6. Методы утилизации побочных продуктов.

При этерификации продуктов каталитического окисления п-ксилола в качестве побочного продукта образуется вода, которую отделяют от ДМТ центрифугированием. Hежелательной является реакция разложения ДМТ монометилтерефталат, диоксид углерода и воду, протекающая по мере очистки ДМТ-сырца. Для подавления этой реакции фирма "Мицуи сэкию кагаку" разработала специальные катализаторы[7].

7. Технические требования к готовому продукту.

Технические требования к ДМТФ содержатся в ГОСТ 11-363-80Е[6].

8. Области применения продукта.

Диметиловый эфир терефталевой кислоты широко используется в промышленности для синтеза полиэфирных смол (в основном - полиэфирное волокно). Другими областями потребления являются получения полиэтилентерефталатной пленки и полиэтилентерефталатной смолы для производства бутылей[6,7].

9. Развитие производства сырья.

Сырьем для производства ДМТ является п-ксилол. Пара - ксилол - бесцветная жидкость с характерным запахом

Базовой технологией производства ксилола является каталитический риформинг прямогонных бензиновых фракций (нафты). Ксилолы относятся к крупнотоннажным сырьевым органическим продуктам. Суммарные мощности по производству пара-ксилола возрастут в мире к 2000 году до 10 млн. т в год (прогноз) [7].

10. Структура капитальных вложений.

Капиталовложения в завод мощностью 150 тыс. т/год (для условий Германии по состоянию на сентябрь 1993 г.), включая компрессорную станцию, установку для адсорбционной очистки отходящих газов и регенерацию катализатора, оставляют 174 млн. DM[6,7].

11. Технико-экономические показатели производства диметилтерефталата в России.

Согласно данным INTERNET себестоимость производства ДМТ в России:[6]

Себестоимость, руб. /т 485

Уд. капитальные вложения, руб. /т 900

Трудоемкость, чел. ч/т 22.7

12. Оптовые цены.

Цена одной тонны ДМТ в 1992 году составляла, по расчету, 460долл/т, в России - 570-600 руб. /т [9].

Европейские цены на некоторые исходные продукты для производства диметилтерефталата на 14 декабря 1997 года по данным INTERNET [7]:

Таблица 9. Европейские цены.

13. Экологическая перспектива.

Диметилтерефталат - не токсичный продукт. При производстве ДМТ отходы образуются, главным образом, на стадии окисления и выводятся из процесса на стадии заключительной перегонки целевого продукта. Этот остаток составляет в промышленных процессах до 5 мол % от исходного п-ксилола и представляет собой сложную смесь органических соединений. Разработаны способы разложения отходов производства ДМТ с образованием 20-30% (по массе) смеси п-ксилола, толуола, бензола, примерно такого же количества газообразных продуктов (СH4, CO2) и до 40% коксообразного остатка. Отходящий газ адсорбирует активированным углем, коксообразный остаток сжигают. Проводимый комплекс мер по утилизации отходов позволяет сделать современное производства ДМТ малоотходными, экологически чистыми.

14. Возможности замены продукта другими материалами.

В основной области применения - получении полиэтилентерефталата, ДМТ может быть заменен терефталевой кислотой ("сорт для волокна").

15. Экспертный прогноз

Дальнейшее усовершенствование процессов получения ДМТ должно пойти прежде всего по пути создания энерготехнологических схем; снижения расходных показателей по сырью; регенерации катализатора; более полного извлечения целевых продуктов из остатков; усовершенствования аппаратуры, систем автоматизации и управления.

В производстве ДМТ в настоящее время разработаны схемы использования вторичного пара на стадиях окисления смеси п-ксилола и метилового эфира п-толуиловой кислоты, тепла от сжигания отходов производства, а также энергии сжатых газов после реакторов. Абгазы после прохождения конденсаторов направляются на турбину, передающую крутящий момент на электродинамомашину и далее на привод компрессора для сжатия воздуха.

В случае поступления в производство пара высоких параметров его энергию используют для привода компрессоров и насосов высокого давления, а отработанный пар направляют на технологические нужды.

Кубовые остатки производства ДМТ после извлечения из них кобальт-марганцевого катализатора используют в качестве топлива для печей сжигания. Применение высокопроизводительных котлов-утилизаторов на установках сжигания дает возможность дополнительно вырабатывать пар. Использование энерготехнологических процессов позволяет экономить до 50 - 60% энергии.

Повышение выхода целевого продукта ведется в направлении поиска более эффективных каталитических систем для окисления и этерификации и разработки способов расщепления высокомолекулярных ароматических соединений до целевого продукта; установления оптимальных технологических параметров; снижения расходных коэффициентов.

Существенное значение в улучшении технико-экономических показателей имеет более полное извлечение побочных продуктов и изыскание путей их рационального использования. Так, фракции ДМТ - ДМИ можно применить для получения полиоксадиазолов, а метилбензоат - как консервант.

В связи с увеличением мощностей по производству ДМТ вопрос регенерации катализатора приобрел особую актуальность по двум причинам: во-первых, нужно понизить потребление дефицитного кобальта, во-вторых, - ограничить вредные выбросы в окружающую среду, количество которых возрастает по мере роста объемов производства ДМТ. В связи с этим усилия исследователей и производственников за последние 10 лет направлены на разработку процесса регенерации кобальт-марганцевого катализатора, технология которого определяется составом остатка, содержащего катализатор.

Фирма «Dunarnit Nobel» (Германия) разработала процесс регенерации кобальт-марганцевого катализатора, который позволяет понизить расход ацетатов кобальта и марганца в 8 - 10 раз. Дополнительное извлечение ДМТ из остатков осуществляется путем метанолиза и термолиза.

Использование процессов метанолиза или термолиза позволяет из побочных высокомолекулярных продуктов реакции окисления получить дополнительное количество ДМТ. В перспективе при оптимальных технологических параметрах следует ожидать повышения выхода целевого продукта до 91 - 92% на используемый п-ксилол.

Одним из важнейших путей повышения эффективности процесса окисления смеси п-ксилола и метилового эфира п-толуиловой кислоты является применение крупнотоннажных реакторов окисления. При этом особое внимание должно быть уделено разработке узлов газораспределения, обеспечивающих максимальную поверхность контакта фаз, эффективному перемешиванию оксидата и отводу тепла реакции. Созданием в реакторе необходимых гидродинамических условий, повышением тепло- и массообмена можно существенно увеличить производительность установок, понизить металлоемкость аппаратуры.