Vinylacetát (VAC), také známý jako vinylacetát nebo vinylacetát, je bezbarvá průhledná kapalina při normální teplotě a tlaku, s molekulárním vzorcem C4H6O2 a relativní molekulovou hmotností 86,9. VAC, jako jeden z nejpoužívanějších průmyslových organických surovin na světě, může generovat deriváty, jako je polyvinylacetátová pryskyřice (PVAC), polyvinylalkohol (PVA) a polyakrylonitril (PAN) prostřednictvím samoobslužné polymerace nebo kopolymeraci s jinými monomery. Tyto deriváty se široce používají ve stavebnictví, textilu, stroji, medicíně a zlepšování půdy. Vzhledem k rychlému rozvoji terminálního průmyslu v posledních letech vykázala produkce vinylacetátu trend ročně ročně, přičemž celková produkce vinylacetátu dosahuje v roce 2018 v roce 1970KT. V současné době kvůli vlivu surovin a procesů zahrnuje výrobní cesty vinyl acetátu a metodu acetylenu a metodu ethylenu.
1 、 Proces acetylenu
V roce 1912 F. Klatte, kanadský, poprvé objevil vinylacetát s použitím nadměrného acetylenu a kyseliny octové pod atmosférickým tlakem při teplotách v rozmezí od 60 do 100 ℃ a pomocí rtuťových solí jako katalyzátory. V roce 1921 vyvinula německá společnost CEI technologii pro syntézu vinylacetátu z acetylenu a kyseliny octové. Od té doby vědci z různých zemí neustále optimalizovali proces a podmínky pro syntézu vinylacetátu z acetylenu. V roce 1928 založila společnost Hoechst Company of Německo 12 kt/a vinylacetát produkční jednotku, která si uvědomila industrializovanou rozsáhlou produkci vinylacetátu. Rovnice pro produkci vinylacetátu acetylenovou metodou je následující:
Hlavní reakce:

Vedlejší účinky:

Metoda acetylenu je rozdělena do metody kapalné fáze a metody plynné fáze.
Stav fázové fáze reakční fáze acetylenové kapalinové fáze je kapalina a reaktor je reakční nádrž s míchacím zařízením. Vzhledem k nedostatkům metody kapalné fáze, jako je nízká selektivita a mnoho vedlejších produktů, byla tato metoda v současné době nahrazena metodou acetylenové plynné fáze.
Podle různých zdrojů přípravy acetylenového plynu lze metodu acetylenové plynné fáze rozdělit na metodu acetylenového acetylenu zemního plynu a metodu karbidu acetylenu.
Proces Borden používá kyselinu octovou jako adsorbent, který výrazně zlepšuje rychlost využití acetylenu. Tato procesní trasa je však technicky obtížná a vyžaduje vysoké náklady, takže tato metoda zaujímá výhodu v oblastech bohatých na zdroje zemního plynu.
Proces Wacker využívá acetylenu a kyselinu octovou produkované z karbidu vápníku jako suroviny, pomocí katalyzátoru s aktivovaným uhlíkem jako nosič a acetát zinku jako aktivní složky, k syntetizaci VAC při atmosférickém tlaku a reakční teplotě 170 ~ 230 ℃. Technologie procesu je relativně jednoduchá a má nízké výrobní náklady, ale existují nedostatky, jako je snadná ztráta aktivních komponent katalyzátoru, špatná stabilita, vysoká spotřeba energie a velké znečištění.
2 、 Proces ethylenu
Ethylen, kyslík a kyselina ledová octová jsou tři suroviny používané při syntéze ethylenu vinylacetátu. Hlavní aktivní složkou katalyzátoru je obvykle osmý skupinový šlechtický kovový prvek, který reaguje při určité reakční teplotě a tlaku. Po následném zpracování je konečně získán cílový produkt vinylacetát. Reakční rovnice je následující:
Hlavní reakce:

Vedlejší účinky:

