年产60万吨精对苯二甲酸工段设计毕业设计

年产60万吨精对苯二甲酸工段设计毕业设计内容摘要：

，出口到大陆的产品必将会更多。 但是，与大陆本地生产 PTA 的成本相比较，从台湾出口到大陆 PTA 并不占优，随着国内 PTA 自给率的不断提高和老装置的不断改扩建，台湾 PTA 市场前景不容乐观。 90 年 代中叶，东南亚经济高速增长，纤维产业也不断增长， PTA 的本地化生产日益提高。 90 年代后半期，印度尼西亚、泰国、马来西亚相继新建了 PTA 工厂。 特别是 1996/97/98年三年间的大量扩建，使东南亚由 PTA 的进口国转变成出口国。 特别是在纺织、缝制、染色方面具有竞争力的印度尼西亚，随着亚洲金融危机结束后本国货币贬值，反 而增强了其出口竞争力。 近年来，随着中国纤维出口量明显增长，设备陈旧、竞争力较差的东南亚纺织、制衣企业正无奈地退出。 中长期预计东南亚 PTA 的需求将缓慢增长。 印度、巴基斯坦的聚脂／棉混纤维的生产不断扩大，从本国巨大的潜在市场来看，预计今后 PTA 的需求将会稳步增长。 印度在 2020 年中期开始再次转为 PTA 进口国，巴基斯坦的进口量也有逐年增加的倾向。 预计两国今后的内需年增长率将在 10%左右。 . 价格现状及走势分析 由于受国际原油价格的影响， 2020－ 2020 年上半年国际 PTA 价格一致处于动荡之中，远东 PTA 价 格一直在 850－ 1 000 美元 /吨波动， 2020 年的 7 月份价格虽曾一度升至 1165美元 /吨，但很快就逐月下滑， 11 月最低至 554 美元 /吨。 由于 PTA 与上游的石油、 PX 之间存在较高的价格相关性。 因 此 石油上涨 将 带来成本向下游的转移，直接造成 PX 的成本增加，从而影响 PTA 的价格。 表 表示 出 2020－ 2020 年五年间国际市场原油、 PX 和PTA 的价格关联。 2020－ 2020 年 国际市场原油、 PX 和 PTA 的价格关联 年份 布伦特原油价格 美元 /桶 东南亚 PX 价格 美元 /吨 远东 PTA价格 美元 /吨 2020 822 817 2020 924 805 2020 1178 890 2020 1150 879 2020 1180 897 1 月 1126 858 2 月 1142 882 3 月 1283 972 北京理工大学珠海学院 本科 生毕业 设计 8 4 月 1303 977 5 月 1399 1022 6 月 1620 1152 7 月 1619 1165 8 月 1400 1063 9 月 1174 878 10 月 820 642 11 月 608 554 12 月 664 597 国内 PTA 市场分析 产能和产量 我国 PTA 的生产起始于 1982 年，中石化北京燕山石化公司从国外引进 PTA 技术建成 万吨／年的生产能力，由于设备老化和没有达到经济规模，缺乏竞争力，该装置于 1998年停产，结束了中国第一套引进装置的历史使命。 之后，上海金山石化、扬子石化等公司开始陆续引进技术建设 PTA 装置。 在过去的 10 年中，我国 PTA 的生产发展迅速， 1997 年国内 PTA 产能达到 万吨/年。 从 2020 年开始，随着国内聚酯行业飞的速发展， 2020－ 2020 年 我国 PTA 需求大幅增长，中国石化仪征化纤股份公司、珠海碧阳化工有限公司、浙江逸盛石化公司、浙江华联三鑫石化公司及厦门翔鹭石化公司等企业 PTA 新建和扩建项目投产，使得国内 PTA 的发展进入了一个飞跃期。 到 2020 年，国内 PTA 的总产能已达 万吨 /年， 1997－ 2020年的产能年均增长率为 %。 产量为 1150 万吨。 截至 2020 年底，我国大陆地区主要的 PTA 生产企 业有 15 家 ， 最大的企业是浙江华联三鑫石化有限公司；翔鹭石化企业（厦门）有限公司是目前国内 PTA 第二大生产企业；珠海碧辟化工有限公司排名第三。 2020 年我国 PTA 生产企业见表。 