20世纪90年代初，国内建设了辽阳、天津、洛阳、仪征、上海等一批20万吨／年的PTA装置，当时由于国内对PTA的生产工艺和设备不很了解，其工艺和设备基本是成套引进。这些PTA装置经过十年的生产运行，大都需要进行改造和扩建。用户对PTA设备有了较深的了解，开始进行设备国产化的尝试，如国产的PTA回转干燥机、钛材换热器、压力离心机等在仪征化纤、扬子石化、辽阳化纤22万吨／年PTA装置中得到应用。

    2000年，中国石化集团仪征化纤公司经批准建设45万吨／年的PTA装置，这样规模的PTA生产装置在当时世界上也是属于最大的。中国石化集团重大装备国产化办公室曾组织过国产化调研和可行性交流和论证，国内各有关机械制造企业都制定了国产化研制方案。但当时由于45万吨／年PTA工艺技术来自于国外，工程初步设计也由国外承担，用户对国内研制设备不放心。在用户强烈要求下，大部分转动设备和钛材设备基本进口，国内只制造了一般的碳钢或不锈钢设备。

    最近，国家批准在江苏仪征化纤公司再建设一套100万吨／年的PTA工程。为了改变PTA装置主要设备长期依赖进口的局面，国家确定以仪征100万吨／年PTA项目为依托，对关键设备进行国产化攻关，实现大型PTA主要设备国产化。目前，国内机械制造企业装备能力和技术水平有了很大提高，特别是PTA工艺和工程设计由中国石化上海工程公司承担，为PTA重大装备的国产化提供了良好的条件。当前，由于工程项目正处于准备阶段，设备的技术参数还没有确定，很难针对仪征100万吨／年PTA设备的国产化提出准确意见，但可以参照国外100万吨／年PTA装置的主要设备参数和国内装备制造业的发展情况，作一些国产化的可行性分析。

    （1）氧化反应器：在氧化反应器中，对二甲苯和醋酸在催化剂和空气中的氧气作用下反应生成粗对苯二甲酸。氧化反应器为立式带搅拌返混式反应器，搅拌器采用电机驱动，设二层搅拌 桨，上层为6个直叶涡轮式搅拌桨，下层为4叶桨式搅拌桨，桨叶呈45度倾斜。搅拌器为钛材，驱动搅拌器的电机功率为1500kW。反应器壳体为65+3mm碳钢衬钛复合板，主要参数为ф7600×8600mm，设计压力2MPa，设计温度252℃。

    过去国内建设的PTA装置的氧化反应器都是从国外引进的，氧化反应器属于国外专利设备，特别是搅拌器和气液分布器是其技术关键。仪征100万吨／年PTA项目采用国内开发的工艺技术，如果国外或国内设计单位能够提供设计条件，国内南化公司机械厂、西安西北有色金属研究院、南京宝色钛业公司、宝鸡有色金属加工厂等都可以完成施工图设计和制造，他们大都有碳钢+钛材爆炸复合的技术和钛材设备的制造经验。西安西北有色金属研究院曾给上海石化提供过一台ф5200mm的PTA氧化反应器；大连日立宝原公司也曾给印度提供过一台ф4800mm的PTA反应器。氧化反应器的制造难点，一是钛复合板材的爆炸贴合和成型，要防止贴合面的分离；二是钛材和复合钛材的焊接技术、探伤和热处理技术；三是大型反应器的组装和试验技术；四是要具备清洁的净化车间，以达到防止污染的目的。至于反应器内搅拌器，国内莱宁(中国)搅拌设备公司、大连佐竹公司、锦西化机厂都有系列设计和制造搅拌器的技术和经验。

    （2）空气压缩机组：空气压缩机是为对二甲苯氧化提供压缩空气，同时可以引入装置副产低压蒸汽及氧化反应的尾气，来驱动空气压缩机，实现能量充分利用。空气压缩机一般分为由单轴压缩机组成的单轴机组和由齿轮式压缩机组成的多轴机组。单轴机组由高压空压机、低压空压机、透平膨胀机、汽轮机组成。多轴机组由多轴压缩机、透平膨胀机、汽轮机组成。百万吨级PTA的空气压缩机的主要技术参数为：入口流量386976Nm3／h，出口压力1.975MPa，设计温度162℃，轴功率55000kW。

