Реферат: Технологические и экономические аспекты производства диметилового эфира терефталевой кислоты

МинистерствоОбщего и профессионального образования Российской федерации

ЯрославскийГосударственный Технический Университет

КАФЕДРА«ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ»

Реферат

защищена с оценкой

___________________

Руководитель

к.х.н., доцент:

Григоричев А. К.

__________________

Курсовая работа подисциплине «ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ».

Технологическиеи экономические аспекты получения диметилового эфира терефталевой кислоты.

Работу выполнила

студентка группы ЭХМ-40

Тарасова Ю.В._________

12.01.98.

ЯРОСЛАВЛЬ 1998 г.

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Реферат.

27 с., 9табл., 4рис., 10библ.

ДИМЕТИЛОВЫЙЭФИР ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ, ДИМЕТИЛТЕРЕФТАЛАТ, ТЕРЕФТАЛЕВАЯ КИСЛОТА, СПОСОБЫПРОИЗВОДСТВА, ПАРАКСИЛОЛ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ЦЕЛЕВОЙ ПРОДУКТ, ПОБОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ,СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА.

В работе производится анализ литературных данных оразличных способах производства диметилового эфира терефталевой кислотыразличными способами в России и зарубежом.Диметилтерефталат используется как мономер для производства полиэфирныхволокон, пленок, формующихся пластмасс и других полиэфирных материалов.Наиболее часто в промышленности используют различные методы получениятерефталевой кислоты и ее этерификации в диметилтерефталат. В рефератеприводятся технологические схемы производства диметилового эфира терефталевойкислоты и себестоимость производства одной тонны целевого продукта различнымиспособами. Перспективы развития промышленного производства диметилтерефталатаприведены в работе также.

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Содержание.

 TOC o «1-3» Список сокращений.… GOTOBUTTON _Toc409322014   PAGEREF _Toc409322014 4

Ведение… GOTOBUTTON _Toc409322015   PAGEREF _Toc409322015 5

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДАХ ПРОИЗВОДСТВА ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРАТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ.            GOTOBUTTON _Toc409322016   PAGEREF _Toc409322016 7

2. Сравнительные характеристики промышленных методовпроизводства диметилтерефталата.… GOTOBUTTON _Toc409322017   PAGEREF _Toc409322017 9

3. Способы производства диметалтерефталата.… GOTOBUTTON _Toc409322018   PAGEREF _Toc409322018 10

3.1 СПОСОБ ФИРМЫ «DUNAMIT NOBEL» (Германия)… GOTOBUTTON _Toc409322019   PAGEREF _Toc409322019 10

3.2 СПОСОБ ФИРМЫ «MITSUI PETROCHEMICAL» (ЯПОНИЯ)… GOTOBUTTON _Toc409322020   PAGEREF _Toc409322020 12

3.3. СПОСОБ ФИРМЫ «EASTMAN KODAK» (США).… GOTOBUTTON _Toc409322021   PAGEREF _Toc409322021 12

3.4. СПОСОБ ФИРМЫ «WITTEN» (Германия)… GOTOBUTTON _Toc409322022   PAGEREF _Toc409322022 13

3.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРАТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ В РОССИИ ПО СПОСОБУ ФИРМЫ «WITTEN».… GOTOBUTTON _Toc409322023   PAGEREF _Toc409322023 14

4. Экономика производства.… GOTOBUTTON _Toc409322024   PAGEREF _Toc409322024 15

5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЗАТРАТ В ПРОИЗВОДСТВЕ.… GOTOBUTTON _Toc409322025   PAGEREF _Toc409322025 15

5.1. Анализ промышленных методов производства диметиловогоэфира терефталевой кислоты.… GOTOBUTTON _Toc409322026   PAGEREF _Toc409322026 20

6. Методы утилизации побочных продуктов.… GOTOBUTTON _Toc409322027   PAGEREF _Toc409322027 22

7. Технические требования к готовому продукту.… GOTOBUTTON _Toc409322028   PAGEREF _Toc409322028 22

8. Области применения продукта.… GOTOBUTTON _Toc409322029   PAGEREF _Toc409322029 22

9. Развитие производства сырья.… GOTOBUTTON _Toc409322030   PAGEREF _Toc409322030 22

