Производство терефталевой кислоты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Полимерные материалы и среди них химические волокна настоятельно входят в быт человека. До начала XX столетия применялись только те из них, которые являлись продуктами растительного и животного происхождения (хлопок, шерсть, лубяные волокна и т. д.). С появлением синтетических волокон последние стали быстро вытеснять натуральные волокна.

Терефталевая кислота (1,4-бензолдикарбоновая кислота, п-фталевая кислота).

Дикарбоновая кислота ароматического ряда. Высокоплавкое, кристаллическое вещество, сырье в производстве полиэфиров, лекарственных средств, красителей. Большое значение имеют эфиры ТФК - диэтилтерефталат. Эфиры бензол карбоновых кислот взаимодействуют с этиленгликолем (катализаторы кислоты и основания) с образованием полиэфиров. Получают ТФК жидкофазным окислением параксилола. Молекулярный вес: 166,14 г/моль. [1]

Терефталевая кислота 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. Важнейшим мономером для производства полиэфирных волокон является ТФК.

В последнее десятилетие были разработаны способы получения ТФК высокой частоты, поэтому сейчас производство обоих материалов находится на довольно высоком уровне. [2]

Обзор рынка ТФК и ПЭТФ

Терефталевая кислота (ТФК) в основном используется для синтеза полиэтилентерефталата -- полиэфира, применяемого в производстве текстильных полиэфирных волокон, упаковочных материалов, в том числе для пищевой промышленности, радиодеталей, химического оборудования.

Рынок терефталевой кислоты, используемой в производстве продукции на основе полиэтилентерефталата -- один из наиболее динамично развивающихся.

Объемы производства ТФК определяются в основном спросом со стороны производителей полиэфирной продукции. Основные производители терефталевой кислоты и ПЭТФ представлены в табл. 1 и 2.

Таблица 1 - Мировые производители ПЭТФ [3]

Таблица 2 - Мировые производители ТФК [3]

Согласно данным британской компании PCI, в 2004 году мировой объем производства полиэфирной продукции составил 38,3 млн тонн, к 2008 году он увеличится до 51,5 млн тонн/год, прирост составит 34,4 %, что повлечет за собой и рост объемов производства ТФК. При этом львиная доля полиэфирной продукции будет производиться в странах Азии. В 2008 году доля этого региона составит около 70 % от мирового объема. Среди бесспорных лидеров -- Китай.

Объем производства полиэфирных волокон там достигнет уровня в 17 млн тонн в год, что составит 38 % от мирового объема. Страны Европы и Америки в сумме займут лишь 24-25 % объема общего рынка.

В 2004 году мировой спрос на ТФК опережал темпы прироста мощностей, дефицит составлял порядка 0,5 млн тонн в год. В 2005 году, по данным американской компании CMAI, эти показатели практически сравнялись. Мощности по производству ТФК в мире достигли уровня 34 млн тонн в год, а объемы потребления и производства составили по 29,7 млн тонн в год. Однако многие страны испытывали дефицит ТФК.

Так, Китай, несмотря на увеличение загрузки мощностей и ввода в эксплуатацию новых, по-прежнему остается одним из основных импортеров терефталевой кислоты. В Западной Европе и Северной Америке объемы производства пока превышают спрос. В Северной Америке объем потребления в 2005 году достиг уровня в 4,1 млн тонн, а в Западной Европе, включая Турцию, -- 2,7 млн тонн.

Прогноз и структура потребления

В 2006 году, согласно прогнозу CMAI, спрос на ТФК в мире продолжит свой рост, но будет существенно различаться в зависимости от региона. Повышенный спрос попрежнему будет наблюдаться в Азиатском регионе, где производство полиэфирных волокон и нитей постоянно увеличивается. При этом спрос на ПЭТ пищевого назначения будет ниже по сравнению со спросом продукта на полиэтилентерефталат для производства волокон и нитей. В отличие от Азии в Европе и Америке объем производства ПЭТ пищевого назначения (особенно бутылочного) будет явно превалировать.

В 2006 году основным мировым импортером ТФК останется Азия, а именно Китай. В связи с бурным развитием полиэфирной индустрии Китаю в период с 2004 по 2008 гг. дополнительно потребуется около 8,5 млн тонн ТФК, и ежегодный импорт терефталевой кислоты в Китай превысит 6 млн тонн. Объемы производства ПЭТ в Азии в 2006 году составят около половины мирового рынка. В странах Америки и Европы производство полиэфирных волокон и нитей будет снижаться -- причина возросший импорт дешевых текстильных изделий.

