1、1 PTA的发展状况及生产工艺 张宇 纺织品 服装 聚酯 涤丝 PTA PX 石脑油 原油 Contents PTA的 特点及发展状况 1. PTA的生产技术 2. PTA存在的问题及未来发展趋势 3. 1.1 PTA是什么 PTA（ Pure Terephthalic Acid） 是精对苯二甲酸的英文缩写。 常温下， PTA是白色粉状晶体，无毒、易燃，若与空气混合，在一定限度内遇火即燃烧。 PTA易溶于有机溶剂，不溶于酸和水。 纺织业 包装业 医药 工业 土建 服装 家纺 短纤 长丝 饮料瓶：碳酸、热罐 包装膜 膜料 瓶片 抗菌医护、人造器官、过滤材料 汽车领域、军工、绳索、造纸 建筑蓬盖布
2、、土工布、涂料、道路建设 超短纤维 工业长丝 1.2 PTA在经济生活中的用途 PTA是重要的有机原料之一，广泛用于与化学纤维、轻工、电子、建筑等国民经济的各个方面。同时， PTA的应用又比较集中，世界上 90%以上的 PTA用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯 (简称聚酯， PET)。生产 1吨 PET需要 0.85 0.86吨的 PTA和 0.33-0.34吨的 MEG(乙二醇 )。聚酯包括纤维切片、聚酯纤维、瓶用切片和薄膜切片。国内市场中，有 75%的PTA用于生产聚酯纤维； 20%用于生产瓶级聚酯，主要应用于各种饮料尤其是碳酸饮料的包装； 5%用于膜级聚酯，主要应用于包装材料、胶片和磁带。可见
3、， PTA的下游延伸产品主要是聚酯纤维。 1.2 PTA在经济生活中的用途 王海滨 国内 PTA 产业市场分析及预测 聚酯纤维，俗称涤纶。在化纤中属于合成纤维。合成纤维制造业是化纤行业中规模最大、分支最多的子行业，除了涤纶外，其产品还包括腈纶、锦纶、氨纶等。 2014年中国化纤产量 4256万吨，占世界总产量 6096万吨的 70%。合成纤维产量占化纤总量的 92%，而涤纶纤维占合成纤维的 85%。涤纶分长丝和短纤，长丝约占 62%，短纤约占38%。长丝和短纤的生产方法有两种：一是 PTA和 MEG生产出切片、用切片融解后喷丝而成；一种是 PTA和 MEG在生产过程中不生产切片，而是直接喷丝而
4、成。 1.2 PTA在经济生活中的用途 朱陶 当前我国 PTA 行业的困境与出路 涤纶可用于制作特种材料如防弹衣、安全带、轮胎帘子线，渔网、绳索，滤布及绝缘材料等等。但其主要用途是作为纺织原料的一种。国内纺织品原料中，棉花和化纤占总量的 95%。我国化纤产量位列世界第一， 2014年化纤产量占我国纺织工业纤维加工总量的 4849吨的 61%。化纤中涤纶占化纤总量的近 80%。因此，涤纶是纺织行业的主要原料。涤纶长丝供纺织企业用来生产化纤布，涤纶短纤一般与棉花混纺。棉纱一般占纺织原料的 60%，涤纶占 30 35%，不过，二者用量因价格变化而替代。 简单地说， PTA的原料是 PX，源头是石油。
5、涤纶用 PTA占总量的 75%，而化纤中 78%为涤纶。这就是“化纤原料 PTA”说法的由来。 中国涤纶纤维行业产销需求与投资预测分析报告 1.2 PTA在经济生活中的用途 1.3 PTA生产工艺的发展历史及现状 PET纤维优良性能引起人们注意后 ,对其原料的工业化生产技术研究及开发有了较快地发展。 Mid-Century公司 1954年发明了 PX液相空气氧化工艺 (以钴、锰为催化剂、溴为促进剂 ) , 大大缩短了反应时间 ,提高了反应的转化率。 1958年 , Amoco 化学公司购买了 Mid-Centrury公司专利 ,并实现了工业化生产 TA, TA经甲醇酯化 ,用 DMT法生产 P
6、ET,使聚酯工业有了较快的发展。 1965年 Amoco公司成功开发了 TA加氢精制生产 PTA ,实现了 PTA生产工业化 ,去除了高温氧化过程中形成的有害杂质 ,特别是非常有效地除去了 4-CBA 杂质。 PTA 生产技术不断成熟完善 ,到 20世纪 70年代初大规模的工业化生产工厂相继出现 ,生产工艺技术随着建厂年代不同 ,技术水平也得到了提高。 1.3 PTA生产 工艺的发展历史及现状 20世纪 70 年代初 , 日本三井油化公司引进Amoco公司技术后 ,独立研究开发了三 -Amoco技术。采用反应 -脱水 2段塔釜式反应器 ,较低的反应温度 (185 ) ,共沸精馏脱水方法及低压蒸
7、汽透平回收反应热等技术 ,工艺流程有其独特之处。 英国帝国化学公司 ( ICI)于 1958年独立开发了PTA生产技术。其技术特点类似于 Amoco,但其反应温度不同 ,能源回收更合理有效。 1.4 我国 PTA发展现状及分布 11 12 13 14 1.5 我国自行开发的 PTA生产技术简介 我国在引进、消化和吸收的基础上，开发了自主的 PTA技术，主要有： （ 1）扬子石化 60万吨 /年 PTA成套技术。扬子石化、浙江大学、华东理工大学共同承担的中国石化 “十条龙 ”攻关项目之一的扬子石化 PTA成套技术，已开发出具有自主知识产权的新型氧化反应器与先进的氧化工艺。 （ 2）上海石化 10
