陳浩

（恒力石化（大連）有限公司，遼寧 大連116317）

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淺議PTA裝置開車中存在問題及對策

陳浩

（恒力石化（大連）有限公司，遼寧 大連116317）

摘要：2010至2012年，某公司進(jìn)行了220萬噸/年P(guān)TA裝置的建設(shè)施工，并于2012年9月建成投產(chǎn)且一次性開車成功，現(xiàn)已處于穩(wěn)定運(yùn)行階段。該公司PTA裝置采用美國英威達(dá)專利技術(shù)，由京鼎工程建設(shè)有限公司總承包并負(fù)責(zé)詳細(xì)設(shè)計(jì)，寧波市第三建設(shè)工程有限公司負(fù)責(zé)全部安裝工程，在裝置建設(shè)中遇到了許多問題值得總結(jié)和研究。介紹了PTA裝置在建設(shè)和開車過程中涉及的各種方面的問題，幫助大家改進(jìn)和完善大型石化項(xiàng)目的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：PTA；建設(shè)；開車；安裝；R2R

目前，PTA工藝專利技術(shù)主要有英國BP、美國英威達(dá)、日本三菱化學(xué)、日本三井油化和DOW-INCA，我國中紡院也已經(jīng)有了自己的PTA專利技術(shù)，其中以英國BP和美國英威達(dá)的專利技術(shù)最具代表性［1］。

近年來，我國PTA工業(yè)蓬勃發(fā)展，早在2003年，全國最大的PTA裝置為珠海BP的35萬噸/年精對苯二甲酸（PTA）裝置一期工程［2］，到2015年，PTA裝置規(guī)模達(dá)到了150～220萬噸/年P(guān)TA以上，全國的PTA總產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到4 665萬噸/年。PTA裝置的規(guī)模不斷增大，也表明了PTA技術(shù)的日趨成熟。實(shí)踐證明，單系列產(chǎn)能擴(kuò)大既可以降低單位產(chǎn)品的投資成本，又可以降低單位產(chǎn)品的運(yùn)行成本。PTA技術(shù)的發(fā)展方向是降低物耗和能耗，發(fā)展趨勢有兩個，一是裝置規(guī)模的擴(kuò)大化，二是優(yōu)化工藝流程。PTA技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟，但對流程的優(yōu)化仍在不斷的進(jìn)行中。本文針對PTA裝置的建設(shè)和開工進(jìn)行了研究，以期對PTA裝置建設(shè)和開工的優(yōu)化。

1　裝置概況及特點(diǎn)

PTA全稱精對苯二甲酸，為石油的下端產(chǎn)品，是以PX（配方占65%－67%）為原料，以醋酸為溶劑，在催化劑的作用下經(jīng)空氣氧化（氧氣占35%－33%），反應(yīng)生成。經(jīng)過結(jié)晶、過濾、酸洗、干燥、再精制等工藝過程后，得到最終產(chǎn)品。

PTA套裝置主要有CTA和PTA兩個單元組成。其中，CTA單元包括壓縮機(jī)及HPCCU（高壓催化燃燒）區(qū)域、氧化結(jié)晶區(qū)域、溶劑回收區(qū)域、凝液收集區(qū)域和過濾干燥區(qū)域5部分，還有單獨(dú)的中間儲罐區(qū)域和催化劑儲罐區(qū)域。PTA單元包括反應(yīng)精制區(qū)域、過濾干燥區(qū)域、料倉半料倉區(qū)域和氫氣壓縮機(jī)區(qū)域4部分。

主要設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)、尾氣膨脹機(jī)、電機(jī)/發(fā)電機(jī)、蒸汽透平、透平凝液泵、高壓催化燃燒反應(yīng)器、氮?dú)鈮嚎s機(jī)、氫氣壓縮機(jī)、PX進(jìn)料泵（高速泵）、PTA母液泵（高速泵）、除氧器、氧化反應(yīng)器、結(jié)晶反應(yīng)器、精制反應(yīng)器、開車預(yù)熱器、蒸汽發(fā)生器（汽包）、溶劑脫水塔、汽提塔、旋轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)、真空泵、旋轉(zhuǎn)壓力過濾機(jī)、進(jìn)料螺旋、CTA干燥機(jī)、PTA干燥機(jī)、旋轉(zhuǎn)閥、換熱器、金屬燒結(jié)管過濾器、攪拌機(jī)、薄膜蒸發(fā)器、射源物位計(jì)、風(fēng)送裝置、料倉、打包機(jī)、殘?jiān)衅瑱C(jī)等。

