低能耗物耗、少废物排放的pta生产方法和系统的制作方法_2

文档序号:9283303阅读:来源:国知局
液、精制工段的所述浆料调配用液和精制工段的精对苯二甲酸滤饼洗涤用液均可以为所述蒸汽发生器组输出的气相经气液分离出的液相再经去除醋酸甲酯后得到的液相,优选采用汽提方法去除醋酸甲酯,且汽提的热源来自精制工段的结晶器闪蒸汽加热浆料预热器后的凝液及最后一级结晶器的部分气相。
[0021]所述氧化母液处理的步骤可以为:氧化母液先通过醋酸汽提塔提浓回收醋酸,提浓后得到的母液残渣浆料加水稀释并投入萃取剂进行萃取,萃取后的底部浆料经过过滤得到滤饼和滤液,滤饼经干燥回收醋酸和萃取剂得到混苯二甲酸粗料,滤液经油水分离得到油相和水相,对油相先回收萃取剂再进行精馏提纯并冷却得到苯甲酸产品,所回收的萃取剂冷却后返回氧化母液的萃取,水相返回至所述氧化反应。
[0022]进一步地,提浓后得到的母液残渣浆料中醋酸浓度优选达到60_85wt%,所用萃取剂优选为乙酸甲酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种的混合物,萃取时所述母液残渣浆料、水和萃取剂的质量比优选为1:0.5-2.0:1.5-4.0,萃取温度优选为40-90 °C。
[0023]一种低能耗物耗、少废物排放的PTA生产系统,包括氧化子系统、精制子系统和氧化尾气处理子系统,所述氧化子系统的氧化反应器的顶部气相出口连接一蒸汽发生器,所述蒸汽发生器的热介质出口连接一醋酸回收塔的底部气相进口,所述醋酸回收塔的顶部气相出口连接由多个蒸汽发生器串联组成的蒸汽发生器组的热介质进口,蒸汽发生器组的热介质出口连接醋酸回收塔回流罐的进口,所述醋酸回收塔回流罐的顶部气相出口连接所述氧化尾气处理子系统,所述醋酸回收塔的塔底液相主出口(用于外排大部分塔底液相的出口)连接所述氧化反应器的塔顶脱水段进口,所述精制子系统的精制母液出口连接所述醋酸回收塔的塔顶第一液相进口,所述第一液相进口位于所述醋酸回收塔的最上面一块塔盘的上方。
[0024]所述溶剂回收子系统可以包括萃取脱水塔、萃取剂回收塔和萃取剂精馏塔,所述醋酸回收塔的塔底液相副出口(用于外排小部分塔底液相的出口)经冷却器连接所述萃取脱水塔的塔顶进口,所述萃取脱水塔的塔顶油相出口连接所述萃取剂精馏塔中部的进料口,所述萃取脱水塔的塔底水相出口连接所述萃取剂回收塔的塔顶第一进口,所述萃取剂回收塔的塔顶气相出口经冷却器连接所述萃取脱水塔底部的萃取剂进口,所述萃取剂回收塔的塔底水相出口连接污水处理站,所述萃取剂精馏塔的顶部气相出口经冷却器连接倾析器的进口,所述倾析器的油相出口连接所述萃取脱水塔底部的所述萃取剂进口,所述倾析器的第一水相出口连接所述萃取剂回收塔的塔顶第二进口,所述倾析器的第二水相出口连接所述萃取剂精馏塔上部的回流口,所述萃取剂精馏塔设有若干塔底醋酸出料口,所用萃取剂优选为乙酸甲酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯中的任意一种或几种的任意比例的混合物。
[0025]所述氧化反应器的底部出料口经依次连接的多个氧化结晶器连接一旋转压力过滤机的进料口,所述旋转压力过滤机依次设有过滤、吹气干燥和滤饼洗涤三个区,过滤区的出口与所述氧化反应器底部的母液回流口连接,吹气干燥区的干燥气进口连接干燥后的氧化尾气、新鲜氮气或水蒸汽的送气管道中的一种或多种,滤饼洗涤区设有多级洗涤分区,最后一级洗涤分区的洗涤液进口连接所述醋酸回流塔回流罐的第一底部液相出口,其余各级洗涤分区中,前一级洗涤分区的洗涤液进口连接后一级洗涤分区的洗涤滤液的出口,所述滤饼洗涤区的滤饼出口连接所述精制子系统的浆料调配罐的固体原料进口,所述浆料调配罐的水进口连接所述醋酸回流塔回流罐的第一底部液相出口。
