Ang Vinyl acetate (VAc), na kilala rin bilang vinyl acetate o vinyl acetate, ay isang walang kulay na transparent na likido sa normal na temperatura at presyon, na may molecular formula na C4H6O2 at isang relatibong molekular na timbang na 86.9.Ang VAc, bilang isa sa pinakamalawak na ginagamit na pang-industriya na organic na hilaw na materyales sa mundo, ay maaaring makabuo ng mga derivatives gaya ng polyvinyl acetate resin (PVAc), polyvinyl alcohol (PVA), at polyacrylonitrile (PAN) sa pamamagitan ng self polymerization o copolymerization kasama ng iba pang monomer.Ang mga derivatives na ito ay malawakang ginagamit sa konstruksiyon, tela, makinarya, gamot, at mga pagpapabuti ng lupa.Dahil sa mabilis na pag-unlad ng industriya ng terminal sa mga nakaraang taon, ang produksyon ng vinyl acetate ay nagpakita ng isang trend ng pagtaas ng taon-taon, na ang kabuuang produksyon ng vinyl acetate ay umaabot sa 1970kt sa 2018. Sa kasalukuyan, dahil sa impluwensya ng mga hilaw na materyales at mga proseso, ang mga ruta ng produksyon ng vinyl acetate ay pangunahing kasama ang acetylene method at ethylene method.
1, proseso ng acetylene
Noong 1912, unang natuklasan ni F. Klatte, isang Canadian, ang vinyl acetate gamit ang labis na acetylene at acetic acid sa ilalim ng atmospheric pressure, sa mga temperaturang mula 60 hanggang 100 ℃, at paggamit ng mga mercury salt bilang mga catalyst.Noong 1921, binuo ng German CEI Company ang isang teknolohiya para sa vapor phase synthesis ng vinyl acetate mula sa acetylene at acetic acid.Simula noon, ang mga mananaliksik mula sa iba't ibang bansa ay patuloy na nag-optimize ng proseso at mga kondisyon para sa synthesis ng vinyl acetate mula sa acetylene.Noong 1928, ang Hoechst Company ng Germany ay nagtatag ng 12 kt/a vinyl acetate production unit, na napagtatanto ang industriyalisadong malakihang produksyon ng vinyl acetate.Ang equation para sa paggawa ng vinyl acetate sa pamamagitan ng acetylene method ay ang mga sumusunod:
Pangunahing reaksyon:

Mga side effect:

Ang pamamaraan ng acetylene ay nahahati sa paraan ng likidong bahagi at pamamaraan ng yugto ng gas.
Ang reactant phase state ng acetylene liquid phase method ay likido, at ang reactor ay isang reaction tank na may stirring device.Dahil sa mga pagkukulang ng liquid phase method tulad ng mababang selectivity at maraming by-products, ang pamamaraang ito ay pinalitan ng acetylene gas phase method sa kasalukuyan.
Ayon sa iba't ibang pinagmumulan ng paghahanda ng acetylene gas, ang acetylene gas phase method ay maaaring nahahati sa natural gas acetylene Borden method at carbide acetylene Wacker method.
Ang proseso ng Borden ay gumagamit ng acetic acid bilang isang adsorbent, na lubos na nagpapabuti sa rate ng paggamit ng acetylene.Gayunpaman, ang ruta ng prosesong ito ay teknikal na mahirap at nangangailangan ng mataas na gastos, kaya ang pamamaraang ito ay sumasakop sa isang kalamangan sa mga lugar na mayaman sa likas na mapagkukunan ng gas.
Ang proseso ng Wacker ay gumagamit ng acetylene at acetic acid na ginawa mula sa calcium carbide bilang hilaw na materyales, gamit ang isang catalyst na may activated carbon bilang carrier at zinc acetate bilang aktibong sangkap, upang i-synthesize ang VAc sa ilalim ng atmospheric pressure at reaction temperature na 170~230 ℃.Ang teknolohiya ng proseso ay medyo simple at may mababang gastos sa produksyon, ngunit may mga pagkukulang tulad ng madaling pagkawala ng mga aktibong sangkap ng katalista, mahinang katatagan, mataas na pagkonsumo ng enerhiya, at malaking polusyon.
2, proseso ng ethylene
Ang ethylene, oxygen, at glacial acetic acid ay tatlong hilaw na materyales na ginagamit sa ethylene synthesis ng proseso ng vinyl acetate.Ang pangunahing aktibong sangkap ng katalista ay karaniwang ang ikawalong pangkat ng marangal na elemento ng metal, na na-react sa isang tiyak na temperatura at presyon ng reaksyon.Pagkatapos ng kasunod na pagproseso, ang target na produkto na vinyl acetate ay sa wakas ay nakuha.Ang equation ng reaksyon ay ang mga sumusunod:
Pangunahing reaksyon:

Mga side effect:

