Vinylacetat (VAc), och bekannt als Vinylacetat oder Vinylacetat, ass eng faarweg transparent Flëssegkeet bei normaler Temperatur an Drock, mat enger molekulare Formel vu C4H6O2 an engem relativen Molekulargewicht vun 86,9.VAc, als ee vun de meescht verbreet industriellen organesche Rohmaterialien op der Welt, kann Derivate generéieren wéi Polyvinylacetatharz (PVAc), Polyvinylalkohol (PVA), a Polyacrylonitril (PAN) duerch Selbstpolymeriséierung oder Kopolymeriséierung mat anere Monomeren.Dës Derivate gi wäit an der Konstruktioun, Textilien, Maschinnen, Medizin a Buedemverbesserer benotzt.Wéinst der rapider Entwécklung vun der Terminalindustrie an de leschte Joeren huet d'Produktioun vu Vinylacetat e Trend vu Joer zu Joer erhéicht, mat der Gesamtproduktioun vu Vinylacetat 1970kt am Joer 2018. Am Moment, wéinst dem Afloss vu Rohmaterialien a Prozesser, d'Produktiounsroute vu Vinylacetat enthalen haaptsächlech Acetylenmethod an Ethylenmethod.
1, Acetylene Prozess
Am Joer 1912 huet de F. Klatte, e Kanadier, fir d'éischt Vinylacetat entdeckt mat iwwerschësseg Acetylen an Essigsäure ënner Atmosphärendrock, bei Temperaturen tëscht 60 an 100 ℃, a benotzt Quecksilbersalze als Katalysator.Am Joer 1921 huet d'Däitsch CEI Company eng Technologie fir d'Dampphase Synthese vu Vinylacetat aus Acetylen an Essigsäure entwéckelt.Zënterhier hunn d'Fuerscher aus verschiddene Länner de Prozess an d'Konditioune fir d'Synthese vu Vinylacetat aus Acetylen kontinuéierlech optimiséiert.Am Joer 1928 huet d'Hoechst Company vun Däitschland eng 12 kt/a Vinylacetat Produktiounsunitéit gegrënnt, déi industrialiséiert grouss Produktioun vu Vinylacetat realiséiert huet.D'Gleichung fir Vinylacetat duerch d'Acetylenmethod ze produzéieren ass wéi follegt:
Haaptreaktioun:

Side Effekter:

Acetylenmethod ass a Flëssegphasemethod a Gasphasemethod opgedeelt.
De Reaktantphasezoustand vun der Acetylen Flëssegphasemethod ass flësseg, an de Reaktor ass e Reaktiounsbehälter mat engem Rührapparat.Wéinst de Mängel vun der flësseger Phasemethod wéi geréng Selektivitéit a vill Nebenprodukter, gouf dës Method am Moment duerch d'Acetylengasphasemethod ersat.
Geméiss de verschiddene Quelle vun der Acetylengaspräparatioun kann d'Acetylengasphasemethod an d'Naturgasacetylen Borden Method a Carbide Acetylen Wacker Method opgedeelt ginn.
De Borden-Prozess benotzt Essigsäure als Adsorbent, wat d'Benotzungsquote vun Acetylen staark verbessert.Wéi och ëmmer, dës Prozessroute ass technesch schwéier a erfuerdert héich Käschten, sou datt dës Method e Virdeel an de Beräicher reich an Äerdgasressourcen besetzt.
De Wacker-Prozess benotzt Acetylen an Essigsäure aus Kalziumkarbid als Rohmaterial, mat engem Katalysator mat Aktivkuelestoff als Träger an Zinkacetat als aktive Komponent, fir VAc ënner atmosphäreschen Drock a Reaktiounstemperatur vun 170 ~ 230 ℃ ze synthetiséieren.D'Prozesstechnologie ass relativ einfach an huet niddereg Produktiounskäschte, awer et gi Mängel wéi einfache Verloscht vu Katalysatoraktive Komponenten, schlecht Stabilitéit, héijen Energieverbrauch a grousser Verschmotzung.
2, Ethylen Prozess
Ethylen, Sauerstoff, an Glacial Essigsäure sinn dräi Rohmaterialien, déi an der Ethylensynthese vum Vinylacetatprozess benotzt ginn.Den Haaptaktive Bestanddeel vum Katalysator ass typesch den aachte Grupp Edelmetallelement, dat bei enger bestëmmter Reaktiounstemperatur an Drock reagéiert gëtt.No der spéider Veraarbechtung gëtt d'Zielprodukt Vinylacetat endlech kritt.D'Reaktiounsgleichung ass wéi follegt:
Haaptreaktioun:

Side Effekter:

