综述PTA生产工艺发展历史及现状的演变过程【作者:臧华新】【发布时间:2007/12/0608:35:09】一、前言PTA(PurifiedTerephthalicAcid)即精制对苯二甲酸,常温下外观为白色晶体或粉末,无毒,无味。PTA是聚酯纤维和非纤聚合物的重要基础原料,PTA的下游加工产品主要是聚酯。随着科学技术的发展,以PTA为原料的高科技产品层出不穷,其应用领域不断扩大,不仅食品包装中越来越多地应用聚酯材料,而且在医药、化妆品等非食品包装中以及在PBT工程塑料、不饱和聚酯树脂等行业的应用具有广阔的前景,近年来国内非纤聚合物消费年均增长率近30%。我国从上世纪70年代成套引进PTA生产装置和工艺,目前已累计引进了十几套,包括了世界上各种主流的PTA技术。PTA生产技术从发明至今短短50年,但经过不断地完善和改进,形成数家专利商,但基本被几个发达国家所垄断。国内有关高校、设计院、生产企业对PTA生产技术进行了持续不断的研究、开发等工作,已取得长足的进展,有望在不远的将来,具有中国自主知识产权的PTA生产技术在世界占有一席之地。众所周知,在"十五"期间,我国以聚酯涤纶为主体的化纤工业得到速发展,我国已成为世界最大的化纤生产和加工基地。2006年我国化纤产量已经达到了2025万吨,占世界化纤总产量的40%;化纤加工量占国内纺织纤维加工总量比例高达65%以上,其中涤纶产量1604.61万吨,占国内化纤产量的79.2%,占世界涤纶产量的38%,占国内纺织纤维加工总量的51%。涤纶已成为纺织纤维中使用量最大、应用最为广泛的纤维品种。但近年来我国聚酯涤纶原料对苯二甲酸、乙二醇发展却严重滞后,导致这两类产品进口量逐年大幅增长,进口依存度居高不下,PTA、EG短缺已成为制约聚酯涤纶工业发展的主要瓶颈,且这种局面在短期内将难以得到根本改变。同时,由于世界石油市场价格的大幅波动,导致石油衍生品PTA、EG价格高位运行且波动频繁,给化纤企业的生产经营带来很大风险。二、PTA生产工艺的发展历史自从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。Mid2Century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(也称TPA),TA经甲醇酯化,用DMT法生产PET,使聚酯工业有了较快的发展。1965年Amoco公司成功开发了TA加氢精制生产精对苯二甲酸(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。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。PTA生产技术发展和进步表现在3个主要方面:(1)单台反应器产能规模越来越大,由20世纪70年代的几万t到目前的90万t级。大型化以后,单位产品投资成本、能量综合利用和消耗等各方面都有很大改善,增强了产品市场竞争力。(2)对氧化工艺的改进,主要是降低温度,以减少原料PX和溶剂醋酸的消耗,同时通过调整催化剂用量和延长氧化时间来达到反应深度。(3)简化和优化工艺流程,主要是反应浆料的后处理工艺得到了简化。早期的Amoco工艺对CTA料浆处理等用离心分离,后来改用一级离心加过滤的分离方法。再后来,如扬子和仪征引进的装置则完全采用真空过滤而不用离心机。20世纪90年代后期BP2Amoco在珠海新建的PTA装置采用了溶剂置换技术,用PX和水置换反应浆料中的醋酸,在单台带式过滤机中完成,将得到的CTA水浆料直接送至加氢精制。这就省去了CTA干燥、送入料仓、再输送、再打浆工序,大大简化了流程。美国Eastman公司于1969年独立开发了PTA氧化和提纯技术。早期采用的是以钴为催化剂,乙醛等为氧化活化剂,低温低压是PX...