[0026]所述低能耗物耗、少废物排放的PTA生产系统还优选设有醋酸甲酯汽提塔,所述醋酸回收塔回流罐的第一底部液相出口经所述醋酸甲酯汽提塔与所述最后一级洗涤分区的洗涤液进口和所述浆料调配罐的水进口连接,具体连接方式是:所述醋酸回收塔回流罐的第一底部液相出口连接到所述醋酸甲酯汽提塔的顶部进口,所述醋酸甲酯汽提塔的底部出口连接所述最后一级洗涤分区的洗涤液进口和所述浆料调配罐的水进口,所述醋酸甲酯汽提塔的塔顶气相出口连接一用于回收醋酸甲酯的常压吸收塔的塔底进口。
[0027]所述低能耗物耗、少废物排放的PTA生产系统还包括氧化母液处理子系统,所述氧化母液处理子系统可以包括醋酸汽提塔、残渣萃取罐、残渣过滤机、残渣干燥机、倾析器、残渣萃取剂回收塔和苯甲酸精馏塔,所述醋酸汽提塔的底部进口作为所述氧化母液处理子系统的待处理液进口,所述醋酸汽提塔的底部出口连接所述残渣萃取罐的底部进口,所述残渣萃取罐设有顶部水进口和顶部萃取剂进口,所述顶部水进口连接所述醋酸回收塔回流罐的第二底部液相出口,所述残渣萃取罐的底部出口连接所述残渣过滤机的进口,所述残渣过滤机的滤饼出口连接所述残渣干燥机的进口,所述残渣过滤机的滤液出口连接所述倾析器的进口,所述倾析器的水相出口连接所述氧化反应器底部的母液回流口,所述倾析器的油相出口连接所述残渣萃取剂回收塔的底部进口,所述残渣萃取剂回收塔的顶部萃取剂出口经冷却器连接所述残渣萃取罐的顶部萃取剂进口,所述残渣萃取剂回收塔的底部出口连接所述苯甲酸精馏塔的进口。
[0028]自所述醋酸汽提塔进入所述残渣萃取罐的母液残渣浆料中醋酸浓度优选为60-85wt%,进入所述残渣萃取罐的萃取剂优选为乙酸甲酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯中的任意一种或几种的任意比例的混合物,所述残渣萃取罐中所述母液残渣浆料、水和萃取剂的质量比优选为1:0.5-2.0: 1.5-4.0,萃取温度优选为40-90°C。
[0029]进一步地,氧化工段中过滤干燥后的粗对苯二甲酸含湿率5-20%,液相为85-95%的醋酸溶液;所述过滤机出口的粗对苯二甲酸含湿率为25-35%、醋酸含量为1-5%,最后一级的洗涤滤液的醋酸含量为25-45%。
[0030]进一步地,所述蒸汽发生器(第I级蒸汽发生器21)副产蒸汽等级为压力
0.3-0.6MPaG,蒸汽发生器出口气液相温度为155_185°C。
[0031]进一步地,所述醋酸回收塔塔底温度为155-185 °C、塔底稀醋酸中水含量为45-75wt%,塔顶回流罐出口水的温度为30-50°C、水中醋酸含量为0.5_2wt%,回流罐出口液相中97?99%去醋酸甲酯汽提塔、3-1%去氧化母液处理子系统的残渣萃取罐、其余部分回流至醋酸回收塔。
[0032]进一步地,所述醋酸甲酯汽提(在醋酸甲酯汽提塔中进行)操作压力为0-0.3MPaG,塔顶出口气相温度为90-130°C,塔底出料温度为102-145 °C,醋酸甲酯含量为0-0.lwt%,去醋酸甲酯回收塔最后一级结晶器顶部闪蒸蒸汽的质量分率为20-60%。塔底出料中20-35%去氧化过滤机,15-25%去精制过滤机,45-65%去精制楽料调配。