Ang proseso ng ethylene vapor phase ay unang binuo ng Bayer Corporation at inilagay sa industriyal na produksyon para sa produksyon ng vinyl acetate noong 1968. Ang mga linya ng produksyon ay itinatag sa Hearst at Bayer Corporation sa Germany at National Distillers Corporation sa United States, ayon sa pagkakabanggit.Pangunahing ito ay palladium o ginto na na-load sa mga suportang lumalaban sa acid, tulad ng silica gel beads na may radius na 4-5mm, at ang pagdaragdag ng isang tiyak na halaga ng potassium acetate, na maaaring mapabuti ang aktibidad at selectivity ng catalyst.Ang proseso para sa synthesis ng vinyl acetate gamit ang ethylene vapor phase USI method ay katulad ng Bayer method, at nahahati sa dalawang bahagi: synthesis at distillation.Nakamit ng proseso ng USI ang pang-industriya na aplikasyon noong 1969. Ang mga aktibong bahagi ng katalista ay pangunahing palladium at platinum, at ang pantulong na ahente ay potassium acetate, na sinusuportahan sa isang alumina carrier.Ang mga kondisyon ng reaksyon ay medyo banayad at ang katalista ay may mahabang buhay ng serbisyo, ngunit ang ani ng space-time ay mababa.Kung ikukumpara sa acetylene method, ang ethylene vapor phase method ay lubos na napabuti sa teknolohiya, at ang mga catalyst na ginamit sa ethylene method ay patuloy na bumuti sa aktibidad at selectivity.Gayunpaman, ang reaction kinetics at deactivation mechanism ay kailangan pa ring galugarin.
Ang produksyon ng vinyl acetate gamit ang ethylene method ay gumagamit ng tubular fixed bed reactor na puno ng catalyst.Ang feed gas ay pumapasok sa reactor mula sa itaas, at kapag ito ay nadikit sa catalyst bed, ang mga catalytic reaction ay nagaganap upang makabuo ng target na produkto na vinyl acetate at isang maliit na halaga ng by-product na carbon dioxide.Dahil sa exothermic na katangian ng reaksyon, ang may presyon ng tubig ay ipinapasok sa gilid ng shell ng reaktor upang alisin ang init ng reaksyon sa pamamagitan ng paggamit ng singaw ng tubig.
Kung ikukumpara sa acetylene method, ang ethylene method ay may mga katangian ng compact device structure, malaking output, mababang energy consumption, at mababang polusyon, at ang halaga ng produkto nito ay mas mababa kaysa sa acetylene method.Ang kalidad ng produkto ay higit na mataas, at ang sitwasyon ng kaagnasan ay hindi seryoso.Samakatuwid, unti-unting pinalitan ng ethylene method ang acetylene method pagkatapos ng 1970s.Ayon sa hindi kumpletong istatistika, humigit-kumulang 70% ng VAc na ginawa ng ethylene method sa mundo ang naging pangunahing paraan ng produksyon ng VAc.
Sa kasalukuyan, ang pinaka-advanced na teknolohiya sa produksyon ng VAc sa mundo ay ang Leap Process ng BP at ang Vantage Process ng Celanese.Kung ikukumpara sa tradisyonal na fixed bed gas phase na proseso ng ethylene, ang dalawang teknolohiyang ito ng proseso ay makabuluhang napabuti ang reaktor at katalista sa core ng unit, na nagpabuti sa ekonomiya at kaligtasan ng operasyon ng unit.
Ang Celanese ay bumuo ng isang bagong fixed bed Vantage na proseso upang tugunan ang mga problema ng hindi pantay na catalyst bed distribution at mababang ethylene one-way na conversion sa fixed bed reactors.Ang reaktor na ginamit sa prosesong ito ay isang nakapirming kama pa rin, ngunit ang mga makabuluhang pagpapabuti ay ginawa sa sistema ng katalista, at ang mga ethylene recovery device ay idinagdag sa tail gas, na nagtagumpay sa mga pagkukulang ng tradisyonal na mga proseso ng fixed bed.Ang ani ng produktong vinyl acetate ay mas mataas kaysa sa mga katulad na device.Gumagamit ang process catalyst ng platinum bilang pangunahing aktibong sangkap, silica gel bilang catalyst carrier, sodium citrate bilang reducing agent, at iba pang auxiliary metal gaya ng lanthanide rare earth elements gaya ng praseodymium at neodymium.Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na catalyst, ang selectivity, aktibidad, at space-time na ani ng catalyst ay napabuti.
Nakabuo ang BP Amoco ng fluidized bed ethylene gas phase process, na kilala rin bilang proseso ng Leap Process, at nakagawa ng 250 kt/a fluidized bed unit sa Hull, England.Ang paggamit ng prosesong ito upang makagawa ng vinyl acetate ay maaaring mabawasan ang gastos sa produksyon ng 30%, at ang space time yield ng catalyst (1858-2744 g/(L · h-1)) ay mas mataas kaysa sa proseso ng fixed bed (700 -1200 g/(L · h-1)).
Gumagamit ang proseso ng LeapProcess ng fluidized bed reactor sa unang pagkakataon, na may mga sumusunod na pakinabang kumpara sa fixed bed reactor:
1) Sa isang fluidized bed reactor, ang katalista ay tuluy-tuloy at pare-parehong pinaghalo, sa gayon ay nag-aambag sa pare-parehong pagsasabog ng promoter at tinitiyak ang isang pare-parehong konsentrasyon ng promoter sa reaktor.
2) Ang fluidized bed reactor ay maaaring patuloy na palitan ang deactivated catalyst ng sariwang catalyst sa ilalim ng mga kondisyon ng operating.
3) Ang fluidized bed reaction temperature ay pare-pareho, pinapaliit ang pag-deactivate ng catalyst dahil sa lokal na overheating, at sa gayon ay nagpapahaba ng buhay ng serbisyo ng catalyst.
4) Ang paraan ng pag-alis ng init na ginamit sa fluidized bed reactor ay pinapasimple ang istraktura ng reaktor at binabawasan ang volume nito.Sa madaling salita, ang isang solong disenyo ng reaktor ay maaaring gamitin para sa malakihang pag-install ng kemikal, na makabuluhang nagpapabuti sa kahusayan ng sukat ng aparato.