10. Структура капитальных вложений.… GOTOBUTTON _Toc409322031   PAGEREF _Toc409322031 23

11. Технико-экономические показатели производствадиметилтерефталата в России.… GOTOBUTTON _Toc409322032   PAGEREF _Toc409322032 23

12. Оптовые цены.… GOTOBUTTON _Toc409322033   PAGEREF _Toc409322033 23

13. Экологическая перспектива.… GOTOBUTTON _Toc409322034   PAGEREF _Toc409322034 23

14. Возможности замены продукта другими материалами.… GOTOBUTTON _Toc409322035   PAGEREF _Toc409322035 24

15. Экспертный прогноз… GOTOBUTTON _Toc409322036   PAGEREF _Toc409322036 24

Заключение.… GOTOBUTTON _Toc409322037   PAGEREF _Toc409322037 27

Список использованной литературы.… GOTOBUTTON _Toc409322038   PAGEREF _Toc409322038 29

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Список сокращений.

1.ДМТ- диметиловый эфир терефталевой кислоты.

2.ТФК — терефталевая кислота.

3.ДМИ — диметиловый эфир изофталевой кислоты.

4.п-ТК — паратолуиловая кислота.

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Ведение

Название продукта: диметилтерефталат.

Синонимы названия:диметиловый эфиртерефталевой кислоты.

Молекулярный вес:194.19 г/моль;

Формула:C6H4(COOCH3)2

<img src="/cache/referats/3120/image001.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

Физико-химические свойства

Внешний вид: бесцветные кристаллыпризматической формы

tпл=140-1410С, d(200C)=163,хорошо растворяется в горячей воде, растворяется в спирте, эфире, бензоле,ацетоне.[1]

Диметиловый эфир терефталевой кислоты является однимиз важнейших химических продуктов, используемых для производства полиэфирныхволокон, полиоксадиазолов, полибензимидазолов, алкидных смол и пластификаторов.Полиэфирные волокна находят все большее применение втехнике и в быту. Сравнительно высокий модуль наряду с большой прочностью,относительно высокой термостойкостью, а также высокие диэлектрическиехарактеристики позволяют применять полиэфирные материалы для производствашинного корда, транспортерных лент, приводных ремней, парусов, пожарныхрукавов, электроизоляционных и других материалов.

Благодаря высокой устойчивости к сминанию испособности сохранять форму, хорошему внешнему виду и достаточно низкойстоимости полиэфирные волокна в чистом виде или в смеси с другими волокнамииспользуют для изготовления широкого ассортимента товаров народногопотребления: платяной и костюмной тканей, верхнего трикотажа, занавесей,постельного белья, изделий из искусственной замши и искусственного меха.

Приведенные выше свойства полиэфирных волоконобусловили наиболее крупнотоннажное производство по сравнению с производствомволокон других видов.

Важнейшими мономерами для производства полиэфирныхволокон являются ТФК и ДМТ. Одновременно они являются конкурентами за правосчитаться основным исходным мономером.

До середины восьмидесятых годов производстводиметилтерефталата было намного больше, чем производство терефталевой кислоты.Но в последнее десятилетие были разработаны способы получения ТФК высокойчастоты, поэтому сейчас производство обоих материалов находится на довольновысоком уровне.

Промышленные методы производства ДМТ, их экономическиеи технологические аспекты, их преимущества и недостатки рассматриваются вданной курсовой работе.

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДАХ ПРОИЗВОДСТВАДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ.

Первые заводы по производству ДМТпоявились в1954 г., и вплоть до1963 г. диметилтерефталатявлялся практически единственным мономером,используемым для получения полиэфирных волокон. Это было обусловлено тем, чтопроцессы производства, разработанные до1963г., не позволяли получать ТФК мономерной степеничистоты. Поэтому из нее вырабатывали ДМТ, который благодаря своей сравнительно низкойтемпературе кипения легко подвергается очисткеметодом дистилляции и кристаллизации. В дальнейшемДМТ путем переэтерификации превращали в полиэтилентерефталат и использовали для полученияполиэфирных материалов.

