Файл: Реферат защищена с оценкой Руководитель к х. н., доцент Григоричев А. К.docx

Министерство Общего и профессионального образования Российской федерации

Ярославский Государственный Технический Университет

КАФЕДРА "ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ"


Реферат

защищена с оценкой

___________________
Руководитель

к.х.н., доцент:

Григоричев А. К.

__________________


Курсовая работа по дисциплине "ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ".
Технологические и экономические аспекты получения диметилового эфира терефталевой кислоты.

Работу выполнила

студентка группы ЭХМ-40

Тарасова Ю.В._________

12.01.98.

ЯРОСЛАВЛЬ 1998 г.

Реферат.

27 с., 9 табл., 4рис., 10 библ.
ДИМЕТИЛОВЫЙ ЭФИР ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ, ДИМЕТИЛТЕРЕФТАЛАТ, ТЕРЕФТАЛЕВАЯ КИСЛОТА, СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА, ПАРАКСИЛОЛ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ЦЕЛЕВОЙ ПРОДУКТ, ПОБОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ, СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА.
В работе производится анализ литературных данных о различных способах производства диметилового эфира терефталевой кислоты различными способами в России изарубежом. Диметилтерефталат используется как мономер для производства полиэфирных волокон, пленок, формующихся пластмасс и других полиэфирных материалов. Наиболее часто в промышленности используют различные методы получения терефталевой кислоты и ее этерификации в диметилтерефталат. В реферате приводятся технологические схемы производства диметилового эфира терефталевой кислоты и себестоимость производства одной тонны целевого продукта различными способами. Перспективы развития промышленного производства диметилтерефталата приведены в работе также.

Содержание.

---

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДАХ ПРОИЗВОДСТВА ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ. 7

2. Сравнительные характеристики промышленных методов производства диметилтерефталата. 9

3. Способы производства диметалтерефталата. 10

3.1 СПОСОБ ФИРМЫ «DUNAMIT NOBEL» (Германия) 10

3.2 СПОСОБ ФИРМЫ «MITSUI PETROCHEMICAL» (ЯПОНИЯ) 12

3.3. СПОСОБ ФИРМЫ «EASTMAN KODAK» (США). 12

3.4. СПОСОБ ФИРМЫ «WITTEN» (Германия) 13

3.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ В РОССИИ ПО СПОСОБУ ФИРМЫ «WITTEN». 14

4. Экономика производства. 15

5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЗАТРАТ В ПРОИЗВОДСТВЕ. 15

5.1. Анализ промышленных методов производства диметилового эфира терефталевой кислоты. 20

6. Методы утилизации побочных продуктов. 22

7. Технические требования к готовому продукту. 22

8. Области применения продукта. 22

9. Развитие производства сырья. 22

10. Структура капитальных вложений. 23

11. Технико-экономические показатели производства диметилтерефталата в России. 23

12. Оптовые цены. 23

13. Экологическая перспектива. 23

14. Возможности замены продукта другими материалами. 24

15. Экспертный прогноз 24

Заключение. 27

Список использованной литературы. 29

---

Список сокращений.

1.ДМТ - диметиловый эфир терефталевой кислоты.

2. ТФК - терефталевая кислота.

3. ДМИ - диметиловый эфир изофталевой кислоты.

4. п-ТК - паратолуиловая кислота.

Ведение

Название продукта: диметилтерефталат.

Синонимы названия: диметиловый эфир терефталевой кислоты.

Молекулярный вес:194.19 г/моль;

Формула: C₆H₄(COOCH₃)₂



Физико-химические свойства

Внешний вид: бесцветные кристаллы призматической формы

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

Диметиловый эфир терефталевой кислоты является одним из важнейших химических продуктов, используемых для производства полиэфирных волокон, полиоксадиазолов, полибензимидазолов, алкидных смол и пластификаторов. Полиэфирные волокна находят все большее применение в технике и в быту. Сравнительно высокий модуль наряду с большой прочностью, относительно высокой термостойкостью, а также высокие диэлектрические характеристики позволяют применять полиэфирные материалы для производства шинного корда, транспортерных лент, приводных ремней, парусов, пожарных рукавов, электроизоляционных и других материалов.

Благодаря высокой устойчивости к сминанию и способности сохранять форму, хорошему внешнему виду и достаточно низкой стоимости полиэфирные волокна в чистом виде или в смеси с другими волокнами используют для изготовления широкого ассортимента товаров народного потребления: платяной и костюмной тканей, верхнего трикотажа, занавесей, постельного белья, изделий из искусственной замши и искусственного меха.

Приведенные выше свойства полиэфирных волокон обусловили наиболее крупнотоннажное производство по сравнению с производством волокон других видов.

