張小琦

(中國石化洛陽分公司，河南洛陽 471012)

洛陽PTA裝置節(jié)能降耗探討

張小琦

(中國石化洛陽分公司，河南洛陽 471012)

洛陽PTA裝置通過優(yōu)化壓濾機(jī)更換濾布操作，改進(jìn)鈀炭催化劑堿洗流程，實(shí)施技改、技措項(xiàng)目后，節(jié)能降耗工作取得了良好的效果。

壓濾機(jī);攪拌機(jī)封;PTA

0 引言

洛陽石化精對(duì)苯二甲酸(PTA)裝置采用美國BP-AMOCO公司的專利技術(shù)，并由該公司提供工藝包。日本千代田公司總承包，洛陽石化工程公司負(fù)責(zé)工程詳細(xì)設(shè)計(jì)，中國石化集團(tuán)第五建筑公司負(fù)責(zé)施工。洛陽石化PTA裝置總投資13.5億元，工程占地面積16 000 m2，公稱生產(chǎn)能力225 000 t/a。2000年5月25日一次投料生產(chǎn)成功。2002年10月，投資1.5億元進(jìn)行了擴(kuò)能改造，裝置年生產(chǎn)能力達(dá)到325 000 t/a。2003年6月26日裝置實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)能改造一次開車成功。

為了降低能耗、物耗，在生產(chǎn)中，不斷采取一些措施。如:在重大作業(yè)中，通過改變思路，對(duì)工藝操作及作業(yè)流程優(yōu)化改進(jìn);積極運(yùn)用技改、技措，使裝置安、穩(wěn)、長、優(yōu)生產(chǎn)，在節(jié)能降耗工作中取得了顯著成效。

1 工藝簡介

PTA裝置分為氧化單元和精制單元。氧化單元中以對(duì)二甲苯(PX)為原料，以醋酸鈷和醋酸錳為催化劑，溴化氫為促進(jìn)劑，與空氣氧化制成粗對(duì)苯二甲酸(CTA)，同時(shí)，副產(chǎn)對(duì)羧基苯甲醛(4-CBA)等雜質(zhì)。為了去除掉4-CBA雜質(zhì)，在精制單元進(jìn)行加氫反應(yīng)。以鈀炭為催化劑，在288℃、8.60 MPa條件下，對(duì)CTA溶液進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)加氫反應(yīng)，使4-CBA轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苡谒膶?duì)甲基苯甲酸(PT酸);然后通過結(jié)晶、壓力過濾分離、再打漿洗滌、真空過濾、干燥等一系列操作，得到高純度的PTA產(chǎn)品。

2 操作優(yōu)化

2.1 壓濾機(jī)工藝改進(jìn)

2.1.1 壓濾機(jī)系統(tǒng)簡介

精制單元把氧化單元生產(chǎn)的CTA升溫、升壓溶解在水中，主要雜質(zhì)4-CBA通過鈀炭催化劑加氫還原成PT酸，然后逐級(jí)降溫、降壓結(jié)晶析出，進(jìn)入壓力離心機(jī)進(jìn)行固液分離。液體帶走雜質(zhì)PT酸，固體加水再打漿，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)中過濾，最終干燥得到高純度的PTA產(chǎn)品。

壓力離心機(jī)在運(yùn)行中故障率高，維修成本高，漏油嚴(yán)重，污染環(huán)境。產(chǎn)品質(zhì)量中PT酸控制不穩(wěn)定，需頻繁堿洗作業(yè)，使產(chǎn)品質(zhì)量合格，增加勞動(dòng)強(qiáng)度。四臺(tái)壓力離心機(jī)耗電量也較大，不利于裝置節(jié)能降耗。

壓力過濾機(jī)投資小、能耗低、技術(shù)成熟、運(yùn)行平穩(wěn)、易維護(hù)、故障率低，運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生三廢，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境整潔、無泄漏等優(yōu)點(diǎn)。

增上壓濾機(jī)項(xiàng)目，在2011年8月份開始土建，9月中旬主體設(shè)備及配管施工，整體項(xiàng)目于10月20日交付。經(jīng)試運(yùn)正常后于2011年11月27日投用。

在PTA裝置的精制單元拆除一臺(tái)壓力離心機(jī)BM-701A，在其位置新增一臺(tái)壓力過濾機(jī)BM-701，對(duì)PTA漿料進(jìn)行一級(jí)分離。當(dāng)壓力過濾機(jī)出現(xiàn)故障檢修時(shí)，為保證裝置正常運(yùn)行，其余三臺(tái)壓力離心機(jī)繼續(xù)保留，作為新增壓力過濾機(jī)的備用設(shè)備。

2.1.2 壓濾機(jī)主要故障

壓濾機(jī)主要故障是濾布破損，2011年11月27日投用，至2013年12月，共更換6次濾布，兩次是停工檢修時(shí)更換的，四次是正常生產(chǎn)時(shí)更換的。

2.1.3 工藝操作改進(jìn)

正常生產(chǎn)時(shí)更換濾布，需要將離心機(jī)投用，壓濾機(jī)加多塊盲板隔離。

離心機(jī)由于長時(shí)間停用，故障很多，投用前需要大幅度檢修，壓濾機(jī)加盲板隔離，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

經(jīng)過實(shí)踐，通過改進(jìn)壓濾機(jī)更換濾布工具，施工時(shí)間由72 h降至22 h。工藝操作也隨著改變，在更換濾布時(shí)，精制系統(tǒng)循環(huán)，不投用離心機(jī)，壓濾機(jī)系統(tǒng)降至常溫常壓，不用加盲板隔離，節(jié)省時(shí)間。

