精对苯二甲酸装置物耗、能耗分析及节能减排措施

· 28· 化 学 工 业 CHEMICAL INDUSTRY 第 28 卷 第 1期 2010 年 1 月 精对苯二甲酸装置物耗、能耗分析及节能减排措施 汪英枝 ．姚瑞奎 (中国纺织工业设计院，北京 100037) 摘 要：介绍了国内精对苯二甲酸 (PrrA)生产技术状况，对 PTA装置物耗 、能耗及三废排放进行分析，指出 节能减排 的一些有效措施 。 关键词：精对苯二甲酸；物耗；能耗；节能；减排；技术措施 文章编号：1673—9647(2010)0l一0028—03 ,1tt~类号：TQ245．1 文献标识码：A 1 国内精对苯二甲酸生产技术状况 我国大陆自1974年开始成套引进精对苯二甲 酸 (PTA)生产装置 。先后从美国阿莫科 (现 Be)、 日本三井油化和三菱化学、英国ICI(杜邦、英威 达)、我国台湾泽 阳、美国伊斯特曼等引进工艺技 术，目前已建PI、A装置有 18家。其中有20世纪80 年代引进建成的扬子石化 (I套 )和上海石化；20 世纪 90年代辽阳分公司 (I套)、仪征化纤 (I 套)、天津石化及洛阳石化；2000年之后建成的有 翔鹭石化、珠海 BP、仪征化纤 (II套)、宁波逸盛、 华联三鑫、扬子石化 (Ⅲ套)、辽阳分公司 (Ⅱ套 ) 等多套 trl'A、EPTA (Eastman技术 )装置。 目前 ， 国内FrrA生产企业生产能力及技术详见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf l 由表 1可知．我国已建和在建 PTA装置采用 7家专利技术：至 2010年，总产能将超过 1 500 万t／／a：PTA装置和技术实现了大型化和多元化。 2 PTA装置物耗、能耗及三废排放 随着 PTA技术的发展 ．企业的竞争力主要体 现在物耗 、能耗指标上 。同时 ．减少有害物质的 排放．避免大气及水资源的污染．保护生态环境， 也是企业的社会责任。因此，节能、降耗、减排 对企业的生存及发展至关重要 2．1 物耗 2．1．1 对二甲苯单耗 对二 甲苯 (PX)单耗 (每吨 PTA计．所有物 质单耗单位相同)的理论值为 639 kg／t．但实际 生产过程中远大于此值 PTA装置 PX单耗构成 详见表 2 2．1．2 醋酸单耗 在 PTA生产过程中醋酸 (HAc)作为氧化反 应的溶剂，自身并不参加化学反应，但在氧化反 应体系中，近40％消耗在燃烧上，生成 CO、CO 、 H，0：近 40％在高温下发生副反应生成醋酸甲酯 (MA)：还有近 20％在生产过程 中流失到三废 中。 PTA装置 HAc单耗构成详见表 3 2．1．3 催化剂单耗 PX氧化反应是在 C0一Mn—Br三元催化剂体系 中发生的。Co、Mn是催化剂的主体组分，游离基 Br作为引发剂。不同的工艺技术．三种催化剂组 分配比不同。高温氧化工艺催化剂n(Co)： (Mn)= 1：2．中温氧化工艺催化剂 凡(Co)- (Mn)=1：1-2， 低温氧化工艺催化剂 凡 (Co)-n(Mn)=2：1。催化 剂的消耗主要是 由于氧化母液抽 出一部分进行残 渣蒸发时 ．随残渣带 出造成的。所 以，多年来各 专利商都在增加母液循环量 (65％～98％)来减少 醋酸、催化剂等物料损失。PTA装置 Co／Mn／Br 催化剂单耗构成详见表 4。 2．2 公用工程综合能耗 PTA生产工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 较长 ．技术较复杂 ．所用 公用工程品种也较多 各种公用工程消耗占综合 能耗比例：水 16％ 23％，电 l5％～19％，蒸汽 62％～ 65％。PTA装置公用工程综合能耗构成详见表 5。 20世纪 70年代引进的技术公用工程综合能 耗折合成 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 燃料油质量高达 600～800 kg／t，20 世纪9O年代引进的技术公用工程综合能耗大大降 低．