[0033]进一步地,溶剂回收中所述萃取脱水塔所用的萃取剂优选为乙酸甲酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯中的任意一种或几种的任意比例的混合物,萃取脱水塔操作优选温度为30?50°C,塔底进料萃取剂和塔顶进料稀醋酸的质量比优选为1.5-4:1 ;所述萃取剂回收塔底出水中的醋酸浓度为0-0.2wt%、萃取剂浓度为0-1.5wt% ;所述萃取剂精馏塔塔底出料醋酸中萃取剂浓度为0-0.lwt%、水浓度为5-15wt%,倾析器水相中的醋酸浓度为0-0.lwt%0
[0034]本发明的有益效果为:
(1)通过设置醋酸回收塔22并将精制母液回流到醋酸回收塔,取消了传统PTA工艺对精制母液降温过滤的处理系统,既简化流程又可有效回收精制母液中的水、钴锰和醋酸、PT酸、4-CBA、TA等有机物,降低每吨PTA产品的PX单耗2.5kg、醋酸单耗1.0kg、除盐水单耗
2.0t、催化剂钴和锰单耗各自0.01kg,还减少污水排放2.0t/tPTA,同时精制子系统母液的热量也得以回收利用;可见设置醋酸回收塔降低了原料PX、醋酸、催化剂的消耗,大大降低了除盐水消耗和污水排放量,有力促进了节能环保和清洁生产;尤为重要的是,通过醋酸回收塔的运行,使氧化工段和精制工段从独立控制变成了联合控制,使精制的母液省去降温的过程,保留了温度较高的水进入氧化子系统,不仅未消耗多余热量,反而有效的回收了精制母液中的热量;精制母液的回用,消除了原精制母液处理装置的结垢现象,使整个装置运行更加平稳;
(2)在氧化反应器顶部气相与醋酸回收塔之间设置第一级蒸汽发生器21,通过该蒸汽发生器的出口温度来调节从醋酸回收塔顶排出的水量,以满足精制子系统的耗水量及氧化母液处理子系统的水耗;
(3)通过如前所述的第一级蒸汽发生器和醋酸回收塔设置,使得氧化反应产生意外的好处:在氧化反应中,不仅有PX的氧化反应,同时伴有醋酸的氧化反应,由于水在氧化子系统和精制子系统循环利用,使得氧化反应器中的水含量增加,但当水的含量增多时,能够明显抑制醋酸的氧化,使得醋酸的消耗降低,且所增加的水量可以通过闪蒸从氧化反应器顶部排出,对后续的结晶、加氣精制却不会广生影响;
(4)采用萃取脱水塔32来脱除氧化反应产生的水及尾气洗涤加入的水,萃取脱水塔的进料来自醋酸回收塔底部采出,然后经萃取脱水塔和萃取剂回收塔33后排水,排水醋酸含量为0-0.2wt% ;与传统工艺采用共沸精馏法来脱水相比,本发明萃取法脱水的蒸汽消耗只有共沸精饱法的一半左右;
(5)氧化子系统采用水洗涤的压力过滤机,取消了传统PTA工艺的氧化干燥机、气体输送和中间料仓,大幅简化和缩短了工艺流程,大幅降低了一次性投资费用;过滤机采用先过滤、再气体干燥、最后洗涤的工艺流程,可大幅提高滤饼的洗涤效果并降低洗涤水用量;取消干燥机则减少了装置的蒸汽消耗;
(6)多级洗涤中最后一级洗涤用洗涤液采用醋酸回收塔顶部回流的含少量醋酸的水,使该回流的水得到充分的再利用,同时显著降低了系统外水的用量;
(7)醋酸回收塔顶部回流的水先经醋酸甲酯汽提塔29汽提除去醋酸甲酯再送去作为氧化工段的滤饼洗涤液、精制工段的打浆用液和滤饼洗涤液,可有效避免醋酸甲酯对加氢反应中钯炭催化剂的影响(有机物醋酸甲酯的存在可致价格昂贵的加氢钯炭催化剂失活,堵塞催化剂活性点,影响加氢反应,造成最终产品PTA不合格);同时汽提塔回收的醋酸甲酯全部返回至氧化子系统,减少醋酸甲酯的排放,从而降低醋酸的消耗;
(8)氧化母液除杂处理采用萃取法,取消了薄膜蒸发器,既回收了氧化残渣中的苯甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸及催化剂钴锰,又取消了原薄膜蒸发器的高压蒸汽消耗,可降低高压蒸汽消耗0.03t/tPTA,降低PX单耗3.0k
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