～205	192～198	182～189	190～195	187～204
	反应压力/MPa	1.26	1.47	1.4	1.08	1.45	1.2～1.65
	n(溶剂比):n( PX)	3.6:1	4.5:1	4.5:1	5:1	4.5:1
	反应时间/min	～83	～80	～80	～60	～80	～80
	w(4-CBA)/10- 6	2 500 max	2 500 max	3 000 max	3 000～3 600	2 500 max	2 200～2 500
2	精制单元
	反应温度/℃	288	285	290	287	285～290	280～285
	反应压力/MPa	8.0	8.0	8.6	7.8	7.0～8.5	7.0～8.5
	w(TA)/%	31	30	28	30	28	26
	预热器/台	5	4	7	5	6	6
	原料及公用工程消耗
1	对二甲苯(100%)/kg	660	660	658	658	660	662
2	醋酸(100%计)/kg	45	45	37	38	42	48
3	循环冷却水/m3	224	358	370	240	165	230
4	除盐水/m3	2.6	2.1	2.9	2.5	2.5	2.4
5	电/kWh	218	148	130	135	175	180
	三废
1	废水/m3	1.6	2.6	4.3	3.5	1.6	2.5
2	废气/m3	2106	2188	2617	2060	2488	2400
3	废固体物/kg	6.8	14	10	8.0	2.7	2.8
	产品规格单位
1	酸值/(mgKOH·g-1 )	675±2	675±2	675±2	675±2	675±2	675±2
2	透光率T340nm/%	90	90	T400nm=98	90		92
3	5%DMF色相APHA	<5	≤10	<7	≤10	<5	≤10
4	w(总金属)/10-6	<2	≤2	<2	≤24	≤3	≤10
5	w(4-CBA)/10-6	≤10	≤10	≤10	≤25	≤25	≤25
6	w(PT酸)/10-6	60	≤135	≤140	≤150	≤150	≤150
7	w(灰分)/10-6	<5	≤4	<3	≤6	<6	≤15
8	w(H2O)/%	0.1	≤0.1	0.1	≤0.2	0.2	≤0.2
9	粒度/μm	110	100～130	90～110	90	90～110	130±10
HPCCU:高压焚烧; LPCCU:低压焚烧。

　　工艺技术

　　各专利商都拥有工业化生产PTA的专利技术,拥有近期采用最新技术的专利工厂,并生产出合格的PTA产品。都采用回收氧化反应副产蒸汽和反应尾气用于空压机驱动等节能措施,并将尾气用于中间产品CTA和成品PTA输送。

　　溶剂回收:多数厂家为共沸蒸馏,优于常压蒸馏,筛板塔逐渐改为填料塔。

　　催化剂回收:工艺技术(二)的回收技术较简单,其他几家公司流程较复杂。

　　精制母液回收:工艺技术(六)无精制母液回收,脱盐水消耗量大, PTA损失量大,其他几家都有。

　　工艺条件

　　氧化反应温度、压力趋于降低。工艺技术(一)(二) (三) (五) (六)为高温氧化工艺,工艺技术(四)为中温氧化工艺。高温氧化反应温度曾先后采用230 ℃→209 ℃→196 ℃→191 ℃;中温186 ℃。高低温氧化温度相差约50 ℃,压力相差约0. 6 MPa,主要为减少副反应,降低原料消耗。不同的氧化反应温度,相应的反应压力、催化剂配比及反应器型式均有所不同。

　　设备配置

　　空压机:高温、中温工艺均可采用"空压机+蒸汽轮机+尾气膨胀机+电机",正常生产时,电机用来发电。

　　氧化反应器:高温工艺均为单台带搅拌反应釜;中温为塔式反应器,底部带搅拌、顶部带精馏段;中温工艺氧化反应器产能较小。

　　氧化反应器进料罐: 2000年之后引进的技术,大多采用静态混合器,取消进料混合罐。

　　CTA结晶:采用1段或3段结晶。5种高温氧化工艺均采用3段结晶;中温氧化工艺仅采用1 段结晶,粒径较小。

　　分离及干燥: CTA均采用RVF 1道分离; PTA均采用2道分离,干燥机为列管式。

　　产品品质指标

　　各工艺技术产品品质指标没有大的差异,产品品质相近。

　　物耗能耗

　　各工艺技术均注重节能及环保。氧化反应副产蒸汽用于蒸汽轮机和脱水塔再沸器;精制结晶闪蒸蒸汽用于浆料预热;凝液闪蒸蒸汽用于预热或伴热;氧化尾气用于尾气膨胀机驱动空压机和CTA /PTA 输送;增加氧化母液循环率,减少催化剂损失,减少除盐水消耗。

　　"三废"排放及治理

　　废气:几种专利技术排放量接近。安全阀排放气体汇集后进入洗涤塔, 保护环境; 采用高压焚烧(HPCCU) 、低压焚烧(LPCCU)或再生热氧化(RTO)装置处理尾气,改善环境。

　　废水:工艺技术(一) (五)废水量较少,其余较多。废水经过处理达到国家排放标准要求。
　　废渣:按照残渣中同样含水量计,废渣排放量应相近。废渣治理大多采用焚烧或生化处理,工艺技术

　　(六)废渣外售。
　　结语
　　(1)各专利商都拥有工业化生产PTA的专有技术,拥有近期采用最新技术的专利工厂,均能生产出合格的产品。引进技术应"货比三家",择优选取。可能情况下,宜考虑技术多元化。
　　(2)目前,国内已引进多家PTA 专利技术, PTA装置单系列产能迅速扩大;工艺流程进一步优化;物耗、能耗显著降低;安全、环保措施进一步完善;整体技术水平显著提高。