Несмотря на то, что более 2/3 мирового спроса на полиэфирную продукцию приходится именно на волокна и нити, спрос на ПЭТ пищевого назначения в последние годы демонстрирует более высокие темпы. В 2005-2010 гг. он будет расти в среднем на 7% в год. Лидером в данном секторе по-прежнему будет оставаться Америка (в 2005 г. на данный рынок приходилось около 38 %), 1/3 займет рынок Европы, Азиатский регион увеличит свою долю. В 2005 году она составила 26 % от мирового объема.

По прогнозам некоторых аналитиков, с 2006 года возможно опережение прироста мощностей по производству ТФК по сравнению со спросом, и производители будут вынуждены снизить уровень загрузки мощностей к 2008 году до 88-89%, так как на рынке возможно появление лишних объемов.

К 2007 г. мировые мощности по производству ТФК достигнут уровня 42,9 млн тонн в год (по данным PCI). При среднем уровне загрузки мощностей -- 88-90 % объем производства ТФК составит 35-36 млн тонн/год. Спрос же в этот период прогнозируется на уровне 34-35 млн тонн в год. Таким образом, предложение может превысить спрос на 1 млн тонн. Однако большинство аналитиков склонны к тому, что спрос все же несколько превысит предложение или будет равен ему.

Старые и новые мощности

Основные мощности по производству ТФК -- порядка 68-70 % сосредоточены в странах Азии. В России ТФК до конца 2005 года не производилась. Первая линия мощностью 115 тыс. тонн в год была запущена в ОАО «Полиэф» 29 декабря 2005 года. В период 2005-2008 гг. новые мощности будут вводиться в основном в Азиатском регионе, особенно в Китае, который останется крупнейшим потребителем данного продукта (см. табл. 3).

Таблица 3 - Введение новых мощностей по производству ТФК в Китае в 2005-2008 гг. [3]

Несмотря на вновь вводимые мощности, Китай до 2009 года вынужден будет импортировать ТФК для удовлетворения своих растущих потребностей, однако объемы импорта снизятся в среднем на 1,5 млн тонн. Конечно прогноз неокончательный: опасаясь роста потребления энергии и техногенных катастроф, правительство Китая все более жестко подходит к вопросу предоставления разрешений на строительство новых производств. Поэтому некоторые проекты могут быть и не реализованы.

К 2008 году значительные мощности по производству ТФК будут введены в Индии (около 1,1 млн тонн в год), Таиланде (1,1 млн тонн в год), Иране (0,7 млн тонн в год), Тайване, Мексике. Индонезия, Тайвань и Япония будут обновлять производства, закрывая старые. Экспортную направленность сохранят производители Кореи и Таиланда. В связи с расширением собственных мощностей по производству ТФК и ПЭТ, поставки из Северной Америки в Южную снизятся, но Северная Америка по-прежнему будет экспортировать значительные объемы. Уже в 2007 году спрос на ТФК в Западной Европе превысит предложение, однако строительство новых мощностей в данном регионе маловероятно. Недостающие объемы будут компенсироваться импортом, в основном из стран Азии. В России намечен ввод в эксплуатацию второй линии на «Полиэфе» аналогичной мощности (115 тыс. тонн в год) в марте 2006 года.

Первый российский ПЭТФ

терефталевый кислота текстильный полиэфирный

До 2003 года российская химическая промышленность не выпускала ПЭТФ пищевого назначения. Пищевая промышленность увеличивала потребление упаковки из полиэтилентерефталата, используя зарубежный опыт и технологии, а относительно дешевое оборудование позволило в короткие сроки наладить выпуск упаковки требуемого объема, цвета и конфигурации, но производство сырья -- ПЭТФ, связанное с инвестированием значительных финансовых средств, отсутствовало.

Единственным производителем пищевого полиэтилентерефталата на территории бывшего СССР долгое время оставалось СП «Белпак» (г. Могилев, Белоруссия), мощности которого составляли 35 тыс. тонн в год. Текущее состояние рынка пищевого ПЭТФ и прогноз до 2007 года представлены в табл. 4. Как видно, новые участники появляются каждые два года. Все предприятия планируют использовать в качестве сырья терефталевую кислоту, кроме СП «Белпак», применяющего аморфный ПЭТФ, получаемый из диметилтерефталата.

