设备基础培训教材

XX有限公司培训教材第四册60万吨/年PTA装置设备基础培训教材XX有限公司二零零七年十二月目录1、PTA装置介绍2、PTA装置设备特点3、PTA装置常用动设备介绍4、PTA装置常用静设备介绍5、PTA装置常用材料介绍6、设备维修知识简介佳龙石化PTA装置介绍佳龙石化PTA项目由一条年生产能力60万吨PTA的主体装置和配套辅助公用工程系统组成。

主体PTA装置由氧化和精制两个工段组成。

公用工程由成品包装、空分空压、制氢、水厂及循环水、除盐水、锅炉、污水处理和原料罐区等装置组成。

由于PTA生产的工艺过程包含了混合、反应、蒸发、冷凝、萃取、分离、干燥等复杂的化学过程，在实现这些过程中有液相输送、气相输送、气液混相输送、固液浆料输送、固相粉体输送等同样十分复杂的工艺过程，加上生产过程高温高压，工艺介质强腐蚀，因此装置设备与其它化工装置相比具有显著特点。

1、PTA装置设备特点化工生产离不开化工机械，化工机械是为化工生产服务的，新的化工工艺过程需要有性能优良的化工机械与之配合；在化工机械中，有一类机械依靠自身的运转进行工作，称为“运转设备”或“转动设备”(俗称动设备)；另一类机械工作时不运动，依靠特定的机械结构等条件，让物料通过机械内部“自动”完成工作任务，称为“静止设备”(俗称静设备)。

2.1. 设备种类多PTA装置中，设备种类多，型式齐全，转动设备有离心压缩机、活塞压缩机、汽轮机、尾气膨胀机、电动发电机、搅拌机、干燥机、真空过滤机、压力过滤机、风机、旋转阀、薄膜蒸发器、高速离心泵、液环真空泵、离心泵、计量泵、磁力泵等；静设备有反应器、塔器、容器、换热器、过滤器、消音器等2.2材质规格高：动设备中，搅拌设备材质以Ti、304L为主，个别搅拌设备用双相钢2205或316L；机泵和其他转动设备材质基本选用的高合金钢304(较少用)、316、304L、316L和双相钢2205，只有少部分水泵、凝液泵、碱液泵采用的CS，HBr系统采用的PTFE。

静设备中，容器设备一般用316L、304L、2205、CPTi等材料；换热设备工艺介质侧多用Ti、CPTi、2205、316L、304L，个别加热设备工艺介质侧用904L、C276；料仓设备用304L，其他设备用304L、316L。

装置主要工艺管道用材基本上为304L、316L或2205，某些关键部位用Ti材或哈氏合金材料。

2.3国产化率高和国内其他PTA生产装置相比，本装置设备国产化率很高的。

有较多设备为PTA装置的首次国产化设备，如加氢反应器、干燥机、压力过滤机等。

2.4设备要求高•设备运转工况复杂由于PTA工艺的特殊复杂，许多设备处于比较苛刻的工况下，如高温、高压，强腐蚀性介质，浆料工况等，都容易造成设备的腐蚀、磨蚀、疲劳，进而导致设备损坏•设备在线备台少搅拌器、压缩机、干燥机等关键设备没有备台，这就要求设备的设计、选型、制造更严格，以确保工艺的正常操作，保证装置的安稳长满优运行。

3、PTA常用动设备简介3.1空压机组3.1.1空压机组简介：主体部分由离心空气压缩机C1-113、尾气膨胀机C1-155、蒸汽透平机C1-140、电动/发电机四部分组成。

空压机组还包括入口空气过滤系统、中间冷却器、气/液分离系统、消音系统、冷凝器、凝液泵以及润滑油系统、仪表控制系统等其他相关辅助设备。

空压机设计能力为264720Kg/Hr（干气），为正常用量的110%。

空压机为五级压缩，出口压力18.35barA，出口温度159℃。

满负荷（246800kg/hr）工况下，空压机轴功率为27864Kw。

尾气膨胀机C1-155为两级膨胀，利用的废气由氧化反应产生，该系统废气经过HPCCU 系统催化燃烧、温度达450℃左右，膨胀机入口压力为12.35barA，额定流量为179300kg/hr，膨胀机在额定点的输出功率为16192KW。

