- •Открытое акционерное общество «Сибур-пэтф»
- •Постоянный технологический регламент
- •Содержание
- •1 Общая характеристика производства
- •Характеристика производимой продукции
- •3 Характеристика сырья и энергоресурсов
- •4 Описание технологического процесса и схемы
- •4.1 Краткое описание технологического процесса
- •4.2 Участок подготовки сырья и вспомогательных материалов
- •4.2.1 Прием, хранение и передача этиленгликоля Технологическая схема: 89-1107
- •4.2.2 Прием, хранение и передача терефталевой кислоты (тфк) Технологическая схема: 142-1205
- •4.2.2.1 Прием, хранение и передача терефталевой кислоты в мягких контейнерах
- •4.2.2.2 Разгрузка терефталевой кислоты из 20-ти футовых контейнеров в силос хранения поз.76-т01
- •4.2.2.3 Транспортировка терефталевой кислоты из силоса хранения поз.76-т01 в расходный силос поз.1413-т01
- •4.2.2.3.1 Транспортировка терефталевой кислоты из силоса хранения поз.76- т01 в расходный силос поз.1413-т01 компрессорами поз.1205-к01/02
- •4.2.2.3.2 Транспортировка терефталевой кислоты из силоса хранения поз.76-т01 в расходный силос поз.1413-т01 компрессорам поз.76-к11.
- •4.2.3 Загрузка изофталевой кислоты Технологическая схема: 78-1302
- •4.2.4 Загрузка диэтиленгликоля Технологическая схема: 78-1312
- •4.2.5 Приготовление и подача раствора красителя Технологическая схема: 78-1322
- •4.2.6 Приготовление и подача раствора термостабилизатора Технологическая схема: 78-1332
- •4.2.7 Приготовление раствора катализатора Технологическая схема: 78-1402
- •4.3 Участок синтеза пэтф (отделение поликонденсации)
- •4.3.1 Система распределения чистого этиленгликоля Технологическая схема: 78-1402
- •4.3.2 Приготовление пасты мономеров. Технологическая схема: 78-1413
- •4.3.3 Этерификация 1-ой и 2-ой ступени. Технологические схемы: 78-1424
- •4.3.4 Предполиконденсация. Технологические схемы: 78-1434 (листы 1-2 из 4)
- •4.3.5 Система очистки отводимых газов и местных отсосов. Технологические схемы: 78-1434 (листы 3-4 из 4)
- •4.3.6 Окончательная поликонденсация. Технологические схемы: 1817-1464-в333-001-0, листы 1-2.
- •4.3.7 Вакуумная система поликонденсации. Технологические схемы: 78-1474 (листы 1-3 из 6)
- •4.3.8 Система выгрузки продукта. Технологические схемы: 78-1484 (листы 1-2 из 2)
- •4.3.9 Получение гранулята. Технологические схемы: 78-1494 (листы 1-3 из 3)
- •4.4 Участок подпитки и аварийного слива терминола, динила и этиленгликоля. Технологические схемы: 78-1474 (листы 4-6 из 6); 91а-3016 (листы 1-2 из 2)
- •4.5 Участок хранения гранулята и отгрузки готовой продукции Технологические схемы: 78-2603; 78-2703; (листы 1-2 из 2); 78-2803
- •4.6 Установка первичного теплоносителя Технологические схемы: 91-3016 (листы 1-2 из 2); 91-3056
- •4.7 Установка очистки фильтров Технологические схемы: 78-3330; 78-3340; 78-3350; 78-3360
- •4.8 Установка получения деминерализованной воды Технологические схемы: 78-4033
- •Установка получения азота
- •4.10 Установка получения водорода
- •4.11 Отделение твердофазной поликонденсации (ssp)
- •4.11.1 Дозировка гранулята Технологическая схема: 78-6741
- •4.11.2 Предварительная кристаллизация. Промежуточный пневмотранспорт гранулята. Технологические схемы: 78-6742 (лист 1 из 2); 78-6743
- •4.11.3 Кристаллизация и твердофазная поликонденсация. Технологические схемы: 78-6742 (лист 2 из 2); 78-6744
- •4.11.4 Охлаждение - обеспыливание гранулята. Технологические схемы: 78-6754; 78-6745
- •4.11.5 Узел очистки азота. Технологические схемы: 78-6746 (листы 1-2 из 2)
- •4.11.6 Система теплоносителя. Технологическая схема: 78-6747
- •4.12 Системы вентиляции и кондиционирования