2　裝置施工

在裝置的施工階段，涉及如大件設(shè)備吊裝、大重量動設(shè)備的基礎(chǔ)施工（干燥機(jī)）、管線排布、特殊材料的焊接（鈦材）、風(fēng)送管線的布設(shè)、復(fù)合鋼板料倉的施工以及儀表自控的聯(lián)合校驗(yàn)等。此外，在土建工程上，考慮為填海造陸的地質(zhì)條件，所以大量使用了樁基基礎(chǔ)［2］。整個裝置絕大部分采用了鋼結(jié)構(gòu)框架，壓縮機(jī)和料倉采用鋼筋混凝土框架［3］。裝置區(qū)地面鋪裝花崗巖以防止酸腐蝕［4］。公司主動提升材質(zhì)，絕大部分材質(zhì)選擇不銹鋼316L和304L，溶劑回收區(qū)大部分和氧化結(jié)晶區(qū)部分設(shè)備和管線采用雙相鋼2205材質(zhì)，還有部分易腐蝕部位為鈦材材質(zhì)［4］，這也給焊接工作帶來不少困難。由于工藝介質(zhì)為漿料和粉料，工藝本身對設(shè)備及管道內(nèi)部的清潔度、粗糙度要求非常嚴(yán)格，管道內(nèi)部焊縫要求平滑，料倉內(nèi)部要求拋光。

電儀方面，由于裝置內(nèi)部大部分為甲類危險區(qū)，對儀表電氣的安全性和連續(xù)性提出了高要求，一律采用防爆電氣器材，且大部分用戶為一級負(fù)荷，由于公司自備電廠本身有兩路電源供電，加上車間配備UPS，這相當(dāng)于又多了一級保護(hù)。出于對安全性和自動化程度的考慮，整套裝置共設(shè)置了近百個安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，數(shù)百個控制回路。

對于現(xiàn)場建設(shè)和電儀工程，其核心就是建成一座安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行且經(jīng)濟(jì)性高的現(xiàn)代化工廠，上述提到的事項(xiàng)都值得注意和考慮。

3　裝置開工

建設(shè)完成正式交付生產(chǎn)之后，裝置需要進(jìn)行的工作有單機(jī)試車、打壓、吹掃、氣密、引入公用工程、裝置聯(lián)動試車以及正式開車。其中單機(jī)試車、打壓和吹掃一般在建設(shè)后期開始進(jìn)行，主要目的是檢查設(shè)備的安裝情況，是否滿足生產(chǎn)需求。

在裝置氣密合格之后可以引入公用工程，為裝置開工做準(zhǔn)備。聯(lián)動試車結(jié)束以后，裝置開始正式開車。

（1）氧化單元

首先，為裝置提供空氣原料的壓縮機(jī)組最先開車，它是全廠的核心設(shè)備。空壓機(jī)開車前需要啟動潤滑油系統(tǒng)、凝液系統(tǒng)、電機(jī)發(fā)電機(jī)，然后給蒸汽透平引入蒸汽，調(diào)節(jié)至同步轉(zhuǎn)速，空壓機(jī)開車完成。

其次，氧化結(jié)晶區(qū)，氧化反應(yīng)器是PTA產(chǎn)品生成的的地方，它將混有醋酸溶劑的PTA漿料送至下游結(jié)晶器，并放出大量熱，通過氣相攜帶至汽包，用于發(fā)生蒸汽，冷凝的酸氣到高壓吸收塔進(jìn)行回收并送至脫水塔脫水回用。反應(yīng)生成的漿料在結(jié)晶器中完成一小部分反應(yīng)并產(chǎn)生結(jié)晶送至過濾干燥區(qū)。

第三，過濾干燥區(qū)，漿料通過泵送至旋轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)，通過真空環(huán)境分離固液兩相。液相含有少量催化劑的醋酸溶劑送至汽提塔。固體CTA（粗對苯二甲酸）通過螺旋送至干燥機(jī)，干燥后的粉塵通過風(fēng)送系統(tǒng)送至中間料倉作為精制單元的原料。

第四，溶劑區(qū)，汽提塔收集氧化單元的含有催化劑的醋酸溶劑，一方面回收催化劑，另一方面回收醋酸溶劑。脫水塔對氧化單元的醋酸進(jìn)行脫水回收，作為溶劑再次使用。

第五，尾氣處理區(qū)，反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過高壓吸收塔酸洗水洗后經(jīng)過加熱升溫，送至高壓焚燒反應(yīng)器，處理后送至尾氣膨脹機(jī)做功，最后水洗放空。

