CN102616969A - 一种pta母液回收系统及其回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PTA母液回收系统及其回收方法，所述的系统包括PTA母液真空冷却系统和PTA母液过滤回收系统；所述的PTA母液真空冷却系统由母液真空冷却罐、一级换热器、蒸汽真空喷射器、二级换热器、母液输送泵组成；所述的PTA母液过滤回收系统由袋式过滤器、三级换热器、金属烧结过滤器、清液罐、氮气储罐、打浆罐、浆液输送泵组成。由于本发明采用PTA母液真空冷却系统，母液真空冷却罐内形成-80kpa的负压力，不断有PTA母液蒸发进入真空喷射器，由于液体蒸发会带走大部分热量，与传统的只采用换热器的冷却方式相比，降低了所需换热面积、减少了换热设备数量，可节约能耗40％，节省占地面积30％。
Description
技术领域
本发明涉及一种从PTA母液中回收有机固体循环利用的工艺，特别是一种PTA母液回收系统及其回收方法。
背景技术
PTA(精对苯二甲酸)母液，是PTA生产过程中的加氢精制单元，CTA(粗对苯二甲酸)经加氢还原、结晶、离心分离、闪蒸之后得到的母液，其中含有大量TA、4-CBA(对羧基苯甲醛)等有机固体颗粒、少量催化剂、可溶于水的p-TA(对甲基苯甲酸)、HAc以及其他金属离子，又称母固废液。
PTA精制单元是将CTA经打浆加热溶解后进入精制反应器，以水为溶剂，在Co、Mn等催化剂作用下，用氢气使浆料中主要杂质4-CBA还原成可溶于水的p-TA，再通过冷却结晶、离心分离或过滤、干燥等工艺，制得产品PTA。PTA母液是在TA离心分离或过滤过程中分离出的大量水溶液，此溶液含有TA、p-TA、4-CBA等有机物、HAc和少量催化剂、以及其他金属离子。
传统的TA工艺中PTA的精制母液直接排入污水处理系统，不对其中有用成分PTA、4-CBA等有机物、贵金属催化剂进行回收。我国PTA需求量呈逐年上升趋势，随着PTA生产装置的新建及扩建，PTA母液产量将大幅增加。PTA母液中的可用物质TA、4-CBA等有机物以及少量贵金属催化剂的存在一方面会造成资源的严重浪费，如回收可节省大量PTA生产原料及昂贵的金属催化剂；另一方面，增大了母液的COD、BOD含量，增加后续污水处理工艺的负担。所以，对PTA母固废液进行处理，回收其中的有机物杂质，无论从经济角度还是环保角度都非常必要。
但现有技术存在以下缺点：
1、采用换热器直接冷却降温，占地面积大，能耗高。
2、采用单级过滤形式进行固液分离，有机固体回收率低。
3、过滤后有机固体含湿率高，需要设置干燥机进行干燥处理，设备投资成本高，电力消耗高。
发明内容
为了克服上述技术中存在的缺点和不足之处，本发明的目的是要设计一种可节约能耗、节省占地面积、高效回收PTA母液中有机固体、降低有机固体含湿率同时降低设备投资成本的PTA母液回收系统及其回收方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种PTA母液回收系统，包括PTA母液真空冷却系统和PTA母液过滤回收系统；
所述的PTA母液真空冷却系统由母液真空冷却罐、一级换热器、蒸汽真空喷射器、二级换热器、母液输送泵组成；所述的母液真空冷却罐的母液出口连接母液输送泵的进口；所述的母液真空冷却罐上部蒸汽出口连接一级换热器的进口；所述的一级换热器的冷凝液出口连接母液真空冷却罐的冷凝液进口；所述的一级换热器的蒸汽出口连接蒸汽真空喷射器的进口；所述的蒸汽真空喷射器的进口还与低压蒸汽管道出口连接；所述的蒸汽真空喷射器的出口连接二级换热器的进口；
