CN109400466B - 一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法及增浓装置 - Google Patents

一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法及增浓装置 Download PDF

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Abstract

一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法及增浓装置，其包含如下步骤：CTA浆料经逐级结晶增浓形成初级CTA浆料，初级CTA浆料经增浓器中的搅拌轴搅拌分别得到浓度为50～60％的CTA浆料、含有CTA固体颗粒的CTA母液；浓度为50～60％的CTA浆料中的一部分进入CTA旋转压力过滤机中，一部分回流至增浓器中；含有CTA固体颗粒的CTA母液经沉降分离，分离后的大部分CTA固体颗粒及部分CTA母液输送至增浓器中，剩余CTA母液及少量小颗粒的CTA固体进入CTA母液缓冲罐中；剩余CTA母液及少量小颗粒的CTA固体经笼式过滤器过滤，分别得到含有小颗粒CTA固体的CTA母液和CTA母液清液；含有小颗粒CTA固体的CTA母液输送至增浓器中；CTA母液清夜进入到CTA氧化反应器中进行回用。本发明可有效降低生产成本。

Description

一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法及增浓装置
技术领域
本发明涉及PTA工业生产领域，尤其涉及一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法及装置。
背景技术
在现有PTA工业生产过程中，见图1，对二甲苯与氧气通入CTA氧化反应器并在催化剂的作用下反应生成粗对苯二甲酸(CTA)浆料，随后反应生成的CTA浆料进入到结晶单元(图中第一结晶器、第二结晶器和第三结晶器)进行结晶增浓，CTA浆料的结晶一般采用三级或多级串联结晶，通过此方法可将CTA浆料的浓度增浓至固含量为30～40％；经过增浓后的CTA浆料随后进入到CTA旋转压力过滤机(CTA RPF)中进行溶剂交换处理。
CTA浆料的固含量直接决定了后续旋转压力过滤机的生产能力及洗涤水的耗量，浆料中固含量越高，CTA旋转压力过滤机的生产能力越大，所需的洗涤水耗量越少，因此，提高CTA浆料的固含量，能够提高旋转压力过滤机的生产能力，减少后续CTA旋转压力过滤机的数量，降低溶剂交换过程中的水耗及能耗，同时减少了溶剂交换过程中产生的废水，降低了后续废水处理的费用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效降低生产成本的提高CTA RPF进料浆料浓度的方法及装置。
为解决上述问题，本发明提供的一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，包含如下步骤：
CTA浆料经多级串联的结晶器逐级结晶增浓形成初级CTA浆料，所述初级CTA浆料通过搅拌沉降步骤继续增浓；
所述搅拌沉降步骤包括如下子步骤：
步骤100，所述初级CTA浆料进入增浓器进行物理沉降得到位于增浓器底部的第一级CTA浆料以及位于增浓器上部的第一级CTA母液；
步骤200，将部分所述第一级CTA浆料输送至旋转压力过滤机，其余部分所述第一级CTA浆料输回所述增浓器继续进行沉降分离；
步骤300，将所述第一级CTA母液注入旋流器进行离心旋转后沉降分离，得到下层的第二级CTA浆料和上层的第二级CTA母液，将所述第二级CTA浆料输送至所述增浓器继续进行物理沉降，将第二级CTA母液储存备用；
步骤400，将所述第二级CTA母液注入一笼式过滤器，在一定压力下经笼式过滤器进一步过滤得到位于笼式过滤器底部的第三级CTA浆料和位于笼式过滤器上部的第三级CTA母液，所述第三级CTA母液清夜由笼式过滤器4的顶部排出进入到CTA氧化反应器中进行回用，位于所述笼式过滤器底部的第三级CTA浆料输送回所述增浓器中。