Таблица 4 - Текущее состояние рынка пищевого ПЭТФ и прогноз до 2007 года [3]

*«Тверьхимволокно»

**«Владимирский Химзавод»

Вместе с тем, в России ни одно предприятие до недавнего времени не выпускало очищенную ТФК, которую можно было бы использовать для производства пищевого полиэтилентерефталата. И только с вводом в эксплуатацию производства на «Полиэфе» ситуация изменилась.

Пересмотр стратегии

Решение о строительстве полиэфирного комплекса было принято в 1984 году. В 1987 году был подписан контракт между ВО «Техмашимпорт» и японскими компаниями Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., Kobe Steel, Nissho Iwai Corp., Takemoto Oil and Fat, Ltd., E. I. DuPont de Nemours, CibaGeigy A. G. и др. на поставку лицензий, технической документации и оборудования на сумму 561 млн долларов. В состав производственного комплекса вошли 6 производств. Однако в 2001 году стратегия завершения строительства была пересмотрена. Дело в том, что изменился отечественный рынок потребления будущей продукции полиэфирного комплекса.

Состояние легкой промышленности, на которую изначально ориентировался полиэфирный комплекс, свидетельствовало о невозможности потребления ею продукции «Полиэфа» в полном объеме. Поэтому и было принято решение организовать путем ряда модернизаций производство ПЭТФ пищевого назначения объемом 120 тыс. тонн в год с сохранением возможности производства текстильного ПЭТФ. Таким образом, были выделены два наиболее востребованных продукта -- ТФК и ПЭТФ пищевого назначения.

Россия ежегодно импортирует свыше 340 тыс. тонн ПЭТФ пищевого назначения для изготовления бутылей и упаковочных материалов на сумму свыше 400 млн долларов. При этом сохраняется тенденция роста потребления данной продукции на уровне 8-9 % в год, поэтому собственное производство ТФК было крайне необходимо России. Первоначальный и современный варианты плана строительства комплекса представлены в табл. 5.

Таблица 5 - План строительства полиэфирного комплекса [3].

Как следует из таблицы, первоначально предусматривалось строительство второй линии ТФК в отдельном корпусе. Однако для получения экономически более эффективного производства целесообразнее вводить в строй сразу две линии, перераспределив издержки на большее количество продукции. Поэтому было принято решение разместить обе технологические линии ТФК на промплощадке первой линии.

Дзержинский «Полихимсервис», занимавшийся инжинирингом и проектным сопровождением строительства, подтвердил возможность и целесообразность изменений. Так, капитальные затраты на строительно-монтажные работы снизились на 36 % за счет отказа от строительства дополнительных корпусов, эстакад тепло- и материалопроводов.

Кроме того, из частично высвободившегося емкостного и насосного оборудования образовался дополнительный ремонтный фонд. Помимо снижения себестоимости ТФК на 21 %, инновация позволила сэкономить более полумиллиарда рублей на строительно-монтажных работах.

С целью сокращения затрат на строительство, освоение производства и эксплуатацию установки получения катализатора Pd/C для очистки ТФК было решено закупать его у специализированной организации -- изготовителя -- с условием возврата ей же отработанного катализатора на аффинаж по остаточной стоимости драгметалла -- палладия. Это также значительно сократило расходы.

Метод получения ТФК на ОАО «Полиэф»

Процесс получения терефталевой кислоты (ТФК) основан на реакции жидкофазного окисления п-ксилола (ПК) кислородом воздуха в среде растворителя уксусной кислоты (УК). В качестве катализатора используются ацетаты Co и Mn с добавкой тетрабромэтана, который является инициатором процесса (промотором). Брутто-реакция образования ТФК описывается схемой:

Рисунок 1 - Брутто-реакция образования ТФК

Как видно из структурной схемы производства ТФК (рис. 2), процесс получения ТФК начинается с подготовки исходной реакционной смеси (параксилола, антивспенивателя, катализаторов - ацетата марганца и ацетата кобальта) и подачи ее в необходимых пропорциях в реактор.