В настоящее время разработаныпроцессы, позволяющие получать ТФК высокой степени чистоты; однако наряду с увеличением производства ТФК возрастает  и производство ДМТ. Тенденция к развитиюпроизводства ДМТ наблюдается, несмотря на то что оно усложнено стадиями этерификациикислот и регенерации метанола, а также несмотря на то, что на производство1 т полиэтилентерефталата требуется0,87 т ТФК или1,01 т ДМТ. Это объясняется следующим. Получение ТФК мономерной степеничистоты осложнено использованием в технологии ее производства сильноагрессивныхвеществ — уксусной кислоты и брома, для которых требуется специальноеаппаратурное оформление — применение титана и специальных сталей, а такженеобходимостью использования дорогостоящих методов очистки.

Кроме того, полиэтилентерефталат, полученный на основеТФК, не всегда может быть использован для производства высококачественныхполиэфирных волокон, а полученный методом переэтерификации ДМТ легкоперерабатывается в волокно, пленки, формующиеся пластмассы и другие материалы.В то же время для производства ДМТ не требуются специальные коррозионно-стойкиеконструкционные материалы и сложное аппаратурное оформление. Поэтому многиефирмы предпочитают получать волокно на основе ДМТ[2, 3].

Существует несколько видов технологических схемполучения ДМТ. В основном они различаются по способам получения ТФК, которыецеликом определяются сырьевыми возможностями той или иной страны. Многие изэтих способов используютв промышленности для получения собственно ТФК и для перевода ее этерификацией в диметиловыйэфир. Качество ТФК как исходного продукта для синтеза ДМТ во многом определяети качество сырого диметилтерефталата, наличие в немразличных примесей и побочных продуктов. Так, ДМТ на основе ТФК, полученной приокислении п-ксилола или диизопропилбензолаазотной кислотой, содержит значительное количество нитросоединений;ДМТ на основе п-цимола- большое количество побочных продуктов[3, 4]и т.д.

Существует способ производства ДМТиз п-толуиловой кислоты, которую получаютокислением п-ксилола воздухом[5]. Процесс осуществляют по схеме:

<div v:shape="_x0000_s1026">

(1)

<img src="/cache/referats/3120/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

В связи с развитием нефтехимическойпромышленности и значительным увеличением производства п-ксилола визвестной степени утратили свое практическое значение способы получения ДМТ изтолуола и п-цимола. Все большее значениеприобретают процессы, позволяющие получать ТФКметодом жидкофазного каталитического окисления п-ксилола споследующей ее этерификацией метанолом до ДМТ.

В настоящее время довольно много крупных фирм в мире работают над проблемойполучения ДМТ в основном двумя путями:1)этерификация метанолом «сырой» ТФК (американскиефирмы«EastmanKodak», «Du Pont»,японские«Toray Industries», «Kararay Vuka»и др.[6]);2) окисление п-ксилоладо п-ТК, ее этерификация метанолом, последующееокисление метильной группы до кислотной ипревращение в ДМТ или совместное окисление п-ксилола,метилового эфира п-ТК и монометилового эфира ТФК ипоследующая их этерификация.

Процесс получения ДМТ постоянноразвивается, усовершенствуется, модернизируется[6].Ниже приводятся некоторые способы получения ДМТ.

1) Каталитическое окисление п-ксилола до образованияп-толуиловой кислоты и монометилтерефталата с последующей этерификациейобразовавшихся<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

продуктов метанолом происходит по схеме:<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">2С6H4(CH3)2 +О2-----> C6H4(CH3)COOH-1,4+ C6H4(COOH)COOCH3-1,4   

<div v:shape="_x0000_s1028">

(2)

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">      п-ксилол       кат  n-толуиловая кислота монометилтерефталат  

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">                                     CH3OH                            

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">C6H4(CH3)COOH + C6H4(COOH)COOCH3-1,4------> C6H4(COOCH3)2-1,4        

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">n-толуиловая    монометалтерефталат          диметилтерефталат        

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">кислота                                                               

2) Каталитическое окисление п-ксилола до образованиятерефталевой кислоты с последующей этерификацией метанолом происходит по схеме:

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">                      +О2, кат                                         

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">           С6H4(CH3)2 -------->C6H4(COOH)2-1,4                       

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">            n-ксилол             терефталевая                         

<div v:shape="_x0000_s1027">

(3)

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">                                   кислота                            

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">                                                                      

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">                                     t, Р                              

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">       C6H4(COOH)2-1,4  + 2CH3OH   ----->C6H4(COOCH3)2-1,4 + 2H2O   