- •4.12.1 Системы кондиционирования Технологические схемы: 78-3824; 78-3831; 78-3837
- •4.12.1.1 Установка кондиционирования щитовой киПиА
- •4.12.1.2 Установка кондиционирования химической лаборатории
- •4.12.1.3 Установка кондиционирования помещения преобразователей
- •4.12.2 Системы вентиляции
- •4.13 Автоматическая система пожаротушения
- •4.14 Аварийная система вентиляции и дымоудаления
- •4.15 Установка захоложенной воды (7 с)
- •4.16 Центральный распределительный пункт электроэнергии
- •4.17 Установка получения сжатого воздуха
- •4.18 Установка оборотной охлаждающей воды (32 с) с градирней
- •4.19 Теплоснабжение и водоснабжение
- •Теплоснабжение
- •Водоснабжение
- •4.20 Локальные очистные сооружения
- •5 Материальный баланс
- •5.1 Материальный баланс отделения поликонденсации производства пэтф
- •Материальный баланс отделения твердофазной поликонденсации производства пэтф
- •Нормы расхода основных видов сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов
- •Нормы образования отходов производства
4 Описание технологического процесса и схемы
4.1 Краткое описание технологического процесса
Основным сырьем для производства ПЭТФ являются терефталевая кислота и этиленгликоль.
Для улучшения переработки гранулята ПЭТФ и повышения качества готовых изделий из него в процессе синтеза полимера дополнительно вводятся сомономеры - изофталевая кислота и диэтиленгликоль. Благодаря этому полимер имеет более низкую температуру плавления и более низкую скорость кристаллизации.
В качестве катализатора реакции поликонденсации применяется ацетат сурьмы (SbАс3), в качестве термостабилизатора - о-фосфорная кислота. Для придания полимеру соответствующего оттенка применяются красители.
Терефталевая кислота поступает на предприятие автотранспортом в мягких контейнерах - «биг-бэгах» - весом 1,0-1,1 т и в 20-футовых контейнерах. Из мягких контейнеров ТФК с помощью электропогрузчика и подъемно-транспортного устройства загружается в воронку пневмотранспорта, по которому азотом подается в главный корпус производства. Из контейнеров ТФК с помощью станции разгрузки направляется в силос хранения объемом 1200 м3, откуда системой пневмотранспорта направляется в расходный силос ТФК.
Этиленгликоль поступает в автоцистернах или железнодорожных цистернах. Для приема и хранения ЭГ имеются три вертикальных резервуара объемом 300 м3каждый, установленных на открытой площадке.
С помощью насосов по эстакаде этиленгликоль подается на основное производство.
Вспомогательные материалы хранятся на складе и в упаковочной таре подаются в главный корпус.
Процесс получения полиэтилентерефталата включает следующие стадии:
прием, хранение и подача на производство основного сырья;
дозировка сырья, катализатора и добавок;
смешение компонентов и подача на стадию этерификации;
этерификация;
фильтрация этерификата;
поликонденсация;
фильтрация полимера;
выгрузка полимера;
гранулирование;
транспортировка и промежуточное хранение аморфного гранулята;
дозировка аморфного гранулята;
предкристаллизация;
транспортировка гранулята на стадию кристаллизации;
кристаллизация;
поликонденсация в твердой фазе;
транспортировка гранулята на стадию охлаждения/обеспыливания;
охлаждение/обеспыливание гранулята;
транспортировка, упаковка готовой продукции.
На первой стадии процесса происходит механическое смешение всех компонентов,
участвующих в реакции. Материальные потоки регулируются для поддержания определенного мольного соотношения ЭГ: (ТФК+ИФК) = 1,10. Приготовленная суспензия (паста) с помощью шнековых насосов передается в последовательно расположенные реакторы этерификации I-ой иII-ой ступени.