Важнейшими мономерами для производства полиэфирных волокон являются ТФК и ДМТ. Одновременно они являются конкурентами за право считаться основным исходным мономером.

До середины восьмидесятых годов производство диметилтерефталата было намного больше, чем производство терефталевой кислоты. Но в последнее десятилетие были разработаны способы получения ТФК высокой частоты, поэтому сейчас производство обоих материалов находится на довольно высоком уровне.

---

Промышленные методы производства ДМТ, их экономические и технологические аспекты, их преимущества и недостатки рассматриваются в данной курсовой работе.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДАХ ПРОИЗВОДСТВА ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ.

Первые заводы по производству ДМТ появились в 1954 г., и вплоть до 1963 г. диметилтерефталат являлся практически единственным мономером, используемым для получения полиэфирных волокон. Это было обусловлено тем, что процессы производства, разработанные до 1963 г., не позволяли получать ТФК мономерной степени чистоты. Поэтому из нее вырабатывали ДМТ, который благодаря своей сравнительно низкой температуре кипения легко подвергается очистке методом дистилляции и кристаллизации. В дальнейшем ДМТ путем переэтерификации превращали в полиэтилентерефталат и использовали для получения полиэфирных материалов.

В настоящее время разработаны процессы, позволяющие получать ТФК высокой степени чистоты; однако наряду с увеличением производства ТФК возрастает и производство ДМТ. Тенденция к развитию производства ДМТ наблюдается, несмотря на то что оно усложнено стадиями этерификации кислот и регенерации метанола, а также несмотря на то, что на производство 1 т полиэтилентерефталата требуется 0,87 т ТФК или 1,01 т ДМТ. Это объясняется следующим. Получение ТФК мономерной степени чистоты осложнено использованием в технологии ее производства сильноагрессивных веществ - уксусной кислоты и брома, для которых требуется специальное аппаратурное оформление - применение титана и специальных сталей, а также необходимостью использования дорогостоящих методов очистки.

Кроме того, полиэтилентерефталат, полученный на основе ТФК, не всегда может быть использован для производства высококачественных полиэфирных волокон, а полученный методом переэтерификации ДМТ легко перерабатывается в волокно, пленки, формующиеся пластмассы и другие материалы. В то же время для производства ДМТ не требуются специальные коррозионно-стойкие конструкционные материалы и сложное аппаратурное оформление. Поэтому многие фирмы предпочитают получать волокно на основе ДМТ [2, 3].

---

Существует несколько видов технологических схем получения ДМТ. В основном они различаются по способам получения ТФК, которые целиком определяются сырьевыми возможностями той или иной страны. Многие из этих способов используют в промышленности для получения собственно ТФК и для перевода ее этерификацией в диметиловый эфир. Качество ТФК как исходного продукта для синтеза ДМТ во многом определяет и качество сырого диметилтерефталата, наличие в нем различных примесей и побочных продуктов. Так, ДМТ на основе ТФК, полученной при окислении п-ксилола или диизопропилбензола азотной кислотой, содержит значительное количество нитросоединений; ДМТ на основе п-цимола - большое количество побочных продуктов [3, 4] и т.д.

Существует способ производства ДМТ из п-толуиловой кислоты, которую получают окислением п-ксилола воздухом [5]. Процесс осуществляют по схеме:


(1)


В связи с развитием нефтехимической промышленности и значительным увеличением производства п-ксилола в известной степени утратили свое практическое значение способы получения ДМТ из толуола и п-цимола. Все большее значение приобретают процессы, позволяющие получать ТФК методом жидкофазного каталитического окисления п-ксилола с последующей ее этерификацией метанолом до ДМТ.

В настоящее время довольно много крупных фирм в мире работают над проблемой получения ДМТ в основном двумя путями: 1) этерификация метанолом «сырой» ТФК (американские фирмы «Eastman Kodak», «Du Pont», японские «Toray Industries», «Kararay Vuka» и др. [6]); 2) окисление п-ксилола до п-ТК, ее этерификация метанолом, последующее окисление метильной группы до кислотной и превращение в ДМТ или совместное окисление п-ксилола, метилового эфира п-ТК и монометилового эфира ТФК и последующая их этерификация.

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

1) Каталитическое окисление п-ксилола до образования п-толуиловой кислоты и монометилтерефталата с последующей этерификацией образовавшихся продуктов метанолом происходит по схеме:

2С6H4(CH3)2 +О2-----> C6H4(CH3)COOH-1,4 + C6H4(COOH)COOCH3-1,4


(2)
п-ксилол кат n-толуиловая кислота монометилтерефталат

CH3OH

C6H4(CH3)COOH + C6H4(COOH)COOCH3-1,4 ------> C6H4(COOCH3)2-1,4

n-толуиловая монометалтерефталат диметилтерефталат

кислота

---