于一实施例中，CTA浆料通过2个串联的结晶器逐级结晶增浓形成所述初级CTA浆料，所述初级CTA浆料在0.5～1.0MPaG条件下进入到增浓器中，对所述初级CTA浆料以某一搅拌速度进行搅拌。
于一实施例中，所述第一级CTA浆料经所述增浓器底部排出并在一级CTA浆料输送泵的作用下将部分所述第一级CTA浆料输送至所述旋转压力过滤机，其余部分输回所述增浓器继续进行沉降分离。
于一实施例中，所述增浓器包括沉降罐和搅拌轴，所述搅拌轴以0.5～3.5r/min转速对所述初级CTA浆料进行搅拌。
于一实施例中，步骤300中，所述第一级CTA母液经所述增浓器的上部流出，在一定的压力条件下以切向进料的方式进入所述旋流器中，并沿所述旋流器的器壁做旋转上升运动。
于一实施例中，所述初级CTA浆料浓度为20～30％，所述第一级CTA浆料的浓度为50～60％。
于一实施例中，步骤200，还包括所述第一级CTA浆料通过一一级CTA浆料泵输回所述增浓器继续进行沉降分离；步骤300中还包括所述第二级CTA浆料通过一二级CTA浆料泵输送至所述增浓器继续进行物理沉降，步骤400中还包括所述第三级CTA浆料经一三级CTA浆料泵输送回所述增浓器中。
于一实施例中，所述所述第二级CTA母液通过CTA母液输送泵进入到一安装在笼式过滤器于与旋流器之间的CTA母液缓冲罐(3)中储存。
本发明还提供一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的增浓装置，设有多个依次串接的结晶器组成的结晶单元，安装在结晶单元和旋转压力过滤机之间，CTA浆料经结晶单元逐级结晶增浓形成初级CTA浆料，其特征在于，包括：
一增浓器，与结晶单元的出口连接，用以对来自结晶单元的初级CTA浆料进行物理沉降，得到增浓器底部的第一级CTA浆料以及位于增浓器上部的第一级CTA母液；所述增浓器的底部设有一供部分所述第一级CTA浆料回流至所述增浓器的循环管线；所述增浓器的侧部设有一第一管线，所述第一管线与旋转压力过滤机连接，用于将其余部分所述第一级CTA浆料输送至旋转压力过滤机；
一旋流器，通过一第二进料管线与所述增浓器连接，用以对流入的所述第一级CTA母液进行离心旋转后沉降分离，得到位于旋流器下层的第二级CTA浆料和位于旋流器上层的第二级CTA母液；所述旋流器的底部通过一第三管线与所述增浓器连接，用以将所述第二级CTA浆料输送至所述增浓器继续进行物理沉降；
一笼式过滤器，与所述旋流器连接，用以对所述第二级CTA母液在一定压力下进一步过滤得到位于笼式过滤器底部的第三级CTA浆料和位于笼式过滤器上部的第三级CTA母液；所述笼式过滤器底部设有与所述增浓器连接的一第四管线，所述笼式过滤器底部的第三级CTA浆料经所述第四管线输送回所述增浓器中，所述笼式过滤器的顶部设有一第五管线，所述第三级CTA母液清夜由笼式过滤器的顶部的第五管线排出进入到CTA氧化反应器中进行回用。
于一实施例中，在所述旋流器与所述笼式过滤器之间安装一CTA母液缓冲罐，供所述第二级CTA母液由所述旋流器进入到一CTA母液缓冲罐(3)中储存。
于一实施例中，所述第二进料管线、第三管线、第四管线上均设有CTA浆料泵，所述增浓器内设有搅拌轴。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过采用增浓器、旋流器、笼式过滤器等装置，可将CTA浆料的浓度增浓至50～60％，由于浓度的增加，大幅度提高了CTA旋转压力过滤机的生产能力，减少了CTA旋转压力过滤机的数量，减少了设备的投资及生产过程中的电耗，进而降低了PTA工业生产装置的成本。
2、本发明的应用可有效减少CTA溶剂交换过程中的洗涤水用量，降低了PTA生产过程中的水耗。
3、本发明的应用由于能够减少CTA溶剂交换过程中的洗涤水用量，从而减少了产生的废水，降低了后续废水处理过程中的成本。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为现有CTA浆料处理过程的工艺流程框图。
图2为本发明的工艺流程框图。
图3为本发明的工艺流程图。
图中：
1—增浓器；
2—旋流器；
3—CTA母液缓冲罐；
4—笼式过滤器；
5—一级CTA浆料输送泵；
6—二级CTA浆料输送泵；