但也在 200 kg／t左右。近几年引进的技术， 随着装置规模扩大．能耗 (折合成燃用标准燃料 收稿日期：2009—12—21 作者简介：汪英枝 (1965一)，女，河南省人，教授级高级工程师， 从事化工、化纤工程设计、技术开发和市场咨询工作。 第 1期 汪英枝等：精对苯_ 甲酸装置物耗 、 能耗 分析及节能减排措施 ·29· 油质量 )为 160～180 kg／t。 表 1 国内 PTA生产企业生产能力及技术 万t／ 企业 称 专利商 建设年份 规模 能力 一 ⋯ ⋯ ⋯ 燕山石化股份有限公司 上海石化股份有限公 司 扬子石油化T公司 济南化纤总公司 乌鲁木齐石油化T公司 仪征化纤股份有限公司 rf，石油辽阳分公 司 天津石油化T公 司 洛阳石油化 I：总厂 翔鹭石化企业有限公司 珠海 BP公 司 浙江华联 鑫石化有限 3．6 0阿莫科 1982(已寿铲 1 22．5 40．0 i井油化 1984 20HD4 45．0 73．0 阿莫科 1984 53．O 6O．0 英威达 20o6 7．5 l0．O ：井油化 1991(6停产) 7．5 7．5 杜邦 1995 25．O 35．O 阿莫科 1995 53．0 60．0 杜邦 2oo3 22．5 27．0 杜邦 l996 53．0 60．0 英威达 20o7 25．O 33．0 三外油化 2O00 25．0 32．5 阿莫科 20oO 90．O l50．0 日立 20o2 35．0 45．0英国石油 90．0 90．0 60．0 60．0伊斯特曼 60．0 60．0英威达 60．0 60．O 浙江逸盛 化有限公 司 60．0 6O．0英威达 6O．0 6O．0 亚东石化公·司 60．0 60．0英威达 宁波 t菱化 60．0 60．0 三菱化学 台化必业 (宁波)公 司 8O．0 8O．0 台魍 逸盛大化公司 l2O．0 120．0 日立 重庆蓬戚石化公司 60．0 90．0 中纺院 福建仕龙石化公司 60．0 60．O英威达 江阴汉邙石化公 司 60．O 60．O英威达 江苏海伦化学公 司 l20．0 120．0 巾纺院 合计 l 477．6 l673．0 表2 PTA装置 PX单耗构成 注：表 巾数据为理论 计算 值． 目前 国内外技 术 PX单耗 水平 654-660 kg／t 表 3 PTA装置 I'I~c单耗构成 注：1)指生产装置中没有 MA (醋酸甲酯)水解单元的 消耗。若有水解单元，则单耗为 1l一13 kg／t，约降低 5 kg／t。 2)表中数据为理论计算值 ．目前 国内外技术 HAc单 耗水乎 32～45 kg／t 表 4 PTA装置 Co／Mn／Br催化剂单耗构成 注 ：表中数据 为理论计算值 ．目前 国内外技 术 Co／Mn 单耗水平 O．04-0．08 kg／t；Br消耗水平 0．39～0．5 kg／t 表5 PTA装置公用工程综合能耗构成 项 目 单耗 备注 注：1)生产 1 t fq'A消耗物的相应能耗折算成标准燃 料油质量。2)表巾数据为理论计算 值 ，若装置使用热媒 ， 也在该范 同内 、 2-3 三废排放 2．3．1 废气 废气主要来自氧化反应尾气及各淋洗塔排气。 4 5 3 8 5 6 7 5 6 6 7 7 9 9 O O 1 叭 啷懈 嘶 晰 咖 ㈣⋯ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 化 学 工 业 · 30· CHEMICALⅡ USTRY 2010年 第 28卷 氧化反应尾气中含 HAc、MA、MeBr、CO，及 CO 等 ，是环 境 污染 的主 要 因素 ，可采 用 HPCCU、 LPCCU或 RTO等净化设施有效消除有害物质 2000年以后新建的 PTA装置一般均设有尾气净化 装置，之前所建装置大部分无此设施．