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GB51205-2016 精对苯二甲酸工厂设计规范.pdfbfpurifiedterephthalicacic
以对二甲苯和空气为原料，经过氧化反应和精制反应，生产出 合格工业用精对苯二甲酸产品的工厂。PTA工厂主要由生产装 置和辅助生产设施组成，生产装置主要包括氧化单元和精制单元 辅助生产设施主要包括成品仓库和罐区，
pxidationreaction
在以对二甲苯和空气为原料，乙酸为溶剂QGSK 0001S-2014 昆明阳宗海风景名胜区七甸谷顺康杂粮制品加工厂 即食杂粮片（粉），钻、锰为催化剂，漠 促进剂的条件下，反应生成粗对苯二甲酸的过程，
purification reaction
2.0.5 精对苯二甲酸(PTA)
oxidation off gas
在溶剂回收过程中添加的、用于和水形成共沸物从而将乙醉 水的混合物分离的物质。本规范指常用的乙酸正丙酯、乙酸正
2. 0. 10 压力过滤
2. 0. 11 干燥
料过滤后的湿滤饼进行脱湿、干
3.1.1PTA工厂工艺设计应满足技术先进、安全可靠、节能环保 和经济合理的要求
3.1.8氢气管道的低点应设两道排液阀；仅在开停工时使月
1连续使用的冲洗酸或工艺水管道上应设止回阀，并应在其 根部设切断阀； 2间歇使用的冲洗酸、工艺水、碱液和除盐水管道上应设止 回阀和两道切断阀，并应在两切断阀间设低点排液阀； 3仅在设备停车时使用的碱液管道应设盲板或与系统断开。 3.1.10进人生产装置的对二甲苯、乙酸、共沸剂及氢气输送管 道，在装置的边界处应设隔断阀和8字盲板。
3.1.12氧化尾气净化系统的进、出口管道上应分别设采样口。 3.1.13经净化处理后的氧化尾气排气筒应设置采样口。采样口 应采用圆形结构，其公称直径宜为DN80～DN100。 3.1.14对二甲苯、乙酸、乙酸甲酯及共沸剂等可燃液体的取样应 采用密闭取样形式。 3.1.15CTA和PTA粉料输送管线上宜同时设置自动取样器和 人工取样口。
3.2.1工艺流程应根据生产规模、产品方案和产品质量要求 确定。 3.2.2工艺流程应满足技术先进成熟、物耗和能耗低、“三废”排 放少的原则。
1 氧化尾气应经过净化和能量回收后达标排放； 2 常压系统排气应经过净化处理后达标排放； 3 CTA浆料分离宜采用压力过滤工艺； 4 应设置溶剂回收系统，系统分离出的水应再利用； S 抽出的氧化母液应设置CTA、乙酸和钻锰回收系统： 6 应设置氧化母液储罐，其容量应能容纳停车时系统的母液 退料。 3.2.4 精制单元工艺流程设计应符合下列规定： 1 结晶系统闪蒸汽及其热量应回收利用； 2 宜采用一道压力过滤工艺； 3 CTA和PTA粉料宜采用气力输送； 4 精制母液应设置PTA和钻锰回收系统。 3.2.5· 浆料过滤机应按照单台设备的处理能力计算配台，并应依
3.2.5·浆料过滤机应按照单台设备的处理能力计算配
3.2.6蒸汽系统宜根据被加热介质的目标温度和装置副产蒸汽
2.6蒸汽系统宜根据被加热介质的目标温度和装置副产蒸氵 等级，通过凝液逐级闪蒸再利用。
的等级，通过凝液逐级闪蒸再利用。 3.2.7循环冷却水的供回水应根据设备、管道阻力降及设备安装 高度差异按不同压力、分系统设计。
3.2.7循环冷却水的供回水应根据设备、管道阻力降及设备
3.3.1 整个工艺过程应进行物料平衡、能量平衡计算。 3.3.2 生产装置中每台设备消耗的公用工程用量应进行计算。 3.3.3 生产装置中的非定型设备工艺计算应根据物流数据、用途 进行。 3.3.4生产装置中的定型设备选型应根据介质特点、操作参数
准《石油化工工艺装置管径选择导则》SH/T3035的有关 执行。
3.3.7设备及管道隔热厚度应通过计算确定
3.4 危险、危害因素