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">       терефталевая                        диметилтерефталат          

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">        кислота                                                       

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

2. Сравнительные характеристики промышленных методов производствадиметилтерефталата.<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">

Сырьем для получения ДМТ служит п-ксилол. В основевсех процессов, используемых для синтеза ДМТ, лежит метод Виттен, предложенныйв первоначальном варианте фирмой Chemische Werke Witlen GmbH (Германия). Вдальнейшем процесс был модифицирован различными фирмами с целью улучшения егоэкономических показателей. Самый распространенный процесс разработан фирмойDynamit Nobel AG (Германия). Применение данной фирмой нового катализатора(кобальто-марганцевый) окисления п-ксилола позволило проводить реакцииокисления и этерификации без растворителей. При этом удалось снизить издержкипроизводства и получить более высокий выход продукта. Согласно процессу фирмыDynamit Nobel смесь п-ксилола и возвратного п-метилтолуилата окисляют воздухомпри температуре 140-1700С и давлении 0.4-0.8 МПа в присутствиикатализатора на основе тяжелого металла с образованием п-толуиловой кислоты имонометилтерефталата. Продукты окисления подвергают этерификации метанолом притемпературе 250-2800С и давлении 2.0-2.5 МПа. Сырой ДМТ, отбираемыйснизу ректификационной колонны очищают перекристаллизацией из метанола,центрифугируют и перегоняют с получением ДМТ сорта «для волокна».Представляет интерес технология, разработанная японской фирмой «Мицуисэкию кагаку», по которой получают ДМТ через промежуточную стадию синтезаТФК. Реакцию этерификации терефталевой кислоты в ДМТ проводят в три стадии. Hапервой — реакция протекает при высоких температурах и давлении. Приэтерификации в одну стадию для достижения высокой степени конверсии необходимоиспользовать большой избыток метанола, что экономически нецелесообразно. Впроцессе «Мицуи» на первой стадии этерификации степень конверсииподдерживается низкой при минимальном избытке метанола. Hа второй и третьейстадии достигают высоких степеней конверсии за счет удаления из реакционнойсистемы ДМТ и образующейся в ходе реакции воды. Значительнымусовершенствованием процесса «Мицуи» является применение новойтехнологии очистки сырого ДМТ, включающей реакцию окисления и фракционирования,вместо кристаллизации, что позволяет значительно увеличить выход продукта исократить примеси[6,7].

Таблица 1<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

.<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Расходосновного сырья производства 1 т диметилтерефталата.

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">______________________________________________________________________

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">                                Процесс           Процесс             

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">                                Ф.Dynamit         Ф.«Мицуи сэкию      

<span Courier New»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">                                 Nobel               кагаку"          

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">______________________________________________________________________

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Сырье и материалы                                                     

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">п-ксилол, т                        0.61               0.566            

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">метанол, т                         0.05               0.360            

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">уксусная кислота, т                  -                 0.04            

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Энергозатраты                                                         

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">электроэнергия, кВт.ч              500                  380            

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">топливо, ГДж                       420                  490            

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">______________________________________________________________________

3. Способы производства диметалтерефталата.3.1 СПОСОБ ФИРМЫ«DUNAMIT NOBEL»(Германия)

Фирма«Dunamit Nobel»получает ДМТ, пригодный дляпроизводства синтетических полиэфирных волокон, из п-ксилола и метанола по схеме, изображенной на рис.1.

<img src="/cache/referats/3120/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1027">

Рис.1.Технологическая схема процесса синтеза ДМТ из п-ксилола и метанола:

1 —реактор окисления;2 — отстойник;3 — реакторэтерификации:4, 5,6— колонныректификации;7—аппарат для растворения;8— кристаллизатор; 9—центрифуга;10, 11—колонны;12.— плавильник ДМТ; 1З—емкость. I—катализатор;II—п-ксилол; III—воздух;IV—метанол; V—п-метилтолуилат; VI-стоки;VII—чистый ДМТ;

VIII—кубовый остаток.

