精对苯二甲酸(PTA)是生产聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的重要原料。PTA生产工艺的物耗、能耗和排放情况是PTA工厂的核心竞争力。因此,发展节能、低耗、减排PTA新型生产工艺具有重要的意义。本文根据现有的PTA生产工艺,提出了 PX氧化+多级精馏耦合的新工艺,即在反应器顶部增设多级脱水塔,获取不同醋酸浓度的水溶剂用于洗涤液和排放废水,并利用反应热直接脱水,减少了物耗、能耗和废水排放。本文对PX氧化+多级精馏耦合工艺的全过程进行了设计和模拟,包括以下内容:(1)采用Aspen Plus软件构建了三种PTA工艺流程。结果表明,氧化+多级精馏耦合工艺通过物料的合理配置,溶剂的梯次化利用,在减少物耗和废水排放方面具有显著优势。进一步优化了脱水塔工艺条件,并对塔设备进行选型和设计。(2)考察了氧化和精制单元的系统集成方案。比较了 RPF+酸洗+干燥和RPF+水洗的技术方案,优化了压滤机的操作参数;对PTA精制母液回流方案进行了可行性分析,提出水循环流程,模拟并分析了该流程的水耗、PX物耗和醋酸单耗等指标。(3)对PTA生产工艺提出了进一步的节能降耗方案:分析了 4-CBA和MA含量对燃烧副反应的影响,建立了 4-CBA和MA含量与PX物耗和醋酸单耗的模型。分析了醋酸甲酯的生成机理,模拟和计算了 PTA新工艺的MA回收单元,对关键汽提塔进行计算和选型。