國產防爆PAT臥螺離心機可行性

一、　工藝流程及技術特點

精對苯二甲酸(PTA)是聚酯鏈產品中生產聚酯(PET)的主要原料。由對二甲苯(PX )和醋酸化學反應生成粗對苯二甲酸(CTA )，然後對粗對苯二甲酸進行加氫精製，去除雜質，再經過濾分離、幹燥，製得精對苯二甲酸產品。因此PTA是生產聚酯纖維和包裝業的基本材料，是化纖業的主要原料。PTA製造工藝主要分為三大類，包括加氫精製法、精密氧化法和DMT化精製法。目前這三類工藝中第一類占主導地位，其流程如圖所示。整個流程分為氧化、精製和溶劑回收三大工段。在整個工藝流程中，有四個工序涉及固液分離，包括：①氧化工序的粗對苯二甲酸結晶液分離。②粗對苯二甲酸精製液分離。③精對苯二甲酸結晶液分離。④對苯二甲酸殘渣回收。上述工序工藝條件相差很大，所用固液分離設備各不相同。

氧化工段粗對苯二甲酸結晶液的分離主要采取轉鼓真空過濾機。由於真空過濾推動力小，濾布易堵塞，分離效果不好，加壓過濾機和過濾離心機被用來取代真空過濾機。粗對苯二甲酸精製液分離要求在帶壓條件下操作，通常采用密封防爆螺旋卸料離心機，主要有立式密封防爆螺旋卸料離心機和臥式密封防爆螺旋卸料離心機兩種;精對苯二甲酸結晶液分離可以采用普通螺旋卸料離心機進行分離脫水。對苯二甲酸殘渣回收主要采用臥螺離心機。

二、PTA密閉防爆離心機技術發展狀況和趨勢

PTA裝置中的關鍵固液分離設備是粗對苯二甲酸精製液分離工序的加 壓密閉防爆臥螺離心機，設計要求離心機在高溫(200℃)帶壓(0.1～1MPa)條件下進行工作。目前廣泛使用的離心機主要有日本T O M O E公司的T R V係列立式螺旋卸料離心機和英國B R O A D B E N T公司、美國BIRD/KHD公司的臥式螺旋卸料離心機。立式螺旋離心機整個機器采用懸吊支撐結構，整個回轉部件都靠上部軸承懸吊支撐在機座上，運轉時轉鼓的自對中作用和特殊設計的橡膠隔振原件使機器的振動大為減輕;轉鼓與機殼之間隻有一個密封點更容易達到密閉防爆要求。

臥式螺旋離心機則采用剛性支撐，轉鼓和螺旋水平布置，兩者分離原理相同，但臥螺離心機比立式螺旋離心機機械密封多兩處，對機械密封的要求更高。立式螺旋離心機的優點在於振動小，更易於密封，但造價昂貴，對製造精度及設計要求更高，因此規格不能做得太大;臥式螺旋離心機製造難度及成本相對同規格的立式螺旋離心機低，由於剛性支撐的機械結構造成振動偏大，密封部位多，對機械密封要求更高，但臥螺離心機規格更容易大型化。

三、國產化可行性分析

密閉防爆離心機是P T A生產的關鍵設備，由於分離過程是在0.45MPa壓力和148℃高溫下完成固液分離過程，同時由於進入離心機的物料由含3 5 %～3 7 %粗對苯二甲酸(CTA)結晶顆粒和水(H2O)及醋酸(HAC)所組成，具有腐蝕性，因此離心機必須具備在一定壓力、高溫下密閉防爆及防腐的功能。密閉防爆離心機國產化主要有以下工作要做。

1.大型差速器的國產化工作

由於P T A用離心機處理量大，螺旋的輸渣功率高，臥式螺旋離心機用的差速器的轉矩要求高達十幾萬N·m，同時差速器內部齒輪的加工精度、行星架的分度精度以及齒輪箱中心軸承潤滑冷卻結構的優化都是差速器國產化的關鍵。在國外，差速器作為螺旋離心機的部件，一般都是專業生產廠製造，離心機廠直接購買進行配套組裝，因此可尋找國內齒輪專業廠進行生產，也可直接與國外專業廠聯係購買配套。

2.機械密封

PTA密閉防爆離心機是在帶壓(0.45MPa)工況下工作，密封是保證整機性能的關鍵。對於立式螺旋離心機密封點有4處，臥式螺旋離心機密封點有6處，密封的可靠性及使用壽命直接影響整機的性能，目前國內的機械密封已在進口機上配套使用，國產化問題已基本得到解決，下一步工作主要是提高可靠性及使用壽命。

3.大型離心機結構優化

PTA密閉防爆離心機規格較大，立式螺旋離心機目前國內所用最大規格不超過φ700mm，臥式螺旋離心機目前國內所用最大規格為φ1200mm。國內離心機生產企業所生產的已形成產業化的臥式螺旋離心機規格最大為 φ750mm左右，且為非密閉防爆型，因此對於1200mm這樣大尺寸的臥式密閉防爆離心機在結構設計及流體機理方麵欠缺經驗，大型轉鼓、螺旋的結構優化、材料選擇、加工、動平衡等都需要攻關解決。

四、結論

隨著國內PTA行業的不斷擴大，國內不能長期依賴進口設備，這不利於國內石化工業的發展，我們應該有信心通過國內製造企業的努力，對PTA主要設備進行國產化，特別是國內分離機械製造企業多年來的技術引進及技術進步以及各行業技術水平的不斷提高，PTA用離心機的國產化是完全可行的。