Винилацетат (Vac), также известный как винилацетат или винилацетат, представляет собой бесцветную прозрачную жидкость при нормальной температуре и давлении, с молекулярной формулой C4H6O2 и относительной молекулярной массой 86,9. VAC, как один из наиболее широко используемых промышленных органических сырья в мире, может генерировать производные, такие как поливинилацетатная смола (PVAC), поливиниловый спирт (PVA) и полиакрилонитрил (PAN), посредством самостоятельной полимеризации или сополимеризации с другими мономерами. Эти производные широко используются в строительстве, текстиле, машине, медицине и почвенных повышенных способностях. В связи с быстрым развитием терминальной промышленности в последние годы производство винилацетата показала тенденцию к увеличению года за годом, причем общее производство винилацетата достигли 1970 кт в 2018 году. В настоящее время из -за влияния сырья и процессов, производственные маршруты винилового ацетата, главным образом, включают метод ацетилена и этилен.
1 、 Ацетилен процесс
В 1912 году Ф. Клатте, канадский, впервые обнаружил винилацетат с использованием избыточного ацетилена и уксусной кислоты под атмосферным давлением, при температурах в диапазоне от 60 до 100 ℃ и использование солей ртути в качестве катализаторов. В 1921 году немецкая компания CEI разработала технологию для синтеза винилацетата из паровой фазы из ацетилена и уксусной кислоты. С тех пор исследователи из разных стран постоянно оптимизируют процесс и условия для синтеза винилацетата из ацетилена. В 1928 году Hoechst Company of Germany создала производство винилацетата на 12 кт/A, реализуя промышленно развитое масштабное производство винилацетата. Уравнение для производства винилацетата методом ацетилена заключается в следующем:
Основная реакция:

Побочные эффекты:

Метод ацетилена разделен на метод жидкой фазы и метод газовой фазы.
Фазовое состояние реагента метода ацетиленовой жидкой фазы является жидкостью, а реактор представляет собой реакционный резервуар с перемешивающим устройством. Из-за недостатков метода жидкой фазы, такого как низкая селективность и многие побочные продукты, этот метод был заменен методом ацетиленовой газовой фазы в настоящее время.
Согласно различным источникам приготовления ацетиленового газа, метод фазы ацетиленового газа может быть разделен на метод ацетилена Борден природного газа и метод карбида ацетилена.
Процесс Борден использует уксусную кислоту в качестве адсорбента, что значительно улучшает частоту использования ацетилена. Тем не менее, этот маршрут процесса технически сложный и требует высоких затрат, поэтому этот метод занимает преимущество в областях, богатых ресурсами природного газа.
Процесс Wacker использует ацетилен и уксусную кислоту, образующуюся из карбида кальция в качестве сырья, используя катализатор с активированным углеродом в качестве носителя и ацетата цинка в качестве активного компонента, для синтеза Vac при атмосферном давлении и температуре реакции 170 ~ 230 ℃. Технология процесса относительно проста и имеет низкие производственные затраты, но существуют такие недостатки, как легкая потеря активных компонентов катализатора, плохая стабильность, высокое энергопотребление и большое загрязнение.
2 、 этилен процесс
Этилен, кислород и ледяная уксусная кислота представляют собой три сырья, используемые в синтезе этилена винилацетата. Основным активным компонентом катализатора, как правило, является восьмая группа благородного металлического элемента, который реагирует при определенной температуре и давлении реакции. После последующей обработки винилацетат целевого продукта наконец -то получается. Уравнение реакции следующее:
Основная реакция:

Побочные эффекты:

Процесс фазы эталена паров был впервые разработан Bayer Corporation и был поставлен в промышленное производство для производства винилацетата в 1968 году. Производственные линии были созданы в корпорации Hearst и Bayer в Германии и национальной корпорации дистиллеров в Соединенных Штатах, соответственно. В основном это палладиевые или золотые, нагруженные в кислотные опоры, такие как шарики силикагеля с радиусом 4-5 мм, и добавление определенного количества ацетата калия, что может улучшить активность и селективность катализатора. Процесс синтеза винилацетата с использованием метода USI эталена пары, аналогичен методу Bayer и делится на две части: синтез и дистилляция. Процесс USI достиг промышленного применения в 1969 году. Активными компонентами катализатора являются в основном палладий и платина, а вспомогательным агентом является ацетат калия, который поддерживается на апелюсном носителе. Условия реакции относительно мягкие, а катализатор имеет длительный срок службы, но пространственная времени-низкая. По сравнению с методом ацетилена, метод фазы этилена пары значительно улучшил технологию, и катализаторы, используемые в методе этилена, постоянно улучшаются в активности и селективности. Тем не менее, кинетика реакции и механизм дезактивации все еще необходимо изучить.
В производстве винилацетата с использованием метода этилена используется трубчатый реактор с неподвижным слоем, заполненный катализатором. Подачный газ попадает в реактор сверху, и когда он контактирует со слоем катализатора, возникают каталитические реакции для генерации винилацетата-целевого продукта и небольшого количества углекислого побочного продукта. Из -за экзотермической природы реакции вода под давлением вводится в сторону оболочки реактора, чтобы удалить тепло реакции с помощью испарения воды.
По сравнению с методом ацетилена, метод этилена имеет характеристики компактной структуры устройства, большой мощности, низкого потребления энергии и низкого загрязнения, а его стоимость продукта ниже, чем у метода ацетилена. Качество продукта превосходит, и ситуация с коррозией не является серьезной. Следовательно, метод этилена постепенно заменил метод ацетилена после 1970 -х годов. Согласно неполной статистике, около 70% VAC, производимого этиленами методом в мире, стало основным направлением методов производства VAC.
В настоящее время самой передовой технологией производства VAC в мире является процесс LEAP BP и процесс Vantage Celanese. По сравнению с традиционным процессом этилена в сборный газ, эти две технологии процесса значительно улучшили реактор и катализатор в основе единицы, улучшая экономику и безопасность работы подразделения.
Celanese разработал новый процесс Vantage Fixed Bed для решения проблем распределения неровных катализаторов и низкого этилена в одностороннем обращении в реакторах с фиксированным слоем. Реактор, используемый в этом процессе, по -прежнему является фиксированным слоем, но в системе катализатора были сделаны значительные улучшения, и в хвостовом газе были добавлены устройства восстановления этилена, преодолевая недостатки традиционных процессов с неподвижным слоем. Выход винилацетата продукта значительно выше, чем у аналогичных устройств. В катализаторе процесса используется платина в качестве основного активного компонента, силикагель в качестве носителя катализатора, цитрат натрия в качестве восстановительного агента и другие вспомогательные металлы, такие как летальные элементы редкозаписи, такие как празеодим и неодим. По сравнению с традиционными катализаторами улучшаются селективность, активность и пространственное время катализатора.
BP Amoco разработал процесс фазы этилена с псевдоожиженным слоем, также известный как процесс процесса прыжков, и построил блок псевдоожиженного слоя 250 кт/A в Халле, Англия. Использование этого процесса для производства винилацетата может снизить стоимость производства на 30%, а пространственная времени времени катализатора (1858-2744 г/(L · H-1)) намного выше, чем у процесса с фиксированным слоем (700-1200 г/(L · H-1)).
Процесс Leapprocess впервые использует реактор с псевдоожиженным слоем, который имеет следующие преимущества по сравнению с реактором с фиксированным слоем:
1) В реакторе с жидким слоем катализатор постоянно и равномерно смешан, тем самым способствуя равномерной диффузии промотора и обеспечивая равномерную концентрацию промотора в реакторе.
2) Реактор с псевдоожиженным слоем может непрерывно заменять деактивированный катализатор свежим катализатором в условиях эксплуатации.
3) Температура реакции с псевдоожиженным слоем постоянна, минимизирует дезактивацию катализатора из -за локального перегрева, тем самым продлевая срок службы катализатора.
4) Метод удаления тепла, используемый в реакторе с псевдоожиженным слоем, упрощает структуру реактора и уменьшает его объем. Другими словами, для крупномасштабных химических установок может использоваться один конструкция реактора, значительно повышая эффективность масштаба устройства.