PTA氧化工艺简介.ppt

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1、PTA氧化工艺简介10/8/2021PTA生产方法与基本原理粗对苯二甲酸(TA)生产方法与基本原理以高纯度对二甲苯(PX)为原料，醋酸为溶剂，醋酸钴和醋酸锰为催化剂，四溴乙烷或氢溴酸为促进剂进行空气催化氧化，经结晶分离干燥，得到粗对苯二甲酸(TA)。其反应方程式如下：PTA生产方法与基本原理精对苯二甲酸(PTA)生产方法与基本原理粗对苯二甲酸中的主要杂质为4-CBA，采用4-CBA的加氢还原反应原理，在高温高压下，通过钯—炭催化剂的作用进行加氢还原，使4-CBA转化为易溶于水的对甲基苯甲酸(PT酸)。在加氢反

2、应过程中，其它有机杂质同时被还原。加氢还原反应的化学反应方程式表示如下：PTA生产方法与基本原理氧化反应醋酸钴、锰四溴乙烷醋酸二甲苯（PX）空气结晶分离生成对苯二甲酸（TA）浆料干燥预热、溶解TA加氢反应结晶分离干燥PTAPTA生产方法与基本原理PX氧化过程的化学反应氧化反应为高放热反应，每消耗1公斤PX释放出将近3000千卡或12500千焦耳的热量。反应分步完成，各个甲基先氧化为醛基，然后再氧化为羧基。反应副产物水，如果在液相中累积，会使反应速度下降或抑制反应，因此，必须将水连续地从反应器中抽出。整个反应非

3、常快，产品中主要副产物是4-CBA，其含量为0.2至0.3%。PTA生产方法与基本原理分步反应方程式如下：上述一系列反应中，反应速度最慢的一步是对甲基苯甲酸（PT酸）的氧化。由于PT酸能溶解于醋酸中，所以PT酸并不是CTA产品中的主要杂质。尽管在反应器中4－CBA的量不大，但它难溶于醋酸，与TA一起结晶沉淀，所以是CTA产品中的主要杂质。上述的其它中间产物，由于反应活性很高，所以在产品中的含量非常低。PTA生产方法与基本原理PX氧化过程的化学反应PX转化为TA的转化率比较高，理论计算可达到96-97%。除了没

4、有反应而进入反应器气相中的PX外，还有其它的反应副产物，如苯甲酸、偏苯三酸及部分燃烧生成的CO/CO2。PTA生产方法与基本原理氧化过程中的反应分配率如下。对二甲苯：转化成对苯二甲酸　　　　约97%（重）生成副产物　　　　　　　约2%（重）发生燃烧　　　　　　　　约1%（重）溶剂：燃烧占PX总消耗量的9－10%（重）PTA生产方法与基本原理PX氧化过程的化学反应醋酸也会发生燃烧反应，燃烧生成了少量的含有一个碳原子的有机化合物——甲烷、甲醇、甲醛和甲酸，但主要的产物是碳的氧化物和醋酸甲酯。尾气中约50%的碳氧化

5、物来自醋酸燃烧。醋酸尽管不参加主反应，但在氧化过程中起着非常重要的作用。它是氧化反应器进料中的PX和钴/锰/溴催化剂的溶剂，并且与结晶出的CTA形成浆料，使产品很容易从反应系统分离出来。在工艺生产中，醋酸消耗是一个主要经济指标。因此，必须优化工艺条件，以便使TA在达到4－CBA指标要求时，能尽量降低醋酸的消耗。PTA生产方法与基本原理影响PX氧化反应的因素PX氧化反应有很多可变因素直接影响反应转化率和TA产率，这些可变因素主要是如下表：变量反应速度TA中含4-CBA燃烧反应（PX+HAc）催化剂组成钴浓度　↑

6、↓↑↓↓↑↑↓锰浓度　↑↓↑↓↓↑↑↓溴浓度　↑↓↑↓↓↑↑↓溶剂比　　　↑↓无影响↓↑↓↑反应物料含水量　　　↑↓↓↑↑↓↓↑氧分压　　　↑↓无影响无影响无影响反应温度与压力　　　↑↓↑↓↓↑↑↓停留时间　　　↑↓↑↓↓↑↑↓尾氧中CO2含量　　　↑↓↑↓↓↑↑↓PTA生产方法与基本原理TA结晶过程TA结晶过程和常规结晶过程一样，都是用分离溶液中所含某一溶质的物理过程。在PTA工艺中由于PX在氧化反应器中反应效率受副反应的影响，一般只能达到95%左右，还有部份PX和中间产物没有完全最终氧化。因此为使物料中尚

7、未氧化的中间产物进一步氧化，提高TA收率，在第一结晶器中通入少量空气进行二次氧化，可提高TA产率2－3%，有害杂质含量能降低至0.1－0.2%，同时燃烧损失也有所减少，催化剂用量明显节约。TA结晶过程不仅是物理过程，而且还伴有化学反应过程，这就是TA结晶过程的主要作用和特点。PTA生产方法与基本原理TA结晶器与PTA结晶器的功能并不相同。PTA结晶器是用作最终结晶的设备，而且PTA晶粒大小由此设备来决定。TA不是最终产品，晶粒大小不需要由TA结晶器严加控制。TA结晶器的功能主要有下列五种：PX和中间产物在此二

8、次氧化；由反应器抽出的浆料在此沉降；反应器中未能析出的TA，在此结晶；利用第一、二结晶器除去富含水份的蒸汽；作为反应器和真空过滤机的缓冲罐；PTA生产方法与基本原理TA分离TA结晶的分离过程纯属机械过程。这个过程通常是用真空过滤机来完成。真空区干燥区洗涤区进料口出料口PTA生产方法与基本原理TA干燥PTA工艺的TA干燥设备为卧式回转干燥机。TA干燥速度除取决于湿度厚度外，还取决于传递给湿物料的热量。