7—CTA母液输送泵；
8—三级CTA浆料输送泵。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下：
本文中粗对苯二甲酸浆料简称CTA浆料，旋转压力过滤机简称为RPF。
如图2～3所示，提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的增浓装置，该装置安装在结晶单元和旋转压力过滤机之间，旋转压力过滤机简称RPF，对二甲苯与氧气在CTA氧化反应器中催化剂的作用下反应生成粗对苯二甲酸(CTA)浆料，粗对苯二甲酸(CTA)浆料在结晶单元中逐级增浓进入该增浓装置再增浓，在本实施例中结晶单元为两个依次串接的结晶器，结晶器的数量不以2个为限，CTA浆料依次经两级串联的第一结晶器、第二结晶器逐级结晶增浓形成初级CTA浆料，该初级CTA浆料注入该装置继续增浓操作，该装置包括：依次连接的增浓器1、旋流器2以及笼式过滤器4。
该增浓器1与结晶单元的该第二结晶器连接，用以对来自第二结晶器的初级CTA浆料进行物理沉降，得到增浓器1底部的第一级CTA浆料以及位于增浓器1上部的第一级CTA母液；该增浓器1的底部设有一供部分该第一级CTA浆料回流至该增浓器1的循环管线；该增浓器1的侧部设有一第一管线，该第一管线与旋转压力过滤机连接，用于将其余部分该第一级CTA浆料输送至旋转压力过滤机。
旋流器2通过一第二进料管线与该增浓器1连接，用以对流入的该第一级CTA母液进行离心旋转后沉降分离，得到下层的第二级CTA浆料和上层的第二级CTA母液，该旋流器2的底部通过一第三管线与该增浓器1连接，用以将该第二级CTA浆料输送至该增浓器1继续进行物理沉降。
笼式过滤器4，与该旋流器2连接，用以在一定压力下对该第二级CTA母液进一步过滤，得到位于笼式过滤器4底部的第三级CTA浆料和位于笼式过滤器4上部的第三级CTA母液，该笼式过滤器4底部设有与该增浓器1连接的一第四管线，该笼式过滤器4底部的第三级CTA浆料经该第四管线输送回该增浓器1中，该笼式过滤器4的顶部设有一第五管线，该第三级CTA母液清夜由笼式过滤器4的顶部的第五管线排出进入到CTA氧化反应器中进行回用。
在旋流器2与该笼式过滤器4之间安装一CTA母液缓冲罐，供该在上层的该第二级CTA母液由该旋流器2中上部的中心管进入到一CTA母液缓冲罐(3)中储存。该第二进料管线、第三管线、第四管线上均设有浆料泵，该增浓器1包括一沉降罐和一搅拌器。搅拌器转速控制在0.5～3.5r/min，以缓慢的速度对CTA浆料进行搅拌，不仅能够防止由于物料大量的沉积导致的CTA固体颗粒在增浓器1的底部发生堵塞设备的现象，而且由于搅拌轴的转速比较缓慢，CTA浆料中的固体颗粒能够以较慢的速度发生沉降，从而避免CTA固体颗粒不发生沉降的现象；在此过程中，CTA浆料在增浓器1的下部浓度不断增高。
参照图2、图3，不断增浓的CTA浆料输送至旋转压力过滤机中，在旋转压力过滤机的作用下CTA浆料变为CTA滤饼输入至后续系统处理。
本发明还提供一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，包含如下步骤：
CTA浆料经多级串联的结晶器逐级结晶增浓形成初级CTA浆料，该初级CTA浆料通过搅拌沉降步骤继续增浓；在本实施例中，CTA浆料通过2个串联的结晶器逐级结晶增浓形成该初级CTA浆料。
该搅拌沉降步骤包括如下子步骤：
步骤100，CTA浆料通过2个串联的结晶器逐级结晶增浓形成该初级CTA浆料，初级CTA浆料的浓度为20～30％，初级CTA浆料在0.5～1.0MPaG条件下进入到增浓器中，该增浓器中的搅拌轴以缓慢的速度，例如转速为0.5～3.5r/min的搅拌轴，对该初级CTA浆料进行搅拌；初级CTA浆料的固体颗粒在重力的作用下发生沉降作用，分别得到位于增浓器底部的第一级CTA浆料以及位于增浓器上部的第一级CTA母液；经过该增浓器CTA浆料的浓度增高，第一级CTA浆料浓度为50～60％，第一级CTA母液为含有CTA固体颗粒的CTA母液；
步骤200，第一级CTA浆料由该增浓器底部排出，第一级CTA浆料并在一级CTA浆料输送泵4的作用下，一部分第一级CTA浆料进入到后续的CTA旋转压力过滤机中，其余部分第一级CTA浆料回流至该增浓器中继续进行沉降分离；而第一级CTA母液经该增浓器的上部流出；
