Vinil asetat (VAC), juga dikenali sebagai vinil asetat atau vinil asetat, adalah cecair telus tanpa warna pada suhu dan tekanan normal, dengan formula molekul C4H6O2 dan berat molekul relatif 86.9. VAC, sebagai salah satu bahan mentah organik perindustrian yang paling banyak digunakan di dunia, boleh menghasilkan derivatif seperti resin polyvinyl asetat (PVAC), polyvinyl alcohol (PVA), dan polyacrylonitrile (PAN) melalui pempolimeran sendiri atau copolymerisasi dengan monomer lain. Derivatif ini digunakan secara meluas dalam pembinaan, tekstil, jentera, perubatan, dan penambahbaikan tanah. Oleh kerana perkembangan pesat industri terminal pada tahun -tahun kebelakangan ini, pengeluaran vinil asetat telah menunjukkan trend peningkatan tahun demi tahun, dengan jumlah pengeluaran vinil asetat mencapai 1970kt pada tahun 2018. Pada masa ini, disebabkan oleh pengaruh bahan mentah dan Proses, laluan pengeluaran vinil asetat terutamanya termasuk kaedah asetilena dan kaedah etilena.
1 、 Proses acetylene
Pada tahun 1912, F. Klatte, seorang Kanada, yang pertama kali menemui vinil asetat menggunakan asetilena dan asid asetik yang berlebihan di bawah tekanan atmosfera, pada suhu antara 60 hingga 100 ℃, dan menggunakan garam merkuri sebagai pemangkin. Pada tahun 1921, Syarikat CEI Jerman membangunkan teknologi untuk sintesis fasa wap vinil asetat dari asetilena dan asid asetik. Sejak itu, penyelidik dari pelbagai negara telah terus mengoptimumkan proses dan syarat untuk sintesis vinil asetat dari asetilena. Pada tahun 1928, Hoechst Company of Jerman menubuhkan unit pengeluaran 12 kt/a vinil asetat, merealisasikan pengeluaran besar-besaran vinil asetat perindustrian. Persamaan untuk menghasilkan vinil asetat dengan kaedah asetilena adalah seperti berikut:
Reaksi utama:

Kesan sampingan:

Kaedah acetylene dibahagikan kepada kaedah fasa cecair dan kaedah fasa gas.
Keadaan fasa reaktan kaedah fasa cecair asetilena adalah cecair, dan reaktor adalah tangki tindak balas dengan peranti kacau. Oleh kerana kekurangan kaedah fasa cecair seperti selektiviti yang rendah dan banyak produk sampingan, kaedah ini telah digantikan dengan kaedah fasa gas asetilena pada masa ini.
Mengikut sumber penyediaan gas asetilena yang berlainan, kaedah fasa gas asetilena boleh dibahagikan kepada kaedah asetilena gas asli dan kaedah karbida asetilena.
Proses Borden menggunakan asid asetik sebagai penyerap, yang sangat meningkatkan kadar penggunaan asetilena. Walau bagaimanapun, laluan proses ini secara teknikal sukar dan memerlukan kos yang tinggi, jadi kaedah ini menduduki kelebihan dalam bidang yang kaya dengan sumber gas asli.
Proses Wacker menggunakan asetilena dan asid asetik yang dihasilkan dari kalsium karbida sebagai bahan mentah, menggunakan pemangkin dengan karbon diaktifkan sebagai pembawa dan zink asetat sebagai komponen aktif, untuk mensintesis VAC di bawah tekanan atmosfera dan suhu tindak balas 170 ~ 230 ℃. Teknologi prosesnya agak mudah dan mempunyai kos pengeluaran yang rendah, tetapi terdapat kekurangan seperti kehilangan komponen aktif pemangkin, kestabilan yang lemah, penggunaan tenaga yang tinggi, dan pencemaran yang besar.
2 、 Proses etilena
Etilena, oksigen, dan asid asetik glasial adalah tiga bahan mentah yang digunakan dalam sintesis etilena proses vinil asetat. Komponen aktif utama pemangkin biasanya merupakan elemen logam mulia kelapan kumpulan, yang bertindak balas pada suhu dan tekanan tindak balas tertentu. Selepas pemprosesan berikutnya, produk sasaran vinil asetat akhirnya diperolehi. Persamaan tindak balas adalah seperti berikut:
Reaksi utama:

Kesan sampingan:

Proses fasa wap etilena pertama kali dibangunkan oleh Bayer Corporation dan dimasukkan ke dalam pengeluaran perindustrian untuk pengeluaran vinil asetat pada tahun 1968. Barisan pengeluaran ditubuhkan di Hearst dan Bayer Corporation di Jerman dan Perbadanan Penyulingan Kebangsaan di Amerika Syarikat. Ia terutamanya paladium atau emas yang dimuatkan pada sokongan tahan asid, seperti manik gel silika dengan jejari 4-5mm, dan penambahan sejumlah kalium asetat, yang dapat meningkatkan aktiviti dan pemilihan pemangkin. Proses sintesis vinil asetat menggunakan kaedah usi fasa etilena adalah serupa dengan kaedah Bayer, dan dibahagikan kepada dua bahagian: sintesis dan penyulingan. Proses USI mencapai aplikasi perindustrian pada tahun 1969. Komponen aktif pemangkin adalah terutamanya paladium dan platinum, dan agen tambahan adalah kalium asetat, yang disokong pada pembawa alumina. Keadaan tindak balas agak ringan dan pemangkin mempunyai kehidupan perkhidmatan yang panjang, tetapi hasil ruang masa rendah. Berbanding dengan kaedah asetilena, kaedah fasa wap etilena telah bertambah baik dalam teknologi, dan pemangkin yang digunakan dalam kaedah etilena telah terus meningkat dalam aktiviti dan selektiviti. Walau bagaimanapun, kinetika tindak balas dan mekanisme penyahaktifan masih perlu diterokai.
Pengeluaran vinil asetat menggunakan kaedah etilena menggunakan reaktor katil tetap tiub yang diisi dengan pemangkin. Gas suapan memasuki reaktor dari atas, dan apabila ia menghubungi katil pemangkin, tindak balas pemangkin berlaku untuk menghasilkan produk sasaran vinil asetat dan sedikit karbon dioksida produk sampingan. Oleh kerana sifat eksotermik tindak balas, air bertekanan diperkenalkan ke bahagian shell reaktor untuk mengeluarkan haba tindak balas dengan menggunakan pengewapan air.
Berbanding dengan kaedah asetilena, kaedah etilena mempunyai ciri -ciri struktur peranti padat, output yang besar, penggunaan tenaga yang rendah, dan pencemaran yang rendah, dan kos produknya lebih rendah daripada kaedah asetilena. Kualiti produk lebih unggul, dan keadaan kakisan tidak serius. Oleh itu, kaedah etilena secara beransur -ansur menggantikan kaedah asetilena selepas tahun 1970 -an. Menurut statistik yang tidak lengkap, kira -kira 70% VAC yang dihasilkan oleh kaedah etilena di dunia telah menjadi arus perdana kaedah pengeluaran VAC.
Pada masa ini, teknologi pengeluaran VAC yang paling maju di dunia adalah proses lompatan BP dan proses pandangan Celanese. Berbanding dengan proses etilena fasa gas tetap tradisional, kedua -dua teknologi proses ini telah meningkatkan reaktor dan pemangkin dengan ketara di teras unit, meningkatkan ekonomi dan keselamatan operasi unit.
Celanese telah membangunkan satu proses pandangan katil tetap baru untuk menangani masalah pengedaran katil pemangkin yang tidak sekata dan penukaran satu arah etilena yang rendah dalam reaktor katil tetap. Reaktor yang digunakan dalam proses ini masih merupakan katil tetap, tetapi penambahbaikan yang ketara telah dibuat kepada sistem pemangkin, dan peranti pemulihan etilena telah ditambah dalam gas ekor, mengatasi kekurangan proses katil tetap tradisional. Hasil produk vinil asetat jauh lebih tinggi daripada peranti yang sama. Proses pemangkin menggunakan platinum sebagai komponen aktif utama, gel silika sebagai pembawa pemangkin, natrium sitrat sebagai ejen pengurangan, dan logam tambahan lain seperti unsur -unsur nadir bumi lanthanide seperti praseodymium dan neodymium. Berbanding dengan pemangkin tradisional, selektiviti, aktiviti, dan hasil ruang masa pemangkin diperbaiki.
BP Amoco telah membangunkan proses fasa gas etilena katil fluidized, yang juga dikenali sebagai proses proses lompat, dan telah membina unit katil 250 kt/A di Hull, England. Menggunakan proses ini untuk menghasilkan vinil asetat dapat mengurangkan kos pengeluaran sebanyak 30%, dan hasil ruang ruang pemangkin (1858-2744 g/(l · h-1)) jauh lebih tinggi daripada proses katil tetap (700 -1200 g/(l · h-1)).
Proses LeapProcess menggunakan reaktor katil fluidized untuk kali pertama, yang mempunyai kelebihan berikut berbanding dengan reaktor katil tetap:
1) Dalam reaktor katil yang dicairkan, pemangkin secara berterusan dan seragam bercampur, dengan itu menyumbang kepada penyebaran seragam promoter dan memastikan kepekatan seragam promoter dalam reaktor.
2) Reaktor katil fluidized boleh terus menggantikan pemangkin yang dinyahaktifkan dengan pemangkin segar di bawah keadaan operasi.
3) Suhu reaksi katil yang dicairkan adalah malar, meminimumkan pemangkin pemangkin disebabkan oleh terlalu panas tempatan, dengan itu memperluaskan hayat perkhidmatan pemangkin.
4) Kaedah penyingkiran haba yang digunakan dalam reaktor katil fluidized memudahkan struktur reaktor dan mengurangkan jumlahnya. Dalam erti kata lain, reka bentuk reaktor tunggal boleh digunakan untuk pemasangan kimia berskala besar, meningkatkan kecekapan skala peranti.