綜述pta生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史及現(xiàn)狀的演變過(guò)程

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1、綜述PTA生產(chǎn)工藝發(fā)展歷史及現(xiàn)狀的演變過(guò)程【作者：臧華新】?【發(fā)布時(shí)間：2007/12/0608:35:09】?一、前言　　PTA（PurifiedTerephthalicAcid）即精制對(duì)苯二甲酸，常溫下外觀為白色晶體或粉末，無(wú)毒，無(wú)味。PTA是聚酯纖維和非纖聚合物的重要基礎(chǔ)原料，PTA的下游加工產(chǎn)品主要是聚酯。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以PTA為原料的高科技產(chǎn)品層出不窮，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，不僅食品包裝中越來(lái)越多地應(yīng)用聚酯材料，而且在醫(yī)藥、化妝品等非食品包裝中以及在PBT工程塑料、不飽和聚酯樹(shù)脂等行業(yè)的應(yīng)用具有廣闊的前景，近年來(lái)國(guó)內(nèi)

2、非纖聚合物消費(fèi)年均增長(zhǎng)率近30％。我國(guó)從上世紀(jì)70年代成套引進(jìn)PTA生產(chǎn)裝置和工藝，目前已累計(jì)引進(jìn)了十幾套，包括了世界上各種主流的PTA技術(shù)。PTA生產(chǎn)技術(shù)從發(fā)明至今短短50年，但經(jīng)過(guò)不斷地完善和改進(jìn)，形成數(shù)家專(zhuān)利商，但基本被幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷。國(guó)內(nèi)有關(guān)高校、設(shè)計(jì)院、生產(chǎn)企業(yè)對(duì)PTA生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了持續(xù)不斷的研究、開(kāi)發(fā)等工作，已取得長(zhǎng)足的進(jìn)展，有望在不遠(yuǎn)的將來(lái)，具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PTA生產(chǎn)技術(shù)在世界占有一席之地。眾所周知，在"十五"期間，我國(guó)以聚酯滌綸為主體的化纖工業(yè)得到速發(fā)展，我國(guó)已成為世界最大的化纖生產(chǎn)和加工基地。2006年

3、我國(guó)化纖產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了2025萬(wàn)噸，占世界化纖總產(chǎn)量的40%；化纖加工量占國(guó)內(nèi)紡織纖維加工總量比例高達(dá)65%以上，其中滌綸產(chǎn)量1604.61萬(wàn)噸，占國(guó)內(nèi)化纖產(chǎn)量的79.2%，占世界滌綸產(chǎn)量的38％，占國(guó)內(nèi)紡織纖維加工總量的51%。滌綸已成為紡織纖維中使用量最大、應(yīng)用最為廣泛的纖維品種。但近年來(lái)我國(guó)聚酯滌綸原料對(duì)苯二甲酸、乙二醇發(fā)展卻嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致這兩類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)口量逐年大幅增長(zhǎng)，進(jìn)口依存度居高不下，PTA、EG短缺已成為制約聚酯滌綸工業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，且這種局面在短期內(nèi)將難以得到根本改變。同時(shí)，由于世界石油市場(chǎng)價(jià)格的大幅波動(dòng)，導(dǎo)致石油

4、衍生品PTA、EG價(jià)格高位運(yùn)行且波動(dòng)頻繁，給化纖企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)很大風(fēng)險(xiǎn)。二、PTA生產(chǎn)工藝的發(fā)展歷史　　自從PET纖維優(yōu)良性能引起人們注意后，對(duì)其原料的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研究及開(kāi)發(fā)有了較快地發(fā)展。Mid2Century公司1954年發(fā)明了PX液相空氣氧化工藝（以鈷、錳為催化劑、溴為促進(jìn)劑），大大縮短了反應(yīng)時(shí)間,提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。1958年,Amoco化學(xué)公司購(gòu)買(mǎi)了Mid-Centrury公司專(zhuān)利,并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)TA（也稱(chēng)TPA），TA經(jīng)甲醇酯化,用DMT法生產(chǎn)PET，使聚酯工業(yè)有了較快的發(fā)展。1965年Amoco公司成功開(kāi)發(fā)

