Винил ацетат (VAc) нь винил ацетат эсвэл винил ацетат гэгддэг бөгөөд хэвийн температур, даралтад C4H6O2 молекулын томьёотой, 86.9 харьцангуй молекул жинтэй өнгөгүй тунгалаг шингэн юм.VAc нь дэлхийн хамгийн өргөн хэрэглэгддэг үйлдвэрлэлийн органик түүхий эдүүдийн нэг болох поливинил ацетат давирхай (PVAc), поливинил спирт (PVA), полиакрилонитрил (PAN) зэрэг деривативуудыг өөрөө полимержих эсвэл бусад мономеруудтай хамт сополимержих замаар үүсгэж чаддаг.Эдгээр деривативуудыг барилга, нэхмэл эдлэл, машин механизм, анагаах ухаан, хөрс сайжруулагч зэрэгт өргөн ашигладаг.Сүүлийн жилүүдэд терминалын үйлдвэрлэл эрчимтэй хөгжиж байгаатай холбогдуулан винил ацетат үйлдвэрлэл жилээс жилд өсөх хандлагатай байгаа бөгөөд 2018 онд винил ацетат-ын нийт үйлдвэрлэл 1970 кт-д хүрсэн. Одоогийн байдлаар түүхий эд болон үйл явц, винил ацетат үйлдвэрлэлийн замд голчлон ацетилен арга, этилен арга орно.
1、Ацетилений процесс
1912 онд Канадын иргэн Ф.Клатте анх винил ацетатыг атмосферийн даралтын дор, 60-100 хэмийн температурт илүүдэл ацетилен, цууны хүчлийг ашиглан, мөнгөн усны давсыг катализатор болгон ашиглаж нээсэн.1921 онд Германы CEI компани ацетилен ба цууны хүчлээс винил ацетатыг уурын фазын нийлэгжүүлэх технологийг боловсруулсан.Түүнээс хойш янз бүрийн орны судлаачид ацетиленээс винил ацетатын нийлэгжилтийн үйл явц, нөхцлийг тасралтгүй сайжруулсаар ирсэн.1928 онд Германы Hoechst компани 12 кт/а винил ацетат үйлдвэрлэх нэгж байгуулж, винил ацетатыг үйлдвэржүүлсэн томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийг бий болгосон.Винилацетатыг ацетилений аргаар үйлдвэрлэх тэгшитгэл нь дараах байдалтай байна.
Гол хариу үйлдэл:

Сөрөг нөлөө:

Ацетилен аргыг шингэн фазын арга, хийн фазын арга гэж хуваадаг.
Ацетилений шингэн фазын аргын урвалжийн фазын төлөв нь шингэн бөгөөд реактор нь хутгах төхөөрөмжтэй урвалын сав юм.Шингэн фазын аргын сул сонгомол чанар, олон дагалдах бүтээгдэхүүн зэрэг дутагдалтай тул энэ аргыг одоогийн байдлаар ацетилен хийн фазын аргаар сольж байна.
Ацетилений хий бэлтгэх янз бүрийн эх сурвалжийн дагуу ацетилен хийн фазын аргыг байгалийн хийн ацетилен Борден арга ба карбидын ацетилен Ваккерийн аргад хувааж болно.
Бордены процесс нь цууны хүчлийг шингээгч болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь ацетиленийн ашиглалтын түвшинг ихээхэн сайжруулдаг.Гэсэн хэдий ч энэ процессын зам нь техникийн хувьд хэцүү бөгөөд өндөр зардал шаарддаг тул байгалийн хийн нөөцөөр баялаг бүс нутагт энэ арга нь давуу талтай байдаг.
