Vinielasetaat (VAC), ook bekend as vinielasetaat of vinielasetaat, is 'n kleurlose deursigtige vloeistof by normale temperatuur en druk, met 'n molekulêre formule van C4H6O2 en 'n relatiewe molekulêre gewig van 86,9. VAC, as een van die mees gebruikte industriële organiese grondstowwe ter wêreld, kan afgeleides soos polivinielasetaathars (PVAC), polyvinylalkohol (PVA) en polyacrylonitril (PAN) genereer deur selfpolimerisasie of kopolymerisasie met ander monomere. Hierdie afgeleides word wyd gebruik in konstruksie, tekstiele, masjinerie, medisyne en grondverbeterers. As gevolg van die vinnige ontwikkeling van die terminale industrie die afgelope paar jaar, het die produksie van vinielasetaat 'n neiging getoon van toenemende jaar vir jaar, met die totale produksie van vinielasetaat wat in 2018 1970kt bereik. prosesse, die produksieroetes van vinielasetaat bevat hoofsaaklik asetileenmetode en etileenmetode.
1 、 asetileenproses
In 1912 het F. Klatte, 'n Kanadese, die eerste keer vinielasetaat ontdek met oormatige asetileen en asynsuur onder atmosferiese druk, by temperature wat wissel van 60 tot 100 ℃, en gebruik kwik soute as katalisators. In 1921 het die Duitse CEI -onderneming 'n tegnologie ontwikkel vir die dampfase -sintese van vinielasetaat van asetileen en asynsuur. Sedertdien het navorsers uit verskillende lande die proses en toestande vir die sintese van vinielasetaat van asetileen voortdurend geoptimaliseer. In 1928 het Hoechst Company van Duitsland 'n 5 kt/a vinylasetaatproduksie-eenheid opgerig, wat die geïndustrialiseerde grootskaalse produksie van vinielasetaat besef. Die vergelyking vir die vervaardiging van vinielasetaat volgens die asetileenmetode is soos volg:
Hoofreaksie:

Newe -effekte:

Asetileenmetode word in die vloeistoffase -metode en die gasfase -metode verdeel.
Die reaktantfase -toestand van die asetileenvloeistoffase -metode is vloeibaar, en die reaktor is 'n reaksietenk met 'n roerapparaat. As gevolg van die tekortkominge van die vloeistoffase-metode, soos lae selektiwiteit en baie neweprodukte, is hierdie metode tans vervang deur asetileengasfase-metode.
Volgens die verskillende bronne van asetileengasvoorbereiding, kan die asetileengasfase -metode verdeel word in Acetileen Borden -metode van aardgas en karbiedasetileenwacker -metode.
Die Borden -proses gebruik asynsuur as 'n adsorbent, wat die gebruik van asetileen aansienlik verbeter. Hierdie prosesroete is egter tegnies moeilik en benodig hoë koste, dus hierdie metode beslaan 'n voordeel in gebiede wat ryk is aan aardgashulpbronne.
Die Wacker -proses gebruik asetileen en asynsuur geproduseer uit kalsiumkarbied as grondstowwe, met behulp van 'n katalisator met geaktiveerde koolstof as draer en sinkasetaat as aktiewe komponent, om VAC te sintetiseer onder atmosferiese druk en reaksietemperatuur van 170 ~ 230 ℃. Die prosesstegnologie is relatief eenvoudig en het lae produksiekoste, maar daar is tekortkominge soos maklike verlies aan katalisator -aktiewe komponente, swak stabiliteit, hoë energieverbruik en groot besoedeling.
2 、 Etileenproses
Etileen, suurstof en gletsersuur is drie grondstowwe wat gebruik word in die etileen sintese van vinielasetaatproses. Die belangrikste aktiewe komponent van die katalisator is tipies die agtste groep se edelmetaalelement, wat reageer op 'n sekere reaksietemperatuur en druk. Na die daaropvolgende verwerking word die teikenproduk vinielasetaat uiteindelik verkry. Die reaksievergelyking is soos volg:
Hoofreaksie:

Newe -effekte:

Die etileendampfase -proses is eers deur Bayer Corporation ontwikkel en is in 1968 in industriële produksie vir die produksie van vinielasetaat geplaas. Produksielyne is in Hearst en Bayer Corporation in Duitsland en National Distillers Corporation in die Verenigde State gevestig. Dit is hoofsaaklik palladium of goud gelaai op suurbestande steun, soos silikagelkrale met 'n radius van 4-5 mm, en die toevoeging van 'n sekere hoeveelheid kaliumasetaat, wat die aktiwiteit en selektiwiteit van die katalisator kan verbeter. Die proses vir die sintese van vinielasetaat met behulp van etileendampfase USI -metode is soortgelyk aan die Bayer -metode, en word in twee dele verdeel: sintese en distillasie. Die USI -proses het in 1969 industriële toepassing bewerkstellig. Die aktiewe komponente van die katalisator is hoofsaaklik palladium en platinum, en die hulpmiddel is kaliumasetaat, wat op 'n aluminiumiedraer ondersteun word. Die reaksietoestande is relatief sag en die katalisator het 'n lang lewensduur, maar die opbrengs van die ruimte-tyd is laag. In vergelyking met die asetileenmetode, het die etileendampfase -metode baie verbeter in tegnologie, en die katalisators wat in die etileenmetode gebruik word, het voortdurend verbeter in aktiwiteit en selektiwiteit. Die reaksiekinetika en deaktiveringsmeganisme moet egter steeds ondersoek word.
Die produksie van vinielasetaat met behulp van die etileenmetode gebruik 'n buisvormige vaste bedreaktor gevul met katalisator. Die voergas kom die reaktor van bo af, en as dit met die katalisatorbed kontak maak, kom katalitiese reaksies voor om die teikenproduk vinielasetaat en 'n klein hoeveelheid koolstofdioksied van neweprodukte te genereer. As gevolg van die eksotermiese aard van die reaksie, word onder drukwater in die dopkant van die reaktor ingevoer om die reaksietyd te verwyder deur die verdamping van water te gebruik.
In vergelyking met die asetileenmetode, het die etileenmetode die kenmerke van kompakte toestelstruktuur, groot uitset, lae energieverbruik en lae besoedeling, en die produksiekoste is laer as die van die asetileenmetode. Die kwaliteit van die produk is beter, en die korrosiesituasie is nie ernstig nie. Daarom het die etileenmetode die asetileenmetode geleidelik na die 1970's vervang. Volgens onvolledige statistieke het ongeveer 70% van die VAC wat volgens etileenmetode in die wêreld geproduseer word, die hoofstroom van VAC -produksiemetodes geword.
Tans is die mees gevorderde VAC -produksietegnologie ter wêreld BP se Leap -proses en die uitkykproses van Celanese. In vergelyking met die tradisionele etileenproses van vaste bedgasfase, het hierdie twee prosesstegnologieë die reaktor en katalisator in die kern van die eenheid aansienlik verbeter, wat die ekonomie en veiligheid van eenheidsbedryf verbeter het.
Celanese het 'n nuwe vaste bed-uitkykproses ontwikkel om die probleme van ongelyke katalisatorbeddingsverspreiding en 'n lae etileen-eenrigting-omskakeling in vaste bedreaktore aan te spreek. Die reaktor wat in hierdie proses gebruik word, is nog steeds 'n vaste bed, maar daar is beduidende verbeterings aan die katalisatorstelsel aangebring, en etileenherstelapparate is in die stertgas bygevoeg, wat die tekortkominge van tradisionele vaste bedprosesse oorkom. Die opbrengs van die produk vinielasetaat is aansienlik hoër as dié van soortgelyke toestelle. Die proses katalisator gebruik platinum as die belangrikste aktiewe komponent, silikagel as die katalisatordraer, natriumsitraat as 'n reduseermiddel, en ander hulpmetale soos seldsame aardelemente soos praseodymium en neodymium. In vergelyking met tradisionele katalisators, word die selektiwiteit, aktiwiteit en ruimtetydopbrengs van die katalisator verbeter.
BP Amoco het 'n vloeibare bed -etileengasfase -proses ontwikkel, ook bekend as die sprongprosesproses, en het 'n vloeistof -eenheid van 250 kt/'n vloeibare bed in Hull, Engeland, gebou. Die gebruik van hierdie proses om vinielasetaat te produseer, kan die produksiekoste met 30%verlaag, en die ruimtetydopbrengs van die katalisator (1858-2744 g/(L · H-1)) is baie hoër as dié van die vaste bedproses (700 -1200 g/(L · H-1)).
Die LeoppRocess -proses gebruik vir die eerste keer 'n vloeibare bedreaktor, wat die volgende voordele het in vergelyking met 'n vaste bedreaktor:
1) In 'n vloeibare bedreaktor word die katalisator deurlopend en eenvormig gemeng, en dra dit by tot die eenvormige verspreiding van die promotor en verseker 'n eenvormige konsentrasie van die promotor in die reaktor.
2) Die vloeibare bedreaktor kan die gedeaktiveerde katalisator deurlopend vervang met vars katalisator onder werktoestande.
3) Die vloeibare bedreaksietemperatuur is konstant, wat die deaktivering van die katalisator verminder as gevolg van plaaslike oorverhitting, en sodoende die lewensduur van die katalisator verleng.
4) Die hitteverwyderingsmetode wat in die vloeibare bedreaktor gebruik word, vergemaklik die reaktorstruktuur en verminder die volume. Met ander woorde, 'n enkele reaktorontwerp kan gebruik word vir grootskaalse chemiese installasies, wat die skaaldoeltreffendheid van die toestel aansienlik verbeter.