    对于PTA装置的空气压缩机，国内沈阳鼓风机厂的现有压缩机技术可以覆盖，属于成熟技术。该厂的SRR系列和MCL系列压缩机可以满足PTA装置空气压缩机的需要。其中SRR系列压缩机是单轴、单缸压缩机，采用半开式和闭式高效三元叶轮，使压缩过程接近等温压缩，大大降低压缩机的功耗；压缩机流量调节方便，可以在70～105%流量的范围内进行调节；压缩机转子重量轻，启动相对容易；而且占地面积小，易于维护和检修。MCL系列压缩机采用双缸、高效闭式三元叶轮，布置合理，轴向推力小，技术比较成熟，可靠性高。驱动汽轮机完全可以采用杭州汽轮机厂现有技术，但是沈阳鼓风机厂没有尾气膨胀透平的设计和制造技术，需要其他厂家配套。

    陕西鼓风机厂的轴流式压缩机也可以满足大型PTA装置空气压缩机的要求。该厂引进瑞士苏尔寿公司的压缩机技术，效率高、调节范围宽、性能可靠、噪音低、安全性高、操作维护方便。其中AVl00型轴流压缩机入口流量达到425000～550000Nm3／h，压缩比达到2.7～7.2，轴功率达到21000～51000kW，可以满足生产需要。该厂还有设计和制造尾气回收透平的技术，曾经给钢厂和化工厂设计制造过TP型和KDA型尾气回收透平，最大功率达到20000kW。

    （3）回转式干燥机：回转式干燥机分氧化干燥机和精制干燥机，其作用是将过滤机输送过来的粗对苯二甲酸和精对苯二甲酸滤饼，在干燥机中去除多余的醋酸和水分。干燥机采用蒸汽作为加热介质，中心管自然出料，回转筒体由电机和齿轮齿圈的驱动在托轮上转动。技术关键在于大齿圈的设计加工制造和进出料端旋转密封及防物料粘贴技术。百万吨级精制干燥器材质为304L不锈钢，主要尺寸为ф5100×39000mm，传热面积3247m2。

    对于回转干燥机，国外对密闭型蒸汽管回转干燥机的开发较早，日本三井造船公司、月岛机械公司及德国FAU-VET-GIREL公司都生产过此类产品，其设备直径已达到4000mm以上。国内天华化工机械研究设计院通过多年的研究开发，掌握了蒸汽管回转干燥机的工程放大技术，建立了蒸汽管回转干燥工艺模型，提出了蒸汽管回转干燥传热系数及物料停留时间关联式，完善了蒸汽管回转干燥工艺计算方法，建立了双排管到多排管汽液流动及布管模型，解决了蒸汽分配器流道开发及布管问题；形成了干燥机关键部件结构的专有技术；完成了腐蚀及选材的研究；进行了干燥单元设备成套化开发；掌握了加工工艺成套技术。最近几年，天华化工机械研究设计院、南化公司机械厂、锦西化机厂曾经给燕山石化聚乙烯、仪征化纤PTA装置、洛阳石化PTA装置等提供过筒体直径为ф1800～3800mm的回转干燥机系列产品，ф4000mm干燥机的设计已经完成。对于百万吨级PTA回转干燥机，虽然在制造和运输上会有不少困难，但国内设计制造具有一定的基础。

    （4）压力离心机：作用是将母液和固体在离心力和压力下分离，属于高速、立式螺旋沉降式差速离心机，离心机转鼓直径ф1200mm，转速2000转／分，处理能力50吨／时。技术关键在于大功率高精度行星差速器技术、不锈钢转鼓离心浇注技术、大直径双端面机械密封制造技术。

    国内压力离心机专业制造企业有重庆江北机械厂和吉林化工机械厂，上海石化机械制造公司和辽阳化纤公司机械厂也都为PTA装置研制过压力离心机。重庆江北机械厂和吉林化工机械厂技术力量较强，都有自己的设计软件，进行过系列离心机开发，其产品在石化企业都有应用。吉林化工机械厂先后开发过多种型号的离心机，如250型、380型、500型、500A型、630型、850型等多系列卧式螺旋卸料离心机；400型、800型、1200型、1600型、1800型等系列刮刀卸料离心机，他们生产的离心机已广泛应用于石油、化工、食品、医药、农药、煤炭、水处理等多个领域。重庆江北机械厂集科研、开发、制造、服务为一体，开发了各类立式和卧式离心机，主要产品有GKH型系列虹吸过滤刮刀卸料离心机、IW630-N卧式离心卸料离心机、WH800-N（WH-800）型活塞推料离心机、SGZ（SXZ）型三足式下部卸料自动离心机、HR系列双级活塞推料离心机、GK型卧式刀刮卸料离心机。辽阳化纤公司机械厂研制的LW1200×1980N卧式螺旋卸料沉降离心机，转鼓直径为ф1200mm，离心机适应性强、处理量大、分离效果好，是目前国内带压工况下最大规格的PTA离心机。但是这些厂家都没有研制过大直径、高转速立式螺旋沉降式差速离心机的经验，如果组织有针对性的研发，其开发能力和设计制造水平还是能够胜任的。

