PTA装置氧化尾气系统增容改造

第19卷第2期2004年6月合成技术及应用SYNTHE【CrECHN0L0GYANDAPPUCAT10NV01．19No．2June．2004PTA装置氧化尾气系统增容改造董学军(中国石化仪征化纤股份有限公司化工厂，江苏仪征211900)摘要：分析了250kt／aPTA装置中尾气系统在130％增容改造后存在的问题，提出了采用ADV高性能浮阀塔板改造高压尾气吸收塔，及充分利用尾气资源的尾气系统改造方案。方案实施后达到了预期的效果。关键词：精对苯二甲酸；改造；尾气系统中圈分类号：a'Q051文献标识码：B文章编号：1006-334．X(2004．)02-0044-031氧化尾气系统介绍仪征化纤化工厂250kt／aPTA装置的氧化尾气系统(图1)包括：高压吸收塔(T-111)、尾气气液分离罐(D．101)、尾气干燥系统(M．1101A／B)。氧化尾气的主要成分是96％的氮气和约4％的氧气。从氧化反应器尾气冷却器、第一结晶器冷凝器来的反应尾气，在高压吸收塔中进行处理。高压吸收塔为上下两段式浮阀板塔，浮阀型式是传统的Fl型浮阀，塔板数分别为14块和20块。每段最上部都设有除雾器。在高压吸收塔塔底，氧化尾气中未反应的PX用醋酸洗涤加以回收。即由脱水溶剂泵送来的脱水溶剂醋酸在吸收塔醋酸HAC冷却器中冷却，然后由吸收塔HAC回流泵送到吸收塔下段顶部作喷淋，回收尾气中的PX、HAC及醋酸甲酯MeAc，送到进料混合罐循环使用。通过高压吸收塔PX洗涤段后，尾气进入塔上部的吸收段。在这里，气相中的醋酸用水洗涤加以回收。吸收水由脱水塔塔顶凝液提供，先在吸收塔进料水冷却器中冷却，然后由吸收塔水回流泵回流到高压吸收塔顶部，也可用脱盐水代替脱水塔塔顶凝液作为回流液。经脱盐水洗涤过的尾气，送往气液分离罐D．101，除去尾气中夹带的液体，而后部分尾气到尾气膨胀透平进行能量回收，部分尾气送到尾气干燥器M．I101A／B进行干燥，干燥的尾气主要用来气体输送、机械氮封、料仓松动气，另外部分尾气通过放空调节阀进行放空，以调节高压吸收塔压力。图1改造前氧化尾气系统流程简图230％增容后氧化尾气系统存在的问题2．1高压吸收塔系统1)30％增容后，高压吸收塔T．111的气速增加30％一4o％，从历年检修情况看，由于气速增加，存在塔板被掀翻、顶部除雾器破损等现象，这种状况严重影响了尾气中醋酸的吸收。2)增容后高压吸收塔的雾沫夹带严重，塔顶排出的尾气中夹带大量的酷酸和溴，严重腐蚀下游设备和管道，影响装置稳定运行。同时由于尾气雾沫夹带量的增加，也影响了高压吸收塔T．111下游设备气液分离罐(D．101)分离除水效果。2．2尾气干燥系统收稿日期：2004．03—04作者简介：董学军(1969一)，男，江苏扬州人，工程师，长期从事PTA生产技术开发及运行管理工作。维普资讯http://www.cqvip.com第2期董学军．PTA装置氧化尾气系统增容改造45氧化富余尾气通常为产品的输送气，以替代原来的氮气。氧化反应30％增容后，产生的氧化尾气量随之增加，这些增加的尾气可以用来弥补增容后精制干燥机与班料仓间的输送用气量。另外，也可以用来满足化工厂2套PTA装置中任1套装置停车用氮气的要求，以减轻公司管网氮气供应的压力。尾气量的增加，也使得尾气干燥系统出现了能力不足的问题。1)输送气用量的加大，致使尾气干燥器M1101A／B处理能力远不能满足要求，超过其设计能力，干燥剂寿命缩短。2)装置30％增容后，氧化尾气量增加，如果不综合利用增加的尾气量，必然带来能源的巨大浪费，并增加装置区的噪音污染。3氧化尾气系统改造方案3．1高压吸收塔改造高压吸收塔的主要问题是增容后尾气处理量增加，空塔气速增加，原来的设计难以满足新的处理量的要求。根据对塔工艺模拟计算及水力学核算，采用ADV高性能塔盘技术，可以满足高压吸收塔在处理能力和分离效果方面的要求，具体分析如下：1)改造采用圆形ADV浮阀代替原用的F1浮阀。传统的F1型浮阀塔板，虽有良好的操作性能。但也存在一些缺点。如：塔板上的液面梯度较大，气体在液体流动方向上分布不均，造成在塔板的进口端易产生过量的泄漏，或在塔板的出口端导致气体喷射，二者均使塔板效率降低；F1型浮阀为圆形，从阀孔出来的气体向四面八方流出，使塔板上的液体返混程度较大；塔板上的液体返混降低了塔板效率。此外在塔板两侧的弓形部位存在液体滞止区，在滞止区内，液体无主体流动，通过滞止区的气体几乎无组成变化，这使塔板效率明显降低[¨。而ADV微分浮阀顶面有3个切孔，为气体提供了更多的通道，充分利用了浮阀上部的传质空间，避免常规浮阀顶部的死区，部分气流由此喷出，形成细密的气泡，强化气液接触，使气体分布也趋于均匀，气液接触更充分，提高了塔板的处理能力和传质效率。同时，浮阀下部的气体负荷减少，减轻了高负荷下