2020 年我国 PTA 生产企业情况 （ 万吨 /年） 生产企业 产能 备注 浙江华联三鑫石化有限公司 180 2020 年、 2020 年、 2020 年共三期投产 翔鹭石化企业（厦门）有限公司 150 2020 年投产， 2020 年增 30 万吨 /年 ， 2020年增 30 万吨 /年 北京理工大学珠海学院 本科 生毕业 设计 9 珠海碧辟化工有限公司 145 2020 年投产， 2020 年扩容 中国石化扬子石化有限公司 125 1989 年投产， 2020 年增 45 万吨 /年 浙江逸盛石化有限公司 120 2020 年投产， 2020 年底增 60 万吨 /年 中国石化仪征化纤股份公司 1995 年投产，后陆续改扩建 中国石油辽阳石化分公司 80 1996 年投产， 2020 年初增 53 万吨 /年 亚东石化（上海）有限公司 60 2020 年初投产 宁波三菱化学有限公司 60 2020 年初正式投产 台化兴业（宁波）有限公司 60 2020 年投产 其他 120 合计 近年，随着生产能力 的快速增长，我国 PTA 生产格局也发生了明显变化，中外合资企业市场占有率超越中国石化集团居首位，地方国有企业及地方民营企业生产能力也快速增长。 2020 年由于下游需求低迷，我国 PTA 进口量出现大幅下降，约为 万吨，较上年下降 15％。 我国 PTA 进口来源地较为集中，主要为周边国家的韩国、台湾和泰国等，以一般贸易进口。 近年来，随着我国聚酯出口量的大幅增加，部分出口企业采取进料加工贸易方式进口 PTA，使得进料加工贸易方式所占比例逐年大幅增加。 在进口 PTA 的国家中，来自泰国的 PTA 进口量在经历了连续快速增长之 后，当年出现大幅下降，约为 万吨，同比下降 51％，所占比例也由 2020 年的 ％下降至 ％；而来自韩国的 PTA 逐年提高， 2020年达到 万吨，较上年增加 万吨，同比增长 11. 1％，所占比例也由 ％提高至％；另外，来自日本和中东地区的伊朗和沙特的 PTA 进口量明显减少，尤其日本进口量呈逐年减少态势，由 2020 年的 万吨下降至 2020 年的 万吨，所占比例由 7％下降至 ％。 2020 年我国 PTA 进口主要集中在浙江、江苏和上海市东南沿海地区，与这些地区是我国 聚酯生产基地相适应。 上述三省市进口 PTA 的数量分别占我国进口总量的 ％，％及 8％，其中浙江省和江苏省所占比例较 2020 年分别提高了 和 个百分点，而上海市则下降 个百分点。 另外，福建省、四川省和江西省也有少量进口。 虽然近年我国长江三角洲新建 PTA 装置较多，供应能力迅猛增加，但缺口仍很大，尤其是聚酯生产较为集中的浙江省和江苏省进口量仍将是我国最主要的 PTA 进口地区。 随着我国一些聚酯生产企业逐步向中西部地区转移，预计该地区 PTA 需求量会逐步增加，但由于中西部地区远离港口，进口仍将集中 在东南沿海省市。 今后几年，虽然亚洲周边地区 PTA 产能增加不多，但由于这些国家和地区下游聚酯需北京理工大学珠海学院 本科 生毕业 设计 10 求增速不快，主要目标仍将是我国。 20 04 ~200 8 年 PTA 进出口情况统计01002003004005006007008002020 2020 2020 2020 202001002003004005006007008009001000进口量 进口单价 国内消费现状及消费预测 2020 年我国 PTA 消费量约为 万吨，几乎全部用于生产聚酯，极少量用于 PBT等领域。 （ 1）聚酯 我国是世界第一大聚酯生产国， 2020 年生产能力达到 2492 万吨 /年，占亚洲产能的54%、全球的 40%。 2020 年我国聚酯工业消费 PTA 约 万吨，约占消费总量的 %左右。 预计 未来几年内该行业还将保持 %左右的年均增长速度。 （ 2） PBT 近年随着我国电子、电器工业的发展。 PBT 得到大量应用，几乎 50％用于这方面。 随着我国汽车产业的发展和零配件逐步国产化，进一步增加了 PBT 的需要量。 目前 PBT 在汽车部件上的应用占 PBT 总消费量的 10－ 15%。 截止 2020 年，我国 PBT 产能约为 14 万吨，主要生产企业有：江苏常熟台湾长春石化集团在江苏常熟 6 万吨 /年、江阴和时利工程塑胶科技发展有限公司 2 万吨 /年、南通星辰合成材料有限公司新建的 6 万吨 /年装置。 