Раздел 25. Производство терефталоилхлорида-Т чешуированного

Раздел 25 Производство терефталоилхлорида-Т чешуированного

Терефталоилхлорид-т чешуированный (дихлорангидрид терефталевой кислоты, химическая формула С ₆Н ₄(СОСl) ₂) выпускается в виде белых чешуек или со слегка сероватым, желтоватым оттенком.

Терефталоилхлорид-Т чешуированный применяют для получения термостойких полимеров и полиамидных волокон. Производят хлорированием п-ксилола в присутствии инициатора - порофора (перкадокса).

25.1 Описание технологических процессов, используемых в производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного

Промышленный способ получения терефталоилхлорида-Т чешуированного - хлорирование п-ксилола в присутствии инициатора - порофора (перкадокса). Процесс состоит из следующих стадий:

- хлорирование п-ксилола;

- синтез ТФХ-сырца;

- перегонка ТФХ-сырца.

Принципиальная схема производства приведена на рисунке 25.1.

Рисунок 25.1 - Принципиальная схема производства терефталоилхлорида-Т чешуированного

Хлорирование п-ксилола проводят при температуре 40-115 °С в каскаде из трех емкостных аппаратов в присутствии инициатора - порофора (перкадокса), обеспечивающего избирательное хлорирование в метильные группы. Массовая доля порофора (перкадокса) составляет не менее 1 % от массы реакционного п-ксилола. С целью уменьшения влияния солей железа Fe ³⁺, вызывающих нежелательную побочную реакцию хлорирования ароматического ядра, хлорирование проводится в присутствии трибутилфосфата, который образует с железом нерастворимый комплекс. Массовая доля трибутилфосфата составляет не менее 0,02 % от массы реакционного п-ксилола. Полученный при хлорировании п-ксилола гексахлорпараксилол передавливают в реактор для синтеза ТФХ-сырца, который осуществляют в эмалированном аппарате с рубашкой теплообмена и мешалкой при температуре 110-130 °С, атмосферном давлении и в присутствии катализатора - хлорного железа. Молярное соотношение ГХПК: ТФК = 1 : (0,53-0,54). Массовая доля катализатора FeCl ₃ составляет 0,20-0,35 % от суммарной массы ГХПК и ТФК. Механизм реакции - ионообменный, реакция проходит через ряд промежуточных соединений: трихлорметилбензоилхлорид, п-трихлорметилбензойная кислота, монохлоргидрид терефталевой кислоты. Избыток ТФК снижает выход целевого продукта, однако, в отличие от промежуточных продуктов реакции, она легко отделяется при перегонке. Перегонку ТФХ-сырца осуществляют в колонне, имеющей насадку из колец Рашига и рубашку теплообмена для обогрева паром давлением не более 0,3 МПа, и проводят под вакуумом во избежание разложения терефталоилхлорида под действием высоких температур. Полученный продукт - расплав ТФХ-Т - из сборника поступает в кристаллизатор, представляющий собой аппарат, снабженный полым вращающимся и охлаждаемым изнутри оборотной водой барабаном и обогреваемой циркуляционной горячей водой ванной, в которую подается расплав ТФХ-Т. Фасовку готового продукта ведут в потоке азота в полиэтиленовые бочки. Описание технологического процесса приведено в таблице 25.1, перечень основного оборудования - в таблице 25.2.

Таблица 25.1 - Описание технологического процесса производства терефталоилхлорида-Т чешуированного

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное Технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
П-ксилол Хлор Инициатор (порофор в хлороформе) Трибутилфосфат	Хлорирование п-ксилола	Гексахлорпараксилол на стадию синтеза Тетрахлорпараксилол Пентахлорпараксилол	Хлор Хлористый водород Трихлорметан (хлороформ)	Хлоратор	Абсорбционная колонна
Гексахлорпараксилол со стадии хлорирования Терефталевая кислота Хлорное железо	Синтез ТФХ-сырца	ТФХ-сырец на стадию перегонки Трихлорметилбензоилхлорид П-трихлорметилбензойная кислота Монохлоргидрид терефталевой кислоты		Реактор с мешалкой	Абсорбционная колонна
ТФХ-сырец со стадии синтеза	Перегонка ТФХ-сырца	ТФХ-плав на стадию чешуирования Побочная продукция для производства соляной кислоты		Колонна перегонки
ТФХ-плав со стадии перегонки	Чешуирование	Терефталоилхлорид-Т чешуированный		Барабанный кристаллизатор	Гидрозатвор

Таблица 25.2 - Перечень основного технологического оборудования производства терефталоилхлорида-Т чешуированного

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор	Хлорирование п-ксилола	Вертикальный цилиндрический аппарат с рубашкой теплообмена и эллиптическим днищем типа: Вместимость - 1,6 м 3 Диаметр - 1200 мм Высота - 2290 мм Площадь поверхности теплообмена рубашки - 5,3 м 2
Реактор	Синтез ТФХ-сырца	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами, крышкой, рубашкой теплообмена и перемешивающим устройством: Вместимость - 2,5 м 3 Диаметр - 1400 мм Высота - 3330 мм
Колонна	Перегонка ТФХ-сырца	Вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическим днищем и рубашкой теплообмена: Диаметр - 400 мм Высота - 3630 мм Высота насадки - 2700 мм
Барабанный кристаллизатор	Чешуирование терефталоилхлорида	Производительность - 250 л/ч Высота - 570 мм Ширина - 846 мм Длина - 1492 мм Мощность электродвигателя - 7,5 кВт Частота вращения барабана - от 3 до 15 об/мин

25.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного

Показатели потребления материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 25.3.

Таблица 25.3 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
П-ксилол нефтяной	кг/т	-	370
Хлор жидкий	кг/т	-	1300
Кислота терефталевая	кг/т	-	490
Хлороформ технический	кг/т	-	45
Порофор ЧХЗ-57	кг/т	-	4
Железо хлорное техническое	кг/т	-	2,80
Трибутилфосфат	кг/т	-	0,1
Азот 8 атм	тыс.м 3/т	-	1,0
Вода оборотная	тыс.м 3/т	-	0,446
Электроэнергия		-	1,8
Пар	Гкал/т	-	18

Выбросы в атмосферу при производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного приведены в таблице 25.4.

Таблица 25.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Хлор	Абсорбционная очистка	-	6,098	-
Хлористый водород		-	3,166	-
Трихлорметан (хлороформ)		-	17,7	-

Сточные воды перед сбросом направляются в цех нейтрализации и очистки промышленных сточных вод - биологические очистные сооружения. Показатели сбросов загрязняющих веществ приведены в таблице 25.5.

Таблица 25.5 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Железо	Сточные воды перед сбросом направляются на биологические очистные сооружения	-	0,23	-
Сульфат-анион (сульфаты)		-	27	-
Хлороформ (трихлорметан)		-	2,23	-
Хлорид-анион (хлориды)		-	352,5	-

При производстве терефталоилхлорида-Т чешуированного отходы не образуются.