所述的PTA母液过滤回收系统由袋式过滤器、三级换热器、金属烧结过滤器、清液罐、氮气储罐、打浆罐、浆液输送泵组成；所述的母液输送泵的出口连接袋式过滤器进口；所述的袋式过滤器出口连接三级换热器的进口；所述的三级换热器的出口连接金属烧结过滤器的进口；所述的金属烧结过滤器出口连接清液罐的进口；所述的清液罐的出口连接清液出口管道；所述的氮气储罐的出口分别连接袋式过滤器和金属烧结过滤器的上部气体管道进口；所述的袋式过滤器和金属烧结过滤器的排渣管道出口分别连接到打浆罐的进口；所述的打浆罐出口连接浆液输送泵的进口；所述的浆液输送泵出口连接精制PTA后续处理设备。
本发明所述的一级换热器、二级换热器和三级换热器均采用管式换热器。
本发明所述的袋式过滤器采用烛式滤芯，过滤精度5μm。
本发明所述的金属烧结过滤器采用不锈钢金属粉末烧结滤芯，过滤精度0.5μm。
一种PTA母液回收系统的回收方法，包括以下步骤：
A、PTA母液真空冷却：PTA母液蒸汽进入母液真空冷却罐，PTA母液蒸汽经一级换热器冷却，由100℃PTA母液蒸汽转化为60～70℃PTA母液冷凝液；来自低压蒸汽管道的低压蒸汽作为动力蒸汽，进入蒸汽真空喷射器，在蒸汽真空喷射器内与来自一级换热器的出口PTA母液冷凝液混合，携带PTA母液冷凝液一起向前运动，经二级换热器冷却，低压蒸汽由150～180℃转化为100℃冷凝液，从而在蒸汽真空喷射器内形成真空；PTA母液蒸汽经蒸汽真空喷射器抽吸后，母液真空冷却罐内压力降至-80kpa，PTA母液温度降至60～70℃，PTA有机固体颗粒会析出；含有PTA有机固体颗粒的PTA母液由母液输送泵送至PTA母液过滤回收系统；
B、PTA母液过滤回收：经步骤A处理后的PTA母液进入PTA母液过滤回收系统中的袋式过滤器进行一级过滤，经过袋式过滤器进行固液分离，PTA母液进入三级换热器，温度降至40～50℃，进一步有PTA和4-CBA有机固体颗粒析出，然后PTA母液进入金属烧结过滤器，过滤出新析出的PTA和4-CBA有机固体颗粒，最后PTA母液进入清液罐；袋式过滤器和金属烧结过滤器中拦截的PTA、4-CBA有机固体被氮气吹干后进入打浆罐，由浆液输送泵向外输出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明采用PTA母液真空冷却系统，当PTA母液介质进入母液真空冷却罐，来自低压蒸汽管道的蒸汽作为动力蒸汽，进入蒸汽真空喷射器，在蒸汽真空喷射器内与来自一级换热器的出口母液蒸汽混合，携带母液蒸汽一起向前运动，从而在蒸汽真空喷射器内形成真空；母液蒸汽经蒸汽真空喷射器抽吸后，母液真空冷却罐内形成-80kpa的负压力，PTA母液沸点随压力降低，不断的有PTA母液蒸发进入真空喷射器，由于液体蒸发会带走大部分热量，因此PTA母液真空冷却罐里的母液温度会大大降低，与传统的只采用换热器的冷却方式相比，降低了所需换热面积、减少了换热设备数量，可节约能耗40％，节省占地面积30％。
2、由于本发明采用袋式过滤器和金属烧结过滤器两级过滤，有机固体回收率≥98％。
3、由于本发明PTA母液过滤回收系统采用氮气吹干滤芯拦截的有机固体中大部分水分，可得到含湿率较低的有机固体，因此省略了额外的干燥设备，大大节省设备投资成本，降低能源消耗。
附图说明
本发明共有4幅附图。其中：
图1是PTA母液回收系统工艺装置示意图。
图2是PTA母液回收系统工艺流程示意图。
图3是PTA母液真空冷却系统工艺装置示意图。
图4是PTA母液过滤回收系统工艺装置示意图。