蒸汽透平C1-140为低压冷凝型，利用的是工艺产生的额外的低压蒸气和超低压蒸汽。

其设计条件为：LP蒸汽流量70.9t/hr，压力4.5barA，温度148℃，ELP蒸汽流量75.9t/ht，压力3.0barA，温度134℃，汽轮机转速4629rpm，额定输出功率16827KW。

电动机/发电机系统是一套能量平衡装置，功率为19.25MW。

其作用一方面补偿装置开工初期空压机开车机组透平机、膨胀机输出功率不足的能量电动输入，另一方面将正常生产工况下膨胀机、透平机产生的多余能量发电输出。

机组结构布置如图所示3.1.2蒸汽透平（汽轮机）是用蒸汽来作功的旋转式热能动力机械，具有效率高、功率大、转速容易控制、安全可靠等优点。

在化工装置中应用的汽轮机，所需的蒸汽主要来自生产装置中产生的蒸汽，不足部分才由锅炉提供，充分利用了化工生产中工艺反应的余热。

我公司采用的是低压凝汽式工业汽轮机。

蒸汽透平C-140是由低压段和超低压段两段构成。

低压段（LP）用低压蒸汽，超低压段（ELP）用超低压蒸汽,共有9级.3.1.3汽轮机是用蒸汽来作功的旋转式原动机，来自工艺或其他汽源的蒸汽，经主汽阀和调节阀进入汽轮机，依次高速流过一系列环形配置的喷嘴(或静叶栅)和动叶栅而膨胀作功，将蒸汽的热能转变为推动汽轮机转子旋转的机械功，从而驱动其他机械制造厂家: MAN TURBO AG(德国)•型号： DK080/250 RZ1•功率：正常功率 15294KW/额定功率 16827KW•转速：正常转速 4629 RPM•低压蒸汽压力： 4.5barA•低压蒸汽温度：148℃•超低压蒸汽压力：3.0barA•超低压蒸汽温度：134℃•轴封形式:迷宫密封3.1.4离心式压缩机的工作原理：气体进入离心式压缩机的叶轮后，在叶轮叶片的作用下，一边跟着叶轮作高速旋转，一边在旋转离心力的作用下向叶轮出口流动，并受到叶轮的扩压作用，其压力能和动能均得到提高，气体进入扩压器后，动能又进一步转化为压力能，气体再通过弯道、回流器流入下一级叶轮进一步压缩，从而使气体压力达到工艺所需要求。

空气压缩机是三段五级离心式，传动形式为内部齿轮传动，1、2级为一段，3、4级为一段，5级为一段，1、2级、3、4在同一根轴上，可平衡一定的轴向力。

•生产厂家: MAN TURBO AG(德国)•型号： RG112/05-L1•功率: 正常功率25133KW /额定功率 27846KW•空气压缩能力: 正常流量 240655KG/H ,额定流量264720 KG/H•空气入口温度：35•空气入口压力：0.992barA•入口空气相对湿度：95•空气出口压力：18.35barA•空气出口温度：159℃3.1.5尾气膨胀机（C1-155）利用回收尾气的能量来驱动空气压缩机,共7级.•生产厂家: MAN TURBO AG(德国)•型号： EN063/120,S7•输出功率：正常功率 14815kW /额定功率 16192kW•转速：额定转速 5310RPM•进气流量：正常流量163000KG/H, 额定流量179300KG/H•入口压力：12.35barA(额定点)•进口温度：450℃•出口压力:1.1barA•出口温度:147℃•轴封形式:迷宫密封3.2搅拌机搅拌设备的主要作用是将进入反应器或容器内的不同物料进行充分搅拌。