На стадии этерификации ТФК взаимодействует с этиленгликолем с образованием дигликолевого эфира терефталевой кислоты (ДГТ), линейных олигомеров с различными функциональными группами и выделением воды:
Реакция проводится в двух аппаратах при температурах 256-266 оС и небольшом избыточном давлении 0,1-0,8 бар.
Одновременно с реакцией этерификации на этой стадии начинается реакция поликонденсации ДГТ с выделением этиленгликоля. Образующиеся в результате реакции пары воды и ЭГ отводятся на ректификационную колонну. В ректификационной колонне максимальное количество гликоля освобождается от воды и легколетучих компонентов и возвращается в процесс приготовления пасты и стадии этерификации. Благодаря этому значительно снижается расход чистого гликоля. Реакционная вода отгоняется через верх ректификационной колонны, конденсируется и возвращается в виде флегмы на колонну, а основная часть выводится из процесса в виде промстоков.
Реакция поликонденсации протекает по следующей схеме:
Поликонденсация проводится в двух аппаратах с постепенным углублением вакуума от 24 до 0,7 мбар при температуре 267-275оС в реакторе предполиконденсации и 279-282оС - в финишном (дисковом) реакторе поликонденсации. Вакуум необходим для быстрого и эффективного удаления из реакционной смеси гликоля с целью предотвращения обратной реакции.
Для ускорения реакции процесс синтеза ведется в присутствии катализатора поликонденсации - триацетата сурьмы (SbAc3).
В качестве термостабилизатора используется 85%-я о-фосфорная кислота. Термостабилизатор вводится во вторую ступень этерификации.
Завершение процесса поликонденсации определяется вязкостью, которая непрерывно контролируется капиллярным вискозиметром расплава.
Обогрев технологического оборудования осуществляется с использованием двухконтурной схемы. В первичном контуре теплоноситель (терминол-66) циркуляционными насосами подается на печи нагрева ВОТ, где он нагревается за счёт энергии сгорания природного газа до температуры 315 – 330оС. Затем нагретый теплоноситель поступает в здание №78 производства ПЭТФ, где передает тепло вторичным контурам жидкостного и парового теплоносителя. Вторичные контура теплоносителя предназначены непосредственно для обогрева технологического оборудования. Для обеспечения установки предусмотрено 3 печи, из которых две печи постоянно находятся в работе с распределением нагрузки 35-55 % на каждую печь, одна печь резервная. Используемое топливо – природный газ.
Вакуум в системе создается гликолькольцевыми насосами и трехступенчатой пароэжекторной установкой.
После достижения характеристической вязкости полимера 0,58-0,61 дл/г расплав из дискового реактора поликонденсации выгружным шестеренчатым насосом подается через фильтры и литьевые фильеры на два подводных гранулятора USG-600 Н. Расплав полимера из фильеры падает на направляющую плиту, орошаемую водой. После небольшой вытяжки под слоем воды жилки полимера в пластичном состоянии поступают на резательное устройство.
Полученный гранулят охлаждается водой и транспортируется к сушилкам гранулята, в которых вода отделяется, а гранулят высушивается потоком воздуха. Вода возвращается в емкость деминерализованной воды, охлаждается в циркуляционном контуре и возвращается на гранулирование.
Высушенный гранулят через отделитель непрорезов направляется в один из двух промежуточных силосов гранулята, поз.1494-Т01/Т02.
Из силоса поз.1494-Т02 предусмотрена возможность затаривания нестандартного гранулята в мягкие контейнеры, второй силос предназначен для качественного гранулята. Из обоих силосов гранулят может подаваться системой пневмотранспорта в силоса хранения аморфного гранулята отделения 27.
Полиэтилентерефталат с характеристической вязкостью 0,78-0,82 дл/г получают в на стадии твердофазной поликонденсации (отделение 67). Процесс твердофазной поликонденсации протекает в диффузионной области и требует большого времени пребывания в зоне реакции.
Исходный аморфный гранулят из отделения 27 через загрузочный бункер непрерывно подается на стадию предкристаллизации в псевдоожиженном слое, а затем в кристаллизатор с механическим перемешиванием.