В реактор окисления1подают п-ксилол, п-метилтолуилат, катализатор. Тудаже подводят воздух. Окисление проводят без добавления растворителя при140—170 °С и4-8<span Times New Roman""><span Times New Roman"">·105

Па.Образующаяся по реакциям(4) смесь п-толуиловойкислоты и монометилтерефталата (оксидат) поступает на этерификациюв реактор3, куда подают метанол. Процессидет по схеме:

<img src="/cache/referats/3120/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1028">                           (4)

Этерификация протекает в избытке метанола при250—280 °С и20—25-105Па:

<img src="/cache/referats/3120/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1029">                           (5)

Избыток метилового спирта удаляютиз зоны реакции через верх реактора этерификации3, подвергают ректификации в колонне4 и возвращают в цикл. Кубовый остаток изректификационной колонны4 и конденсат легкокипящих компонентов, которые отводят через верхреактора окисления1, направляют вотстойник2. Здесь происходит смешение иразделение двух фаз на органическую и водную.Органический слой возвращается на окисление, а водный направляется в стоки.

Оксидат после его этерификации в реакторе3подают в ректификационные колонны5 и6, в колонне5отгоняется п-метилтолуилат, который направляется в реактор окисления1, а в ректификационной колонне6 «сырой» диметиловыйэфир отделяется от высококипящих соединений.ДМТ-сырец выводят через верх колонны6 инаправляют на дальнейшую очистку. В аппарате7растворяют ДМТ-сырец в метаноле, после чего подвергают его кристаллизации ваппарате8. Выпавшие кристаллы ДМТотделяют от маточного раствора на центрифугах9и направляют в плавильный аппарат12.Расплавленный ДМТ подвергают дальнейшей очистке в ректификационной колонне11, чистыйДМТ выводят через верх колонны11, а в кубе концентрируются высококипящиесоединения.

Маточный раствор после центрифуги9 поступает в колонну10, а остаток объединяют с кубовой жидкостью колонны11ивозвращают в реактор окисления1;выделенный метанол возвращают в процесс.

3.2 СПОСОБ ФИРМЫ«MITSUI PETROCHEMICAL»(ЯПОНИЯ)

Фирма«MitsuiPetrochemical»усовершенствовала процесс получения высокочистого ДМТ изТФК. и метанола. Технологическая схема этого процесса показана на рис.2.

<img src="/cache/referats/3120/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

Рис.2. Схемапроцесса производства ДМТ по технологии фирмы«Mitsui Petrochemical»:

1-подогреватель;2, 5-ректификационные колонны;3-реактор этерификации;

4-подогреватель-испаритель;6-колонна термолиза;7, 8-вакуумные ректификационные колонны;9-сборник;I-метанол;II-смесь метанола и технической ТФК; III-вода;

IV-легколетучие компоненты; V-тяжелаяфракция;VI- чистый ДМТ.

Смесь технической ТФК и метанола из подогревателя1 направляют в реактор этерификации3 специальной конструкции, где при повышенныхтемпературе и давлении происходит реакция этерификации. Продукты реакциипоступают в подогреватель-испаритель4,где снижают давление, реакционную смесь нагревают и направляют в колонну5 для отгонки избытка метанола и реакционнойводы, которые непрерывно отводят в ректификационную колонну2. В этой колонне отделяют воду, а метанолвозвращают в процесс. ДМТ-сырец из куба колонны5, содержащий различные примеси, которые трудно отделимы при простойректификации, специально обрабатывают в колонне термолиза6, в результате чего указанные примесипревраща­ются в соединения, легко отделяемые при ректификации,

Далее ДМТ-сырец направляют в вакуумныеректификационные колонны7 и8. В колонне7отделяются легколетучие, а в колонне8—тяжелыекомпоненты. Очищенный ДМТ через верх колонны8выводится в сборник9. Выходдиметилтерефталата из технической ТФК составляет более98,0 %. По описаннойтехнологии действуют установки мощностью30и120 тыс.т в год.

3.3. СПОСОБ ФИРМЫ«EASTMAN KODAK»(США).

Фирма«EastmanKodak»разработала технологический процесс производства ДМТ,аналогичный предыдущему технологическая схема показана на рис.3

<img src="/cache/referats/3120/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

Рис.3. Схемапроцесса производства ДМТ по технологии фирмы«Eastman Kodak»:

1-реактор этерификации;2-подогреватель;З-отпарная колонна;4-колонна ректификацииметанола;5,6,7-ректификационные колонны;I-метанол; II-ТФК;
III-пульпа;IV-ДМТ-сырец; V-вода; VI-рециклметанола;VII-легкокипящие примеси;VIII-тяжелый остаток в рецикл;IX-чистый ДМТ.