步骤300，第一级CTA母液在一定的压力(压力根据布置、物料生产工艺、粒径等不同，生产过程再行确定)条件下以切向进料的方式进入旋流器2中，并沿旋流器2的器壁做旋转上升运动，在离心力的作用下发生沉降分离，得到下层的第二级CTA浆料和上层的第二级CTA母液，第二级CTA浆料由旋流器2的底部排出，并在二级CTA浆料输送泵6的作用下输送至增浓器1中继续进行物理沉降；上层的第二级CTA母液由旋流器2中上部的中心管进入到CTA母液缓冲罐3中。该第二级CTA浆料含有分离后的大部分CTA固体颗粒以及小部分CTA母液，该第二级CTA母液含有剩余CTA母液及少量小颗粒的CTA固体颗粒。
步骤400，该CTA母液缓冲罐中的第二级CTA母液在CTA母液输送泵7的作用下进入到笼式过滤器4中，在一定的压力(施加的压力根据粒径等的不同，压力可进行调整)条件下经该笼式过滤器4中的滤布过滤，进一步过滤得到位于笼式过滤器4底部的第三级CTA浆料和位于笼式过滤器4上部的第三级CTA母液，笼式过滤器4中滤布的过滤孔的孔径大小要与CTA固体颗粒粒径分布相适应。该第三级CTA母液清夜由笼式过滤器4的顶部排出进入到CTA氧化反应器中进行回用，该第三级CTA浆料由该笼式过滤器4的底部排出，并在三级CTA浆料输送泵8的作用下输送至该增浓器中；该第三级CTA浆料为含有小颗粒CTA固体的CTA母液，该第三级CTA母液为CTA母液清液。
该增浓器1中转速为0.5～3.5r/min的的搅拌轴以缓慢的速度对CTA浆料进行搅拌，不仅能够防止由于物料大量的沉积导致的CTA固体颗粒在增浓器1的底部发生堵塞设备的现象，而且由于搅拌轴的转速比较缓慢，CTA浆料中的固体颗粒能够以较慢的速度发生沉降，从而避免CTA固体颗粒不发生沉降的现象；在此过程中，CTA浆料在增浓器的下部浓度不断增高。
本发明通过采用增浓器、旋流器2、笼式过滤器4等装置，可将CTA浆料的浓度增浓至50～60％，由于浓度的增加，大幅度提高了CTA旋转压力过滤机的生产能力，减少了CTA旋转压力过滤机的数量，减少了设备的投资及生产过程中的电耗，进而降低了PTA工业生产装置的成本。
本发明的应用可有效减少CTA溶剂交换过程中的洗涤水用量，降低了PTA生产过程中的水耗。由于能够减少CTA溶剂交换过程中的洗涤水用量，从而减少了产生的废水，降低了后续废水处理过程中的成本。本发明同样适用于其它行业中浆料浓度的增浓方法。

Claims (11)

1.一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，其特征在于，包含如下步骤：
CTA浆料经多级串联的结晶器逐级结晶增浓形成初级CTA浆料，所述初级CTA浆料通过搅拌沉降步骤继续增浓；
所述搅拌沉降步骤包括如下子步骤：
步骤100，所述初级CTA浆料进入增浓器进行物理沉降得到位于增浓器底部的第一级CTA浆料以及位于增浓器上部的第一级CTA母液；
步骤200，将部分所述第一级CTA浆料输送至旋转压力过滤机，其余部分所述第一级CTA浆料输回所述增浓器继续进行沉降分离；
步骤300，将所述第一级CTA母液注入旋流器进行离心旋转后沉降分离，得到下层的第二级CTA浆料和上层的第二级CTA母液，将所述第二级CTA浆料输送至所述增浓器继续进行物理沉降，将第二级CTA母液储存备用；
步骤400，将所述第二级CTA母液注入一笼式过滤器，在一定压力下经笼式过滤器进一步过滤得到位于笼式过滤器底部的第三级CTA浆料和位于笼式过滤器上部的第三级CTA母液，所述第三级CTA母液清夜由笼式过滤器4的顶部排出进入到CTA氧化反应器中进行回用，位于所述笼式过滤器底部的第三级CTA浆料输送回所述增浓器中。
2.如权利要求1所述的提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，其特征在于，CTA浆料通过2个串联的结晶器逐级结晶增浓形成所述初级CTA浆料，所述初级CTA浆料在0.5～1.0MPaG条件下进入到增浓器中，对所述初级CTA浆料以某一搅拌速度进行搅拌。