对环境污 染较大 2．3．2 废水 低温氧化工艺废水量很少．约 0．5m3／t 废水 主要来自氧化反应器进入的空气夹带水、反应生成 水及冲洗水。VFA装置水来源及排出量详见表 6 表 6 PTA装置水来源及排出量 项 目 数量／(kg·t一。) 水来源 空气带入 反应生成 加入除盐水 设备及地面 冲洗 合计 排 出量 排人大气 - 排污水 ) 合计 390-520 90o 2 O00 1 250～2 520 注 ：1)随尾气及 淋洗塔排气排放 ；2)生产 污水及 冲 洗水 。表 中数据为理论计算 值． 目前 国内外技术污水排放 量为 1．8—2．5 m ／t。 2．3．3 废渣 A生产废渣有两部分，一部分是事故、开 停车及设备清扫产生的对苯二 甲酸 (TA)固体废 料 ，其数量取决于生产操作管理 、设备状况及事 故频率等 ，这部分废渣可直接外售 ，无需处理 ： 另一部分是粗对苯二 甲酸 fCTA)母液处理产生 的固体废物 ，主要成份为对苯二甲酸 (TA)、副 产物 、高沸物及催化剂 ，一般送往危废处理或催 化剂回收单位处理 3 PTA装置降低物耗及节能减排措施 根据不同工艺技术 ，可采取如下措施 ： (1)根据装置总体能量平衡 ，空压机采用蒸 汽透平及尾气透平共同驱动正常生产时．能量可 全部来 自装置副产蒸汽及装置尾气 ： (2)溶剂 回收采用共沸精馏技术 ，并采用空 冷器冷凝 ： (3)采用 MA水解工艺 回收 HAc技术 ，可降 低 HAc消耗约 5 kg／t： (4)提 高氧化母液循 环量 ，减少残渣排放 。 以降低 HAc及催化剂消耗： (5)CTA分离工艺以RPF替代 RVF。可节省 综合能耗 (折合成每吨 PTA产品燃用标准燃料油 质量)约5 kg／t。精制分离采用 RPF一步法工艺． 流程缩短 ，投资降低 。电耗约为传统工艺的 1／10： (6)采用氢气回收技术 ，使 70％以上氢气 回 用 ．可节省综合能耗约 6．5 kg／t： (71采用 超滤及离子 交换技 术处 理 A母 液 ．不但 回收 了催化剂及 固体物料 ．而且可 回用 母液中的大部分水。使除盐水消耗大大降低．污 水排放量仅为传统工艺的 1／4： (8)做好蒸汽及凝液 系统平衡 ，将蒸汽系统 凝液逐级 闪蒸的热量充分有效利用 4 结束语 (1)PTA产品的市场竞争就是生产成本的竞 争 ，必须降低物耗 、能耗 ，才能立于不败 之地。 企业应不断优化工艺 、优化设计 ，促使 A工艺 技术不断取得进步 ： (2)减 少三废排放 、保护环境是企业必须承 担的社会责任 Analysis of Material& Energy Consumption，Measures for Energy-saving& Effl uent-reducing for PTA Plants WANG Ying-zhi，YA 0 Rui—kui (China Textile Industrial Engineering Institute，Beijing 100037，China) Abstract：This article describes various PrrA technologies in China，analyses material＆ energy consumption，effluents emission，and proposes certain measures to save energy and reduce effluents for PTA plants． Keywords：purified terephthalic acid； material consumption； energy consumption； energy -saving；effluent reducing；technical installations 舳 ∞ ∞ ∞ 加 ∞ ～ ∞ 8 2