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1、第17卷第4期聚酯工业Vol.17No.42004208PolyesterIndustryAug.2004PTA技术国产化研究进展李希,王丽军,成有为,谢刚,王勤波,王丽雅(浙江大学材料与化工学院,浙江杭州310027)摘要:介绍了国内目前在与PTA过程有关的化学工程研究方面取得的长足进展,包括不同氧化工艺的反应动力学和各类氧化反应器的冷模传递规律的研究,各类氧化工艺的完整模型及工程数据库的建立,具有自主知识产权的新型氧化反应技术和新型PTA工艺流程的开发。研究成果在现有生产装置的技术改造方面成功的应用等。关键词:PTA;国产化;研究;进展中图分类号:TQ245.12文
2、献标识码:A文章编号:100828261(2004)0420001205我国从上世纪70年代成套引进PTA生产装置的PTA流程设计,完成了流程中的物料平衡、热量和工艺,目前已累计引进了13套,包括了世界上各平衡计算,开发了几种新型氧化催化剂。这些进展种主流的PTA技术,如BP2Amoco、DuPond2ICI、三和成果,为PTA技术的国产化奠定了良好的基础。井油化、Lurgi2Eastman等,2003年总产能已达到1新型氧化反应器和氧化技术的开发423万t,具备了一定的生产规模。早期引进的装置生产规模偏小,物耗和能耗较高,目前已趋落后。当氧化反应器是PTA生产的核心装
3、置,也是前引进的PTA装置单线生产能力都在50～90万t,PTA技术国产化的主要难点。PX氧化涉及气液固装置大型化的趋势还在进一步发展。PTA生产过三相自由基反应,化学吸收、反应结晶、放热和蒸发程复杂,技术含量较高,新建装置仍然着眼于引进,移热等多种相互关联的过程,机理极为复杂。我们造成投资和成本偏高,国内生产的PTA价格比国外遵循化学反应工程的方法论,从氧化反应动力学、反市场高约20%,影响了产品的竞争能力。应器流动与传递的规律、反应器数学模型3个方面国内有关高校、设计院、生产企业对PTA生产循序渐进地进行了系统深入的研究。过程进行了持续不断的研究、开发和技改工作,取
4、得1.1氧化反应动力学的研究了长足的进展。3年前,我们曾经撰写过一篇文氧化反应动力学是反应器开发和放大所需的最[1]章,综述了当时的研究现状,提出了国产化开发重要的基础信息。浙江大学从1998年以来先后开中的主要问题。现在看来一些主要问题基本上都已展了针对Amoco高温氧化工艺、三井中温氧化工经得到了解决。几年来为PTA成套技术国产化所艺、Eastman低温氧化工艺的反应动力学研究,系统进行的开发工作是卓有成效的。在知识储备方面,考察了反应温度、PX浓度、催化剂浓度和配比、气相我们针对各种氧化工艺详细地进行了动力学、冷模氧浓度、含水量各种因素对液相各步主反应和燃烧和数学
5、模型研究,定量掌握了各种条件下的反应机副反应速率的影响,获得了氧化反应的动力学模型[211]理、流动与传递的规律、结晶规律、反应器特性及操及相应的参数表达式。通过研究,从根本上了作特点,建立了内容全面的工程数据库。在技术手解了氧化反应的机理,定量掌握了氧化过程的特性段方面,热模研究建立了分批式、连续式和半连续式和规律,能够预测温度、压力、催化剂、反应时间等工实验装置及测试技术,冷模研究建立了大型鼓泡塔艺参数变化对反应过程的影响,这就为反应器设计和搅拌釜实验装置和相关测试技术,数学模型开发及工艺参数的调整提供了的依据。了各种类型和条件下的反应器模型、各类工艺流程1.2反应
6、结晶规律的研究的数学模拟软件和专门的数据库,通过计算机模拟氧化反应器同时也是一个蒸发器和结晶器,晶和优化已经可以解决许多工程设计、装置改造和控体粒径和杂质含量对后续的过滤、干燥、加氢精制有制方面的问题。在研究成果方面,我们提出了具有着重要影响。为了掌握反应结晶规律,浙江大学先自主知识产权的新型氧化反应器构型,给出了优化后建成了分批式和半连续式反应结晶实验装置,考收稿日期:2004206208;修回日期:2004207202。作者简介:李希(19572),男,浙江人,教授,从事化学工程方面的研究及开发。2聚酯工业第17卷察了温度、反应时间、反应速率、浆料密度、搅拌强度鼓泡
7、塔反应器专利文献。同时,现有的三井氧化反等因素对TA粒径和42CBA含量的影响,结合工业应器和Eastman氧化反应器都属于鼓泡塔类型,已现场取样分析数据,归纳出TA的成核动力学和晶经成功运行多年,工业应用已有先例。因此,在对各体生长动力学关系,给出了TA和42CBA共结晶的类氧化工艺及氧化反应器透彻剖析的基础上,浙江热力学平衡数据。建立了工业反应结晶器模型,能大学开发了2种新型的鼓泡塔式氧化装置,分别适够预测不同反应条件下氧化反应器中的晶体粒径和用于高温氧化过程和低温氧化过程,完成了相关的42CBA含量。反应器概念设计和结构设计,申请了