3.4.1PTA工厂主要物料的火灾危险性、危险性类别、危害程度 划分应符合下列规定： 1·CTA和PTA粉料应为丙类可燃固体、轻度危害毒性； 2对二甲苯应为甲B类可燃液体、中度危害毒性； 3操作温度超过其闪点的乙酸应为甲B类可燃液体，操作温 度不高于其闪点的乙酸应为乙A类可燃液体、中度危害毒性； 4乙酸甲酯应为甲B类可燃液体、轻度危害毒性; 5共沸剂应为甲B类可燃液体、轻度危害毒性； 6碱液应为腐蚀性液体、轻度危害毒性；
3.4.1PTA工厂主要物料的火灾危险性、危险性类别
7 氢溴酸应为腐蚀性液体、轻度危害毒性； 8 氢气应为甲类可燃气体。 3.4.2 空气压缩机组、风机、高速泵应为噪声源。 3.4.3 射线性仪表应为放射性危害源。 3.4.4 CTA和PTA粉料干燥、气力输送及PTA包装工段应为 粉尘危害源。
3.5.1对二甲苯、乙酸、乙酸甲酯及共沸剂等可燃物料的安全阀 出口泄放管应接人储罐或洗涤塔。 3.5.2泄放含有固体颗粒或易结晶物料的安全阀前应设置爆 破片。 3.5.3 泄放强腐蚀性介质的安全阀前应设置爆破片。 3.5.4 氢气压缩机的安全阀泄放气体应排人火炬或安全放空
破片。 3.5.3 泄放强腐蚀性介质的安全阀前应设置爆破片。 3.5.4 氢气压缩机的安全阀泄放气体应排人火炬或安全放空 系统。
3.6.1设备及管线绝热措施应符合现行业行标准《石油化工设备 和管道绝热工程设计规范》SH/T3010的有关规定。 3.6.2对二甲苯及乙酸输送管线应伴热。 3.6.3互为备用的多台高速泵并联时，泵人口汇总管至人口切断 阀之间以及泵出口切断阀至出口汇总管之间的浆料管线应伴热。
3.6.1设备及管线绝热措施应符合现行业行标准《石油化工设备
1储存和输送氢漠酸的设备宜选择碳钢涂防腐蚀涂层、塑料 或玻璃钢； 2储存和输送含漠乙酸的设备应根据乙酸和漠离子浓度及 操作温度，由低到高依次选用奥氏体不锈钢（S31603、S31703）、双 相不锈钢（S22053、S25073）、超级不锈钢（S39042）、钛材（TA1、 TA2、TA3)或对应材料的复合板；
3储存和输送除盐水、PTA物料的设备宜选用奥氏体不锈 钢S30403及其复合板，有抗磨蚀要求时宜采用哈氏合金C276； 4.换热管材料耐腐蚀性能不应低于设备主体材料； 5乙酸环境中应避免钛材与异种金属接触； 6储存气相介质中含漠的设备材料选择应根据其中的水含 量及活性漠离子的浓度确定。
4.2.2材料技术要求应符合下列规定
1奥氏体不锈钢应进行晶间腐蚀试验，设计文件中应注明试 验方法和合格标准。晶间腐蚀试验应符合现行国家标准《金属和 合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法》GB/T4334的有关规 定； 2双相不锈钢应进行晶间腐蚀试验和点腐蚀试验，设计文件 中应注明试验方法和合格标准。晶间腐蚀试验应符合现行国家标 准《金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法》GB/T:4334 的有关规定； 3钛材应为退火状态供货。容器和换热管用钛材的规定非 比例延伸强度值应符合相应的材料标准要求，并应符合现行行业 标准《钛制焊接容器》JB/T4745的有关规定。
4.2.3复合钢板材料应符合下列规定：
4.4设备设计参数选取
1一般容器、换热器壳体设计使用寿命不宜低于10年； 2氧化反应器、精制反应器、结晶器设计使用寿命不宜低于 20年。
容器第4部分：制造、检验和验收》GB/T150.4的有关规定。 钛设备的制造、检验、验收还应符合现行行业标准《钛制焊接容器》 TB/T4745的有关规定。
4.5.2不锈钢一钢复合板级别的选择应符合现行行业标准《压力
4.5.4钛、不锈钢及其复合工件切割宜采用机械方法。当
割时，应采取防止飞溅或落料对耐蚀表面造成损伤的措施，且 叫边缘仍应采用机械方法去除污染层
应兼顾基层和覆层材料。成型时，应按热处理规范和冲压工 要求，控制炉内温度、冲压的起始温度和终止温度，并应做女 录。