5、了TA加氫精制生產(chǎn)精對(duì)苯二甲酸（PTA），實(shí)現(xiàn)了PTA生產(chǎn)工業(yè)化,去除了高溫氧化過(guò)程中形成的有害雜質(zhì),特別是非常有效地除去了4-CBA雜質(zhì)。PTA生產(chǎn)技術(shù)不斷成熟完善,到20世紀(jì)70年代初大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)工廠相繼出現(xiàn),生產(chǎn)工藝技術(shù)隨著建廠年代不同，技術(shù)水平也得到了提高。　　20世紀(jì)70年代初，日本三井油化公司引進(jìn)Amoco公司技術(shù)后,獨(dú)立研究開(kāi)發(fā)了三-Amoco技術(shù)。采用反應(yīng)-脫水2段塔釜式反應(yīng)器,較低的反應(yīng)溫度（185℃），共沸精餾脫水方法及低壓蒸汽透平回收反應(yīng)熱等技術(shù),工藝流程有其獨(dú)特之處。英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司(ICI)于195

6、8年獨(dú)立開(kāi)發(fā)了PTA生產(chǎn)技術(shù)。其技術(shù)特點(diǎn)類(lèi)似于Amoco,但其反應(yīng)溫度不同,能源回收更合理有效?！　TA生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步表現(xiàn)在3個(gè)主要方面:(1)單臺(tái)反應(yīng)器產(chǎn)能規(guī)模越來(lái)越大,由20世紀(jì)70年代的幾萬(wàn)t到目前的90萬(wàn)t級(jí)。大型化以后,單位產(chǎn)品投資成本、能量綜合利用和消耗等各方面都有很大改善,增強(qiáng)了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。(2)對(duì)氧化工藝的改進(jìn),主要是降低溫度,以減少原料PX和溶劑醋酸的消耗,同時(shí)通過(guò)調(diào)整催化劑用量和延長(zhǎng)氧化時(shí)間來(lái)達(dá)到反應(yīng)深度。(3)簡(jiǎn)化和優(yōu)化工藝流程,主要是反應(yīng)漿料的后處理工藝得到了簡(jiǎn)化。早期的Amoco工藝對(duì)CTA料漿

7、處理等用離心分離,后來(lái)改用一級(jí)離心加過(guò)濾的分離方法。再后來(lái),如揚(yáng)子和儀征引進(jìn)的裝置則完全采用真空過(guò)濾而不用離心機(jī)。20世紀(jì)90年代后期BP2Amoco在珠海新建的PTA裝置采用了溶劑置換技術(shù),用PX和水置換反應(yīng)漿料中的醋酸,在單臺(tái)帶式過(guò)濾機(jī)中完成,將得到的CTA水漿料直接送至加氫精制。這就省去了CTA干燥、送入料倉(cāng)、再輸送、再打漿工序,大大簡(jiǎn)化了流程。　　美國(guó)Eastman公司于1969年獨(dú)立開(kāi)發(fā)了PTA氧化和提純技術(shù)。早期采用的是以鈷為催化劑,乙醛等為氧化活化劑,低溫低壓是PX氧化工藝的突出特點(diǎn)。后來(lái)用Co2Mn2Br催化活化體

8、系代替原Co2乙醛共氧化催化體系,并對(duì)該工藝過(guò)程進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化,使Eastman工藝有了工業(yè)性生產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)能力。其主要特點(diǎn)是采用鼓泡塔反應(yīng)器,不用攪拌槳,反應(yīng)溫度低,壓力小。反應(yīng)過(guò)程緩和,PX和溶劑醋酸燃燒消耗低,因反應(yīng)釜內(nèi)壓力低,空壓機(jī)能耗低。雖然