Ваккерийн процесст кальцийн карбидаас гаргаж авсан ацетилен, цууны хүчлийг түүхий эд болгон ашиглаж, идэвхжүүлсэн нүүрс тээвэрлэгч, цайрын ацетатыг идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашиглаж, атмосферийн даралт, 170-230 ℃ урвалын температурт VAc-ийг нэгтгэдэг.Процессын технологи нь харьцангуй энгийн бөгөөд үйлдвэрлэлийн зардал багатай боловч катализаторын идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүд амархан алдагдах, тогтвортой байдал муу, эрчим хүчний өндөр зарцуулалт, их хэмжээний бохирдол зэрэг дутагдалтай талуудтай.
2、Этилен процесс
Этилен, хүчилтөрөгч, мөстлөгийн цууны хүчил нь винил ацетат процессын этилен нийлэгжилтэнд ашиглагддаг гурван түүхий эд юм.Катализаторын гол идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг нь ихэвчлэн наймдугаар бүлгийн үнэт металлын элемент бөгөөд тодорхой урвалын температур, даралтаар урвалд ордог.Дараагийн боловсруулалтын дараа зорилтот бүтээгдэхүүн болох винил ацетатыг эцэст нь олж авна.Урвалын тэгшитгэл дараах байдалтай байна.
Гол хариу үйлдэл:

Сөрөг нөлөө:

Этилений уурын фазын процессыг анх Bayer корпораци боловсруулж, 1968 онд винил ацетат үйлдвэрлэх зорилгоор үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд нэвтрүүлсэн. Үйлдвэрлэлийн шугамыг Германы Hearst, Bayer корпораци, АНУ-ын National Distillers корпорацид тус тус байгуулжээ.Үүнд 4-5 мм-ийн радиустай цахиурын гель зэрэг хүчилд тэсвэртэй тулгуур дээр ачигдсан палладий эсвэл алт, мөн тодорхой хэмжээний калийн ацетат нэмсэн нь катализаторын идэвх, сонгомол чанарыг сайжруулдаг.Этилен уурын фазын USI аргыг ашиглан винил ацетат нийлэгжүүлэх үйл явц нь Байерын аргатай төстэй бөгөөд синтез ба нэрэх гэсэн хоёр хэсэгт хуваагддаг.USI процесс нь 1969 онд үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд хүрсэн. Катализаторын идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг нь голчлон палладий ба цагаан алт, туслах бодис нь хөнгөн цагааны исэл тээгч дээр тулгуурласан калийн ацетат юм.Урвалын нөхцөл нь харьцангуй зөөлөн бөгөөд катализаторын ашиглалтын хугацаа урт боловч орон зай-цаг хугацааны гарц бага байдаг.Ацетиленийн аргатай харьцуулахад этилений уурын фазын арга нь технологийн хувьд ихээхэн сайжирч, этиленийн аргад ашигласан катализаторын идэвхжил, сонгомол чанар тасралтгүй сайжирсан.Гэсэн хэдий ч урвалын кинетик ба идэвхгүйжүүлэх механизмыг судлах шаардлагатай хэвээр байна.
Этилен аргыг ашиглан винил ацетат үйлдвэрлэхэд катализатороор дүүргэсэн гуурсан хоолойн суурин реакторыг ашигладаг.Тэжээлийн хий нь дээд талаас реактор руу орж, катализаторын давхаргад хүрэхэд катализаторын урвал явагддаг бөгөөд зорилтот бүтээгдэхүүн болох винил ацетат болон бага хэмжээний дайвар бүтээгдэхүүн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг үүсгэдэг.Урвалын экзотермик шинж чанараас шалтгаалан усны ууршилтыг ашиглан урвалын дулааныг зайлуулахын тулд даралттай усыг реакторын бүрхүүлийн талд оруулдаг.
Ацетилений аргатай харьцуулахад этиленийн арга нь төхөөрөмжийн нягт бүтэцтэй, гаралт ихтэй, эрчим хүч бага зарцуулдаг, бохирдол багатай, бүтээгдэхүүний өртөг нь ацетилений аргынхаас бага байдаг.Бүтээгдэхүүний чанар өндөр, зэврэлт нь ноцтой биш юм.Тиймээс этилен арга нь 1970-аад оны дараа ацетилен аргыг аажмаар сольсон.Бүрэн бус статистик мэдээллээс үзэхэд дэлхий дээр этилен аргаар үйлдвэрлэсэн VAc-ийн 70 орчим хувь нь VAc үйлдвэрлэлийн үндсэн арга болжээ.