用氩弧焊，焊接过程应控制焊接线能量和焊接速度，并应做好惰性 气体保护。
4.5.10双相不锈钢设备的焊接应有合格的焊接工艺评定
学性能、冲击功、硬度检测及腐蚀试验
4.5.11设备的无损检测应符合现行行业标准《承压设备无损检 测》NB/T47013的有关规定。钛钢复合板的钛贴条、不锈钢复合 板的覆材应在基材焊接完成并按照设计文件要求经无损检测合格 后焊接。钛贴条焊缝和不锈钢覆材焊缝应进行100%渗透检测， 合格等级应为工级。
4.5.12氧化反应器、氧化结晶器及氧化冷凝器经压力试验后，宜
莫拟设备的使用条件进行热态试验，具体试验方法和合格指标 主设计文件中规定。
模拟设备的使用条件进行热态试验，具体试验方法和合格扑
4.5.14设备制造完成后，与腐蚀介质接触的钛及不锈钢
5.0.1总平面布置应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规 范》GB50187、《化工企业总图运输设计规范》GB50489和《石油 化工企业设计防火规范》GB50160的有关规定。 5.0.2当控制室、机柜室和变配电室布置在生产装置内时，应布 置在装置的一侧，位于爆炸危险区范围以外，且宜位于可燃气体 甲B、乙A类设备全年最小频率风向的下风侧。 5.0.3空气压缩机厂房应布置在空气洁净的地段，应避免靠近散 发爆炸性、腐蚀性和有害气体及粉尘的场所，并应位于散发爆炸 性、腐蚀性和有害气体及粉尘等场所的全年最小频率风向的下 风侧。
爆炸性、腐蚀性和有害气体及粉尘的场所，并应位于散发爆 腐蚀性和有害气体及粉尘等场所的全年最小频率风向的下 侧。
5.0.4空气压缩机厂房不应布置在对噪声、振动有防护要求的场
所附近，并应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范
附近，并应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》G 187的有关规定。
0.5成品仓库宜集中布置，并宜靠近PTA成品料仓及厂区E 货流出入口。
5.0.6罐区泡沫站应布置在罐组防火堤外的非防爆区，与可
工企业设计防火规范》GB50160的有关规定。 5.0.9生产装置内消防车道、可燃液体的汽车装卸车场应采用现 浇混凝土地面。
5.0.10设备、建筑物、构筑物宜布置在同一地平面上，当受地形 限制时，应将控制室、机柜室及变配电室布置在较高地平面上；工 艺设备、装置储罐宜布置在较低的地平面上。 5.0.11PTA工厂可能发生污染物泄漏至地面或地下的区域应 进行防渗设计，防渗设计应符合现行国家标准《石油化工工程防渗 技术规范》GB/T50934的有关规定。 流注区
6.1.1·设备布置应符合现行国家标准《石油化工企业设计防火规
6.1.1·设备布置应符合现行国家标准《石油化工企业设计 范》GB50160的有关规定，并应满足防火、防爆、安全、环保 作、维护的要求。
6.1.2工艺设备应按照工艺流程顺序、火灾危险性类别和同类设
管道数量、管径大小、电气及仪表电缆桥架的宽度等因素确定，宜 留有10%~20%的裕量。
6.1.4有装卸车要求的设备宜布置在装置的边缘或设置必要的 通道。
6.1.4有装卸车要求的设备宜布置在装置的边缘或设置必要的
1.5风机、泵及其他存在振动的设备宜落地布置。当布置在和 上时，应采取防振、隔振措施。
6.2.1空气压缩机组应布置在厂房内，过滤机组宜设雨棚等防护 设施，其他设备宜采用露天布置。
6.2.2空气压缩机厂房宜靠近循环冷却水站布置，空气吸人口应 远离循环冷却水站，并应位于其常年最小频率风向的下风侧。空 气压缩机房内应设检修用起重设备，厂房的开门应满足空气压缩 机组最大检修件进出的要求。
6.2.4氧化反应器及其气相冷凝器宜按工艺流程顺序梯级
并应满足管道应力要求。
6.2.5脱水塔宜落地布置。当脱水塔设置再沸器时，再沸器的支 耳位置应通过应力计算确定，并应满足塔和再沸器的相对关系和 操作要求