8、0万吨 /年 PTA成套技术。上海石化百万吨 PTA成套生产技术的基础是上海石化 40万吨 /年 PTA生产技术与 80万吨 /年 PTA成套技术工艺包。该技术工艺流程为 “两头一尾 ”的技术路线（即两台 50万吨 /年规模的氧化反应器形成双系列氧化反应系统、一台 100万吨 /年规模的加氢反应器形成单系列加氢反应系统）。 15 （ 3）中国纺织工业设计院成套技术。重庆市涪陵蓬威石化有限责任公司是第一个全面采用国产技术的大型 PTA装置，选用中国纺织工业设计院开发的生产技术，主要设备如氧化反应器、加氢精制反应器、干燥机、空压机、过滤机及高速进料泵等均由国内企业制造。海伦石化有限公司 120万吨
9、 /年 PTA装置和绍兴远东石化有限公司的140万吨 /年 PTA装置也均采用该技术。 （ 4）其他技术。大连逸盛石化有限公司是和日立工业设备技术有限公司（ Hitachi）、日本泽阳工业公司（AEC）合作开发 PTA技术，除氧化反应器需进口外，其他设备基本采用国内设备。 16 我国自行开发的 PTA生产技术简介 中国 PTA行业网 2 PTA装置及工艺简介 2.1 PTA生成工艺 PTA生产工艺过程可分为二个部分：氧化单元和加 氢精制单元。原料对二甲苯以醋酸为溶剂，在催化剂 作用下与空气中的氧气反应得到粗对苯二甲（ CTA），经过结晶、分离和干燥得到粗品。粗对苯二甲酸经加氢精制去除杂质，再经
10、结晶、分离和干燥得到精对苯二甲酸 (PTA)。 18 PTA装置概况 PTA技术简介 生产工艺方法 AMOCO工艺法 ICI工艺法 MPC工艺法 对二甲苯 （ PX） 液相催化氧化制对苯二甲酸（ TA）是由印地安那 Standard Oil公司和 Scientific Design公司在五十年代开发，工艺改进后称为 Mid Century工艺。 AMOCO公司由印地安那 Standard Oil公司独立出来于 1956年建立了第一套生产粗对苯二甲酸（ TA）装置。后经对制造工艺进行改进， 1965年， AMOCO公司最先采用了加氢精制新技术的 PTA示范装置投入运转。 80年代后，该公司继续进
11、行改进使 AMOCO工艺更加趋于成熟和完善 。 2.2 PTA工艺发展 英国帝国化学公司 （ ICI）的 PTA工艺技术于 1957年开发成功，因申请专利迟于 AMOCO，一段时间内未得到专利权。直到 1982年 ICI宣布在 PTA生产线上有自己的许多特色，才获得 ICI专利。 日本三井油化公司（ MPC）自 60年代以来在 PTA氧化单元生产上形成了其独特技术，精制单元仍同 AMOCO相似，所以又称三井 AMOCO技术，并享有专利权。 除了上述三家专利公司外，还有一些其它生产 PTA的方法。例如第一亨格尔法和第二亨格尔法等。但受原料或某种条件的限制，生产规模较小。 PTA工艺发展 22 T
12、A单元生成 PTA的原料粗 TA（ CTA），采用 MPC专有的液相催化氧化对二甲苯的工艺。 TA单元主要由进料准备、氧化、分离和干燥、溶剂和催化剂回收四部分组成。基础工艺流程为对二甲苯（ PX）、醋酸溶剂（ Q）和醋酸钴、醋酸锰催化剂、及四溴乙烷（ TBE）助催化剂一起进入氧化反应器 TD-201，空气 (空气与纯氧的混合气 )在流量控制下进入反应器底部，三台在线氧分析仪检测尾气中氧气的浓度。 2.3 氧化工艺简介 24 TA单元流程 反应温度通过改变压力来调节。底进轴锚式搅拌器 TJ-201使空气和液体有效的接触，防止氧化反应器的内壁结垢，并保持固体为悬浮状态。氧化反应放出的热量通过蒸发溶
13、剂来带走，反应器的顶部有一个脱水塔用来除去氧化反应中生成的水。 氧化流程 反应器塔底物连续排入浆料罐 TD-203，在其中一步减压至常压，通过降压闪蒸沉淀TA，将浆料送入离心机 TM-300，分离出的湿滤饼进入再打浆罐 TD-300进行再打浆后送入旋转真空过滤机（ RVF） TM-301A、 B，使 TA与母液分离，母液进入循环再作反应溶剂。TA滤饼进入干燥机 TM-304内干燥后得到 CTA，利用反应尾气或 N2风送至料仓 TTK-400。 氧化流程 27 28 氧化装置组成 1、空气压缩 2、进料准备 3、氧化反应 4、结晶 5、分离和 干燥 6、溶剂回收 7、催化剂回收 空气压缩机 空气压缩机用来供给氧化反应器所需之空气，出口温度 95 、压力 19kg/cm2G。每组设备包含一台 5级离心式空气压缩机 MC-150、一台蒸汽透平机 MT-150及一台二级膨胀机 ME-150。 30
