Vinila acetato (VAC), ankaŭ konata kiel vinil -acetato aŭ vinil -acetato, estas senkolora travidebla likvaĵo ĉe normala temperaturo kaj premo, kun molekula formulo de C4H6O2 kaj relativa molekula pezo de 86.9. VAC, kiel unu el la plej uzataj industriaj organikaj krudmaterialoj en la mondo, povas generi derivaĵojn kiel ekzemple polivinila acetata rezino (PVAC), polivinila alkoholo (PVA), kaj poliacrilonitrilo (PAN) per mem -polimerigo aŭ kopolimerigo kun aliaj monomeroj. Ĉi tiuj derivaĵoj estas vaste uzataj en konstruado, tekstiloj, maŝinaro, medicino kaj grundaj improvizantoj. Pro la rapida disvolviĝo de la fina industrio en la lastaj jaroj, la produktado de vinil -acetato montris tendencon de kreskanta jaro post jaro, kun la tuta produktado de vinil -acetato atinganta 1970kt en 2018. Nuntempe pro la influo de krudaj materialoj kaj Procezoj, la produktadaj vojoj de vinil -acetato inkluzivas ĉefe acetilenan metodon kaj etilenan metodon.
1 、 Acetilena procezo
En 1912, F. Klatte, kanadano, unue malkovris vinilan acetaton uzante troan acetilenon kaj acetan acidon sub atmosfera premo, ĉe temperaturoj inter 60 kaj 100 ℃, kaj uzante hidrargajn salojn kiel katalizilojn. En 1921, germana CEI -kompanio disvolvis teknologion por la vapora fazo -sintezo de vinil -acetato el acetileno kaj aceta acido. De tiam, esploristoj el diversaj landoj kontinue optimumigis la procezon kaj kondiĉojn por la sintezo de vinil -acetato el acetileno. En 1928, Hoechst Company de Germanio establis 12-kt/vinilan acetatan produktadan unuon, realigante industrian grandskalan produktadon de vinil-acetato. La ekvacio por produkti vinilan acetaton per la acetilena metodo estas kiel sekvas:
Ĉefa reago:

Kromefikoj:

Acetilena metodo estas dividita en likvan fazan metodon kaj gasan fazan metodon.
La reakcia fazo -stato de la acetilena likva fazo -metodo estas likva, kaj la reaktoro estas reakcia tanko kun agitanta aparato. Pro la mankoj de likva fazo-metodo kiel malalta selektiveco kaj multaj kromproduktoj, ĉi tiu metodo estis anstataŭigita per acetilena gasa fazo-metodo nuntempe.
Laŭ la diversaj fontoj de preparado de acetilena gaso, la metodo de acetilena gasa fazo povas esti dividita en la metodon de acetilena borda de natura gaso kaj metodo de karbura acetilena wacker.
La procezo Borden uzas acetan acidon kiel adsorbanton, kiu multe plibonigas la uzokvanton de acetileno. Ĉi tiu proceza vojo tamen estas teknike malfacila kaj postulas altajn kostojn, do ĉi tiu metodo okupas avantaĝon en areoj riĉaj en naturaj gasaj rimedoj.
La procezo de Wacker uzas acetilenon kaj acetan acidon produktitan el kalcia karburo kiel krudajn materialojn, uzante katalizilon kun aktivigita karbono kiel portanto kaj zinka acetato kiel aktiva komponento, por sintezi VAC sub atmosfera premo kaj reakcia temperaturo de 170 ~ 230 ℃. La proceza teknologio estas relative simpla kaj havas malaltajn produktokostojn, sed ekzistas mankoj kiel facila perdo de katalizaj aktivaj komponentoj, malbona stabileco, alta energikonsumo kaj granda poluado.
2 、 Etilena procezo
Etileno, oksigeno kaj glacia acida acido estas tri krudmaterialoj uzataj en la etilen -sintezo de vinil -acetata procezo. La ĉefa aktiva komponento de la katalizilo estas tipe la oka grupo nobla metala elemento, kiu reagas ĉe certa reaga temperaturo kaj premo. Post posta prilaborado, la cela produkta vinil -acetato estas finfine akirita. La reaga ekvacio estas jena:
Ĉefa reago:

Kromefikoj:

La procezo de fazo de etilena vaporo unue estis disvolvita de Bayer Corporation kaj estis metita en industrian produktadon por la produktado de vinil -acetato en 1968. Produktaj linioj estis establitaj en Hearst kaj Bayer Corporation en Germanio kaj Nacia Distillers Corporation en Usono respektive. Ĝi estas ĉefe paladio aŭ oro ŝarĝitaj sur acidaj rezistemaj subtenoj, kiel silica ĝelaj bidoj kun radio de 4-5mm, kaj aldono de certa kvanto da kalio-acetato, kiu povas plibonigi la aktivecon kaj selektivecon de la katalizilo. La procezo por la sintezo de vinil -acetato uzanta USI -metodon de etilena vaporo estas simila al Bayer -metodo, kaj estas dividita en du partojn: sintezo kaj distilado. La USI -procezo atingis industrian aplikon en 1969. La aktivaj komponentoj de la katalizilo estas ĉefe paladio kaj plateno, kaj la helpa agento estas kalio -acetato, kiu estas subtenata de alumina portanto. La reagaj kondiĉoj estas relative mildaj kaj la katalizilo havas longan servan vivon, sed la spaco-tempa rendimento estas malalta. Kompare kun la acetilena metodo, la etilen -vapora fazo -metodo multe pliboniĝis en teknologio, kaj la kataliziloj uzataj en la etilena metodo kontinue pliboniĝis en aktiveco kaj selektiveco. Tamen la reakcia kinetiko kaj malaktiviga mekanismo ankoraŭ devas esti esploritaj.
La produktado de vinil -acetato uzanta la etilenan metodon uzas tuban fiksan litan reaktoron plenigitan per katalizilo. La nutra gaso eniras la reaktoron de la supro, kaj kiam ĝi kontaktas la katalizan liton, katalizaj reagoj okazas por generi la celan produktan vinilan acetaton kaj malgrandan kvanton da kromprodukta karbona dioksido. Pro la ekzoterma naturo de la reago, premita akvo estas enkondukita en la ŝelan flankon de la reaktoro por forigi la reagan varmon per la vaporiĝo de akvo.
Kompare kun la acetilena metodo, la etilena metodo havas la karakterizaĵojn de kompakta aparata strukturo, granda eligo, malalta energikonsumo kaj malalta poluado, kaj ĝia produkta kosto estas malpli alta ol tiu de la acetilena metodo. La produkta kvalito estas supera, kaj la koroda situacio ne estas serioza. Tial la etilen -metodo iom post iom anstataŭigis la acetilenan metodon post la 1970 -aj jaroj. Laŭ nekompletaj statistikoj, ĉirkaŭ 70% de VAC produktitaj per etilen -metodo en la mondo fariĝis la ĉefa fluo de VAC -produktadaj metodoj.
Nuntempe la plej altnivela VAC -produktada teknologio en la mondo estas la salto -procezo de BP kaj la panoramado de Celanese. Kompare kun la tradicia fiksa lita gasa fazo -etilena procezo, ĉi tiuj du procezaj teknologioj plibonigis signife la reaktoron kaj katalizilon ĉe la kerno de la unuo, plibonigante la ekonomion kaj sekurecon de unueca operacio.
Celanese disvolvis novan fiksan litan panoraman procezon por trakti la problemojn de neegala kataliza lito-distribuo kaj malalta etilena unudirekta konvertiĝo en fiksaj litaj reaktoroj. La reaktoro uzita en ĉi tiu procezo estas ankoraŭ fiksita lito, sed signifaj plibonigoj estis faritaj al la kataliza sistemo, kaj aldonitaj etilenaj reakiroj en la vosto -gaso, venkante la mankojn de tradiciaj fiksaj litaj procezoj. La rendimento de la produkta vinila acetato estas signife pli alta ol tiu de similaj aparatoj. La proceza katalizilo uzas platenon kiel la ĉefan aktivan komponenton, silica ĝelo kiel la katalizilo, natria citrato kiel reduktanta agento, kaj aliaj helpaj metaloj kiel lantanidaj raraj teraj elementoj kiel praseodimio kaj neodimio. Kompare kun tradiciaj kataliziloj, la selektiveco, aktiveco kaj spaco-tempa rendimento de la katalizilo estas plibonigitaj.
BP Amoco disvolvis fluiditan liton etilena gasa fazo -procezo, ankaŭ konata kiel la procezo de proceso de salto, kaj konstruis 250 kt/fluidigitan litan unuon en Hull, Anglujo. Uzi ĉi tiun procezon por produkti vinilan acetaton povas redukti la produktokoston je 30%, kaj la spaca tempo-rendimento de la katalizilo (1858-2744 g/(L · h-1)) estas multe pli alta ol tiu de la fiksita lito-procezo (700 -1200 g/(L · H-1)).
La procezo de LeapProcess uzas fluiditan litan reaktoron por la unua fojo, kiu havas la jenajn avantaĝojn kompare al fiksita lita reaktoro:
1) En fluidigita lita reaktoro, la katalizilo estas kontinue kaj unuforme miksita, tiel kontribuante al la uniforma disvastigo de la iniciatinto kaj certigante unuforman koncentriĝon de la iniciatinto en la reaktoro.
2) La fluidigita lita reaktoro povas kontinue anstataŭigi la malaktivigitan katalizilon per freŝa katalizilo en operaciaj kondiĉoj.
3) La fluidigita lito -reakcia temperaturo estas konstanta, minimumigante katalizan malaktivigon pro loka varmigado, tiel etendante la servan vivon de la katalizilo.
4) La metodo de forigo de varmego uzata en la fluidigita lita reaktoro simpligas la reaktoron kaj reduktas ĝian volumon. Alivorte, ununura reaktoro povas esti uzata por grandskalaj kemiaj instalaĵoj, plibonigante signife la skalan efikecon de la aparato.