Vinilo acetatas (VAC), dar žinomas kaip vinilo acetatas arba vinilo acetatas, yra bespalvis skaidrus skystis esant normaliai temperatūrai ir slėgiui, su molekuline C4H6O2 formule, o santykinė molekulinė masė yra 86,9. VAC, kaip viena iš plačiausiai naudojamų pramoninių organinių žaliavų pasaulyje, gali generuoti darinius, tokius kaip polivinil acetato derva (PVAC), polivinilo alkoholio (PVA) ir poliakrilonitrilo (PAN) per savęs polimerizaciją ar kopolimerizaciją su kitais monomerais. Šie dariniai yra plačiai naudojami statybose, tekstilės gaminiuose, mašinose, vaistuose ir dirvožemio gerinime. Dėl greito galutinės pramonės plėtros pastaraisiais metais vinilo acetato gamyba parodė didėjančios metų tendenciją, o bendra vinilo acetato gamyba siekia 1970Kt 2018 m. Šiuo metu dėl žaliavų įtakos ir įtakos žaliavų ir įtakos įtaka ir žaliavų įtaka ir įtaka ir žaliavų įtaka ir įtaka ir žaliavų įtaka ir įtaka žaliavų ir įtaka ir žaliavų įtaka ir įtaka žaliavų ir žaliavų įtaka ir įtaka ir žaliavų įtaka ir įtaka žaliavų ir žaliavų įtakai Procesai, vinilo acetato gamybos maršrutai daugiausia apima acetileno metodą ir etileno metodą.
1 、 acetileno procesas
1912 m. F. Klatte, kanadietis, pirmiausia aptiko vinilo acetatą, naudojant perteklinį acetileno ir acto rūgšties atmosferos slėgį, esant nuo 60 iki 100 ℃, ir naudojant gyvsidabrio druskas kaip katalizatorius. 1921 m. Vokietijos CEI kompanija sukūrė vinilo acetileno ir acto rūgšties vinilo acetato garų fazės sintezės technologiją. Nuo to laiko įvairių šalių tyrėjai nuolat optimizavo vinilo acetileno vinilo acetato sintezės procesą ir sąlygas. 1928 m. Vokietijos „Hoechst Company“ įsteigė 12 kt/A vinilo acetato gamybos skyrių, realizuodama pramoninę didelio masto vinilo acetato gamybą. Vinilo acetato gamybos lygtis acetileno metodu yra tokia:
Pagrindinė reakcija:

Šalutinis poveikis:

Acetileno metodas yra padalintas į skystos fazės metodą ir dujų fazės metodą.
Acetileno skysčio fazės metodo reagavimo fazės būklė yra skysta, o reaktorius yra reakcijos bakas su maišymo įtaisu. Dėl tokio skysčio fazės metodo, pavyzdžiui, mažo selektyvumo ir daugelio šalutinių produktų, trūkumų, šis metodas šiuo metu buvo pakeistas acetileno dujų fazės metodu.
Remiantis skirtingais acetileno dujų paruošimo šaltiniais, acetileno dujų fazės metodą galima suskirstyti į gamtinių dujų acetileno bordeno metodą ir karbido acetileno WACKER metodą.
Bordeno procesas kaip adsorbentas naudoja acto rūgštį, o tai labai pagerina acetileno panaudojimo greitį. Tačiau šis proceso būdas yra techniškai sunkus ir reikalauja didelių išlaidų, todėl šis metodas užima pranašumą teritorijose, kuriose gausu gamtinių dujų išteklių.
„Wacker“ procese naudojamas acetileno ir acto rūgštis, pagaminta iš kalcio karbido kaip žaliavų, naudojant katalizatorių su aktyvuota anglimi kaip nešiklio ir cinko acetato kaip aktyvaus komponento, siekiant susintetinti VAC esant atmosferos slėgiui ir reakcijos temperatūrai 170 ~ 230 ℃. Proceso technologija yra gana paprasta ir jos gamybos sąnaudos yra mažos, tačiau yra tokių trūkumų, kaip lengvai prarandami aktyvūs katalizatoriaus komponentai, blogas stabilumas, didelė energijos suvartojimas ir didelė tarša.
2 、 Etileno procesas
Etilenas, deguonis ir ledinė acto rūgštis yra trys žaliavos, naudojamos vinilo acetato proceso etileno sintezėje. Pagrindinis aktyvus katalizatoriaus komponentas paprastai yra aštuntoji grupė „Noble Metal Element“, kuris reaguoja tam tikroje reakcijos temperatūroje ir slėgyje. Po vėlesnio apdorojimo galutinai gaunamas tikslinis produkto vinilo acetatas. Reakcijos lygtis yra tokia:
Pagrindinė reakcija:

Šalutinis poveikis:

Etileno garų fazės procesą pirmiausia sukūrė „Bayer Corporation“ ir jis buvo įtrauktas į pramonės gamybą vinilo acetato gamybai 1968 m. Gamybos linijos buvo įsteigtos atitinkamai „Hearst“ ir „Bayer Corporation“ Vokietijoje ir Nacionalinėje distiliavimo korporacijoje JAV. Tai daugiausia paladis arba auksas, pakrautas ant rūgštims atsparių atramų, tokių kaip silikagelio gelinės karoliukai, kurių spindulys yra 4–5 mm, ir pridedant tam tikrą kalio acetato kiekį, kuris gali pagerinti katalizatoriaus aktyvumą ir selektyvumą. Vinilo acetato sintezės procesas naudojant etileno garų fazės USI metodą yra panašus į „Bayer“ metodą ir yra padalintas į dvi dalis: sintezė ir distiliavimas. USI procesas, pasiektas pramoniniu būdu 1969 m. Aktyvūs katalizatoriaus komponentai daugiausia yra paladis ir platinos, o pagalbinis agentas yra kalio acetatas, palaikomas ant aliuminio oksido nešiklio. Reakcijos sąlygos yra gana švelnios, o katalizatorius turi ilgą tarnavimo laiką, tačiau erdvės laiko derlius yra mažas. Palyginti su acetileno metodu, etileno garų fazės metodas žymiai pagerėjo technologijos, o etileno metode naudojami katalizatoriai nuolat pagerino aktyvumą ir selektyvumą. Tačiau vis dar reikia ištirti reakcijos kinetiką ir dezaktyvacijos mechanizmą.
Vinilo acetato gamyboje naudojant etileno metodą naudojamas vamzdinis fiksuotos lovos reaktorius, užpildytas katalizatoriumi. Tiekimo dujos patenka į reaktorių iš viršaus, o kai liečiasi katalizatoriaus lova, atsiranda katalizinės reakcijos, kad būtų sukurtas tikslinis produkto vinilo acetatas ir nedidelis kiekis šalutinio anglies dioksido. Dėl egzoterminio reakcijos pobūdžio į reaktoriaus apvalkalo pusę įvedamas slėginis vanduo, kad būtų pašalinta reakcijos šiluma, naudojant vandens garinimą.
Palyginti su acetileno metodu, etileno metodas pasižymi kompaktiškos prietaiso struktūros, didelio išėjimo, mažos energijos suvartojimo ir mažos taršos charakteristikomis, o jo produkto kaina yra mažesnė nei acetileno metodo. Produkto kokybė yra pranašesnė, o korozijos padėtis nėra rimta. Todėl etileno metodas palaipsniui pakeitė acetileno metodą po aštuntojo dešimtmečio. Remiantis nepilna statistika, maždaug 70% VAC, pagaminto etileno metodu, tapo pagrindine VAC gamybos metodų pagrindu.
Šiuo metu pažangiausia „VAC“ gamybos technologija pasaulyje yra BP šuolio procesas ir Celanese pranašumas. Palyginti su tradiciniu fiksuoto lovos dujų fazės etileno procesu, šios dvi proceso technologijos žymiai pagerino reaktorių ir katalizatorių įrenginio šerdyje, pagerindamos vieneto veikimo ekonomiką ir saugumą.
Celanese sukūrė naują fiksuoto lovos pranašumo procesą, skirtą išspręsti nelygaus katalizatoriaus lovos pasiskirstymo problemas ir mažą etileno vienpusį konversiją fiksuotų lovų reaktoriuose. Šiame procese naudojamas reaktorius vis dar yra fiksuota lova, tačiau katalizatorių sistemoje buvo padaryta reikšmingų patobulinimų, o uodegos dujose buvo pridedami etileno atkūrimo įtaisai, įveikdami tradicinių fiksuotų lovų procesų trūkumus. Produkto vinilo acetato išeiga yra žymiai didesnė nei panašių prietaisų. Proceso katalizatorius naudoja platiną kaip pagrindinį aktyvųjį komponentą, silikagelį kaip katalizatoriaus nešiklį, natrio citratą kaip redukcinį agentą ir kitus pagalbinius metalus, tokius kaip lantanido retųjų žemės elementai, tokie kaip prazeodimis ir neodimis. Palyginti su tradiciniais katalizatoriais, pagerėja katalizatoriaus selektyvumas, aktyvumas ir erdvės ir laiko derlius.
„BP Amoco“ sukūrė skystą lovos etileno dujų fazės procesą, dar žinomą kaip LEAP proceso procesas, ir pastatė 250 kt/A skystą lovos bloką Korpuso, Anglijoje. Naudojant šį procesą vinilo acetatas gaminti, gamybos sąnaudas galima sumažinti 30%, o katalizatoriaus (1858–2744 g/(l · h-1)) derlius yra daug didesnis nei fiksuotos lovos proceso (700) -1200 g/(l · h-1)).
„LeapProcess“ procese pirmą kartą naudojamas skystas lovos reaktorius, kuris turi šiuos pranašumus, palyginti su fiksuoto lovos reaktoriumi:
1) Skystuojamame lovos reaktoriuje katalizatorius yra nuolat ir tolygiai maišomas, todėl prisideda prie vienodos promotoriaus difuzijos ir užtikrinant vienodą promotoriaus koncentraciją reaktoriuje.
2) Skystusias lovos reaktorius gali nuolat pakeisti išjungtą katalizatorių šviežiu katalizatoriumi eksploatavimo sąlygomis.
3) Skysta lovos reakcijos temperatūra yra pastovi, sumažinanti katalizatoriaus dezaktyvaciją dėl vietinio perkaitimo, taip prailginant katalizatoriaus tarnavimo laiką.
4) Šilumos pašalinimo metodas, naudojamas skystyje, reaktoriuje supaprastina reaktoriaus struktūrą ir sumažina jo tūrį. Kitaip tariant, didelio masto cheminiams įrenginiams gali būti naudojamas vienas reaktoriaus dizainas, žymiai pagerinantis įrenginio masto efektyvumą.