Этерификацию технической ТФКметанолом осуществляют в отсутствии катализатора. Конструкция реактора всистеме ректификации ДМТ обеспечивает экономичность процесса и способствуетобразованию небольшого количества побочных продуктов (отходов). Метанол итехническую ТФК направляют в подогреватель2,откуда пульпа поступает в реактор этерификации1. ДМТ-сырец в отпарной колонне3 отделяется от метанола, который послеректификационной колонны4 возвращают врецикл, а воду из куба колонны4сбрасывают в канализацию.

ДМТ-сырец из отпарной колонны3 поступает в ректификационные колонны5 -7, вкоторых отгоняют легкокипящие примеси и тяжелые остатки. Чистый ДМТ, выходящийс верха ректификационной колонны7,направляется на затаривание.

3.4. СПОСОБ ФИРМЫ «WITTEN» (Германия)

Извсех перечисленных выше способов доминирующим в производстве диметилтерефталатастал способ, разработанный фирмой «Chemische Werke Witten» и осуществленный впромышленном масштабе фирмой «lrnhausen International»  (Германия). По этому способу в настоящеевремя выпускают в мире более 40,0% от общего производства ДМТ.

Описываемыйспособ вначале осуществляли в две стадии. На первой стадии п-ксилол окисляликислородом воздуха при 130-140°С доп-толуиловой кислоты, которую этерифицировали метанолом. Оставшуюсянеокисленной метильную группу в молекуле метилового эфира п-толуиловой кислотыподвергали дальнейшему окислению при 200°С в присутствии кобальтовой солилегких погонов жирных кислот в качестве катализатора и получали монометиловыйэфир ТФК. При этом эфирная группа в п-метилтолуилате не разрушалась. Вдальнейшем монометиловый эфир ТФК этерифицировали и очищали.

Процессполучения ДМТ постоянно изменяется и усовершенствуется. В результате синтез ДМТстали проводить путем совместного окисления п-ксилола и метилового эфирап-толуиловой кислоты кислородом воздуха в одну стадию до п-ТК, терефталевойкислот и монометилового эфира ТФК с последующей их этерификацией;недоокисленные продукты возвращали на стадию окисления (ДМИ-диметиловый эфир изофталевой кислоты) (рис. 4).

<img src="/cache/referats/3120/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

Рис. 4. Технологическая схемапроизводства ДМТ способом фирмы «Witten» (Германия).

3.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА ТЕРЕФТАЛЕВОЙКИСЛОТЫ В РОССИИ ПО СПОСОБУ ФИРМЫ «WITTEN».

ВРоссии диметилтерефталат производят по способу «Witten». Этот процесс,включающий совместное окисление п-ксилола и метилового эфира п-толуиловойкислоты с последующей этерификацией продуктов окисления, состоит из следующихосновных стадий:

1)окисление п-ксилола и метилтолуилата;

2)этерификащия;

3)дистилляция сырого эфира (ДМТ);

4)кристаллизация ДМТ;

5)дистилляция ДМТ;

6)чешуирование и упаковка готового продукта[4].

ВРоссии диметилтерефталат производят в наибольших объемах на следующиххимических предприятиях

-АО"Уфанефтехим";

-Ангарскийхимический завод;

-ПО«Химволокно» (г. Могилев).

Местапроизводства продукта обусловлены наличием исходного сырья и необходимыхтехнологических установок[10].

4. Экономика производства.

В настоящее время химическиеволокна используют в самых различных областях — от товаров широкого потребления до космической техники. Впериод1980-1992 гг. на долю химическихволокон приходилось около40% от всегопотребления текстильного сырья в различных странах, а в наиболее развитых — до50-60% [1]. Всвязи с созданием крупнотоннажных производств синтетических волокон на их долюприходится более70% всего выпускахимических волокон,. а в таких странах, как США и Германия, — почти90% [9].

Литературные сведения о технико-экономическихпоказателях существующих производств синтетических волокон и мономеров для ДМТ — весьма ограничены. Однако наосновании имеющих

еще рефераты
Еще работы по химии