[发明专利]一种PTA溶剂脱水系统及其脱水工艺

说明书

技术领域

本发明涉及PTA生产技术领域，尤其是涉及一种PTA溶剂脱水系统及其脱水工艺。 

 

背景技术

精对苯二甲酸（PTA）是生产聚酯纤维的主要原料，其主要生产工艺是以对二甲苯为原料，醋酸为溶剂，醋酸钴、锰为催化剂，氢溴酸为促进剂，在一定温度和压力下与空气中氧气反应生成粗对苯二甲酸，再经加氢精制即得到PTA。

为使氧化反应正常进行，溶剂脱水系统必须及时从系统中移走氧化反应产生的水、常压吸收塔中加入的水以及高压吸收塔处理工艺气体时加入的水，同时尽可能地从水中回收醋酸以降低醋酸的消耗，溶剂脱水系统的工作状况不仅影响PTA生产成本的高低和产品品质，也是衡量PTA生产工艺是否先进的重要指标之一。

PTA生产工艺中溶剂脱水工艺主要有普通精馏工艺和共沸精馏工艺，普通精馏工艺虽然技术较为成熟，但由于醋酸和水的相对挥发度接近1，采用普通精馏工艺分离时所需的理论塔板数和回流比较大，能耗与生产成本高，现一般已基本不采用。

目前，PTA生产中溶剂脱水主要采用共沸精馏，共沸精馏通过添加共沸剂，共沸剂与水形成非均相最低共沸物，共沸剂与醋酸溶液一起进入共沸精馏塔，在精馏过程中水随共沸剂被蒸出，经冷却后与共沸剂分层分离，塔釜则得到醋酸，共沸精馏使得醋酸溶液分离变得容易，减少了分离所需的理论塔板和回流比，降低了能耗。

例如中国专利CN1149574A、CN1312787A等均公开了在PTA生产工艺中采用共沸精馏工艺进行溶剂脱水的方法，但由于水的汽化潜热较高，当进入共沸精馏塔的醋酸溶液水含量较高时，直接采用共沸精馏工艺，则需要的蒸汽量较多，使得能耗较高。

 

发明内容

本发明是为了克服现有PTA生产工艺中溶剂脱水采用共沸精馏工艺，当进入共沸精馏塔的醋酸溶液水含量较高时，需要的蒸汽量较多，能耗较高的不足，提供了一种PTA溶剂脱水系统，该脱水系统运行成本低，连续性好。

本发明还提供了一种PTA溶剂脱水工艺，该工艺可操作性强，能减少后续共沸精馏的负荷以及蒸汽用量，大大降低生产成本。 

 

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种PTA溶剂脱水系统，包括依次相连的萃取系统与共沸精馏系统，所述萃取系统包括萃取塔、萃取相储罐、萃取塔底泵及萃取相输出泵，所述共沸精馏系统包括共沸精馏塔、换热器及溶剂泵，所述萃取塔上部连接有富水醋酸溶液进料总管，萃取塔底部出口通过管道与萃取塔底泵进口相连，萃取塔上部溢流口通过管道与萃取相储罐顶部进口相连，所述萃取相储罐底部出口通过管道与萃取相输出泵进口相连，所述萃取相输出泵出口通过管道与共沸精馏塔中部进料口相连，所述共沸精馏塔底部一侧设有再沸器，所述再沸器通过管道与共沸精馏塔连通，所述共沸精馏塔底部出口通过管道与换热器进口相连，所述换热器出口通过管道与溶剂泵进口相连。本发明先用萃取系统将醋酸溶液中的部分水以萃取方式移除，以降低醋酸溶液中的水含量，再通过共沸精馏系统进一步分离醋酸与水，通过萃取系统的预脱水，可大大降低共沸精馏系统的蒸汽用量，从而大大降低生产成本。 

作为优选，所述共沸精馏系统还包括PX回收塔，所述PX回收塔上部进口通过管道与共沸精馏塔中部抽出口相连，PX回收塔顶部出口通过管路与共沸精馏塔中部回流口相连。PX回收系统用以除去共沸精馏塔中积存的PX，并重新加以利用，从而提高原料的利用率，同时还可以减少对共沸精馏塔的操作的影响。

作为优选，所述再沸器为立式热虹吸式再沸器。立式热虹吸式再沸器结构紧凑、占地面积小、传热系数高，可减少设备占地面积与降低能耗。

一种PTA溶剂脱水工艺，包括以下步骤：

（a）萃取：通过富水醋酸溶液进料总管，从萃取塔上部引入PTA生产中回收的富水醋酸溶液，从萃取塔下部加入萃取剂，萃取相从萃取塔上部的溢流口排出进入萃取相储罐，塔底的水相则通过萃取塔底泵抽出。本发明中TA生产中回收的富水醋酸溶液包括来自氧化反应器顶部的冷凝水、高压吸收塔及低压吸收塔的洗涤液，以及氧化反应器吸收塔的洗涤液等各种含有醋酸的水溶液，既可混合后从富水醋酸溶液进料总管进料，也可单独从富水醋酸溶液进料总管进料，优选混合后同时进料，以保证脱水系统的稳定性，选用的萃取剂密度要比水小，萃取时醋酸会从水中转移至萃取剂中，由于萃取剂密度比水小，萃取相会从萃取塔顶部逸出进入萃取相储罐，而水则沉积在塔底，这样便对醋酸与水进行了初步分离。