D'ethylene Damp Phase Prozess war éischt vun Bayer Corporation entwéckelt a war an industriell Produktioun fir d'Produktioun vun Vinyl acetate gesat an 1968. Produktioun Linnen goufen Hearst an Bayer Corporation an Däitschland an National Distillers Corporation an den USA etabléiert, respektiv.Et ass haaptsächlech Palladium oder Gold gelueden op sauerbeständeg Ënnerstëtzer, wéi Silikagelperlen mat engem Radius vu 4-5mm, an d'Zousatz vun enger gewësser Quantitéit Kaliumacetat, wat d'Aktivitéit an d'Selektivitéit vum Katalysator verbesseren kann.De Prozess fir d'Synthese vu Vinylacetat mat der Ethylendampphase USI Method ass ähnlech wéi d'Bayer Method, an ass an zwee Deeler opgedeelt: Synthese an Destillatioun.D'USI Prozess erreecht industriell Applikatioun an 1969. Déi aktiv Komponente vun der Katalysator sinn haaptsächlech Palladium a Platin, an der Hëllefsmëttelen ass KaliumiodidPëlle acetate, déi op engem Alumina Carrier ënnerstëtzt gëtt.D'Reaktiounsbedéngungen si relativ mëll an de Katalysator huet e laang Liewensdauer, awer d'Raumzäit Ausbezuele ass niddereg.Am Verglach mat der Acetylen-Methode ass d'Ethylen-Dampphase-Methode staark an der Technologie verbessert, an d'Katalysatoren, déi an der Ethylen-Methode benotzt ginn, hu kontinuéierlech an der Aktivitéit an der Selektivitéit verbessert.Wéi och ëmmer, d'Reaktiounskinetik an d'Deaktivéierungsmechanismus musse nach exploréiert ginn.
D'Produktioun vu Vinylacetat mat der Ethylenmethod benotzt en tubuläre fixe Bettreaktor mat Katalysator gefëllt.De Fuddergas geet vun uewen an de Reaktor an, a wann et de Katalysatorbett kontaktéiert, trëtt katalytesch Reaktiounen op fir d'Zilprodukt Vinylacetat an eng kleng Quantitéit vum Nieweprodukt Kuelendioxid ze generéieren.Wéinst der exothermescher Natur vun der Reaktioun gëtt Drockwaasser an d'Schuelsäit vum Reaktor agefouert fir d'Reaktiounshëtzt ze entfernen andeems d'Verdampfung vu Waasser benotzt.
Am Verglach mat der Acetylenmethod huet d'Ethylenmethod d'Charakteristike vu kompakten Apparatstruktur, grousser Ausgang, nidderegen Energieverbrauch, a gerénger Verschmotzung, a seng Produktkäschte si méi niddereg wéi déi vun der Acetylenmethod.D'Produktqualitéit ass super, an d'Korrosiounssituatioun ass net eescht.Dofir huet d'Ethylenmethod no den 1970er d'Acetylenmethod no an no ersat.Geméiss onkomplett Statistike sinn ongeféier 70% vum VAc produzéiert duerch Ethylenmethod op der Welt den Mainstream vu VAc Produktiounsmethoden ginn.
De Moment ass déi fortgeschratt VAc Produktiounstechnologie op der Welt BP's Leap Process an Celanese's Vantage Process.Am Verglach zum traditionelle fixe Bett Gasphase Ethylenprozess hunn dës zwee Prozesstechnologien de Reakter an de Katalysator am Kär vun der Eenheet wesentlech verbessert, d'Wirtschaft an d'Sécherheet vun der Eenheet Operatioun verbesseren.
Celanese huet en neie fixe Bett Vantage-Prozess entwéckelt fir d'Problemer vun der ongläicher Katalysatorbettverdeelung a gerénger Ethylen-Een-Wee Konversioun an fixe Bettreaktoren unzegoen.De Reaktor, deen an dësem Prozess benotzt gëtt, ass nach ëmmer e fixe Bett, awer bedeitend Verbesserunge goufen am Katalysatorsystem gemaach, an Ethylen Erhuelungsapparater goufen am Schwanzgas bäigefüügt, fir d'Mängel vun traditionelle fixe Bettprozesser ze iwwerwannen.D'Ausbezuele vum Produkt Vinylacetat ass wesentlech méi héich wéi déi vun ähnlechen Apparater.De Prozesskatalysator benotzt Platin als Haaptaktiv Komponent, Silikagel als Katalysatorträger, Natriumcitrat als Reduzéierungsmëttel, an aner Hëllefsmetaller wéi Lanthanid selten Äerdelementer wéi Praseodym an Neodym.Am Verglach mat traditionelle Katalysatoren ginn d'Selektivitéit, d'Aktivitéit an d'Raum-Zäit Ausbezuele vum Katalysator verbessert.
BP Amoco huet e fluidiséierte Bett Ethylengasphaseprozess entwéckelt, och bekannt als de Leap Process Prozess, an huet eng 250 kt / eng fluidiséiert Bett Eenheet zu Hull, England gebaut.Mat dësem Prozess fir Vinylacetat ze produzéieren kann d'Produktiounskäschte ëm 30% reduzéieren, an d'Raumzäitausbezuelung vum Katalysator (1858-2744 g / (L · h-1)) ass vill méi héich wéi dee vum fixe Bettprozess (700) -1200 g/(L · h-1)).
De LeapProcess Prozess benotzt fir d'éischte Kéier e fluidiséierte Bettreaktor, deen déi folgend Virdeeler am Verglach zu engem fixe Bettreaktor huet:
1) An engem fluidiséierte Bettreaktor gëtt de Katalysator kontinuéierlech an eenheetlech gemëscht, doduerch zu der eenheetlecher Diffusioun vum Promoteur bäidroen an eng eenheetlech Konzentratioun vum Promoteur am Reakter ze garantéieren.
2) De fluidiséierte Bettreaktor kann den deaktivéierten Katalysator kontinuéierlech ersetzen mat frësche Katalysator ënner Operatiounsbedingungen.
3) D'Flëssegkeetsbett Reaktiounstemperatur ass konstant, miniméiert Katalysator Deaktivéierung wéinst lokaler Iwwerhëtzung, doduerch d'Liewensdauer vum Katalysator verlängert.
4) D'Wärmeentfernungsmethod, déi am fluidiséierte Bettreaktor benotzt gëtt, vereinfacht d'Reaktorstruktur a reduzéiert säi Volumen.An anere Wierder, en eenzege Reaktordesign ka fir grouss chemesch Installatiounen benotzt ginn, wat d'Skalaeffizienz vum Apparat wesentlech verbessert.