Fázový proces ethylenové páry byl poprvé vyvinut společností Bayer Corporation a byl uveden do průmyslové produkce pro výrobu vinylacetátu v roce 1968. Produkční linky byly založeny v Hearst a Bayer Corporation v Německu a National Distillers Corporation ve Spojených státech. Je to hlavně Palladium nebo zlato naloženo na podpěry odolné vůči kyselině, jako jsou silikagelové kuličky s poloměrem 4-5 mm, a přidání určitého množství octanu draselného, ​​což může zlepšit aktivitu a selektivitu katalyzátoru. Proces syntézy vinylacetátu pomocí metody USI ethylenové páry je podobný Bayerově metodě a je rozdělen do dvou částí: syntéza a destilace. Proces USI dosáhl průmyslové aplikace v roce 1969. Aktivní složky katalyzátoru jsou hlavně palladium a platina a pomocný činidlo je acetát draselného, ​​který je podporován na nosiči aluminy. Reakční podmínky jsou relativně mírné a katalyzátor má dlouhou životnost, ale výtěžek časoprostoru je nízký. Ve srovnání s metodou acetylenu se metoda ethylenové páry v technologii výrazně zlepšila a katalyzátory používané v metodě ethylenu se neustále zlepšují v aktivitě a selektivitě. Je však třeba prozkoumat reakční kinetiku a deaktivační mechanismus.
Produkce vinylacetátu pomocí metody ethylenu používá trubkový reaktor s pevným ložem naplněným katalyzátorem. Přívodní plyn vstupuje do reaktoru shora a když kontaktuje ložisko katalyzátoru, dochází k katalytickým reakcím, aby se vytvořil vinylacetát cílového produktu a malé množství oxidu uhličitého vedlejšího produktu. V důsledku exotermické povahy reakce se do sekační strany zavedou tlaková voda do skořepiny reaktoru k odstranění reakčního tepla pomocí odpařování vody.
Ve srovnání s metodou acetylenu má metoda ethylenu vlastnosti kompaktní struktury zařízení, velkého výstupu, nízké spotřeby energie a nízkého znečištění a její náklady na produkt jsou nižší než náklady na metodu acetylenu. Kvalita produktu je lepší a situace koroze není vážná. Metoda ethylenu proto postupně nahradila metodu acetylenu po 70. letech. Podle neúplných statistik se asi 70% VAC produkované ethylenovou metodou ve světě stalo hlavním proudem metod výroby VAC.
V současné době je nejpokročilejší technologií výroby VAC na světě Proces LEAP a Celanese's Vantage Proces. Ve srovnání s tradičním procesem ethylenového ethylenu s pevným lůžkem tyto dvě procesní technologie významně zlepšily reaktor a katalyzátor v jádru jednotky, což zlepšilo ekonomiku a bezpečnost provozu jednotky.
Celanese vyvinula nový proces pevného lůžka pro výhoda pro řešení problémů nerovnoměrného distribuce lůžka v katalyzátoru a nízké jednosměrné přeměny ethylenu v reaktorech s pevným lůžkem. Reaktor použitý v tomto procesu je stále pevným lůžkem, ale do katalyzátoru byla provedena významná vylepšení a do ocasního plynu byla přidána zařízení pro regeneraci ethylenu, čímž překonali nedostatky tradičních procesů pevného lůžka. Výtěžek produktu vinylacetátu je výrazně vyšší než u podobných zařízení. Procesní katalyzátor používá platinu jako hlavní aktivní složku, silikagel jako nosič katalyzátoru, citrát sodný jako redukční činidlo a další pomocné kovy, jako jsou prvky vzácných zemin lanthanidu, jako je praseodymium a neodymium. Ve srovnání s tradičními katalyzátory se zlepšují selektivita, aktivita a mezeru v časoprostoru.
BP Amoco vyvinula fluidní proces ethylenové plynné fáze lože, známý také jako proces skoku, a postavil v anglickém Hull v Anglii kapalinou ložickou jednotku 250 kt/A. Použití tohoto procesu k výrobě vinylacetátu může snížit výrobní náklady o 30%a výnos prostoru katalyzátoru (1858-2744 g/(L · H-1)) je mnohem vyšší než proces pevného lože (700-1200 g/(L · H-1)).
Proces Lespprocess používá poprvé tekuté reaktor postele, který má následující výhody ve srovnání s pevným reaktorem:
1) V reaktoru s fluidním ložem je katalyzátor nepřetržitě a rovnoměrně smíšený, čímž přispívá k jednotné difúzi promotoru a zajišťuje jednotnou koncentraci promotoru v reaktoru.
2) Fluidní reaktor postele může za provozních podmínek nepřetržitě nahradit deaktivovaný katalyzátor čerstvým katalyzátorem.
3) Fluidní teplota reakce lože je konstantní a minimalizuje deaktivaci katalyzátoru v důsledku lokálního přehřátí, čímž se prodlouží životnost katalyzátoru.
4) Metoda odstraňování tepla použitá v reaktoru fluidního lože zjednodušuje strukturu reaktoru a snižuje její objem. Jinými slovy, návrh jednoho reaktoru lze použít pro rozsáhlé chemické instalace, což výrazně zlepšuje účinnost měřítka zařízení.