本实用新型专利技术提供了一种粗对苯二甲酸加氢装置，包括催化剂保护塔和加氢反应器；所述催化剂保护塔内设有过滤床，在过滤床之上设置保护塔粗对苯二甲酸入口，在过滤床之下设有粗对苯二甲酸出口；所述加氢反应器内设有加氢催化剂床，加氢催化剂床之上设有加氢反应器粗对苯二甲酸入口，加氢催化剂床之下设有加氢产物出口，所述粗对苯二甲酸出口与加氢反应器粗对苯二甲酸入口相连。该装置可以有效避免粗对苯二甲酸加氢装置在“撇头”和“翻床”的操作过程中将“过滤层”催化剂混入到下面仍能够正常使用的催化剂中去，提高了钯炭催化剂的使用效果和使用寿命。
A crude terephthalic acid hydrogenation unit
【技术实现步骤摘要】
一种粗对苯二甲酸加氢装置
本技术涉及一种粗对苯二甲酸加氢装置。
技术介绍
精对苯二甲酸(PTA)是一种非常重要的聚酯单体，主要用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，再生产后续的聚酯纤维、聚酯瓶、聚酯薄膜以及工程塑料等。1965年，美国Amoco(阿莫科)公司首先开发了采用钯炭催化剂的粗对苯二甲酸(粗TA，对二甲苯氧化产物)加氢精制生产PTA生产工艺。PTA工艺一般由氧化和精制两段工序组成，其中氧化工序以乙酸为溶剂，乙酸钴和乙酸锰为催化剂，溴化氢或四溴乙烷为促进剂，通入空气或富氧空气，对二甲苯(PX)高温液相氧化得到氧化产物-粗TA浆料。粗TA浆料包括PTA、乙酸、乙酸钴、乙酸锰、溴化氢或四溴乙烷、对羧基苯甲醛(4-CBA)、对甲基苯甲酸(PT酸)和苯甲酸(BA酸)等组分，为回收其中的乙酸、催化剂、促进剂并适当降低其中的杂质含量，还要采用结晶、分离和干燥单元操作，最终得到粗TA粉料。在精制工序中，粗TA粉料经过原料制备单元得到粗TA水溶性浆料输送到加氢反应器，通过分配总管分布后和输送到加氢反应器内的高压氢气在加氢反应器液层上方空间内相互充分接触，达到溶解平衡后的反应液体进入到催化剂床上部的液相层，再由上至下地流过催化剂床层，并在催化剂床层发生加氢反应，催化剂床层通常由5-8目的片状钯炭催化剂堆填而成，粗TA粉料(主要组分是PTA、4-CBA、PT酸和BA酸)中的主要影响聚合性能且与PTA在水中溶解度接近的“关键杂质”4-CBA发生加氢反应生成与PTA在水中溶解度差异巨大的PT酸。加氢反应器是PTA生产的核心装置之一。现有技术中，粗TA加氢反应装置主要采用粗TA加氢反应器。加热升温溶解后的粗TA-水浆料从加氢反应器顶部进液管连接的喷淋(分布器)加入，氢气也从加氢反应器顶部氢气入口管通入，上述浆料饱和溶解氢气后由上向下流过由钯炭催化剂构成的固定床，在反应器的底部设置有强生过滤网，以防止固定床中的钯炭催化剂被反应产物带出而引起一系列的不良后果(如催化剂流失、堵塞管道和影响PET聚合等)。但现有粗TA加氢反应装置至少存在以下缺陷：1、加热升温溶解后的粗TA-水溶性浆料中会带有管道、设备腐蚀的金属杂质，在固定床催化剂上层先被吸附(分析结果表明：PTA装置连续运行一年，固定床上部催化剂中金属含量在0.5～5.0wt％)，固定床催化剂上部长期充当“过滤层”，导致这一层钯炭催化剂催化性能下降，在“撇头”(去掉顶部“过滤层”催化剂)和“翻床”(将固定床催化剂取出再重新倒入)的操作过程中，不可避免地会将“过滤层”催化剂混入到下面仍能够正常使用的催化剂中去，从而降低了钯炭催化剂的整体使用效果和寿命。2、氢气、粗TA浆料进料接触溶解区域通常占粗TA加氢反应器总体积的10～20％，一旦进料(氢气、粗TA浆料)系统的流量、压力出现波动(装置在实际运行中，这种情况会频繁出现)，直接造成反应器内钯炭催化剂颗粒之间相互震动、摩擦，长时间则会导致钯炭催化剂被“振碎”成细小颗粒或表面磨耗引起活性组分流失，这都减少了钯炭催化剂使用效果和寿命。因此，需要对现有的加氢催化剂进行改进，以提高催化剂的使用寿命和使用效果。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供了一种新的粗对苯二甲酸加氢装置，通过设置催化剂保护塔，有效避免了粗对苯二甲酸加氢装置在“撇头”和“翻床”的操作过程中将“过滤层”催化剂混入到下面仍能够正常使用的催化剂中去，提高了钯炭催化剂的使用效果和使用寿命。根据本技术，所述粗对苯二甲酸加氢装置，包括催化剂保护塔和加氢反应器；所述催化剂保护塔内设有过滤床，在过滤床之上设置保护塔粗对苯二甲酸入口，在过滤床之下设有粗对苯二甲酸出口；所述加氢反应器内设有加氢催化剂床，加氢催化剂床之上设有加氢反应器粗对苯二甲酸入口，加氢催化剂床之下设有加氢产物出口，所述粗对苯二甲酸出口与加氢反应器粗对苯二甲酸入口相连。本技术设有与加氢反应器串联的催化剂保护塔，在粗对苯二甲酸加氢装置的“撇头”、“翻床”的过程中，避免了将过滤层的滤材混入加氢催化剂床层，滤材和催化剂二者没有“反混”的可能性，起到了保护加氢反应器中催化剂床的目的，有利于维持加氢催化剂的使用效果和使用寿命。