6.2.6当采用空冷器时,空冷器宜布置在主管廊的上方。
6.2.7干燥机应落地布置，并应设不小于2.5%的坡度坡向出料 口。当两台干燥机并排布置时，其间距应满足任何一台检修的 要求。
.2.8过滤机所在区域宜采用混凝土地面；过滤机周围应留有
乍、维修空间，并应满足滤布更换的操作要求；过滤机上方应设 检修用起吊设备，并宜留有到地面的吊装空间。
作、维修空间，并应满足滤布更换的操作要求；过滤机上方应设置
6.2.10装置内的事故水池宜按装置分区及废水排放特点分别布
6.2.10装置内的事故水池宜按装置分区及废水排放特点分别布
7.1.1管道布置应满足工艺流程要求，并应满足设备及阀门的生 产操作、安装和维护要求。
7.1.2管道放空口及安全阀排放口与周边平台或建筑物的距离 应符合现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160的 有关规定
7.1.2管道放空口及安全阀排放口与周边平台或建筑物的
7. 1. 3 氢气、对二甲苯、乙酸甲酯、共沸剂及 CTA 和 PTA 米
送管道应进行静电接地，且管道上的每对法兰应采用导线跨接。
7.1.4取样口的位置设计，应使采集的样品具有代表性，不
.1.4取样口的位置设计，应使采集的样品具有代表性，不应让 在管道的死角处。
弯头的数目，避免出现死角，管道不应有袋形；管道上的阀门
.1.6自由下料的CTA和PTA粉料管道宜垂直布置或与水 角不小于60°。
7.1.7CTA和PTA粉料输送管道不应有袋形，输送距离应为最 短；管道弯头曲率半径不应小于管道公称直径的5倍。 7.1.8CTA和PTA粉料输送管道上的分支和汇合处应使用Y 型三通，位于每个支线上的隔断阀或换向阀应紧靠近Y型三通
.1.7CTA和PTA粉料输送管道不应有袋形，输送距离应为 短：管道弯头曲率半径不应小于管道公称直径的5倍
型三通，位于每个支线上的隔断阀或换向阀应紧靠近Y型三通 CTA和PTA粉料输送管道应设防振支架，
7.2.1管道材料的选用应符合下列规定：
3高压蒸汽用无缝钢管宜符合现行国家标准《高压化肥设备 用无缝钢管》GB/T6479、《高压锅炉用无缝钢管》GB/T5310的有 关规定； 4精制反应器出口的浆料管道宜选用镍基合金钢。 7.2.2管道元件的选用应符合下列规定： 1钛材管道的法兰宜选用不锈钢松套法兰； 2氢气管道宜选用球阀或截止阀； 3高压蒸汽管道元件宜采用焊接结构形式，公称直径大于或 等于DN100的阀门宜设平衡旁路； 4浆料低点排放管道宜选用曲率半径不小于5倍公称直径 的弯管； 5浆料管道上的阀门宜选用阀体内通道平滑且无死角的直 通式阀门，管径较大时也可选择蝶阀或平板阀，不应使用闸阀； 6CTA和PTA粉料输送管道上的阀门宜选用插板阀或全 通径球阀； 7公称直径小于或等于DN40的碳钢管道宜选用承插焊的 连接形式。 7.2.3设备和管道绝热保护层宜选用酸性环境适用的铝合金 制品。
7.3.1管道详细应力分析宜采用专业软件进行。应力分析时应 按照当地气候条件计算风荷载、地震荷载、雪荷载及冲击荷载等偶 然荷载，并应综合分析开车、停车及吹扫等特殊工况。 7.3.2管道系统宜采用自然补偿方式，由于布置空间受限等原 因，也可采用补偿器获得柔性；对于有毒及可燃介质管道，不应采 用填料函式补偿器。
.3.3在与过滤机、风机、干燥机及其他振动设备相连的管口 设膨胀节或金属软管。
7.3.4直接放空的安全阀泄放产生的反作用力应进行计算
.3.6易振动管道系统应根据振源和振动频率采取防止产生 辰的措施。
管道，设备管口允许荷载应满足制造商的要求。
7.4管道检验及压力试验
7.4.1管道检验及压力试验应符合国家现行标准《石油化工金属 管道工程施工质量验收规范》GB50517和《石油化工有毒、可燃介 质钢制管道工程施工及验收规范》SH3501的有关规定。
4.2管道无损检测应符合下列规定