3.如权利要求1所述的提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，其特征在于，步骤200还包括所述第一级CTA浆料经所述增浓器底部排出并在一级CTA浆料输送泵的作用下将部分所述第一级CTA浆料输送至所述旋转压力过滤机，其余部分输回所述增浓器继续进行沉降分离。
4.如权利要求1所述的提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，其特征在于，所述增浓器包括沉降罐和搅拌轴，所述搅拌轴以0.5～3.5r/min转速对所述初级CTA浆料进行搅拌。
5.如权利要求1所述的提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，其特征在于，步骤300中，所述第一级CTA母液经所述增浓器的上部流出，在一定的压力条件下以切向进料的方式进入所述旋流器中，并沿所述旋流器的器壁做旋转上升运动。
6.如权利要求1所述的提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，其特征在于，所述初级CTA浆料浓度为20～30％，所述第一级CTA浆料的浓度为50～60％。
7.如权利要求1所述的提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，其特征在于，步骤200，还包括所述第一级CTA浆料通过一一级CTA浆料泵输回所述增浓器继续进行沉降分离；步骤300中还包括所述第二级CTA浆料通过一二级CTA浆料泵输送至所述增浓器继续进行物理沉降，步骤400中还包括所述第三级CTA浆料经一三级CTA浆料泵输送回所述增浓器中。
8.如权利要求1所述的提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的方法，其特征在于，所述第二级CTA母液通过CTA母液输送泵进入到一安装在笼式过滤器于与旋流器之间的CTA母液缓冲罐(3)中储存。
9.一种提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的增浓装置，设有多个依次串接的结晶器组成的结晶单元，安装在结晶单元和旋转压力过滤机之间，CTA浆料经结晶单元逐级结晶增浓形成初级CTA浆料，其特征在于，所述增浓装置包括：
一增浓器，与结晶单元的出口连接，用以对来自结晶单元的初级CTA浆料进行物理沉降，得到增浓器底部的第一级CTA浆料以及位于增浓器上部的第一级CTA母液；所述增浓器的底部设有一供部分所述第一级CTA浆料回流至所述增浓器的循环管线；所述增浓器的侧部设有一第一管线，所述第一管线与旋转压力过滤机连接，用于将其余部分所述第一级CTA浆料输送至旋转压力过滤机；
一旋流器，通过一第二进料管线与所述增浓器连接，用以对流入的所述第一级CTA母液进行离心旋转后沉降分离，得到位于旋流器下层的第二级CTA浆料和位于旋流器上层的第二级CTA母液；所述旋流器的底部通过一第三管线与所述增浓器连接，用以将所述第二级CTA浆料输送至所述增浓器继续进行物理沉降；
一笼式过滤器，与所述旋流器连接，用以对所述第二级CTA母液在一定压力下进一步过滤得到位于笼式过滤器底部的第三级CTA浆料和位于笼式过滤器上部的第三级CTA母液；所述笼式过滤器底部设有与所述增浓器连接的一第四管线，所述笼式过滤器底部的第三级CTA浆料经所述第四管线输送回所述增浓器中，所述笼式过滤器的顶部设有一第五管线，所述第三级CTA母液清夜由笼式过滤器的顶部的第五管线排出进入到CTA氧化反应器中进行回用。
10.如权利要求9所述的提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的增浓装置，其特征在于，在所述旋流器与所述笼式过滤器之间安装一CTA母液缓冲罐，供所述第二级CTA母液由所述旋流器进入到一CTA母液缓冲罐中储存。
11.如权利要求9所述的提高粗对苯二甲酸浆料进料浓度的增浓装置，其特征在于，所述第二进料管线、第三管线、第四管线上均设有CTA浆料泵，所述增浓器内设有搅拌轴。
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