洛阳PTA装置节能降耗探讨

张小琦

(中国石化洛阳分公司，河南洛阳 471012)

洛阳PTA装置节能降耗探讨

张小琦

(中国石化洛阳分公司，河南洛阳 471012)

洛阳PTA装置通过优化压滤机更换滤布操作，改进钯炭催化剂碱洗流程，实施技改、技措项目后，节能降耗工作取得了良好的效果。

压滤机;搅拌机封;PTA

0 引言

洛阳石化精对苯二甲酸(PTA)装置采用美国BP-AMOCO公司的专利技术，并由该公司提供工艺包。日本千代田公司总承包，洛阳石化工程公司负责工程详细设计，中国石化集团第五建筑公司负责施工。洛阳石化PTA装置总投资13.5亿元，工程占地面积16 000 m2，公称生产能力225 000 t/a。2000年5月25日一次投料生产成功。2002年10月，投资1.5亿元进行了扩能改造，装置年生产能力达到325 000 t/a。2003年6月26日装置实现了扩能改造一次开车成功。

为了降低能耗、物耗，在生产中，不断采取一些措施。如:在重大作业中，通过改变思路，对工艺操作及作业流程优化改进;积极运用技改、技措，使装置安、稳、长、优生产，在节能降耗工作中取得了显著成效。

1 工艺简介

PTA装置分为氧化单元和精制单元。氧化单元中以对二甲苯(PX)为原料，以醋酸钴和醋酸锰为催化剂，溴化氢为促进剂，与空气氧化制成粗对苯二甲酸(CTA)，同时，副产对羧基苯甲醛(4-CBA)等杂质。为了去除掉4-CBA杂质，在精制单元进行加氢反应。以钯炭为催化剂，在288℃、8.60 MPa条件下，对CTA溶液进行连续动态加氢反应，使4-CBA转变为易溶于水的对甲基苯甲酸(PT酸);然后通过结晶、压力过滤分离、再打浆洗涤、真空过滤、干燥等一系列操作，得到高纯度的PTA产品。

2 操作优化

2.1 压滤机工艺改进

2.1.1 压滤机系统简介

精制单元把氧化单元生产的CTA升温、升压溶解在水中，主要杂质4-CBA通过钯炭催化剂加氢还原成PT酸，然后逐级降温、降压结晶析出，进入压力离心机进行固液分离。液体带走杂质PT酸，固体加水再打浆，进入旋转真空过滤机中过滤，最终干燥得到高纯度的PTA产品。

压力离心机在运行中故障率高，维修成本高，漏油严重，污染环境。产品质量中PT酸控制不稳定，需频繁碱洗作业，使产品质量合格，增加劳动强度。四台压力离心机耗电量也较大，不利于装置节能降耗。

压力过滤机投资小、能耗低、技术成熟、运行平稳、易维护、故障率低，运行时不产生三废，现场环境整洁、无泄漏等优点。

增上压滤机项目，在2011年8月份开始土建，9月中旬主体设备及配管施工，整体项目于10月20日交付。经试运正常后于2011年11月27日投用。

在PTA装置的精制单元拆除一台压力离心机BM-701A，在其位置新增一台压力过滤机BM-701，对PTA浆料进行一级分离。当压力过滤机出现故障检修时，为保证装置正常运行，其余三台压力离心机继续保留，作为新增压力过滤机的备用设备。

2.1.2 压滤机主要故障

压滤机主要故障是滤布破损，2011年11月27日投用，至2013年12月，共更换6次滤布，两次是停工检修时更换的，四次是正常生产时更换的。

2.1.3 工艺操作改进

正常生产时更换滤布，需要将离心机投用，压滤机加多块盲板隔离。

离心机由于长时间停用，故障很多，投用前需要大幅度检修，压滤机加盲板隔离，费时费力。

经过实践，通过改进压滤机更换滤布工具，施工时间由72 h降至22 h。工艺操作也随着改变，在更换滤布时，精制系统循环，不投用离心机，压滤机系统降至常温常压，不用加盲板隔离，节省时间。