根据本技术的优选实施方式，所述催化剂保护塔中，在过滤床之上设置有氢气入口，优选所述氢气入口与水平线之间的夹角大于0。在过滤床之上，粗对苯二甲酸从粗对苯二甲酸入口进入催化剂保护塔，氢气从氢气入口进入催化剂保护塔，粗对苯二甲酸与氢气进行有效混合。根据本技术的优选实施方式，所述加氢反应器中加氢催化剂床之上还设置有氢气入口。在加氢催化剂床之上，从催化剂保护塔的对苯二甲酸出口流出的粗对苯二甲酸从加氢反应器粗对苯二甲酸入口进入加氢反应器，氢气从氢气入口进入加氢反应器，粗对苯二甲酸与氢气进行有效混合。根据本技术的优选实施方式，所述过滤床的上缘距催化剂保护塔底的距离与催化剂保护塔高度之比为0.05～0.5，例如可以为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5以及它们之间的任意值，优选0.1～0.3，更优选0.15～0.25。这样，由于催化剂保护塔内上部可被氢气占据的空间较大，由于气体具有可压缩性，该较大的氢气空间能够缓冲装置外粗对苯二甲酸和氢气的外源性压力波动经由催化剂保护塔粗对苯二甲酸入口和催化剂保护塔氢气入口传递来的压力波动，从而减轻加氢反应器内催化剂颗粒相互摩擦，抑制了催化剂被“振碎”成细小颗粒的情况发生，从而延长了催化剂使用效果和寿命。根据本技术的优选实施方式，所述过滤床与加氢催化剂床的体积之比为0.05～0.7，例如可以为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7以及它们之间的任意值，优选0.1～0.5，更优选0.15～0.25。根据本技术的优选实施方式，所述催化剂保护塔中液面以上区域与加氢反应器中液面以上的区域通过氢气连通管相联通。也就是说，在催化剂保护塔中未被液体填充的区域与加氢反应中未被液体填充的区域通过氢气连通管相互连通。氢气连通管除了缓冲上述外源性压力波动以外，由于所述氢气连通管的存在，还能够有效缓冲因加氢催化剂床操作温度等工艺条件波动造成的加氢催化剂床压力的内源性压力波动，从而进一步减轻加氢反应器内催化剂颗粒相互摩擦，进一步抑制了催化剂被“振碎”成细小颗粒的情况发生，从而进一步延长了催化剂使用效果和寿命。在本技术的一些实施方式中，所述氢气连通管与催化剂保护塔的连接口位于催化剂保护塔粗对苯二甲酸入口的上方，所述氢气连通管与加氢反应器的连接口位于加氢反应器粗对苯二甲酸入口的上方。例如可以将氢气连通管与催化剂保护塔的连接口设于催化剂保护塔的顶端，将所述氢气连通管与加氢反应器的连接口设于加氢反应器的顶端。在本技术的一些实施方式中，所述氢气连通管与催化剂保护塔的连接口位于催化剂保护塔粗对苯二甲酸入口的下方，所述氢气连通管与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种粗对苯二甲酸加氢装置，其特征在于，包括催化剂保护塔和加氢反应器；/n所述催化剂保护塔内设有过滤床，在过滤床之上设置保护塔粗对苯二甲酸入口，在过滤床之下设有粗对苯二甲酸出口；/n所述加氢反应器内设有加氢催化剂床，加氢催化剂床之上设有加氢反应器粗对苯二甲酸入口，加氢催化剂床之下设有加氢产物出口，所述粗对苯二甲酸出口与加氢反应器粗对苯二甲酸入口相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种粗对苯二甲酸加氢装置，其特征在于，包括催化剂保护塔和加氢反应器；
所述催化剂保护塔内设有过滤床，在过滤床之上设置保护塔粗对苯二甲酸入口，在过滤床之下设有粗对苯二甲酸出口；
所述加氢反应器内设有加氢催化剂床，加氢催化剂床之上设有加氢反应器粗对苯二甲酸入口，加氢催化剂床之下设有加氢产物出口，所述粗对苯二甲酸出口与加氢反应器粗对苯二甲酸入口相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化剂保护塔中，在过滤床之上还设置有氢气入口，和/或，在所述加氢反应器的加氢催化剂床之上设有氢气入口。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述氢气入口与水平线之间的夹角大于0。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述过滤床的上缘距催化剂保护塔底的距离与催化剂保护塔高度之比为0.05～0.5；和/或，
所述过滤床与加氢催化剂床的体积之比为0.05～0.7。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述过滤床的上缘距催化剂保护塔底的距离与催化剂保护塔高度之比为0.1～0.3；和/或，
所述过滤床与加...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，司丹，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11
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