（2）精制單元

首先，反應(yīng)區(qū)，以水作為溶劑，使氫氣與來自中間料倉的CTA在高溫高壓和催化劑條件下反應(yīng)，將鄰苯二甲酸和間苯二甲酸變成苯甲酸送回氧化反應(yīng)器重新反應(yīng)。以水為溶劑的PTA（精對苯二甲酸）從反應(yīng)器底部進(jìn)入結(jié)晶器，進(jìn)行結(jié)晶，然后送至旋轉(zhuǎn)壓力過濾機(jī)進(jìn)行下一步處理。

然后，過濾干燥區(qū)，來自結(jié)晶器的PTA漿料通過泵送至旋轉(zhuǎn)壓力過濾機(jī)，進(jìn)行固液分離。液相經(jīng)過處理后返回母液罐回用，固體PTA送至干燥機(jī)，干燥后的PTA粉料通過風(fēng)送系統(tǒng)送至成品料倉，等待打包。

裝置一次性開車成功，經(jīng)過36小時達(dá)到穩(wěn)定。目前各區(qū)域均處于穩(wěn)定生產(chǎn)的狀態(tài)。

裝置實(shí)行四班三運(yùn)轉(zhuǎn)制度，每班配有13名員工，其中班長一名，DCS操作員4名，外操8名。由于工藝的先進(jìn)性和公司管理制度的完善，人員配備上在同行業(yè)具有優(yōu)勢。同時物耗能耗也處于領(lǐng)先水平，催化劑消耗約為0.67 kg/t PTA，醋酸消耗約為34～35 kg/t PTA.

2012年9月，公司舉行PTA裝置開工慶典，預(yù)示著全球單體產(chǎn)能最大的PTA裝置正式成為PTA領(lǐng)域的風(fēng)向標(biāo)。

4　結(jié)束語

本文描述了PTA裝置建設(shè)安裝及開工過程，其中PTA裝置建設(shè)安裝過程中，值得我們注意的是

（1）隨著PTA裝置規(guī)模的不斷增大，設(shè)備也在迅速的大型化。在此PTA裝置的建設(shè)中，精制反應(yīng)器重量達(dá)到了600噸以上，兩臺氧化反應(yīng)器單臺重量也在560噸以上。

（2）PTA裝置的材質(zhì)也在不斷提升。在此PTA裝置中絕大部分材質(zhì)為不銹鋼316L和304L，還有部分雙相鋼2205、鈦以及哈氏合金，碳鋼材質(zhì)的比例正在減?。?］。

（3）更加注重裝置的安全性和自動化程度。配備多電源供電系統(tǒng)和更多的安全儀表系統(tǒng)，為裝置安全保駕護(hù)航，配置大量的自動控制系統(tǒng)，極大提升裝置的自動化程度。

（4）對員工要求不斷提升。作為化工領(lǐng)域的PTA裝置工藝比較復(fù)雜，若要求操作人員能在較短時間將裝置從擾動狀態(tài)恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，需要具備相當(dāng)?shù)睦碚摵蛯?shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（5）員工數(shù)量少而精。PTA裝置區(qū)域多，面積大，周期性作業(yè)較多，需要配備較多人員。人力成本決定人員素質(zhì)，反之亦然。各公司都在努力提高員工素質(zhì)來降低人力成本。

參考文獻(xiàn)：

［1］謝宏雷.PTA裝置節(jié)能優(yōu)化［J］.聚酯工業(yè)，2007，（7）：28-30.

［2］鄭寧來.珠海建成我國最大的PTA裝置［J］.聚酯工業(yè)，2008，（4）：28.

［3］程克忠.PTA項(xiàng)目的工程建設(shè)［J］.石油化工建設(shè)，2008，（6）：34-37.

［4］王富海.PTA裝置的選材［J］.石油化工腐蝕與防護(hù)，1999，（6）：6-9.

Discussion on Problems and Countermeasures in the Drive of PTA device

CHEN Hao
（Hengli PetroChemical（dalian）Co.Ltd.，Dalian Liaoning 116317，China）

Abstract：From 2010 to 2012，our company carried out the construction of PTA unit for 2200MT/a，and put into operation a one-time start-up success in September 2012，now the plant is in a stable operation stage.The licenser of the PTA unit of Our company is INVISTA Co.from the United States，and the engineering detail contractor is JINGDING Engineering&Construction Co.Ltd.All the installation works is responsible for Ningbo Construction Engineering Co.，Ltd.，in the construction of the plant encountered many problems which are worthy of summarizing and studying.

Key words：PTA；Construction；Start-up；Installation；R2R

中圖分類號：TQ050.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）03-0211-03

收稿日期：2015-12-14

作者簡介：陳浩（1983-），男，遼寧省法庫縣人，本科，助理工程師，從事生產(chǎn)管理工作。