Кристаллизация гранулята осуществляется при температурах 185-207 °С. В качестве нагревательной и «ожижающей» среды применяется азот, циркулирующий в замкнутом контуре.
Закристаллизованный, нагретый до температуры реакции гранулят, пневмотранспортом подается в реактор твердофазной поликонденсации (SSP),представляющий из себя сушилку шахтного типа.
В реакторе гранулят медленно перемещается вниз, снизу противотоком к грануляту подается постоянное количество горячего азота с температурой 175-180 °С. Весовое соотношение азот: полимер находится в диапазоне 0,3-0,4. Реактор имеет рубашку обогрева. Обогрев осуществляется жидким теплоносителем – терминолом 66. В реакторе поддерживается температура 200-210 °С.
Этиленгликоль и другие побочные продукты, которые образуются при поликонденсации в твердой фазе, выводятся из зоны реакции потоком азота и каталитически сжигаются при температуре 380-400 ºС на установке очистки азота, имеющейся в составе установки. Регенерированный и осушенный азот возвращается в процесс на стадию кристаллизации и твердофазной поликонденсации.
В реакторе твердофазной поликонденсации вязкость ПЭТФ повышается до 0,78–0,82 дл/г, содержание ацетальдегида и концевых карбоксильных групп снижается до требуемых значений.
Из реактора SSPгранулят непрерывно подается на холодильник-обеспыливатель с псевдоожиженным слоем, где освобождается от пыли, охлаждается и транспортируется в токе воздуха на склад готовой продукции в отделение 28.
Готовый гранулят затаривается в «биг-бэги». Отгрузка готовой продукции со склада осуществляется автотранспортом.
Технологический процесс получения ПЭТФ включает в себя следующие участкии отделения и системы:
- участок подготовки сырья и вспомогательных материалов, предназначен для приготовления добавок: катализатора, термостабилизатора, красителя; приема, хранения и передачи ЭГ и ТФК; загрузки ДЭГ и ИФК;
- участок синтеза ПЭТФ, включает в себя: систему распределения чистого этиленгликоля, приготовление пасты мономеров, 2-х стадийную этерификацию, предполиконденсацию, систему очистки отводимых газов, окончательную поликонденсацию, вакуумную систему, систему обогрева технологического оборудования, выгрузку расплава полимера, получение аморфного гранулята и транспортировку аморфного гранулята в емкости промежуточного хранения;
- участок промежуточного пневмотранспорта включает хранение аморфного гранулята и транспортировку на стадию твердофазной поликонденсации;
- участок твердофазной поликонденсации включает в себя: предкристаллизацию, кристаллизацию полимера, поликонденсацию в твердой фазе, охлаждение/обеспыливание гранулята, систему транспортировки гранулята, узел очистки и осушки азота, систему обогрева технологического оборудования.
- отделение нагрева ВОТ, включает в себя: систему подачи природного газа на горелки печей ВОТ, печи нагрева ВОТ, систему циркуляции в первичном контуре обогрева, распределительные коллекторы подачи ВОТ от первичного контура к отдельным потребителям или группам потребителей и систему аварийного слива этиленгликоля, терминола, динила.
Вспомогательные участки, установки и системы производства включают в себя:
- участок очистки фильтров включает стадии горячей промывки фильтрующих вставок и другого технологического оборудования в триэтиленгликоле, ультразвуковой очистки в концентрированном щелочном растворе, промывки водой, осушки в сушильной камере и проверки сжатым воздухом в среде изопропанола;
- установку деминерализованной воды, которая включает в себя узел обессоливания воды, систему непрерывного контроля электропроводности обессоленной воды, УФ-обработку и подачу ее на технологию;
- установку азота предназначена для получения чистого и технического азота;
- установку водорода, предназначенную для очистки азота от кислорода;
- установку сжатого воздуха;
- установку захоложенной воды;
- установку оборотной охлаждающей воды с градирней;
- систему пожаротушения;
- систему вентилляции и кондиционирования;
- систему аварийной вентиляции и дымоулавливания;
- центральный распределительный пункт электроэнергии;
- систему теплоснабжения и водоснабжения.