Ниже приводятся данные по себестоимости производства ДМТ различными способами на основе разнообразного сырья.
Таблица 4
Себестоимость производства ДМТ поспособу фирмы"DUNAMIT NOBEL" Германия.
| Статьи расхода | Себестоимость производства 1 тонны Диметилтерефталата, фунт стерлинг. |
| Сырье и материалы | |
| п-ксилол | 36,1 |
| п-метилтолуилат | 14,9 |
| кислород | 4,0 |
| метанол | 12,3 |
| химикаты и катализатор | 8,9 |
| Энергетические затраты, ремонт и содержание оборудования, зарплата производственных рабочих, общезаводские расходы | 30,6 |
| Амортизация | 20,1 |
| Итого: | 126,9 |
| Мощность установки, тыс. т в год | 25 тыс. тонн в год |
Таблица 5.
Себестоимость производства ДМТ поспособу фирмы «MITSUI PETROCHEMICAL» (ЯПОНИЯ)
| Статьи расхода | Себестоимость производства 1 тонны Диметилтерефталата, фунт стерлинг. |
| Сырье и материалы | |
| техническая ТФК | 55,3 |
| метанол | 25,6 |
| химикаты и катализатор | 10.1 |
| Энергетические затраты, ремонт и содержание оборудования, зарплата производственных рабочих, общезаводские расходы | 20,9 |
| Амортизация | 19.8 |
| Итого: | 131.7 |
| Мощность установки, тыс. т в год | 30 тыс. тонн в год |
Таблица 6.
Себестоимость производства ДМТ по способу фирмы «EASTMAN KODAK» (США).
| Статьи расхода | Себестоимость производства 1 тонны Диметилтерефталата, фунт стерлинг. |
| Сырье и материалы | |
| техническая ТФК | 60,9 |
| метанол | 30,7 |
| Энергетические затраты, ремонт и содержание оборудования, зарплата производственных рабочих, общезаводские расходы | 21,8 |
| Амортизация | 10,4 |
| Итого: | 123,8 |
| Мощность установки, тыс. т в год | 30 тыс. тонн в год |
Таблица 7.
Себестоимость производства ДМТ, полученного по способу «Witten» на заводе мощностью 25 тыс. т в год:
| Статьи расхода | Себестоимость производства 1 тонны Диметилтерефталата, фунт стерлинг. |
| Сырье и материалы | |
| п-ксилол | 37,6 |
| метанол | 12,3 |
| химикаты и катализатор | 4,6 |
| Энергетические затраты, ремонт и содержание оборудования, зарплата производственных рабочих, общезаводские расходы | 35,0 |
| Амортизация | 18,7 |
| Итого: | 108,2 |
Из таблиц 4-7 - видно, что самым дешевым способом является способ фирмы "WITTEN".Чтобы ДМТ мог конкурировать с ТФК, его цена должна быть на 14% ниже продажной цены ТФК, так как для получения 1 т полиэфирного волокна требуется
1,01 т ДМТ и 0,87 т ТФК [5]. Однако, в большинстве случаев, цена на ДМТ выше, чем на ТФК. Тем не менее ДМТ до сих пор выпускают, процесс постоянно совершенствуется и мощности наращиваются. Это объясняется тем, что очистка ДМТ, вырабатываемого по способу «Witten», практически .не представляет никаких трудностей, в то время как очистка сырой ТФК весьма затруднена. Процесс очистки чрезвычайно трудоемкий, для него требуется специальный растворитель (в зависимости от вида очистки) и специальное оборудование. Кроме того, при получении самой ТФК используют уксусную кислоту и бромсодержащие соединения - они создают сильнокоррозионную среду, в связи с чем требуется оборудование, изготовленное из специальных сталей или армированное титаном.
В то же время себестоимость ДМТ практически несколько ниже приведенной в таблицах 4-7, и мономер не загрязняется продуктами коррозии. Все это позволяет ДМТ, полученному по способу «Witten», успешно конкурировать с ТФК в качестве сырья для производства полиэфирных волокон.
5.1. Анализ промышленных методов производства диметилового эфира терефталевой кислоты.
Описанные выше способы промышленного производства диметилового эфира терефталевой кислоты имеют ряд особенностей ( преимуществ и недостатков друг перед другом).
Таблица 8.
Преимущества и недостатки различных технологий производства диметилтерефталата.
| Название фирмы | Преимущества | Недостатки |
| "DUNAMIT NOBEL": | 1. введен новый катализатор (Co-Mn);2. процесс проходит без растворителей;3. низкие издержки;4. высокий выход (95 %);5. небольшой расход сырья по сравнению со вторым методом. | 1. Используют катализатор на основе тяжелых металлов;2. сложная технологическая схема;3. сложен процесс очистки;4. больше видов исходного сырья, чем в других методах.6. сложен процесс очистки ДМТ;5. процесс проводят при повышенной температуре и давлении. |
| «MITSUI PETROCHEMICAL»: | 1. высокая степень конверсии на второй и третьей стадии;2. передовая технология очистки сырого ДМТ;3. высокий выход (98 %);4. мало примесей в целевом продукте;5. всего два исходных компонента;6. простая технологическая схема. | 1. требует больше затрат энергии и тепла;2. идет в три стадии;3. используется избыток метанола;4. образуется много побочного продукта (вода);5. на первой стадии степень конверсии низкая. |
| «EASTMAN KODAK»: | 1. без катализатора;2. более дешев, чем второй процесс;3. мало побочных продуктов;4. простое технологическое оформление;5. высокий выход (97 %);6. исходное сырье самое дешевое. | 1. ограничены объемы выпуска продукта;2. дополнительные издержки связаны с утилизацией отходов. |
| «WITTEN»: | 1. процесс проводят при повышенных температурах, но они ниже, чем в других процессах;2. одна стадия;3. простое технологическое оформление;4. требуется меньше всего исходного сырья;5. процесс самый дешевый по всем показателям. | 1. используются сложные катализаторы;2. могут получаться недоокисленные продукты (ДМИ). |
Преимущества и недостатки методов с точки зрения экономики несут с собой либо дополнительные расходы, либо приносят прибыль по сравнению с другими методами.
Метод фирмы "DUNAMIT NOBEL" - наиболее сложные по технологическому оформлению, вносит в затраты по себестоимости целевого продукта большую долю.(около 25 %).
Способ фирмы "WITTEN", наиболее выгодный , т.к. нет дополнительных расходов на исходное сырье, обслуживание и амортизацию оборудования, что снижает и себестоимость целевого продукта в среднем на 20 % по сравнению с другими методами получения ДМТ.
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.
| Название продукта | Цена, $/тонна |
| пара - ксилол | 356 |
| метанол | 162 |
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.