pta生产技术研究进展

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1、PTA生产技术研究进展1前言1.1PTA概述PTA是精对苯二甲酸（PureTerephthalicAcid）的英文简称，相对分子量为166.13，结构式HOOC-C6H4-COOH，在常温下是白色粉状晶体，无毒易燃，若与空气混合在一定限度内遇火即燃烧。精对苯二甲酸是制造聚酯纤维、薄膜、绝缘漆的重要原料，广泛应用于合成涤纶化纤、增塑剂、农药、染料等领域，用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)以及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，也用作染料中间体。近年来，非纤维化用途在迅速发展，聚酯薄膜、聚酯瓶、程塑料、涂料、粘合剂和增塑剂的生产开发，PTA的生

2、产得到相应发展，全球掀起PTA装置扩建和新建热潮。PTA是重要的大宗有机原料之一，广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面。同时，PTA的应用又比较集中，世界上90%以上的PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称聚酯，PET)。生产1吨PET需要0.85－0.86吨的PTA和0.33-0.34吨的MEG（乙二醇）。聚酯包括纤维切片、聚酯纤维、瓶用切片和薄膜切片。国内市场中，有75％的PTA用于生产聚酯纤维；20％用于生产瓶级聚酯，主要应用于各种饮料尤其是碳酸饮料的包装；5％用于膜级聚酯，主要应用于包装材料、胶片和磁带。PTA的下游延伸产品主要是聚酯纤维。聚

3、酯纤维，俗称涤纶。在化纤中属于合成纤维。合成纤维制造业是化纤行业中规模最大、分支最多的子行业，除了涤纶外，其产品还包括腈纶、锦纶、氨纶等。2005年中国化纤产量1629万吨，占世界总产量4400万吨的37％。合成纤维产量占化纤总量的92％，而涤纶纤维占合成纤维的85%。涤纶分长丝和短纤，长丝约占62％，短纤约占38％。长丝和短纤的生产方法有两种：一是PTA和MEG生产出切片、用切片融解后喷丝而成；一种是PTA和MEG在生产过程中不生产切片，而是直接喷丝而成。涤纶可用于制作特种材料如防弹衣、安全带、轮胎帘子线，渔网、绳索，滤布及缘绝材料等等。但其主要用途是作为纺织原料的一种

4、。国内纺织品原料中，棉花和化纤占总量的90%。我国化纤产量位列世界第一，2005年化纤产量占我国纺织工业纤维加工总量的2690万吨的61%。化纤中涤纶占化纤总量的近80%。因此，涤纶是纺织行业的主要原料。涤纶长丝供纺织企业用来生产化纤布，涤纶短纤一般与棉花混纺。棉纱一般占纺织原料的60％，涤纶占30－35％，不过，二者用量因价格变化而替代。近年来,世界各国都在致力于研究更加先进的PTA生产工艺,不断扩大PTA装置的生产规模,并在寻求进一步降低现有生产工艺能耗和物耗新途径的同时,研究开辟其它新的工艺路线以扩大PX产能,降低固定设备费用,革新某些工艺环节,简化生产工艺等,这些

5、都已成为当今该产业领域新的研究热点。1.2本文研究范围本文通过参考过内外文献叙述PTA生产工艺及其生产工艺进展，将PTA生产工艺归纳总结，做出对比，比较出现有工艺优点与不足，并介绍一些PTA新工艺。本文将为以后PTA生产工艺改进提供一定的依据。2PTA生产原理介绍2.1PTA生产原理PTA生产原理分为氧化和精制两个部分2.1.1氧化反应的原理氧化工艺使用醋酸钴和醋酸锰为催化剂，用液化氢为促进剂，以对苯二甲苯为原料，在1．15mpaG和188℃条件下，用空气中的氧气在醋酸溶剂中把对二甲苯氧化成对苯二甲酸，其化学反应方程式为：C8H10+3O2→C6H4(COOH)2+2H2

6、O+318.7Kcar/molPX氧化过程中发生的副反应比主反应复杂。因为PX氧化反应是在高温过氧的条件下进行的。在进行主反应的同时，系统中的PX和醋酸会发生部分燃烧。按下列方程式生成一氧化碳、二氧化碳和水：C8H10+O2→CO2+H2OCH3COOH+O2→CO2+H2O此外，如果氧化反应的配比不当或因对二甲苯原料、辅助原料和化学品不纯，带入某些杂质时，也会发生一些副反应而生成更多的副产物。最终均作为杂质带入氧化物流当中。2.1.2影响氧化反应的因素在PX氧化反应过程中有很多因素影响反应转化率和TA产率。 (1)催化剂反应中使用的催化剂为Co-Mn-Br三元混合催化剂

7、。这种催化剂在一定的Co∕溶剂比,Co∕Mn比,Co∕Br比的条件下，对PX氧化反应有较高的催化效应。如果提高进料中的钴浓度，氧化反应速度会相应加快。TA产物中的4-CBA含量降低，而燃烧反应加剧。Mn单独作催化剂时，催化的能力不如钴。但若与钴并用则有较好的协同效应。提高锰浓度，对氧化反应的影响与提高钴浓度是相似的。溴是催化剂的第三组份。研究认为Co.Mn是催化剂的主体组成。但是仅Co.Mn不能完成反应。因为PX的第二甲基的氧化十分困难。若加入溴化物，并利用溴游离的强烈吸氢作用，就能较容易的将甲基分子中的氢取代而使分子活化。钴