图中：1、母液真空冷却罐，2、一级换热器，3、蒸汽真空喷射器，4、二级换热器，5、母液输送泵，6、袋式过滤器，7、三级换热器，8、金属烧结过滤器，9、清液罐，10、打浆罐，11、浆液输送泵，12、氮气储罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明。如图1-4所示，一种PTA母液回收系统，包括PTA母液真空冷却系统和PTA母液过滤回收系统；
所述的PTA母液真空冷却系统由母液真空冷却罐1、一级换热器2、蒸汽真空喷射器3、二级换热器4、母液输送泵5组成；所述的母液真空冷却罐1的母液出口连接母液输送泵5的进口；所述的母液真空冷却罐1上部蒸汽出口连接一级换热器2的进口；所述的一级换热器2的冷凝液出口连接母液真空冷却罐1的冷凝液进口；所述的一级换热器2的蒸汽出口连接蒸汽真空喷射器3的进口；所述的蒸汽真空喷射器3的进口还与低压蒸汽管道出口连接；所述的蒸汽真空喷射器3的出口连接二级换热器4的进口；
所述的PTA母液过滤回收系统由袋式过滤器6、三级换热器7、金属烧结过滤器8、清液罐9、氮气储罐12、打浆罐10、浆液输送泵11组成；所述的母液输送泵5的出口连接袋式过滤器6进口；所述的袋式过滤器6出口连接三级换热器7的进口；所述的三级换热器7的出口连接金属烧结过滤器8的进口；所述的金属烧结过滤器8出口连接清液罐9的进口；所述的清液罐9的出口连接清液出口管道；所述的氮气储罐12的出口分别连接袋式过滤器6和金属烧结过滤器8的上部气体管道进口；所述的袋式过滤器6和金属烧结过滤器8的排渣管道出口分别连接到打浆罐10的进口；所述的打浆罐10出口连接浆液输送泵11的进口；所述的浆液输送泵11出口连接精制PTA后续处理设备。所述的一级换热器2、二级换热器4和三级换热器7均采用管式换热器。所述的袋式过滤器6采用烛式滤芯，过滤精度5μm。所述的金属烧结过滤器8采用不锈钢金属粉末烧结滤芯，过滤精度0.5μm。
一种PTA母液回收系统的回收方法，包括以下步骤：
A、PTA母液真空冷却：PTA母液蒸汽进入母液真空冷却罐1，PTA母液蒸汽经一级换热器2冷却，由100℃PTA母液蒸汽转化为60～70℃PTA母液冷凝液；来自低压蒸汽管道的低压蒸汽作为动力蒸汽，进入蒸汽真空喷射器3，在蒸汽真空喷射器3内与来自一级换热器2的出口PTA母液冷凝液混合，携带PTA母液冷凝液一起向前运动，经二级换热器4冷却，低压蒸汽由150～180℃转化为100℃冷凝液，从而在蒸汽真空喷射器3内形成真空；PTA母液蒸汽经蒸汽真空喷射器3抽吸后，母液真空冷却罐1内压力降至-80kpa，PTA母液温度降至60～70℃，PTA有机固体颗粒会析出；含有PTA有机固体颗粒的PTA母液由母液输送泵5送至PTA母液过滤回收系统；
B、PTA母液过滤回收：经步骤A处理后的PTA母液进入PTA母液过滤回收系统中的袋式过滤器6进行一级过滤，经过袋式过滤器6进行固液分离，PTA母液进入三级换热器7，温度降至40～50℃，进一步有PTA和4-CBA有机固体颗粒析出，然后PTA母液进入金属烧结过滤器8，过滤出新析出的PTA和4-CBA有机固体颗粒，最后PTA母液进入清液罐9；袋式过滤器6和金属烧结过滤器8中拦截的PTA、4-CBA有机固体被氮气吹干后进入打浆罐10，由浆液输送泵11向外输出。
Claims (5)
1.一种PTA母液回收系统，其特征在于：包括PTA母液真空冷却系统和PTA母液过滤回收系统；
