Vinüülatsetaat (VAC), tuntud ka kui vinüülatsetaat või vinüülatsetaat, on normaalsel temperatuuril ja rõhul värvitu läbipaistev vedelik, mille molekulaarne valem on C4H6O2 ja suhteline molekulmass 86,9. VAC, kui üks enim kasutatavaid tööstuslikke orgaanilisi tooraineid maailmas, võib tekitada selliseid derivaate, näiteks polüvinüülatsetaatvaigu (PVAC), polüvinüülalkoholi (PVA) ja polüakrüülonitriili (Pan), enese polümerisatsiooni või kopolümerisatsiooni kaudu teiste monomeeridega. Neid derivaate kasutatakse laialdaselt ehituses, tekstiilis, masinates, meditsiinis ja pinnase parandajates. Terminalitööstuse kiire arengu tõttu viimastel aastatel on vinüülatsetaadi tootmine näidanud aasta -aastalt kasvamise suundumust, kusjuures vinüülatsetaadi kogutootmine jõuab 2018. aastal 1970KT -ni. Praegu on tooraine ja tooraine mõju tõttu ja praegu tingitud toorainete mõjust ja praegusest. Protsessid, vinüülatsetaadi tootmisteed hõlmavad peamiselt atsetüleenimeetodit ja etüleeni meetodit.
1 、 atsetüleeniprotsess
1912. aastal avastas Kanada F. Klatte esmakordselt vinüülatsetaadi, kasutades atmosfäärirõhu all liigset atsetüleeni ja äädikhapet, temperatuuridel vahemikus 60 kuni 100 ℃ ja kasutades katalüsaatoritena elavhõbedasse soolasid. 1921. aastal töötas Saksamaa CEI ettevõte välja atsetüleenist ja äädikhappe vinüülatsetaadi aurufaasi sünteesi tehnoloogia. Pärast seda on erinevate riikide teadlased pidevalt optimeerinud atsetüleenist saadud vinüülatsetaadi sünteesi protsessi ja tingimusi. 1928. aastal asutas Saksamaa Hoechst Company 12 kt/vinüülatsetaadi tootmisüksuse, mõistes vinüülatsetaadi tööstusliku suuremahulise tootmise. Vinüülatsetaadi tootmise võrrand atsetüleenimeetodi abil on järgmine:
Peamine reaktsioon:

Kõrvaltoimed:

Atsetüleenimeetod jaguneb vedela faasi ja gaasifaasi meetodiks.
Atsetüleenvedeliku faasi meetodi reageerija faasiseisund on vedel ja reaktor on segamisseadmega reaktsioonipaak. Vedeliku faasi meetodi nagu madala selektiivsuse ja paljude kõrvalsaaduste puuduste tõttu on see meetod praegu asendatud atsetüleenist gaasifaasi meetodiga.
Atsetüleengaasi valmistamise erinevate allikate kohaselt saab atsetüleenist gaasifaasi meetodi jagada maagaasi atsetüleenist bordeni meetodiks ja karbiid atsetüleenist Wackeri meetodiks.
Bordeni protsess kasutab äädikhapet adsorbendina, mis parandab oluliselt atsetüleeni kasutamise kiirust. See protsessitee on aga tehniliselt keeruline ja nõuab suuri kulusid, nii et see meetod on eelis maagaasi ressursside rikastes piirkondades.
Wackeri protsess kasutab toorainena kaltsiumkarbiidist toodetud atsetüleeni ja äädikhapet, kasutades aktiivse komponendina aktiveeritud süsinikuga katalüsaatorit ja aktiivse komponendina, et sünteesida VAC atmosfäärirõhu ja reaktsioonitemperatuuri all 170 ~ 230 ℃. Protsessitehnoloogia on suhteliselt lihtne ja sellel on madalad tootmiskulud, kuid on olemas selliseid puudusi nagu katalüsaatori aktiivsete komponentide lihtne kadumine, halb stabiilsus, suur energiatarbimine ja suur reostus.
2 、 etüleeniprotsess
Etüleen, hapnik ja jää äädikhape on kolm toorainet, mida kasutatakse vinüülatsetaadi protsessi etüleeni sünteesis. Katalüsaatori peamine aktiivne komponent on tavaliselt kaheksas rühma üllas metallielement, mis reageeritakse teatud reaktsiooni temperatuuril ja rõhul. Pärast järgnevat töötlemist saadakse lõpuks sihtprodukti vinüülatsetaat. Reaktsiooni võrrand on järgmine:
Peamine reaktsioon:

Kõrvaltoimed:

Etüleeni aurufaasiprotsessi töötas esmakordselt välja Bayer Corporation ja see pandi 1968. aastal vinüülatsetaadi tootmiseks tööstuslikuks tootmiseks. Tootmisliinid loodi vastavalt Hearsti ja Bayer Corporationis vastavalt Saksamaal ja National Distillers Corporationis. See on peamiselt happekindlatele tugedele koormatud pallaadium või kuld, näiteks ränidioksiidigeeli helmed, mille raadius on 4–5 mm, ja teatud koguse kaaliumtsetaadi lisamine, mis võib parandada katalüsaatori aktiivsust ja selektiivsust. Vinüülatsetaadi sünteesi protsess etüleeni aurufaasi USI meetodil sarnaneb Bayeri meetodiga ja jaguneb kaheks osaks: süntees ja destilleerimine. USI protsess saavutas tööstusliku rakenduse 1969. aastal. Katalüsaatori aktiivsed komponendid on peamiselt pallaadium ja plaatina ning lisaagent on kaaliumtsetaat, mida toetatakse alumiiniumoksiidi kandjal. Reaktsioonitingimused on suhteliselt kerged ja katalüsaatoril on pikk kasutusaega, kuid ruumi-aja saagis on madal. Võrreldes atsetüleenimeetodiga on etüleeni aurufaasi meetod tehnoloogias tunduvalt paranenud ja etüleenimeetodis kasutatud katalüsaatorid on aktiivsuse ja selektiivsuse osas pidevalt paranenud. Reaktsiooni kineetika ja desaktiveerimise mehhanismi tuleb siiski uurida.
Vinüülatsetaadi tootmine etüleenmeetodi abil kasutatakse torukujulist fikseeritud voodireaktorit, mis on täidetud katalüsaatoriga. Söödagaas siseneb reaktorisse ülalt ja kui see katalüsaatori kihiga ühendust võtab, tekivad katalüütilised reaktsioonid sihtprodukti vinüülatsetaadi genereerimiseks ja väikeses koguses kõrvalsaaduse süsinikdioksiidi. Reaktsiooni eksotermilise olemuse tõttu sisestatakse reaktori kesta küljele survestatud vesi reaktsiooni kuumuse eemaldamiseks, kasutades vee aurustumist.
Võrreldes atsetüleenimeetodiga on etüleenimeetodil kompaktne seadme struktuur, suur väljund, väike energiatarbimine ja madal reostus ning selle toote maksumus on madalam kui atsetüleeni meetodil. Toote kvaliteet on parem ja korrosiooniolukord pole tõsine. Seetõttu asendas etüleenmeetod järk -järgult atsetüleenimeetodi pärast 1970. aastaid. Mittetäieliku statistika kohaselt on umbes 70% VAC -i toodetud VAC -meetodil maailmas muutunud VAC -i tootmismeetodite peavooluks.
Praegu on maailma kõige arenenum VAC -i tootmistehnoloogia BP hüppeprotsess ja Celanese vaateprotsess. Võrreldes traditsioonilise fikseeritud voodiga gaasifaasi etüleeniprotsessiga, on need kaks protsessitehnoloogiat märkimisväärselt parandanud reaktorit ja katalüsaatorit seadme keskmes, parandades ühiku töö majandust ja ohutust.
Celanese on välja töötanud uue fikseeritud kihi vaateprotsessi, et käsitleda katalüsaatori ebaühtlase jaotuse ja madala etüleeniga ühesuunalise muundamise probleeme fikseeritud voodireaktorites. Selles protsessis kasutatav reaktor on endiselt fikseeritud voodi, kuid katalüsaatorisüsteemiga on tehtud olulisi parandusi ja sabagaasisse on lisatud etüleeni taaskasutamise seadmed, ületades traditsiooniliste fikseeritud voodiprotsesside puudused. Toote vinüülatsetaadi saagis on oluliselt kõrgem kui sarnaste seadmete oma. Protsessi katalüsaatoris kasutatakse peamise aktiivse komponendina plaatina, katalüsaatori kandjana ränidioksiidi geeli, redutseeriva naatriumtsitraadi ja muid abimetalle, näiteks lantaniidi haruldaste muldmetallide elemente nagu praseodüüm ja neodüüm. Võrreldes traditsiooniliste katalüsaatoritega parandatakse katalüsaatori selektiivsust, aktiivsust ja ruumi-aja saaki.
BP Amoco on välja töötanud vedeliku voodi etüleengaasi faasi protsessi, mida tuntakse ka kui hüppeprotsessi, ja ehitanud Inglismaal Hullisse 250 kt/vedeliku voodiüksuse. Selle protsessi kasutamine vinüülatsetaadi tootmiseks võib vähendada tootmiskulusid 30%ja katalüsaatori ruumi aja saagis (1858-2744 g/(L · H-1)) on palju suurem kui fikseeritud voodiprotsessil (700 -1200 g/(l · h-1)).
Leaprocess protsess kasutab esimest korda vedeliku voodireaktorit, millel on fikseeritud voodireaktoriga võrreldes järgmised eelised:
1) Vedeliku voodireaktoris segatakse katalüsaator pidevalt ja ühtlaselt, aidates seeläbi kaasa promootori ühtlasele difusioonile ja tagades promootori ühtlase kontsentratsiooni reaktoris.
2) Vedeliku voodireaktor saab töötingimustes pidevalt välja desaktiveeritud katalüsaatori värske katalüsaatoriga.
3) Vedeliku voodireaktsiooni temperatuur on konstantne, minimeerides katalüsaatori desaktiveerimist kohaliku ülekuumenemise tõttu, pikendades sellega katalüsaatori kasutusaega.
4) Vedeliku voodireaktoris kasutatud soojuse eemaldamismeetod lihtsustab reaktori struktuuri ja vähendab selle mahtu. Teisisõnu, suuremahuliste keemiliste paigalduste jaoks saab kasutada ühte reaktori kujundust, parandades märkimisväärselt seadme skaala efektiivsust.