Рисунок 2 - Структурная схема производства ТФК.

В реакторе окисления идет процесс окисления параксилола кислородом воздуха с образованием технической ТФК. Тепловой эффект реакции 326 ккал/г-моль. Процесс проводится при температуре 180 - 220 °С под давлением 8 - 11 атм. Далее отработанный газ с парами УК подается в адсорбер, где происходит улавливание УК. УК подается на регенерацию и очистку (с помощью азеотропной дистилляционной системы). Газовая фаза, содержащая органические примеси и воду, подается на установку термического обезвреживания отходов производства ТФК.

Реакционная масса подается через специальный клапан в емкость, где производится мгновенный сброс давления. За счет этого УК испаряется, а оставшаяся суспензия ТФК, охлаждаясь до Т= 113⁰С, кристаллизуется. Далее полученная масса непрерывно подается на разделение и промывку кристаллов ТФК в центрифугу. Очищенная масса ТФК сушится и подается на хранение системой пневмотранспорта.

Полученная техническая ТФК подается системой пневмотранспорта в цех производства чистой терефталевой кислоты (ЧТФК). Очистка ТФК производится гидрированием водорастворимых примесей для перевода их в нерастворимую форму. На первом узле (см. структурную схему производства ЧТФК, рисунок 3) идет приготовление суспензии ТФК: прием, дозирование и подготавливание порошка с водой. Данная суспензия подается под давлением Р=7,85 МПа в теплообменник с паровым подогревом, где нагревается до t=287,5⁰С.

Рисунок 3 - Структурная схема производства ЧТФК.

Подготовленный раствор поступает в реактор гидрирования. Оптимальные условия. Оптимальные условия протекания процесса гидрирования: t=287,5⁰С, Р=7,85 МПА, парциальное давление водорода 0.8.. 1.0 МПа. В реакторе гидрирования реакционная масса помещается в каскад аппаратов, где при постепенном понижении давления и температуры до Р=0.4 МПа, t=152⁰С происходит выделение ЧТФК. Для очищения от примесей полученная суспензия подается в центрифуги. После центрифуг ЧТФК подается во вращающуюся сушилку барабанного типа. Сухой порошок после сушилки через ротационный клапан подается пневмотранспортом в силосы суточного хранения. При этом происходит проверка качества полученной ТФК. После подтверждения анализов на качество ЧТФК поступает в силосы основного хранения. ЧТФК является основным исходным продуктом для получения полиэтилентерефталата (ПЭТФ), из которого получают пластиковые бутылки, пленку, пластмассы.

Автоматизированная система управления производством очищенной терефталевой кислоты на Благовещенском ОАО «Полиэф»

На ОАО «Полиэф» г. Благовещенск была разработана и внедрена АСУТП производства ТФК, а также компьютерный «Тренажер ТФК» для обучения обслуживающего персонала данного производства. При создании компьютерного тренажера применялся процессный подход, предусмотренный международным стандартом качества ISO 9000. Было проведено исследование составляющих производства ТФК технологических процессов с помощью нескольких активных экспериментов. На их основе была построена математическая модель процессов производства.

Преимущество компьютерного тренажера заключается в том, что подсистема отображения информации, приема команд управления, сигнализации о нарушениях в непрерывных технологических процессах (ТП) производства, блокировках, в подсистеме управления периодическими процессами полностью перенесена из ранее разработанного нами АСУТП производства ТФК и адаптирована в среде компьютерного тренажера. Также в тренажере создано средство обучения, с помощью которого технологи могут задавать правила, методы и рекомендуемый состав тренировочных упражнений, т. е. создавать необходимую модель обучения.

Рисунок 4 - Структурная схема тренажерного комплекса.

Тренажер состоит из следующих основных компонентов:

1. Специальное программное обеспечение, позволяющее адаптировать в среде тренажера АСУТП реального объекта, т. е. подсистему отображения информации, приема команд оператора, управления непрерывными ТП, сигнализация нарушений ТП, блокировки, подсистему управления периодическими процессами, которые полностью соответствуют реальным.

2. Модели технологического процесса. При анализе химико-технологической схемы последовательно разделяются различные масштабные уровни (стадия -> узел -> оборудование -> коэффициенты, отображающие физико-химические свойства данного объекта).