所述的PTA母液真空冷却系统由母液真空冷却罐(1)、一级换热器(2)、蒸汽真空喷射器(3)、二级换热器(4)、母液输送泵(5)组成；所述的母液真空冷却罐(1)的母液出口连接母液输送泵(5)的进口；所述的母液真空冷却罐(1)上部蒸汽出口连接一级换热器(2)的进口；所述的一级换热器(2)的冷凝液出口连接母液真空冷却罐(1)的冷凝液进口；所述的一级换热器(2)的蒸汽出口连接蒸汽真空喷射器(3)的进口；所述的蒸汽真空喷射器(3)的进口还与低压蒸汽管道出口连接；所述的蒸汽真空喷射器(3)的出口连接二级换热器(4)的进口；
所述的PTA母液过滤回收系统由袋式过滤器(6)、三级换热器(7)、金属烧结过滤器(8)、清液罐(9)、氮气储罐(12)、打浆罐(10)、浆液输送泵(11)组成；所述的母液输送泵(5)的出口连接袋式过滤器(6)进口；所述的袋式过滤器(6)出口连接三级换热器(7)的进口；所述的三级换热器(7)的出口连接金属烧结过滤器(8)的进口；所述的金属烧结过滤器(8)出口连接清液罐(9)的进口；所述的清液罐(9)的出口连接清液出口管道；所述的氮气储罐(12)的出口分别连接袋式过滤器(6)和金属烧结过滤器(8)的上部气体管道进口；所述的袋式过滤器(6)和金属烧结过滤器(8)的排渣管道出口分别连接到打浆罐(10)的进口；所述的打浆罐(10)出口连接浆液输送泵(11)的进口；所述的浆液输送泵(11)出口连接精制PTA后续处理设备。
2.根据权利要求1所述的一种PTA母液回收系统，其特征在于：所述的一级换热器(2)、二级换热器(4)和三级换热器(7)均采用管式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种PTA母液回收系统，其特征在于：所述的袋式过滤器(6)采用烛式滤芯，过滤精度5μm。
4.根据权利要求1所述的一种PTA母液回收系统，其特征在于：所述的金属烧结过滤器(8)采用不锈钢金属粉末烧结滤芯，过滤精度0.5μm。
5.一种PTA母液回收系统的回收方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、PTA母液真空冷却：PTA母液蒸汽进入母液真空冷却罐(1)，PTA母液蒸汽经一级换热器(2)冷却，由100℃PTA母液蒸汽转化为60～70℃PTA母液冷凝液；来自低压蒸汽管道的低压蒸汽作为动力蒸汽，进入蒸汽真空喷射器(3)，在蒸汽真空喷射器(3)内与来自一级换热器(2)的出口PTA母液冷凝液混合，携带PTA母液冷凝液一起向前运动，经二级换热器(4)冷却，低压蒸汽由150～180℃转化为100℃冷凝液，从而在蒸汽真空喷射器(3)内形成真空；PTA母液蒸汽经蒸汽真空喷射器(3)抽吸后，母液真空冷却罐(1)内压力降至-80kpa，PTA母液温度降至60～70℃，PTA有机固体颗粒会析出；含有PTA有机固体颗粒的PTA母液由母液输送泵(5)送至PTA母液过滤回收系统；
B、PTA母液过滤回收：经步骤A处理后的PTA母液进入PTA母液过滤回收系统中的袋式过滤器(6)进行一级过滤，经过袋式过滤器(6)进行固液分离，PTA母液进入三级换热器(7)，温度降至40～50℃，进一步有PTA和4-CBA有机固体颗粒析出，然后PTA母液进入金属烧结过滤器(8)，过滤出新析出的PTA和4-CBA有机固体颗粒，最后PTA母液进入清液罐(9)；袋式过滤器(6)和金属烧结过滤器(8)中拦截的PTA、4-CBA有机固体被氮气吹干后进入打浆罐(10)，由浆液输送泵(11)向外输出。
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