A vinil-acetát (VAc), más néven vinil-acetát vagy vinil-acetát, normál hőmérsékleten és nyomáson színtelen, átlátszó folyadék, molekulaképlete C4H6O2 és relatív molekulatömege 86,9. A VAc, mint az egyik legszélesebb körben használt ipari szerves nyersanyag a világon, olyan származékokat tud előállítani, mint a polivinil-acetát gyanta (PVAc), polivinil-alkohol (PVA) és poliakrilnitril (PAN) önpolimerizáció vagy más monomerekkel való kopolimerizáció révén. Ezeket a származékokat széles körben használják az építőiparban, a textilgyártásban, a gépekben, az orvostudományban és a talajjavító szerekben. A terminálipar elmúlt évek rohamos fejlődésének köszönhetően a vinil-acetát gyártása évről évre növekvő tendenciát mutat, a vinil-acetát össztermelése 2018-ban elérte az 1970 kt-t. Jelenleg a nyersanyagok, ill. A vinil-acetát előállítási módjai elsősorban az acetilén- és az etilén-módszert foglalják magukban.
1, Acetilén eljárás
1912-ben egy kanadai F. Klatte fedezte fel először a vinil-acetátot acetilén és ecetsav feleslegével atmoszférikus nyomáson, 60 és 100 ℃ közötti hőmérsékleten, és katalizátorként higanysókat használt. 1921-ben a német CEI Company kifejlesztett egy technológiát vinil-acetát gőzfázisú szintézisére acetilénből és ecetsavból. Azóta a különböző országok kutatói folyamatosan optimalizálták a vinil-acetát acetilénből történő szintézisének folyamatát és feltételeit. 1928-ban a német Hoechst Company egy 12 kt/év vinil-acetát-gyártó egységet hozott létre, amely a vinil-acetát iparosított nagyüzemi gyártását valósította meg. A vinil-acetát acetilén módszerrel történő előállításának egyenlete a következő:
Fő reakció:

1679025288828
Mellékhatások:

1679025309191
Az acetilén módszer folyadékfázisú módszerre és gázfázisú módszerre oszlik.
Az acetilén folyadékfázisú módszernél a reaktáns fázis állapota folyékony, a reaktor pedig egy keverőberendezéssel ellátott reakciótartály. A folyadékfázisú módszer olyan hiányosságai miatt, mint az alacsony szelektivitás és számos melléktermék, ezt a módszert jelenleg az acetilén gázfázisú módszer váltotta fel.
Az acetiléngáz-előállítás különböző forrásai szerint az acetilén gázfázisú módszer földgáz-acetilén Borden-módszerre és karbid-acetilén-Wacker-módszerre osztható.
A Borden-eljárás ecetsavat használ adszorbensként, ami nagymértékben javítja az acetilén hasznosulását. Ez a folyamat azonban műszakilag nehézkes és magas költségeket igényel, ezért ez a módszer előnyt jelent a földgázban gazdag területeken.
A Wacker-eljárás nyersanyagként acetilént és kalcium-karbidból előállított ecetsavat használ, aktív szenet hordozó katalizátort és aktív komponensként cink-acetátot használva a VAc szintéziséhez atmoszférikus nyomáson és 170-230 ℃ reakcióhőmérsékleten. Az eljárási technológia viszonylag egyszerű és alacsony gyártási költséggel rendelkezik, de vannak olyan hiányosságok, mint a katalizátor aktív komponenseinek könnyű elvesztése, rossz stabilitás, magas energiafogyasztás és nagy szennyezés.
2, etilén eljárás
Az etilén, az oxigén és a jégecet három nyersanyag, amelyet a vinil-acetát etilén szintézisében használnak. A katalizátor fő aktív komponense jellemzően a nyolcadik csoportba tartozó nemesfém elem, amelyet meghatározott reakcióhőmérsékleten és nyomáson reagáltatunk. Az ezt követő feldolgozás után végül megkapjuk a vinil-acetát célterméket. A reakcióegyenlet a következő:
Fő reakció:
1679025324054
Mellékhatások:

1679025342445
Az etilén gőzfázisú eljárást először a Bayer Corporation fejlesztette ki, és 1968-ban ipari termelésbe helyezték vinil-acetát előállítására. A gyártósorokat a németországi Hearst és a Bayer Corporation, az Egyesült Államokban pedig a National Distillers Corporation hozták létre. Főleg palládium vagy arany saválló hordozókra, például 4-5 mm sugarú szilikagél gyöngyökre van feltöltve, és bizonyos mennyiségű kálium-acetát hozzáadásával javíthatja a katalizátor aktivitását és szelektivitását. A vinil-acetát etilén gőzfázisú USI módszerrel történő szintézisének folyamata hasonló a Bayer-módszerhez, és két részre oszlik: szintézisre és desztillációra. Az USI eljárás 1969-ben vált ipari alkalmazásra. A katalizátor aktív komponensei elsősorban palládium és platina, segédanyagként pedig kálium-acetát, amely alumínium-oxid hordozóra van felhordva. A reakciókörülmények viszonylag enyhék, a katalizátor élettartama hosszú, de a tér-idő hozam alacsony. Az acetilén módszerhez képest az etilén gőzfázisú módszer nagymértékben fejlődött a technológiában, az etilén módszerben használt katalizátorok aktivitása és szelektivitása folyamatosan javult. A reakció kinetikáját és a deaktiválási mechanizmust azonban még fel kell tárni.
A vinil-acetát etilén módszerrel történő előállításához katalizátorral töltött cső alakú, rögzített ágyas reaktort használnak. A betáplált gáz felülről lép be a reaktorba, és amikor érintkezik a katalizátorágyjal, katalitikus reakciók mennek végbe, és a céltermék vinil-acetát és kis mennyiségű melléktermék szén-dioxid keletkezik. A reakció exoterm jellege miatt a reaktor köpenyoldalába nyomás alatti vizet vezetnek, hogy a reakcióhőt víz elpárologtatásával eltávolítsák.
Az acetilén módszerrel összehasonlítva az etilén módszer kompakt eszközszerkezettel, nagy teljesítménygel, alacsony energiafogyasztással és alacsony szennyezéssel rendelkezik, termékköltsége pedig alacsonyabb, mint az acetilén módszeré. A termék minősége kiváló, és a korróziós helyzet nem súlyos. Ezért az etilén módszer az 1970-es évek után fokozatosan felváltotta az acetilén módszerét. A hiányos statisztikák szerint a világon az etilén módszerrel előállított VAc körülbelül 70%-a vált a VAc gyártási módszerek fő áramlatává.
Jelenleg a világ legfejlettebb VAc-gyártási technológiája a BP Leap Process és a Celanese Vantage Process. A hagyományos fix ágyas gázfázisú etilén eljáráshoz képest ez a két technológiai technológia jelentősen javította a blokk magjában lévő reaktort és katalizátort, javítva a blokk működésének gazdaságosságát és biztonságát.
A Celanese egy új, rögzített ágyas Vantage eljárást fejlesztett ki a katalizátorágy egyenetlen eloszlása ​​és az alacsony etilén egyirányú konverzió problémáinak megoldására a rögzített ágyas reaktorokban. Az eljárás során használt reaktor továbbra is fix ágyas, de jelentős fejlesztések történtek a katalizátorrendszerben, és a véggázba etilén-visszanyerő eszközök kerültek, kiküszöbölve a hagyományos rögzített ágyas eljárások hiányosságait. A vinil-acetát termék hozama lényegesen magasabb, mint a hasonló eszközöké. Az eljárási katalizátor fő aktív komponensként platinát, katalizátorhordozóként szilikagélt, redukálószerként nátrium-citrátot és egyéb segédfémeket, például lantanid ritkaföldfémeket, például prazeodímiumot és neodímiumot használ. A hagyományos katalizátorokhoz képest javul a katalizátor szelektivitása, aktivitása és tér-idő hozama.
A BP Amoco kifejlesztett egy fluidágyas etilén gázfázisú eljárást, más néven Leap Process eljárást, és épített egy 250 kt/a fluidágyas egységet Hullban, Angliában. Ezzel az eljárással vinil-acetát előállítására 30%-kal csökkenthető a gyártási költség, és a katalizátor téridő-hozama (1858-2744 g/(L · h-1)) sokkal magasabb, mint a rögzített ágyas eljárásé (700). -1200 g/(L · h-1)).
A LeapProcess eljárásban először használnak fluidágyas reaktort, amely a következő előnyökkel rendelkezik a rögzített ágyas reaktorhoz képest:
1) Egy fluidágyas reaktorban a katalizátor folyamatosan és egyenletesen keveredik, ezáltal hozzájárul a promotor egyenletes diffúziójához, és biztosítja a promotor egyenletes koncentrációját a reaktorban.
2) A fluidágyas reaktor üzemi körülmények között folyamatosan cserélheti a dezaktivált katalizátort friss katalizátorra.
3) A fluidágyas reakcióhőmérséklet állandó, minimálisra csökkentve a katalizátor lokális túlmelegedés miatti deaktiválását, ezáltal meghosszabbítva a katalizátor élettartamát.
4) A fluidágyas reaktorban alkalmazott hőelvonási eljárás leegyszerűsíti a reaktor szerkezetét és csökkenti a térfogatát. Más szóval, egyetlen reaktorkonstrukció használható nagyméretű vegyipari létesítményekhez, jelentősen javítva az eszköz méretarányos hatékonyságát.


Feladás időpontja: 2023. március 17