1管道焊缝的无损检测应符合现行行业标准《承压设备无损 检测》NB/T47013的有关规定；射线检测的技术等级不应低于 AB级，超声检测的技术等级不应低于B级； 2管道名义厚度小于或等于30mm的对接焊缝应采用射线 检测，名义厚度大于30mm的对接焊缝可采用超声检测； 3高压蒸汽管道名义厚度大于30mm时，其对接焊缝宜采 用射线检测或米用可记录型超声仪进行超声检测； 4钛材管道的底层焊道应进行100%渗透检测，I级合格； 钛材管道对接焊缝应进行100%射线检测，Ⅱ级合格；与钛材管道 连接的支管、补强板、法兰等角焊缝应进行100%渗透检测，1级 合格。
7.4.3管道压力试验应符合下列规定：
7.4.3管道压力试验应符合下列规定： 1管道安装完毕，无损检测合格后，应进行压力试验； 2输送氢气、对甲苯、乙酸、共沸剂、乙酸甲酯物料的管道 应进行泄漏性试验，试验压力应为管道设计压力； 3蒸汽管道宜采用液压试验，试验压力应进行核算，由试验 压力产生的管道应力不应超过试验温度下材料屈服强度的90%。
7.4.3管道压力试验应符合下列规定： 1管道安装完毕，无损检测合格后，应进行压力试验； 2输送氢气、对二甲苯、乙酸、共沸剂、乙酸甲酯物料的管道 应进行泄漏性试验，试验压力应为管道设计压力； 3蒸汽管道宜采用液压试验，试验压力应进行核算，由试验 压力产生的管道应力不应超过试验温度下材料屈服强度的90%。
8.1.1成品仓库内袋装PTA宜按3层堆放设计，其储存天数不 宜少于5d。
8.1.3 成品仓库内袋装PTA的运送车辆应采取防止粉尘爆炸 措施。
8.2.1罐区设计应符合国家现行标准《石油化工企业设计
的有关规定。 8.2.2储存对二甲苯、共沸剂应选用钢制内浮顶储罐；储存乙酸 可选用钢制拱顶罐，并应设置氮气密封保护系统。 8.2.3乙酸、共沸剂储罐的容积应满足生产装置停车退料要求。 8.2.4 对二甲苯及乙酸储罐应设置伴热设施。 8.2.5 对二甲苯储存系统宜设倒罐泵和扫线罐。 8.2.6与储罐连接的管道布置应同时满足地基沉降、地震和设备 管口的充许受力要求。 8.2.7管道在穿过防火堤或隔堤处应设钢制套管，套管两端应采
8.2.6与储罐连接的管道布置应同时满足地基沉降、地震和设备 管口的允许受力要求。 8.2.7管道在穿过防火堤或隔堤处应设钢制套管，套管两端应采 用不燃烧材料严密封闭。
8.2.7管道在穿过防火堤或隔堤处应设钢制套管，套管两站
GB 5009.226-2016 食品安全国家标准 食品中过氧化氢残留量的测定二甲苯储罐、共沸剂储罐和乙酸储罐应设高高液位报警及联锁 高高液位报警应自动联锁关闭储罐进料阀门。
2.10对二甲苯、乙酸和碱液罐组防火堤、储罐基础及地面应进 防渗设计，乙酸、碱液罐组还应进行防腐蚀设计。
8.2.11罐区防火堤进口处应设置人体静电接地装置。
9：1.1生产装置的生产过程监视、控制、报警和管理应采用分散 型控制系统（DCS），宜构建工业控制以太网并支持多种标准的通 信协议，宜与工厂管理信息系统相连接并配置相应的网络接口： 9.1.2：生产装置应设置安全仪表系统。安全仪表系统应独立于 分散型控制系统和其他系统设置，并应满足安全评估的安全完整
9.1.3空气压缩机组的控制应采用独立的压缩机控制系统。
系统应作为主站与其他系统进行信息交换，并应建立统一的日 中同步信号。
可燃气体检测器，并应在控制室设置可燃气体报警系统。可燃气 体检测器和报警系统的设计应符合现行国家标准《石油化工可燃 气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493的有关规定。
9.2.1氧化反应器进料宜采用对二甲苯和压缩空气的流量
9.2.1氧化反应器进料宜采用对二甲苯和压缩空气的流量比例 控制以及对二甲苯、溶剂和催化剂量的配比控制。 9.2.2氧化反应器及氧化、精制结晶器的液位宜采用出料控制。 9.2.3结晶器的顶部气相压力宜采用分程控制GB/T 13627-2021 核电厂事故监测仪表准则，应优先控制利于