对苯二甲酸（PTA）母液的浓缩结晶系统及方法与流程

本发明涉及一种对苯二甲酸（PTA）母液的浓缩结晶系统及方法，属于节能领域。

背景技术：

对苯二甲酸（PTA）是生产聚酯的重要原料，随着近年来对苯二甲酸工业化生产规模不断增加，PTA生产过程的能耗也不断增加，PTA生产过程的能耗主要包括两部分，一部分为PTA生产毛料的精馏浓缩过程能耗，第二部分主要为PTA浓缩料的冷却结晶过程能耗，其中冷却结晶过程的能耗占主要部分。由于常规PTA浓缩料的冷却结晶过程主要采用闪蒸和冷却降温结晶的方法，因此闪蒸罐和冷却换热器中会有大量的PTA晶体结晶在闪蒸罐体内壁面、搅拌器以及冷却换热器的内壁面上。特别是冷却换热器内壁面结晶会明显影响其换热性能，导致冷却水循环量剧增，相应的循环水泵功耗也较高。另外，由于换热器经常柱塞，则需要大量的化学清洗疏通，造成环境污染。

分析现有PTA结晶过程的能耗特点，其结晶过程因晶体在闪蒸器内壁面以及换热器内壁面上沉积，不仅容易引起管道堵塞，需要定时清堵，而且冷却水耗量及水泵功耗也非常巨大。如果能够显著降低该工艺的能耗，则能显著改善PTA产品的经济性能。

技术实现要素：

本发明的目的是提出了一种高效节能的对苯二甲酸（PTA）母液的浓缩结晶系统及方法。

一种对苯二甲酸（PTA）母液的浓缩结晶系统，其特征在于包括：第一循环泵、第一搅拌器、第一闪蒸器、第一保温夹套、第一晶体储罐、第一控制阀、蒸汽压缩机、第二控制阀、第三控制阀、第二闪蒸器、第二保温夹套、第二循环泵、冷凝器、真空系统、凝水罐、第二搅拌器、第二晶体储罐；上述第一保温夹套位于第一闪蒸器的外部，二者之间存在间隙；第二保温夹套位于第二闪蒸器的外部，二者之间存在间隙；

其中第一闪蒸器包括第一母液进口、第一闪蒸蒸汽出口、第二PTA母液出口和第一PTA晶浆出口，第一母液进口与第一循环泵出口相连，第一闪蒸蒸汽出口连接下一个利用环节，第一PTA晶浆出口连接第一晶体储罐进口，第二母液出口连接第二循环泵进口，第一热源与第一搅拌器进口相连，第一搅拌器出口连接下一个利用环节；第二热源与第一保温夹套进口相连，第一保温夹套出口连接下一个利用环节。

其中第二闪蒸器包括第二母液进口、第二闪蒸蒸汽出口和第二PTA晶浆出口，第二闪蒸器进口连接第二循环泵出口；第二闪蒸蒸汽出口连接蒸汽压缩机进口，蒸汽压缩机出口分成三部分，第一部分连接冷凝器热侧进口，冷凝器热侧出口连接凝水罐进口，第二部分连接第二搅拌器进口，第二搅拌器出口连接凝水罐进口，第三部分连接第二保温夹套进口，第二保温夹套出口连接凝水罐进口，凝水罐出口连接真空系统；第二PTA晶浆出口连接第二晶体储罐进口。

上述对苯二甲酸（PTA）母液浓缩结晶系统的方法，其特征在于包括以下过程：第一PTA母液经第一循环泵加压进入第一闪蒸器，第一闪蒸器内压力低于第一PTA母液温度所对应的饱和蒸汽压，第一闪蒸器中第一PTA母液温度高于该压力下的沸点，第一PTA母液迅速沸腾汽化，同时第一PTA母液中有部分晶体析出，转化的蒸汽即为第一闪蒸蒸汽，第一闪蒸蒸汽从第一闪蒸器的蒸汽出口排出，进入下一个利用环节，其产生的晶浆即为第一PTA晶浆，从第一闪蒸器底端的晶浆出口排出，剩余的PTA母液即为第二PTA母液，从第一闪蒸器的第二母液出口排出，经第二循环泵进入第二闪蒸器，第二闪蒸器通过真空系统抽真空，压力降至负压环境，第二PTA母液继续进行闪蒸，闪蒸所得的第二闪蒸蒸汽通过蒸汽压缩机变成高温高压蒸汽，一部分再经过冷凝器降温降压收集至凝水罐，另一部分作为第三热源和第四热源分别通入第二搅拌器和第二保温夹套进行换热，通过对搅拌器和保温夹套壁面加热提高表面温度，从而减少壁面的结晶，最后收集至凝水罐；最终浓缩的第二PTA晶浆收集至第二晶体储罐。