    （5）其他设备：这些设备包括结晶器、换热器、冷凝器、过滤机、加氢反应器等，材质有低碳不锈钢、复合钛材、双相不锈钢、铬钼钢等，国内都有比较成熟的经验。南化机械厂、金州重型机器厂、锦西化机厂、抚顺市机械厂都有长期的制造经验，实现国产化问题不大。PTA装置中加氢用的隔膜式氢气压缩机，要求无泄漏、无污染，压缩机由油缸直接推动膜片运行完成排气动作。国内上海大隆机器厂有多年设计制造隔膜式压缩机的经验，他们生产的氢气、氮气、氩气隔膜式压缩机，活塞推力达到4吨，功率为10～40kW，排气压力在10～200MPa，膜片采用世界上著名的瑞典SANDAK公司的特种不锈钢钢带，三层膜片结构，膜片失效时可以及时报警，能够满足PTA氢气压缩机的要求。另外PTA装置用离心泵参数并不复杂，除了PVDC材质、哈氏合金衬里、Duplexss材质的泵国内不能生产外，其余PTA用泵国内基本可以生产，特别是大连苏尔寿泵及压缩机公司的产品系列，可以满足PTA用泵的需要。

    总之，我国经过多年的技术积累，在科研、设计、制造、用户的通力合作下，实现大型PTA工艺技术和主要设备国产化是可行的。

    （引自《中国石油石化设备信息》）

　　关键词:PTA(精对苯二甲酸)

    精对苯二甲酸（Purified Terephthalic Acid，简称PTA）与对二甲苯（P-Xylene，简称PX）都是生产服装面料的基础原材料，其基本生产流程为：石油-对二甲苯（PX）-精对苯二甲酸(PTA)-聚酯（PE)-涤纶纤维。工艺流程为：用乙酸钴做催化剂、用醋酸做溶剂、用空气做氧源，对二甲苯(PX)进行液相氧化反应，生成粗对苯二甲酸(CTA)；再用钯-碳催化剂和氢气对粗对苯二甲酸进行加氢还原反应，去除其中的杂质生成精对苯二甲酸(PTA)，PTA与乙二醇(EG)发生酯化反应并经聚合形成聚酯(PE)，将聚酯抽丝即可得到涤纶纤维。PTA装置主要生产设备有350多台，由于生产介质大都含有醋酸和溴化物，对设备的腐蚀极强，有不少设备需要用低碳不锈钢或钛材制造。

    近年来，随着我国服装行业的发展，涤纶产量从2000年的518万吨增长到2004年的1138万吨，年均增长率高达21.7%，促使聚酯工业超高速发展，也拉动PTA的需求快速增长。PTA产能从1999年的157万吨/年增至2004年450万吨/年，产量从164万吨增至442万吨，年均增长达21.9%，但滞后的产量增长远不能满足庞大的需求，我国PTA进口量从1999年154万吨猛增至2004年的572万吨，年均增长率高达30%。国内PTA自给率从1999年的51.6%大幅降至2004年的43.6%。

    最近，国家发改委出台了《PTA"十一五"建设项目布局规划》和《PX"十一五"建设项目布局规划》。这两项规划分别提出了PTA和PX "十一五"项目建设安排。根据这两个规划，预计到2010年，全国可形成PTA生产能力1511.5万吨，比2005年增加909万吨，能满足国内需求量的80%以上；其中,华东地区的产能约占全国的69%，与下游的聚酯产能基本相匹配。全国PX产能将达到867万吨，新增产能598万吨，可满足国内需求量的85%以上；其中华东地区的产能432万吨，约占全国的50%。（国家发展改革委重大技术装备协调办公室提供）