工艺和物料的性质不同搅拌的目的也不同，氧化反应器搅拌器主要是是使参与反应的物料均匀混和接触，使物料充分反应，达到工艺所需要的要求。

结晶器搅拌器的作用是使晶体在溶剂中保持一定的停留时间，以保证晶体达到规定的颗粒度，保证产品质量。

其他搅拌的目的大多是防止沉淀和堵塞。

装置中不论在氧化还是精制都有搅拌设备，而且搅拌器没有备台。

所以为了装置的连续生产，对于日常操作和维护的要求都很高。

本装置共有18台搅拌设备。

3.2.1搅拌机主要结构（以G1-301为例）①润滑油系统该系统的主要作用是提供给齿轮箱润滑油，对齿轮箱进行润滑、冷却、清洗、防锈等功能，使齿轮传动平稳，轴承运转正常，保证齿轮箱的正常工作，延长齿轮及轴承的寿命。

主要设备都是一用一备，防止在运转过程中损坏或失效，保证系统的正常运行。

该系统的布置及流程示意图见下图：搅拌机润滑油系统布置图②齿轮箱齿轮箱主要用来传递扭矩及确定搅拌器转速，保证搅拌器在规定的转速下工作。

齿轮箱一侧连接电机，一侧连接搅拌器主轴，是搅拌系统中重要的传动部件。

齿轮箱内部主要是齿轮组及轴承组件，各个齿轮相互啮合，达到输出电机功率及传递扭矩的目的。

通常，只要齿轮箱的润滑良好，就能够保证齿轮和轴承的正常工作。

搅拌机齿轮箱结构图③搅拌叶氧化反应器搅拌器G1-301浆叶是全装置中叶片数量最多、直径最大的设备。

该搅拌共有3层浆叶一层是甩液盘，浆叶各6片。

上部和主浆叶用螺栓固定在轴的轮毂上，并用双螺母及锁紧Ti丝方法防松，下部浆叶则直接焊在轴上。

浆叶的主要作用是对在容器内的物料进行搅拌，使物料充分混合，使物料在容器内进行高效反应，达到工艺生产的目的。

氧化反应器的主浆叶是INVISTA的专利技术，我们称为Gasfoil 浆叶，是一种高效浆叶，旋转直径为3810mm，材质为Cp Ti Gr2，除了将搅拌器应有的传质作用提高40％，保持反应器内纵横向搅拌均匀充分，各处物料停留时间一致，使PTA结晶均匀之外，还有一个特殊作用就是能够自动清洗反应器，使氧化反应器内部不沉淀、不结壁、不堵塞、不聚积。

中间层浆叶叫上流式浆叶，旋转直径为3600mm，材质是Cp Ti Gr2，通过它的旋转，促使物料向上流动，使容器上部物料混合充分。

顶部甩液盘，旋转直径2100mm，材质Cp Ti Gr2，反应器的部分凝液在上部通过喷管喷到甩液盘上，在甩液盘的作用下，凝液不断地对反应器顶部和侧壁进行自动清洗，防止容器上部物料结壁和聚积并具有捕津的作用，避免造成反应不完全和积料，导致液位测量出现假信号，出现操作失误。

底部的小浆叶，旋转直径750mm，材质也是Cp Ti Gr2，主要是防止反应物料在罐底堆积，造成堵塞。

④机械密封机封是搅拌设备的关键部件，机封的主要作用是防止罐内的介质向外泄漏和罐外的介质向内漏，我们装置的设备大部分属于内压容器，所以一旦机封失效，那么物料就会向外泄漏，造成污染和人员伤害。

氧化反应器机封为EKATO自行设计制造的机封，型号为ESD64G，双端面机械密封，密封液是脱盐水，在密封液系统中设计了一个稳压罐，保证密封的压力大于反应器内部压力。

机封是技术含量高的部件，内部结构复杂，制造和检修的难度都很大。

机封的寿命不但取决于设计和制造，主要还是取决工艺操作的稳定性，如果工艺波动大，机封的寿命就会受到很大影响。

而且搅拌设备是没有备台的，所以机封的使用和维护是很重要的。

机械密封外形图⑤轴承在搅拌器上有两种轴承，一种是在罐外顶部靠近机封的部位，主要是起稳定搅拌器轴及保证轴的中心的作用，同时承受径向载荷，是搅拌设备的主要轴承。