上述对苯二甲酸（PTA）母液浓缩结晶系统，其特征在于：上述第一搅拌器和第二搅拌器均为空心结构，内部可以通过加热蒸汽、热水、导热油等热媒来使搅拌器壁面保持较高的设定温度，通过对PTA母液的不断搅拌，增加其散热速率从而提高温度均匀度。

附图说明

图1是本发明提供的采用常规热源和二次蒸汽潜热的对苯二甲酸（PTA）母液浓缩结晶系统及方法;

图2是本发明提供的采用常规热源的对苯二甲酸（PTA）母液浓缩结晶系统及方法;

图中标号名称：1第一热源，2第一循环泵，3第一PTA母液，4第二热源，5第一闪蒸蒸汽，6第一搅拌器，7第一闪蒸器，8第一保温夹套，9第一PTA晶浆，10第一晶体储罐，11第一控制阀，12第三热源，13蒸汽压缩机，14第二控制阀，15第三控制阀，16第二闪蒸蒸汽，17第二PTA母液，18第四热源，19第二闪蒸器，20第二保温夹套，21第二循环泵，22冷凝器，23冷却水进，24冷却水出，25真空系统，26凝水罐，27第二搅拌器，28第二PTA晶浆，29第二晶体储罐。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明做进一步详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图1是本发明的浓缩结晶流程图，一种对苯二甲酸（PTA）母液浓缩结晶系统及方法，该系统包括第一循环泵2、第一搅拌器6、第一闪蒸器7、第一保温夹套8、第一晶体储罐10、第一控制阀11、蒸汽压缩机13、第二控制阀14、第三控制阀15、第二闪蒸器19、第二保温夹套20、第二循环泵21、冷凝器22、真空系统25、凝水罐26、第二搅拌器27、第二晶体储罐29。所述第一闪蒸器7包括第一母液进口、第一闪蒸蒸汽出口、第二PTA母液出口和第一PTA晶浆出口，第一母液进口与第一循环泵2出口相连，第一闪蒸蒸汽出口连接下一个利用环节，第一PTA晶浆出口连接第一晶体储罐10进口，第二母液出口连接第二循环泵21进口，第一热源与第一搅拌器6进口相连，第一搅拌器6出口连接下一个利用环节；第二热源与第一保温夹套8进口相连，第一保温夹套8出口连接下一个利用环节。所述第二闪蒸器19包括第二母液进口、第二闪蒸蒸汽出口和第二PTA晶浆出口，第二闪蒸器19进口连接第二循环泵21出口；第二闪蒸蒸汽出口连接蒸汽压缩机13进口，蒸汽压缩机13出口分成三部分，第一部分连接冷凝器22热侧进口，冷凝器热侧出口连接凝水罐26进口，第二部分连接第二搅拌器27进口，第二搅拌器27出口连接凝水罐26进口，第三部分连接第二保温夹套20进口，第二保温夹套20出口连接凝水罐26进口，凝水罐26出口连接真空系统；第二PTA晶浆出口连接第二晶体储罐29进口。

本发明的工作原理如下：

该装置的工作过程如下：第一PTA母液3经第一循环泵2加压进入第一闪蒸器7，第一闪蒸器7内压力低于第一PTA母液温度所对应的饱和蒸汽压，第一闪蒸器7中第一PTA母液温度高于该压力下的沸点，第一PTA母液迅速沸腾汽化，同时第一PTA母液中有部分晶体析出，转化的蒸汽即为第一闪蒸蒸汽5，第一闪蒸蒸汽5从第一闪蒸器7的蒸汽出口排出，进入下一个利用环节，其产生的晶浆即为第一PTA晶浆9，从第一闪蒸器7底端的晶浆出口排出，剩余的PTA母液即为第二PTA母液，从第一闪蒸器7的第二母液出口排出，经第二循环泵21进入第二闪蒸器19，第二闪蒸器19通过真空系统25抽真空，压力降至负压环境，第二PTA母液继续进行闪蒸，闪蒸所得的第二闪蒸蒸汽16通过蒸汽压缩机13变成高温高压蒸汽，一部分再经过冷凝器22降温降压收集至凝水罐26，另一部分作为第三热源12和第四热源18分别通入第二搅拌器27和第二保温夹套20进行换热，通过对搅拌器和保温夹套壁面加热提高表面温度，从而减少壁面的结晶，最后收集至凝水罐26；最终浓缩的第二PTA晶浆收集至第二晶体储罐29。

本发明所述的对苯二甲酸（PTA）母液的浓缩结晶系统及方法，可以适用于与PTA母液相同热力特性的浓缩结晶，可以大幅降低冷却水的用量，大大减少设备柱塞时间，具有能耗低、产品损失少、浓缩结晶效率高、环境污染小等优势，达到了节能减排的效果，应用前景广阔。

图1和图2是本发明提供的一种对苯二甲酸（PTA）母液浓缩结晶系统及方法，不同之处是图2所示装置中的第二搅拌器和第二保温夹套中采用热水、蒸汽或导热油等常规热源。

尽管上文结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护范围。