PTA生产装置扩能技术的研究

论文摘要

精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯的主要原料,近年来,随着国内聚酯装置生产能力的迅速发展,PTA生产装置纷纷进行扩能技术的研究。本文针对仪征化纤股份公司PTA装置存在的一些瓶颈问题进行了相应的研究,提出了增容改造的措施,论文对复杂的对二甲苯(PX)催化氧化过程进行了必要的简化和合理的分解,成功建立了包含催化剂影响因素的反应器宏观动力学模型。这一模型不仅包含反应物料及操作状态的影响,而且还包括催化剂、引发剂对反应的作用。在不同的催化剂浓度、不同的原料配比、不同处理量的情况下,分别计算了氧化反应器内的反应状态及整体运行状态,为反应器增容提出了建议。论文对氧化反应器冷凝器系统、精制单元进料预热器进行了热量衡算,利用ASPEN PLUS化工过程模拟软件核算其热交换能力。提出了增容20%时主要换热器系统的改造方案。论文分析了溶剂脱水塔的运行状态及流体力学特性,确定了溶剂脱水塔的整体状况,提出了增容20%改造的建议,并提供了相关的计算数据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 仪征化纤PTA装置简介
• 1.2 PTA装置流程概述
• 第2章 国内外文献评述
• 2.1 PTA生产工艺技术的发展历史
• 2.1.1 PTA的技术概况
• 2.1.2 对苯二甲酸主要生产方法
• 2.1.3 对苯二甲酸主要精制方法
• 2.2 对二甲苯氧化反应
• 2.2.1 PX催化氧化反应机理
• 2.2.2 PX催化氧化动力学
• 2.2.3 燃烧副反应
• 2.3 影响反应的工艺条件
• 2.3.1 温度对氧化反应过程的影响
• 2.3.2 催化剂及其浓度对PX氧化过程的影响
• 2.3.3 氧体积分数对PX氧化反应的影响
• 2.3.4 含水量对主反应氧化过程的影响
• 第3章 PX氧化过程模拟与优化
• 3.1 氧化单元建模过程
• 3.1.1 PX氧化反应体系物性方法
• 3.1.2 氧化反应器模型
• 3.1.3 反应动力学框架模型
• 3.1.3.1 Aspen Plus平台上动力学模型建立
• 3.1.3.1.1 化学反应计量式
• 3.1.3.1.2 动力学方程式
• 3.1.3.2 动力学参数调整
• 3.1.3.3 Dupont物料衡算表模拟结果
• 3.1.4 Dupont工艺110%负荷操作工况模拟
• 3.1.4.1 操作数据分析
• 3.1.4.2 模拟结果比较
• 3.2 5000Nm3/hr纯氧+空气模拟与优化
• 3.2.1 模型建立
• 3.2.2 增加5000Nm3/hr纯氧工艺模拟结果
• 3.2.3 工艺优化
• 3.2.4 结论
• 第4章 主要换热系统的研究
• 4.1 模拟计算说明
• 4.1.1 计算公式
• 4.1.2 模拟计算框图
• 4.1.3 模拟对象
• 4.1.4 氧化反应器冷凝器流程图
• 4.1.5 精制单元进料预热器及加热器流程图
• 4.2 模拟计算结果
• 4.2.1 氧化单元
• 4.2.2 精制单元
• 4.3 7%增容模拟值与实际值比较
• 4.3.1 氧化反应器冷凝器
• 4.3.2 精制单元进料预热器及加热器
• 4.3.3 结果分析
• 4.4 结论
• 4.4.1 氧化反应器冷凝器
• 4.4.2 精制单元进料预热器
• 第5章 溶剂脱水塔的研究
• 5.1 溶剂脱水塔简介
• 5.2 溶剂脱水塔建立模型
• 5.3 溶剂脱水塔模型验证
• 5.4 装置性能分析
• 5.4.1 全塔气液分布
• 5.4.2 全塔液泛因子分布
• 5.5 增容计算结果
• 5.6 结论
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