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(2) 气流输送系统
本系统是将干燥机HM-503出来的TA粉料送到HF-501。在事故情况下,一条线生产的TA料可送往另一条线的HF-501中,以维持生产稳定运行。
干燥后的TA,由干燥器HM-503进入正反向螺旋输送器HP-502,再进入旋转下料器HP-503/4中,输送气体在旋转下料器的底部,将TA流化并输送进入料仓HF-501。
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(二) 精制单元工艺流程
氧化单元生产的粗对苯二甲酸(TA),经升温和加压溶解于脱离子水,与氢气在装有Pd/C催化剂的固定床反应器进行催化还原反应,除去其中的主要杂质4-CBA,同时有色物质在催化作用下被还原。再通过结晶、分离、干燥,最后得到纤维级标准的精对苯二甲酸(PTA)产品。
1、进料准备
粗对苯二甲酸(TA)由料仓HF-501经螺旋输送器JP-102、原料打浆罐螺旋输送器JP-103和旋转阀JP-104,送入打浆罐JD-101中。JP-104的目的是防止蒸汽进入进料系统造成TA料变湿而引起下料堵塞。TA进入JD-101中的进料由控制JP-102转速实现。JD-101的浓度控制在26±3%(wt)。打浆水来自再循环溶剂罐JD-501,新鲜无离子水补充作为JM-108喷淋水。原料打浆罐搅拌器JA-101保持固体处于悬浮状态,浆料在JD-101中停留时间为10分钟,并保持配料的均匀性。为了保证TA畅通地进入JD-101,在JD-101顶部有一喷射洗涤器JM-108,使JD-101气相产生一微负压。JD-101中的浆料通过进料增压泵JG-101,JG-102(反应器进料)泵将浆料送入八个串联的预热器JE-101A1、A2、A3、B1、B2、C、D、E,浆料在八台预热器中逐级加热。JE-101 A1、A2、A3、B1、B2分别用JD-305、JD-304、JD-303、JD-302、JD-301闪蒸气加热,JE-101C、D、E采用7.7MPa蒸汽加热。JE-101E出口温度为282.5℃,该温度是由控制进入JE-101C/D/E中7.7MPa蒸汽量来达到的。
2、溶解和反应
预热器JE-101E出来的物流, 已完全溶解形成澄清的流体,从加氢反应器JR-202的顶部经液体分布器进入JR-202。从氢气压缩机0JC-201来的H2用7.7MPa(或P三来的S90蒸汽)蒸汽饱和后,同时进入JR-202顶部气相空间,与TA溶液一起通过加氢催化剂床层反应。加氢反应器的正常操作压力为7.25MPa,温度282.5℃,正常液面高于催化剂床层300mm左右,液位的高低是通过调节加氢反应器的氢气流量来控制的。反应器的H2分压为0.5-0.9MPa左右。
催化剂床层高6700mm,空速为10~11kg(溶液)/kg(催化剂)小时,反应出料通过Johnson网,防止催化剂中细炭粒进入结晶器。催化剂的寿命设计为35000KgTA/Kg催化剂。每年约需更换1批。
3、结晶
由JR-202加氢反应器来的物流,进入五台串联的并带有搅拌器的结晶器JD-301、JD-302、JD-303、JD-304和JD-305,在逐步减压温过程中,水份逐步蒸发,温度逐渐下降,PTA结晶析出。
影响PTA结晶粒度的主要因素是JD-301/302温度和停留时间,结晶器的温度由排出汽的压力来控制,停留时间由结晶器液位来控制。因此控制结晶器的压力和调整液位可达到控制PTA结晶粒度的目的。
每个结晶器上部都有蒸汽注入管线,其作用是在开车时对第一、第二结晶器升温加压和故障时维持结晶器压力,JD-301用7.7MPa蒸汽,JD-302、JD-303用3.0MPa蒸汽,JD-304、JD-305用1.0MPa蒸汽。
JD-305、JD-304、JD-303、JD-302、JD-301的闪蒸蒸汽分别进入JE-101 A1、A2、A3、B1、B2的壳程,用来加热浆料,多余的部分闪蒸汽通过分程调节逐步降压进入JE-302给JE-400来的WDI加热,未用完的闪蒸汽最后进入JM-301经洗涤后放空。
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精制单元反应器到结晶器,及结晶器间物料的输送均是由压差实现的,结晶器间输送管道如果发生堵塞,可以从管道的任意一端用高压凝液(或高压冲洗水)冲洗,在较易堵塞的JD-301和JD-302、JD-302和JD-303以及JD-303和JD-304之间采用双管线输料操作。
为了防止浆料减压过程中在管线闪蒸堵塞管道,阀门安装在下一个结晶器器壁上,并在最低液面之下。
在正常操作条件下,五只结晶器液面严格控制,以保证产品粒度的分布稳定及加氢反应器在事故状态下有足够的缓冲空间。
五个结晶器操作条件如下: 设备位号 JD-301 JD-302 JD-303 JD-304 JD-305 操作温度 (℃) 240 220 193 166 149 操作压力 (MPa) 3.25 2.20 1.26 0.61 0.36 最高温度 (℃) 254 232 204 188 152 最高压力 (MPa) 4.18 2.81 1.60 1.09 0.55 4、离心分离及真空过滤
由第五结晶器JD-305来的含固量为36.82%(wt)的浆料,经进料泵JG-401送入四台并联的、连续操作的压力离心机JM-401A/B/C/D,操作温度为149℃,压力为0.41MPa,经离心分离后的母液进入母液罐JD-403,滤饼与新鲜工艺水一起进入再打浆罐JD-402,形成浓度为40.5%(wt)的浆料。新鲜工艺水来自JD-502工艺贮罐,经加热器JE-501和JE-401加热至149℃。JD-305、JD-402和JD-403气相空间有一压力平衡管线连接。JD-402中的浆料在JA-402作用下均匀悬浮,并在LRC-2402控制下进入JD-405,JD-405为常压操作,温度为100℃,浆料浓度为39.5-44.0%(wt),其闪蒸汽进入JM-301,JD-405中浆料由JG-402送入过滤机进料缓冲罐JD-415,在JG-402入口有一股新鲜工艺水(28℃)在TIC-2416控制下使JD-415浆料温度达到93℃左右,JD-415中浆料经JG-415A/B/C送入过滤机JM-402A/B。JM-402的母液和洗涤液进入JD-416进行汽液分离。液相由泵JG-416送入JD-501中,汽相进入JE-416中冷凝。JE-416的不凝气由真空泵JC-402连续抽出,排入JD-417中进行汽液分离,罐顶汽相送入过滤机作反吹气;液相分两股,一股经JE-417A/B冷却后作为JC-402A/B液环补水液,另一股进入JD-501作循环溶剂。含湿量约为10~15%(wt)的PTA滤饼由JM-402下料筒落入干燥机进料螺旋JP-405A/B,JP-402A/B中,JD-417气液分离出的气体返到JM-402中作为反吹气循环使用,液相经泵JG-417输出由JE-417冷却后作为JC-402密封液,多余液体送入JD-501中。
当压力离心机故障时,第五结晶器的浆料可以通过一级返料直接进入JD-405。 当真空过滤机发生故障时,JD-405的浆料也可通过二级返料管线进入JD-101,系统进入“循环”状态。
5、压力过滤分离
精制单元新增加了二套压力过滤机JM-402A/C,它采用了一级分离技术,该压力过滤机可取代现有的二级分离系统(压力离心机与真空过滤机),原有二级分离系统停用,新增二套压力过滤机系统为一开一备,压力分离技术的工艺流程是:
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