3. Генератор «шумов». В системе формируются несколько шумовых (псевдослучайных) переменных с различным спектром.

4. Имитатор возмущений. Позволяет создавать программы сценариев возмущений для имитации различных нарушений, поломок оборудования и т. п.

5. Модуль ситуационной подсказки. С его помощью оператор может в режиме обучения ознакомиться с описанием узла, порядком работы, действиями для устранения неисправностей.

6. Модуль инструментального окна. Представляет собой форму с помощью которой можно: производить настройку параметров тренажера; корректировать параметры модели; выбирать начальное состояние моделей; выбирать цикл расчета параметров модели; проверять корректность передачи данных в АСУ.

7. Управление внешними событиями. При обучении оператора с ее помощью имитируются команды, которые оператор должен дать аппаратчику, ремонтным службам и т. п.

8. Контроль и оценка действий оператора.

Другие методы получения ТФК в мире

1. Япония. Mitsubishi Gas Chemical Company. 2007 г. [6]

Предложен способ получения терефталевой кислоты высокой чистоты непрерывным превращением маточного раствора в виде суспензии неочищенных кристаллов терефталевой кислоты в АсОН, которая служит растворителем; при этом терефталевая кислота образуется жидкофазным окислением п-алкилбензола в АсОН и превращается в суспензию в воде, далее суспензия подвергается каталитическому гидрированию. Процесс включает: суспензия подается в верхнюю часть колонны, где установлен центральный вал. С большим количеством перемешивающих лопастей; неочищенные кристаллы терефталевой кислоты осаждаются в колонке, куда подают затем воду в нижнюю часть колонки для перемещения кристаллов терефталевой кислоты вверх при вращении перемешивающих лопастей; выгрузка кристаллов терефталевой кислоты производится вместе с водой и нижней части колонны при одновременном отводе уксусной кислоты по патрубку, расположенному выше патрубка для подачи суспензии. Средняя концентрация твердых веществ в зоне высоких концентраций составляет 15-50% по объему.

2. США. Eastman Chemical Company. 2008 г. [7]

Процесс получения и выделения кристаллической терефталевой кислоты (ТФК), содержащей <150 частей на миллион по весу п-TolCOOH от веса ТФК, включает: 1) подачу потока питания п-ксилола, водной АсОН, содержащей катализатор окисления, в который входит Co, Mn, Br₂, O₂-содержащий газ в первый реактор окисления, работающий под давлением, в котором осуществляется жидкофазное экзотермическое окисление п-ксилола при 150-180⁰ при 3,5-13 бар; 2) удаление из верхней части реактора паров воды, АсОН и О₂-истощенного газа; 3)удаление из нижней части реактора твердой и растворенной ТФК, п-TolCOOH, воды, АсОН и катализатора окисления; 4) подача потока питания смеси стадии 3) и О₂- содержащего газа во второй реактор окисления, работающий под давлением, где происходит жидкофазное экзотермическое окисление п-TolCOOH при 180-230⁰ при 4,5-18,3 бар (65-265 psi); 5) удаление из верхней части второго реактора паров Н₂О, АсОН и О₂-истощенного газа; 6) удаление из нижней части второго реактора твердой и растворенной ТФК, воды, АсОН и катализатора окисления; 7) разделение ТФК от водной АсОН, в которой растворен катализатор, стадии 6) с получением ТФК, включающей <900ppmw 4-HOC(O)C₆H₄CHO и п-TolCOOH; 8) растворение ТФК стадии 7) в воде с образованием 10-35%-ной ТФК при 260-320⁰ при давлении, достаточном, чтобы раствор находился в жидкой фазе, и контактирование с Н₂ в присутствии катализатора гидрирования из благородного металла VIII группы с получением раствора продукта гидрирования; 9) подача потока питания раствора стадии 8) в зону кристаллизации, включающую множество кристаллизаторов, при этом раствор сильно охлаждается при контроле скорости охлаждения; 10) конденсирование паров растворителя и удаление конденсированного растворителя; 11) удаление кристаллической ТФК, содержащей < 150 ppmw п-TolCOOH.

