Вінілацэтат (VAC), таксама вядомы як вінілацэтат або вінілацэтат, з'яўляецца бясколернай празрыстай вадкасцю пры нармальнай тэмпературы і ціску, з малекулярнай формулай C4H6O2 і адноснай малекулярнай масай 86,9. VAC, як адна з найбольш шырока выкарыстоўваных прамысловых арганічных сыравіны ў свеце, можа стварыць вытворныя, такія як полівінілацэтатную смалу (PVAC), полівінілавы спірт (PVA) і полиакрилонітрыл (PAN) праз самастойную палімерызацыю альбо супалімерызацыю з іншымі мономерамі. Гэтыя вытворныя шырока выкарыстоўваюцца ў будаўніцтве, тэкстылі, машынах, медыцыне і паляпшэнні глебы. З -за хуткага развіцця тэрмінальнай галіны ў апошнія гады, вытворчасць вінілацэтату паказала тэндэнцыю павелічэння з года ў год, прычым агульная вытворчасць вінілацэтату дасягае 1970KT у 2018 годзе. У цяперашні час, з -за ўплыву сыравіны і працэсаў, вытворчыя шляхі вінілацэтату ў асноўным ўключаюць метад адэтылену і метад этылену.
1 、 працэс ацэтылену
У 1912 годзе канадскі Ф. Клатт, упершыню выявіў вінілацэтат з выкарыстаннем лішку ацэтылену і воцатнай кіслаты пры атмасферным ціску, пры тэмпературы ад 60 да 100 ℃ і выкарыстоўваючы солі ртуці ў якасці каталізатараў. У 1921 годзе нямецкая кампанія CEI распрацавала тэхналогію сінтэзу вінілацэтату паравой фазы з ацэтылену і воцатнай кіслаты. З тых часоў даследчыкі з розных краін пастаянна аптымізавалі працэс і ўмовы для сінтэзу вінілацэтату з ацэтылену. У 1928 годзе кампанія Hoechst з Германіі стварыла вытворчасць 12 кт/вінілацэтат, рэалізаваўшы індустрыялізаваную маштабную вытворчасць вінілацэтату. Ураўненне для атрымання вінілацэтату метадам ацэтылену выглядае наступным чынам:
Асноўная рэакцыя:

Пабочныя эфекты:

Метад ацэтылену дзеліцца на метад вадкай фазы і метад газавай фазы.
Стан фазы рэагента метаду вадкай фазы ацэтылену з'яўляецца вадкім, а рэактар ​​- рэакцыйны рэзервуар з варушэннем. З-за недахопаў метаду вадкай фазы, такіх як нізкая селектыўнасць і многія пабочныя прадукты, гэты метад быў заменены метадам ацэтыленавай газавай фазы.
Згодна з рознымі крыніцамі падрыхтоўкі ацэтыленавага газу, метад ацэтыленавай газавай фазы можна падзяліць на метад прыроднага газу ацетылен Бордэн і метад карбіду ацэтылену.
У працэсе Бордэна выкарыстоўваецца воцатная кіслата ў якасці адсарбента, што значна паляпшае хуткасць выкарыстання ацэтылену. Аднак гэты працэс працэсу тэхнічна складаны і патрабуе высокіх выдаткаў, таму гэты метад займае перавагу ў галінах, багатых рэсурсамі прыроднага газу.
У працэсе Wacker выкарыстоўваецца ацэтылен і воцатная кіслата, якая выпрацоўваецца з карбіду кальцыя ў якасці сыравіны, выкарыстоўваючы каталізатар з актываваным вугляродам у якасці носьбіта і ацэтату цынку ў якасці актыўнага кампанента, каб сінтэзаваць ВК пры атмасферным ціску і тэмпературы рэакцыі 170 ~ 230 ℃. Тэхналогія працэсу адносна простая і мае нізкія выдаткі на вытворчасць, але ёсць такія недахопы, як лёгкая страта актыўных кампанентаў каталізатара, дрэнная стабільнасць, высокае спажыванне энергіі і вялікае забруджванне.
2 、 Працэс этылену
Этылен, кісларод і ледавіковая воцатная кіслата - гэта тры сыравіны, якія выкарыстоўваюцца ў сінтэзе этылену працэсу вінілацэтату. Асноўным актыўным кампанентам каталізатара звычайна з'яўляецца высакародны металічны элемент восьмай групы, які рэагуе пры пэўнай тэмпературы рэакцыі і ціску. Пасля наступнай апрацоўкі нарэшце атрыманы мэтавы прадукт вінілацэтату. Ураўненне рэакцыі заключаецца ў наступным:
Асноўная рэакцыя:

Пабочныя эфекты:

Працэс пары этыленавай фазы быў упершыню распрацаваны кампаніяй Bayer Corporation і быў уведзены ў прамысловую вытворчасць для вытворчасці вінілацэтату ў 1968 годзе. Вытворчыя лініі былі створаны ў карпарацыі Hearst і Bayer у Германіі і карпарацыі National Distillers у ЗША. У асноўным гэта паладый або залаты, загружаны кіслотнымі ўстойлівымі апорамі, такімі як шарыкі сілікагеля з радыусам 4-5 мм, і даданне пэўнай колькасці ацэтату калія, якія могуць палепшыць актыўнасць і селектыўнасць каталізатара. Працэс сінтэзу вінілацэтату з выкарыстаннем метаду пары этыленавага пары падобны на метад Bayer і падзелены на дзве часткі: сінтэз і дыстыляцыя. Працэс USI дасягнуў прамысловага прымянення ў 1969 годзе. Актыўныя кампаненты каталізатара ў асноўным з'яўляюцца паладыем і плацінай, а дапаможным сродкам з'яўляецца ацэтат калія, які падтрымліваецца на алюмініевым носьбіце. Умовы рэакцыі адносна мяккія, і каталізатар мае доўгі тэрмін службы, але ўраджайнасць прасторы-часу нізкі. У параўнанні з метадам ацэтылена, метад пары этыленавага пары значна палепшыўся ў тэхналогіі, і каталізатары, якія выкарыстоўваюцца ў метадзе этылену, пастаянна паляпшаліся ў актыўнасці і селектыўнасці. Аднак кінетыка рэакцыі і механізм дэактывацыі ўсё яшчэ трэба вывучыць.
Вытворчасць вінілацэтату з выкарыстаннем этыленавага метаду выкарыстоўвае трубчасты рэактар ​​з нерухомым рэчышчам, запоўнены каталізатарам. Кармавы газ трапляе ў рэактар ​​зверху, і калі ён кантактуе з ложкам каталізатара, каталітычныя рэакцыі ўзнікаюць для стварэння мэтавага вінілацэтату прадукту і невялікай колькасці вуглякіслага газу з пабочным прадуктам. З -за экзатэрмічнага характару рэакцыі ваду пад ціскам уводзіцца ў абалонку рэактара, каб выдаліць рэакцыю цяпла пры дапамозе выпарэння вады.
У параўнанні з метадам ацэтылена, этылен мае характарыстыкі кампактнай структуры прылады, вялікага выкіду, нізкага спажывання энергіі і нізкага забруджвання, а кошт яго прадукту ніжэй, чым у метаду ацэтылену. Якасць прадукцыі пераўзыходзіць, і сітуацыя з карозіяй не з'яўляецца сур'ёзнай. Такім чынам, метад этылену паступова замяніў метад ацэтылену пасля 1970 -х гадоў. Згодна з няпоўнай статыстыкай, каля 70% ВКЛ, атрыманага метадам этылену ў свеце, стала асноўным метадам вытворчасці VAC.
У цяперашні час самай перадавой тэхналогіяй вытворчасці VAC у свеце з'яўляецца працэс LEAP BP і выдзяляльны працэс Celanese. У параўнанні з традыцыйным працэсам этылену з фіксаванай газавай фазай, гэтыя дзве тэхналогіі працэсу значна палепшылі рэактар ​​і каталізатар у аснове блока, паляпшаючы эканоміку і бяспеку працы.
Celanese распрацаваў новы працэс з фіксаваным ложкам для вырашэння праблем нераўнамернага размеркавання ложка каталізатара і нізкага этыленавага аднабаковага пераўтварэння ў рэактарах з нерухомым рэчышчам. Рэактар, які выкарыстоўваецца ў гэтым працэсе, па -ранейшаму з'яўляецца фіксаванай ложкам, але ў хвост -газе былі дададзены значныя паляпшэнні, і былі дададзены прылады аднаўлення этылену ў хваставым газе, пераадольваючы недахопы традыцыйных працэсаў з нерухомым пластом. Выхад вінілацэтату прадукту значна вышэй, чым у аналагічных прылад. Каталізатар працэсу выкарыстоўвае плаціну ў якасці асноўнага актыўнага кампанента, сілікагеля ў якасці носьбіта каталізатара, цытрата натрыю ў якасці аднаўленчага рэчыва, а таксама іншых дапаможных металаў, такіх як элементы рэдкай зямлі лантаніду, такія як Praseodymium і Neadymium. У параўнанні з традыцыйнымі каталізатарамі, селектыўнасцю, актыўнасцю і ўраджайнасцю часу каталізатара ўдасканальваюцца.
BP Amoco распрацаваў працэс этыленавага газавага этыленавага газа, які таксама вядомы як працэс LEAP, і пабудаваў 250 кт/мудрагелістага ложка ў Халл, Англія. Выкарыстанне гэтага працэсу для атрымання вінілацэтату можа знізіць кошт вытворчасці на 30%, а выхад прасторы каталізатара (1858-2744 г/(L · H-1)) значна вышэй, чым у працэсе нерухомага пласта (700-1200 г/(L · H-1)).
У працэсе Leapprocess упершыню выкарыстоўваецца рэактар ​​з псевдоожиженным рэчышчам, які мае наступныя перавагі ў параўнанні з рэактарам з фіксаваным ложкам:
1) У рэактары з псевдоожиженным рэчышчам каталізатар пастаянна і раўнамерна змешваецца, тым самым спрыяючы раўнамернай дыфузіі прамоўтэра і забяспечваючы раўнамерную канцэнтрацыю прамоўтэра ў рэактары.
2) Рэактар ​​з псевдоожиженным рэчышчам можа пастаянна замяняць дэактываваны каталізатар свежым каталізатарам пры працоўных умовах.
3) Тэмпература рэакцыі псевдоожиженного ложка пастаянная, мінімізуючы дэактывацыю каталізатара з -за лакальнага перагрэву, тым самым пашыраючы тэрмін службы каталізатара.
4) Метад выдалення цяпла, які выкарыстоўваецца ў рэактары псевдоожиженного ложка, спрашчае структуру рэактара і памяншае яго аб'ём. Іншымі словамі, для маштабных хімічных установак можа быць выкарыстаны адзіны дызайн рэактара, што значна павышае эфектыўнасць маштабу прылады.