2.1.4 节能效果

弃用离心机后，节能降耗效果明显。离心机启动前，每台离心机需加润滑油100 L。投用后，每台电耗400 kW。投用22 h，耗电8 800 kW·h。

投用离心机，产品质量中PT酸超标次数较多，需要频繁碱洗压滤机。2012年5月29日，投用后，PT酸含量合格率仅为75%，压滤机投用时，PT酸含量合格率＞99%。工艺操作改变后，馏出口合格率大幅提高，减少质量波动。

2.2 精制单元碱洗加氢反应器催化剂床层流程改进

精制单元碱洗催化剂床层是用3%的氢氧化钠溶液加热至200℃，对加氢反应器催化剂床层进行洗涤，使其恢复活性。原碱洗流程进碱点在循环线上，通过泵BG702进入配料混合罐BD500，进行碱洗，到第五结晶器BD605排放，如图1所示。

图1 碱洗加氢反应器催化剂床层流程

原进碱点进碱，碱洗开始时，碱液进入BD500，需逐渐将BD500内溶液置换成碱液。碱洗结束后，系统进行水洗。最终要将BD500内碱液排净，水洗两次，至排放液pH值为7。新加进碱点后，碱液直接进预热器加热，BD500不需要任何作业。

BD500正常操作时，容积为20 m3左右。经计算，进碱点改变后，可减少用碱20 t，减少污水80 t。

3 利用技改技措，使装置安稳长优运行

3.1 精制结晶器搅拌器密封缓冲液系统改造

3.1.1 密封缓冲液系统介绍

精制单元结晶器BD601、BD602、BD603的搅拌器BA601、BA602、BA603机封，因工作压力较高，机封缓冲液系统设计为甘油自动补偿系统。自2003年9月起，甘油自动补偿系统频繁故障，导致机封失效。BA602、BA603机封曾出现更换一个月便失效，2004年7月，BA601机封更新后，24 h也失效，给生产带来了较大的影响。2007年后，此系统采用手动补甘油的办法来维持，可靠性差。新机封投入使用一个月，机封下部的摩擦副便失效，只靠机封上部摩擦副来维持生产，使用周期为1～10月。

通过技改，对BA601、BA602、BA603机封缓冲液系统改进，改造后的机封缓冲液系统流程如图2所示。新增设备为:两台高速泵(机封冲洗系统脱离子水泵)、三台调节阀、六台现场转子流量计及相关管件及仪表。

图2 改造后的机封PW水系统

在正常生产时，通过来自BD906的4.8 MPa凝液(HHPW)来实现对结晶器上部空间的覆盖;机封的上部密封由高速泵BG1007D/E所供脱离子水(PW)缓冲，其压力高于结晶器内压力0.2～0.3 MPa，后回到循环溶剂罐BD801中。

3.1.2 节能减排效果

机封缓冲液系统改造前，使用寿命平均3个月。机封每年损坏4～12套，每套机封14万元;每次更换机封需精制单元停工18 h，减产720 t，外排污水800 t。机封缓冲液系统改造后，至少截至目前为止，没有出现过因为机封损坏而导致的停工检修。

3.2 呼吸阀加装防爆片，消除物料储罐冒料

PTA装置共有5个大料仓，每个料仓顶都有呼吸阀。呼吸阀经常冒料，料仓顶时常有十几厘米厚的粉料，需要人工清理，并飘散装置各角落。通过攻关，在呼吸阀前加装压力等级为8 kPa的防爆片，解决了粉料“跑、冒”难题。

醋酸大储罐罐顶呼吸阀也存在“跑、冒”现象，腐蚀周边设备。在呼吸阀前加装压力等级为13 kPa的防爆片，解决了醋酸“跑、冒”难题。采取以上措施后，效果明显，减少了粉料、醋酸污染治理的人力物力，同时降低了对二甲苯和单耗、醋酸单耗及能耗。

TQ050.7

B

1003-3467(2014)05-0034-02

2014-03-25

张小琦(1974-)，男，助理工程师，从事PTA装置生产管理工作，电话:15139915695。