3. Нидерланды. Saudi Basic Industries Corporation. 2008 г. [8]

Сырую терефталевую кислоту (ОТК) растворяют в воде и помещают в реактор, где проводят ее гидрогенезацию при 260-320⁰ и давлении 1100-1300 как и в присутствии катализатора (Pd, Ru, Os, Pt на носитель из активированного угля). Кристаллизуют продукт в реакторе, понижая температуру раствора до 160⁰. Содержимое реактора переносят в фильтрационное устройство, где проводят фильтрацию при 140-160⁰ и давлении 80-100 пси. Пек промывают водой при 140-160⁰ и сушат. Способ обеспечивает получение ОТК (содержание металлов <10ч/млн), пригодной для использования в процессах полимеризации.

4. Япония. Mitsubishi Gas Chemical Company. 2008 г. [9]

Патентуют способ получения терефталевой кислоты (ТФК) высокой чистоты. Способ включает жидкофазное окисление алкилбензола в растворе АсОН с образование суспензии 1 сырой ТФК, из которой непрерывно удаляют маточный раствор с образованием суспензии 2 в присутствии катализатора, где удаление маточного раствора включает: 1) подачу суспензии 1 в колонну, снабженную центральным валом с вертикальными перемещающими лопастями; 2) седиментацию сырой ТФК с образованием зоны 1 высокой концентрации кристаллов ТФК; 3) подачу со дна колонны вытесняющего потока при перемешивании зоны 1 вращением лопастей для противоточного контакта кристаллов ТФК с восходящим потоком воды; 4) разгрузку кристаллов ТФ вместе с водой из донной части колонны с одновременным отводом АсОН из отводного отверстия, расположенного на колонне выше, чем отверстие подачи сырья. Средняя концентрация твердого продукта в зоне 1 составляет 15-50 объемных %.

5. Россия. ООО «Научно-исследовательский производственный центр «ВНИПИМ-ТОС». 2005 г. [10].

Патентуют непрерывный способ получения высокочистой терефталевой кислоты (ТФК) путем окисления п-ксилола кислотосодержащим газом в среде уксусной кислоты в присутствии катализатора, включающего соли тяжелых металлов, таких как кобальт, марганец, и галоидных соединений при повышенном давлении и температуре до определенной степени конверсии параксилола в терефталевую кислоту на первой ступени с последующим двуступенчатым доокислением полученной реакционной смеси и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что время смешения реагентов составляет <25 с, окисление на первой ступени ведут при температуре 180-200 до степени конверсии п-ксилола не более 95%, окисление на второй ступени ведут при температуре 175-185, и реакционную массу перед подачей на третью ступень окисления нагревают до 200-260, выдерживают в течение 8-12 минут и окисляют при температуре 180-200 в присутствии катализатора, дополнительно содержавшего соли Ni и/или Zr, а в качестве галлоидных соединений используют XBr и/или XBr+XCl, где X=H, Na, Li, с дальнейшим выделением твердых продуктов окисления после третьей ступени и последовательной обработкой чистой уксусной кислотой и водой при массовом соотношении ТФК: растворитель, равном 1:3.

6. Китай. Liaoyang Petrochemical Company. 2005 г. [11]

Обсуждены причины и меры по снижению расхода катализатора (КТ) окисления. Главными причинами являются расход твердой фазы, расход жидкой фазы и эмиссия газовой фазы. Методами решения проблем являются увеличение площади поверхности фильтра, увеличение количества циркулирующего раствора, оптимизация соотношения КТ/реагирующие вещества, оптимизация процесса окисления при условии перезагрузки (110%) (повышается выход целевого продукта, одновременно снижается количество побочных продуктов). Понижение концентрации КТ реакции окисления (при этом концентрация СО₂ в хвостовых газах поддерживается на уровне 1,28-1,36%) позволяет снизить добавляемое количество свежего КТ. Указанные меры приводят к тому, что удельный расход ацетата кобальта понижается с 0,5 кг до 0,32 кг, удельный расход ацетат марганца понижается с 1 кг до 0,42 кг/ на 1 т очищенной терефталевой кислоты. Экономия затрат составляет 7,48 млн. юаней в год.