Одоогоор дэлхийн хамгийн дэвшилтэт VAc үйлдвэрлэлийн технологи бол BP-ийн Leap Process болон Celanese-ийн Vantage Process юм.Уламжлалт суурин давхаргын хийн фазын этилен процесстой харьцуулахад эдгээр хоёр технологийн технологи нь нэгжийн цөм дэх реактор болон катализаторыг ихээхэн сайжруулж, нэгжийн ашиглалтын хэмнэлт, аюулгүй байдлыг сайжруулсан.
Celanese суурин реакторуудад катализаторын давхаргын жигд бус хуваарилалт, этилен багатай нэг талдаа хувиргах асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд шинэ суурин орны Vantage процессыг боловсруулсан.Энэ процесст ашигласан реактор нь суурин давхарга хэвээр байгаа хэдий ч катализаторын системд ихээхэн сайжруулалт хийж, уламжлалт суурин давхаргын процессын дутагдлыг арилгаж, дагалдах хийд этиленийг нөхөн сэргээх төхөөрөмжийг нэмж оруулав.Бүтээгдэхүүний винил ацетатын гарц нь ижил төстэй төхөөрөмжөөс хамаагүй өндөр байдаг.Технологийн катализатор нь үндсэн идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг болгон цагаан алт, катализаторын зөөгчөөр цахиурлаг гель, бууруулагч бодис болгон натрийн цитрат, празеодим, неодим зэрэг лантанидын газрын ховор элемент зэрэг бусад туслах металлуудыг ашигладаг.Уламжлалт катализатортой харьцуулахад катализаторын сонгомол чанар, идэвхжил, орон зай-цаг хугацааны гарц сайжирсан.
BP Amoco нь "Үсрэлтийн процесс" гэж нэрлэгддэг шингэрүүлсэн давхаргатай этилен хийн фазын процессыг боловсруулж, Английн Халл хотод 250 кт/а шингэрүүлсэн давхарга бүхий төхөөрөмжийг барьжээ.Винилацетат үйлдвэрлэхэд энэ процессыг ашигласнаар үйлдвэрлэлийн өртгийг 30% бууруулах боломжтой бөгөөд катализаторын орон зайн хугацааны гарц (1858-2744 г/(L · h-1)) нь суурин давхаргын процессоос (700) хамаагүй өндөр байдаг. -1200 г/(L · h-1)).
LeapProcess процесс нь шингэн давхаргатай реакторыг анх удаа ашиглаж байгаа бөгөөд энэ нь суурин давхаргатай харьцуулахад дараах давуу талтай.
1) Шингэн давхаргатай реакторт катализатор тасралтгүй, жигд холилдож, улмаар промоторын жигд тархалтад хувь нэмэр оруулж, реактор дахь промоторын жигд концентрацийг хангана.
2) Шингэн давхаргатай реактор нь ашиглалтын нөхцөлд идэвхгүй болсон катализаторыг шинэ катализатороор тасралтгүй сольж болно.
3) Шингэн давхаргын урвалын температур тогтмол бөгөөд орон нутгийн хэт халалтаас болж катализаторын идэвхгүй байдлыг багасгаж, улмаар катализаторын ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.
4) Шингэн давхаргатай реакторт ашигладаг дулааныг зайлуулах арга нь реакторын бүтцийг хялбарчилж, түүний эзэлхүүнийг бууруулдаг.Өөрөөр хэлбэл, нэг реакторын загварыг томоохон хэмжээний химийн суурилуулалтанд ашиглах боломжтой бөгөөд энэ нь төхөөрөмжийн масштабын үр ашгийг эрс сайжруулдаг.