精对苯二甲酸厂电气设计要点总结

   杨 鹏  

（京鼎工程建设有限公司，北京  100011）

摘  要：对精对苯二甲酸厂典型设备例如氧化反应器搅拌器、旋转压力过滤机、干燥机、循环冷却水系统、空压机厂房及同步电动机等供配电的特点进行说明。以15年精对苯二甲酸厂的设计经历对建厂中供配电系统架构、主要开关柜选型、变配电室布置、电缆选型、防雷接地及照明等电气设计的核心部分进行了总结并提出了合理化建议，尤其对发电机对电力系统的影响进行了重点论述并提出了可行性方案。

关键词：精对苯二甲酸；同步电动机；静止变频器；旋转压力过滤机

Summary of the key recommendations of electrical design in pure terephthalic acid plants

Yang Peng

(CTCI Beijing Co., Ltd, Beijing  100011)

Abstract：This paper explains the characteristics and key points of power supply and distribution of typical equipment in pure terephthalic acid processes. With 15 years of design experience in pure terephthalic acid plants, the important parts of electrical design such as power supply and the construction of distribution system, main switchgear selection and so on are analyzed, especially the impact of generators on power systems and related solutions are discussed. The practical advice and feasibility suggestion for the construction of the electrical design of the pure terephthalic acid plant are proposed.

    Keywords：Pure terephthalic acid; Synchronous motors; Static frequency converter; Rotary pressure filter

0  引言

国内精对苯二甲酸(pure terephthalic acid, PTA)厂自2003年翔鹭石化一期90万吨年产量规模到2022年中金石化投产运营年产300万吨规模，百万吨级产能PTA已经过近20年的发展。随着各专利商不断的研究改进，PTA生产技术在投资成本、物耗、能耗水平、操作稳定性、环境保护等方面都达到了一个相当好的水平，200万吨至300万吨级年产量的PTA工艺成熟且生产稳定。现结合PTA厂中的几个标志性设备的供配电特点对PTA厂电气设计进行总结。

1  PTA简介

1.1  工艺包

目前世界上主要的PTA生产工艺有BP-AMOCO、INVISTA （已更名为KTS）、三井油化、DOW-INCA、三菱化学、EASTMAN、IEC-Hitachi技术等。各PTA专利商在生产原料、主反应过程方面没有太大的区别，只是产业化技术有所不同。

我国PTA厂目前主要使用INVISTA和国内自主工艺（前身为Hitachi）两种工艺。

1.2  工艺流程

PTA生产工艺大体上分两步：氧化和精制。

在氧化工段，对二甲苯与醋酸混合物在催化剂作用下与空气中的氧发生反应，生成的对苯二甲酸大部分在氧化反应器中形成浆料，经过结晶器降温、降压后，由泵送入旋转压力过滤机（Rotary pressure filter，RPF）进行固液分离。滤饼经 RPF 多级洗涤后进入配料罐，用工艺水配置一定浓度的粗对苯二甲酸（Crude terephthatic acid，CTA）浆料。

在精制工段，将CTA溶解于水中，在高温、高压并在催化剂作用下进行还原反应。经精制还原反应的溶液通过结晶、液固分离和干燥等步骤后生产出PTA。

2  电气设计要点

2.1  氧化反应搅拌器电动机配电设计

氧化反应器是PTA厂最重要的设备，其顶部立式电动机为反应器搅拌器的动力。该电动机为变频电动机，需配置调速装置（Variable speed drive, VSD）。在200万吨及以上产能PTA厂该电动机功率为2000kW至3000kW。VSD设备为12脉绝缘栅双极晶体管(Insulate-gate bipolar transistor, IGBT)的高压变频装置， 10kV输入，10kV输出，原理图如图1。