2.1.4 節(jié)能效果

棄用離心機(jī)后，節(jié)能降耗效果明顯。離心機(jī)啟動(dòng)前，每臺(tái)離心機(jī)需加潤滑油100 L。投用后，每臺(tái)電耗400 kW。投用22 h，耗電8 800 kW·h。

投用離心機(jī)，產(chǎn)品質(zhì)量中PT酸超標(biāo)次數(shù)較多，需要頻繁堿洗壓濾機(jī)。2012年5月29日，投用后，PT酸含量合格率僅為75%，壓濾機(jī)投用時(shí)，PT酸含量合格率＞99%。工藝操作改變后，餾出口合格率大幅提高，減少質(zhì)量波動(dòng)。

2.2 精制單元堿洗加氫反應(yīng)器催化劑床層流程改進(jìn)

精制單元堿洗催化劑床層是用3%的氫氧化鈉溶液加熱至200℃，對(duì)加氫反應(yīng)器催化劑床層進(jìn)行洗滌，使其恢復(fù)活性。原堿洗流程進(jìn)堿點(diǎn)在循環(huán)線上，通過泵BG702進(jìn)入配料混合罐BD500，進(jìn)行堿洗，到第五結(jié)晶器BD605排放，如圖1所示。

圖1 堿洗加氫反應(yīng)器催化劑床層流程

原進(jìn)堿點(diǎn)進(jìn)堿，堿洗開始時(shí)，堿液進(jìn)入BD500，需逐漸將BD500內(nèi)溶液置換成堿液。堿洗結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)行水洗。最終要將BD500內(nèi)堿液排凈，水洗兩次，至排放液pH值為7。新加進(jìn)堿點(diǎn)后，堿液直接進(jìn)預(yù)熱器加熱，BD500不需要任何作業(yè)。

BD500正常操作時(shí)，容積為20 m3左右。經(jīng)計(jì)算，進(jìn)堿點(diǎn)改變后，可減少用堿20 t，減少污水80 t。

3 利用技改技措，使裝置安穩(wěn)長優(yōu)運(yùn)行

3.1 精制結(jié)晶器攪拌器密封緩沖液系統(tǒng)改造

3.1.1 密封緩沖液系統(tǒng)介紹

精制單元結(jié)晶器BD601、BD602、BD603的攪拌器BA601、BA602、BA603機(jī)封，因工作壓力較高，機(jī)封緩沖液系統(tǒng)設(shè)計(jì)為甘油自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)。自2003年9月起，甘油自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)頻繁故障，導(dǎo)致機(jī)封失效。BA602、BA603機(jī)封曾出現(xiàn)更換一個(gè)月便失效，2004年7月，BA601機(jī)封更新后，24 h也失效，給生產(chǎn)帶來了較大的影響。2007年后，此系統(tǒng)采用手動(dòng)補(bǔ)甘油的辦法來維持，可靠性差。新機(jī)封投入使用一個(gè)月，機(jī)封下部的摩擦副便失效，只靠機(jī)封上部摩擦副來維持生產(chǎn)，使用周期為1～10月。

通過技改，對(duì)BA601、BA602、BA603機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改進(jìn)，改造后的機(jī)封緩沖液系統(tǒng)流程如圖2所示。新增設(shè)備為:兩臺(tái)高速泵(機(jī)封沖洗系統(tǒng)脫離子水泵)、三臺(tái)調(diào)節(jié)閥、六臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)及相關(guān)管件及儀表。

圖2 改造后的機(jī)封PW水系統(tǒng)

在正常生產(chǎn)時(shí)，通過來自BD906的4.8 MPa凝液(HHPW)來實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)晶器上部空間的覆蓋;機(jī)封的上部密封由高速泵BG1007D/E所供脫離子水(PW)緩沖，其壓力高于結(jié)晶器內(nèi)壓力0.2～0.3 MPa，后回到循環(huán)溶劑罐BD801中。

3.1.2 節(jié)能減排效果

機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造前，使用壽命平均3個(gè)月。機(jī)封每年損壞4～12套，每套機(jī)封14萬元;每次更換機(jī)封需精制單元停工18 h，減產(chǎn)720 t，外排污水800 t。機(jī)封緩沖液系統(tǒng)改造后，至少截至目前為止，沒有出現(xiàn)過因?yàn)闄C(jī)封損壞而導(dǎo)致的停工檢修。

3.2 呼吸閥加裝防爆片，消除物料儲(chǔ)罐冒料

PTA裝置共有5個(gè)大料倉，每個(gè)料倉頂都有呼吸閥。呼吸閥經(jīng)常冒料，料倉頂時(shí)常有十幾厘米厚的粉料，需要人工清理，并飄散裝置各角落。通過攻關(guān)，在呼吸閥前加裝壓力等級(jí)為8 kPa的防爆片，解決了粉料“跑、冒”難題。

醋酸大儲(chǔ)罐罐頂呼吸閥也存在“跑、冒”現(xiàn)象，腐蝕周邊設(shè)備。在呼吸閥前加裝壓力等級(jí)為13 kPa的防爆片，解決了醋酸“跑、冒”難題。采取以上措施后，效果明顯，減少了粉料、醋酸污染治理的人力物力，同時(shí)降低了對(duì)二甲苯和單耗、醋酸單耗及能耗。

TQ050.7

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1003-3467(2014)05-0034-02

2014-03-25

張小琦(1974-)，男，助理工程師，從事PTA裝置生產(chǎn)管理工作，電話:15139915695。