Производство терефталевой кислоты жидкофазным окислением n-ксилола кислородом воздуха

Исходные данные:

Пропускная способность установки по n-ксилолу, 100 т/сут

Потери терефталевой кислоты, 0,5 % масс. от полученного количества

Конверсия n-ксилола, 91 %

Избыток воздуха, 120 % масс. от стехиометрии

Содержание n-ксилола в растворе (растворитель уксусная кислота) 50 % масс.                                      

Работа выполнена по следующему плану

 1. Составлена технологическая, функциональная и операторная схему производства в виде эскизов, а также схема реатора

2. Составилен материальный баланс процесса (пояснения к расчету и таблица материального баланса приход/расход)

3. Рассчитаны технико-экономические параметры процесса

а) производительность и пропускную способность

б) выход продукта на поданное сырье.

в) теоретический и фактический расходные коэффциенты по сырью.

г) конверсия и селективность

Файл помощи оформления заказа и порядок (инструкция) его получения 

 Краткая теория процесса

Только в 2013 - 2014 гг. были запущены более 10 предприятий по производству ТФК в Юго-Восточной Азии, из которых крупнейшими являются Yisheng Dahua (3 млн т в год), Hengli Petrochemical (4,4 млн. т в год), Zhejiang Yuandong (1,5 млн. т в год). Технологическими лидерами на текущий момент являются BP и Du Pont. Собственные технологии разработали также Inca (ныне в составе Dow Chemical), компании Mitsubishi, Eastman Chemical, Mitsui и Samsung. Акционерное общество «ПОЛИЭФ» — российское предприятие, производитель терефталевой кислоты и полиэтилентерефталата. Входит в состав Сибура (Дирекция пластиков, эластомеров, органического синтеза). Является единственным (на 2016 г.) производителем терефталевой кислоты в Российской Федерации. ООО «Сафпэт» планирует построить в Нижнекамске импортозамещающее предприятие по выпуску терефталевой кислоты (ТФК) мощностью 210 тыс. тонн в год, полиэтилентерефталатов (ПЭТФ) - мощностью 250 тыс. тонн в год.

Одним из самых удобных способов синтеза терефталевой кислоты (ТФК) является окисление п-замещённых диалкилбензолов, в том числе п-ксилола. Окислителями могут выступать такие неорганические реагенты, как перманганат калия KMnO4, дихромат калия K2Cr2O7 и азотная кислота HNO3.
Удобство данного метода заключается в том, что в карбоксильные группы -COOH окисляются любые алкильные заместители ароматического ядра: так, при действии этих сильных окислителей в ТФК по аналогичной схеме окисляется п-цимол. При этом бензольное кольцо окислению не подвергается.
Однако этот способ окисления диалкилбензолов имеет ряд весьма существенных недостатков: применяемые окислители довольно дороги, токсичны (особенно дихромат калия, содержащий шестивалентный хром, проявляющий канцерогенные свойства) и агрессивны (азотная кислота). К тому же азотная кислота кроме окисления метильных групп способна нитровать бензольное кольцо с образованием побочных продуктов. В связи с этим такой способ синтеза фталевых кислот и их производных в настоящее время сохранил значение только в научно-исследовательских лабораториях.