2020 年国内 PBT 树脂行业消费 PTA 约 万吨，约占总量的 %左右。 由于目前国内 PBT 树脂的新建拟建项目较多，预计未来 10 年国内 PBT 生产的增长速度很快，对 PTA 的需求量也将高速增长，预计到 2020 年国内 PBT树脂行业消费 PTA 约 22 万吨，年均增长率约为 %。 北京理工大学珠海学院 本科 生毕业 设计 11 2 设计任务 （ 1）设计项目名称 精对苯二甲酸 合成设计 （ 2）生产方法 生产工艺过程可分氧化单元和加氢精制单元两部分 （ 3）生产能力 年产 60 万吨 PTA（ 精对苯二甲酸 ) （ 4）原料组成 对二甲苯 以醋酸为溶剂，在催化剂作用下经空气氧化成粗对苯二甲酸，再依次经结晶、过滤、干燥为粗品；粗对苯二甲酸经加氢脱除杂质，再经结晶、离心分离、干燥为 PTA 成品。 （ 5）工段产品为 精对苯二甲酸 精对苯二甲酸是生产聚酯纤维、树脂、胶片及容器树脂的主要原料，被广泛应用于化纤、容器、包装、薄膜生产等领域。 PTA 的原料为二甲苯，二甲苯的原料为石油。 而 PTA是聚酯的原料，聚酯又是涤纶的原料，而化纤中 80%为涤纶，化纤占纺织业原料 36%的份额。 北京理工大学珠海学院 本科 生毕业 设计 12 3 生产方法 PTA 项目符合国家产业政策，属国家鼓励类重点产业。 确定 PTA 生产规模的因素主要有：市场容量、 PX 供应量和技术水准等。 （ 1） PTA 项目（就整个化工设备而言），只要设备制造技术、工艺技术有保证，生产规模越大竞争力就越强。 单线生产规模越大则单位产量的建设成本就低，但是多条小规模生产线的建设成本不可能降低。 （ 2）从事生产和销售的管理人员不会因设备能力提高而增加。 三种不同单线能力的 PTA 装置建设成本比较（ ISBL） 小时产能 比较项目 75t/h（现有） 80t/h（新一代） 150t/h（新一代） 装置建设成本 202 212 289 单位产品建设成本 337$ 331$ 258$ 从上表明显可以看出，与现有 75t/h 的技术相比，新一代 80t/h 的技术在单位产品建设成本上降低不明显（仅 %），而 140t/h 的技术显著降低了 %。 因此从降低单位产品的建设成本的角度来看，应首选新一代单线 150t/h（对应公称规模 60 万吨 /年）的技术。 生产能力和年操作时间确定 小时产能： 150t/h 年产能： 万 吨 /年（公称规模 60 万吨 /年） 年操作时间： 4000 小时 装置操作弹性： 70～ 110% 产品 方案 和产品规格 产品方案 本项目 PTA 主装置生产平均粒度为 115177。 15μ m 的纤维级精对苯二甲酸（ PTA），年产量 60 万吨 /年。 北京理工大学珠海学院 本科 生毕业 设计 13 产品规格 精对苯二甲酸（ PTA）产品质量指标表 项目 单位 典型指标 测试方法 外观 白色结晶粉末 酸值 mg KOH/g 675177。 2 DPT Method 140 灰份 wt ppm 6 DPT Method 160 铁 wt ppm 1 DPT Method 370 总 金 属 含 量 (Co, Cr, Mo, Ni, Ti) wt ppm 4 DPT Method 360 4羧基苯甲醛（ 4CBA） wt ppm 20 DPT Method 190 对甲基苯甲酸（ pt 酸） wt ppm 150 DPT Method 520 水 份 wt% DPT Method 560 2N KOH 溶液中色值 Hazen 单位 10 DPT Method 260 b 值 DPT Method 270 粒径 μm 115177。 15 DPT Method 390 北京理工大学珠海学院 2020届 本科 生毕业 设计 13 4 工艺技术和设备方案 工艺技术的比较和选择 国内外工艺技术状况 概述 精对苯二甲酸（ PTA）是聚酯产品的主要基础原料，目前成熟的 PTA 生产技术均采用 PX 氧化 TA 精制两步法。 第一步为氧化，使用空气将对二甲苯 (PX)液相催化氧化为对苯二甲酸 (TA)。 通常采用醋酸为溶剂将 PX。