7. США. E. I. Du Prof de Nemours and Co. 2006 г. [12]

Предложен способ получения терефталевой кислоты путем каталитического окисления в жидкой фазе п-ксилола в растворителе, который может содержать воду. В первую реакционную зону подают растворитель катализатор окисления, предшественник п-ксилола и кислород получением реакционной среды, в которой массовое отношение растворителя к предшественнику лежит в пределах (10-20), давление составляет порядка 2500 кПа. Далее проводят сокращение подачи кислорода в реакционную среду до значения, меньшего, чем требуется для полной конверсии п-ксилола в терефталевую кислоту, и переводят реакционную среду во вторую реакционную зону, одновременно снижая давление до 500-<250 кПа. Во второй реакционной зоне удаляют часть растворителя в воде, конденсируют его пары и рециклизируют в первую реакционную зону.

8. Германия. Lurgi AG. 2006 г. [13]

Предлагают установку и способ получения терефталевой кислоты. Реактор для получения сырой терефталевой кислоты, работающий под давлением, снабжен горизонтальной декантерцентрифугой для дегидратации и очистки сырой терефталевой кислоты. Для получения терефталевой кислоты в реактор загружают п-ксилол, О₂ и Co/Mn катализатор в растворе уксусной кислоты; и выгружают сырую терефталевую кислоту в декантерцентрифугу и там обезвоживают и очищают от примесей и катализатора.

9. Китай. Chey Xiao-jin. 2006 г. [14]

Сравнены и проанализированы запатентованные технологии фирм Мицуи сэкию кагаку и ВР-АМОКО. В первом случае (фирма Мицуи) температура и давление окисления низкие, потребление энергии ОТК-установкой невысокое, интенсивное перемешивание не требуется. Объем установки больше, продукт дешевле. В качестве главного конструкционного узла китайского реактора с производительностью 450 кт/г можно использовать прямотрубный реактор барботажного типа (Мицуи технология), причем для подачи воздуха можно использовать, кроме четырех трубных врезок в днище, еще две трубные врезки в боковую поверхность реактора.

Экологическое обоснование производства ТФК на ОАО «Полиэф»

Технологический процесс производства ТФК непрерывный, поэтому выделение вредных веществ в атмосферу и отвод сточных вод осуществляются также непрерывно. Залповые выбросы в атмосферу и канализацию по технологии отсутствуют, но в период пуска и остановки возможны разовые выбросы в атмосферу и сброс сточных вод. Для уменьшения запыленности производства пылью ТФК используется надежное герметичное оборудование, пневмотранспорт продукта, максимальная механизация. Для снижения выбросов в атмосферу на стадии сушки ТФК принят замкнутый цикл азота. Технологические отработанные газы от аппаратов получения чистой ТФК, содержащие твердые частицы продукта, перед выбросом в атмосферу очищаются в тарельчатом скруббере, орошаемом обессоленной водой. Вода из скруббера с уловленными частицами возвращается в процесс, а очищенные отработанные газы выбрасываются в атмосферу.

На производстве имеется три вида стоков: непрерывные, периодические и вода, используемая для мытья полов. В зависимости от состава и концентрации загрязняющих веществ сточные воды (непрерывные и периодические) направляются либо на биохимическую очистку, либо на очистку в корпус 113.

Воздействие комплекса «Полиэф» на окружающую среду в т.ч. и на г. Благовещенск, при нормальном его функционировании оценивается как незначительное. Это объясняется достаточной удаленностью населенных пунктов, наличием окружающего лесного массива, наличием в проекте комплекса природоохранных мероприятий (улавливание вредных веществ из газовых выбросов, внутриплощадочные и внеплощадочные сооружения для очистки стоков, захоронение отходов на специализированных полигонах).

Природоохранные мероприятия должны обеспечить улавливание из газо-воздушных выбросов 1681,6 т/год загрязняющих атмосферу веществ. В их составе 73 соединения общим объемом 2164,1 т/год, из которых 74,2% составляет диоксид углерода и 13% оксиды азота. С учетом токсичности загрязняющих веществ указанная масса выбросов будет соответствовать приведенной массе (продукт с ПДК-1,0 мг/м3) равной 2261,6 т/год.

Расчет рассеивания загрязнения показывает, что граница концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, равной ПДК н.м., практически не будет выходить за пределы ограждения предприятия на расстоянии 700 м (зона Турбаслинской птицефабрики) и не превысит 0.8 ПДК н.м., а на расстоянии 5км (контрольный пост №2 г. Благовещенска) будет ниже 0.1 ПДК. Таким образом, при реализации проекта заметного изменения состояния воздушной среды не ожидается.

Размещено на Allbest.ru