L-aċetat tal-vinil (VAc), magħruf ukoll bħala aċetat tal-vinil jew aċetat tal-vinil, huwa likwidu trasparenti bla kulur f'temperatura u pressjoni normali, b'formula molekulari ta' C4H6O2 u piż molekulari relattiv ta' 86.9. Il-VAc, bħala waħda mill-aktar materja prima organika industrijali użata fid-dinja, jista' jiġġenera derivattivi bħar-reżina tal-aċetat tal-polivinil (PVAc), l-alkoħol poliviniliku (PVA), u l-poliakrilonitril (PAN) permezz ta' awtopolimerizzazzjoni jew kopolimerizzazzjoni ma' monomeri oħra. Dawn id-derivattivi jintużaw ħafna fil-kostruzzjoni, it-tessuti, il-makkinarju, il-mediċina, u t-titjib tal-ħamrija. Minħabba l-iżvilupp mgħaġġel tal-industrija tat-terminals f'dawn l-aħħar snin, il-produzzjoni tal-aċetat tal-vinil uriet xejra ta' żieda sena wara sena, bil-produzzjoni totali tal-aċetat tal-vinil tilħaq l-1970kt fl-2018. Bħalissa, minħabba l-influwenza tal-materja prima u l-proċessi, ir-rotot ta' produzzjoni tal-aċetat tal-vinil jinkludu prinċipalment il-metodu tal-aċetilena u l-metodu tal-etilene.
1. Proċess tal-aċetilena
Fl-1912, F. Klatte, Kanadiż, skopra għall-ewwel darba l-aċetat tal-vinil bl-użu ta' aċetilena żejda u aċidu aċetiku taħt pressjoni atmosferika, f'temperaturi li jvarjaw minn 60 sa 100 ℃, u bl-użu ta' melħ tal-merkurju bħala katalisti. Fl-1921, il-Kumpanija Ġermaniża CEI żviluppat teknoloġija għas-sintesi tal-fażi tal-fwar tal-aċetat tal-vinil mill-aċetilena u l-aċidu aċetiku. Minn dakinhar 'l hawn, riċerkaturi minn diversi pajjiżi ottimizzaw kontinwament il-proċess u l-kundizzjonijiet għas-sintesi tal-aċetat tal-vinil mill-aċetilena. Fl-1928, il-Kumpanija Hoechst tal-Ġermanja stabbiliet unità ta' produzzjoni tal-aċetat tal-vinil ta' 12 kt/a, u b'hekk wettaq produzzjoni industrijalizzata fuq skala kbira tal-aċetat tal-vinil. L-ekwazzjoni għall-produzzjoni tal-aċetat tal-vinil bil-metodu tal-aċetilena hija kif ġej:
Reazzjoni ewlenija:

1679025288828
Effetti sekondarji:

1679025309191
Il-metodu tal-aċetilena huwa maqsum f'metodu tal-fażi likwida u metodu tal-fażi tal-gass.
L-istat tal-fażi tar-reattant tal-metodu tal-fażi likwida tal-aċetilena huwa likwidu, u r-reattur huwa tank ta' reazzjoni b'apparat li jħawwad. Minħabba n-nuqqasijiet tal-metodu tal-fażi likwida bħal selettività baxxa u ħafna prodotti sekondarji, dan il-metodu ġie sostitwit bil-metodu tal-fażi tal-gass tal-aċetilena fil-preżent.
Skont is-sorsi differenti ta' preparazzjoni tal-gass tal-aċetilena, il-metodu tal-fażi tal-gass tal-aċetilena jista' jinqasam fil-metodu Borden tal-gass naturali tal-aċetilena u l-metodu Wacker tal-karbur tal-aċetilena.
Il-proċess Borden juża l-aċidu aċetiku bħala assorbent, li jtejjeb ħafna r-rata ta' utilizzazzjoni tal-aċetilena. Madankollu, din ir-rotta tal-proċess hija teknikament diffiċli u teħtieġ spejjeż għoljin, għalhekk dan il-metodu jokkupa vantaġġ f'żoni rikki fir-riżorsi tal-gass naturali.
Il-proċess Wacker juża l-aċetilena u l-aċidu aċetiku prodotti mill-karbur tal-kalċju bħala materja prima, bl-użu ta' katalist bil-karbonju attivat bħala trasportatur u l-aċetat taż-żingu bħala komponent attiv, biex jissintetizza l-VAc taħt pressjoni atmosferika u temperatura ta' reazzjoni ta' 170~230 ℃. It-teknoloġija tal-proċess hija relattivament sempliċi u għandha spejjeż ta' produzzjoni baxxi, iżda hemm nuqqasijiet bħal telf faċli ta' komponenti attivi tal-katalist, stabbiltà fqira, konsum għoli ta' enerġija, u tniġġis kbir.
2. Proċess tal-etilene
L-etilene, l-ossiġnu, u l-aċidu aċetiku glaċjali huma tliet materja prima użata fis-sintesi tal-etilene tal-proċess tal-aċetat tal-vinil. Il-komponent attiv ewlieni tal-katalist huwa tipikament l-element tal-metall nobbli tat-tmien grupp, li jirreaġixxi f'ċerta temperatura u pressjoni ta' reazzjoni. Wara pproċessar sussegwenti, finalment jinkiseb il-prodott fil-mira tal-aċetat tal-vinil. L-ekwazzjoni tar-reazzjoni hija kif ġej:
Reazzjoni ewlenija:
1679025324054
Effetti sekondarji:

1679025342445
Il-proċess tal-fażi tal-fwar tal-etilene ġie żviluppat għall-ewwel darba minn Bayer Corporation u tpoġġa fi produzzjoni industrijali għall-produzzjoni tal-aċetat tal-vinil fl-1968. Linji ta' produzzjoni ġew stabbiliti f'Hearst u Bayer Corporation fil-Ġermanja u National Distillers Corporation fl-Istati Uniti, rispettivament. Huwa prinċipalment palladju jew deheb mgħobbi fuq appoġġi reżistenti għall-aċidu, bħal żibeġ tas-silika ġel b'raġġ ta' 4-5mm, u ż-żieda ta' ċertu ammont ta' aċetat tal-potassju, li jista' jtejjeb l-attività u s-selettività tal-katalist. Il-proċess għas-sintesi tal-aċetat tal-vinil bl-użu tal-metodu USI tal-fażi tal-fwar tal-etilene huwa simili għall-metodu Bayer, u huwa maqsum f'żewġ partijiet: sinteżi u distillazzjoni. Il-proċess USI kiseb applikazzjoni industrijali fl-1969. Il-komponenti attivi tal-katalist huma prinċipalment palladju u platinu, u l-aġent awżiljarju huwa aċetat tal-potassju, li huwa appoġġjat fuq trasportatur tal-alumina. Il-kundizzjonijiet tar-reazzjoni huma relattivament ħfief u l-katalist għandu ħajja twila ta' servizz, iżda r-rendiment spazju-ħin huwa baxx. Meta mqabbel mal-metodu tal-aċetilena, il-metodu tal-fażi tal-fwar tal-etilene tjieb ħafna fit-teknoloġija, u l-katalisti użati fil-metodu tal-etilene tjiebu kontinwament fl-attività u s-selettività. Madankollu, il-kinetika tar-reazzjoni u l-mekkaniżmu tad-diżattivazzjoni għad iridu jiġu esplorati.
Il-produzzjoni tal-aċetat tal-vinil bl-użu tal-metodu tal-etilene tuża reattur tubulari b'sodda fissa mimli b'katalist. Il-gass tal-għalf jidħol fir-reattur minn fuq, u meta jikkuntattja s-sodda tal-katalist, iseħħu reazzjonijiet katalitiċi biex jiġġeneraw il-prodott fil-mira tal-aċetat tal-vinil u ammont żgħir ta' dijossidu tal-karbonju bħala prodott sekondarju. Minħabba n-natura eżotermika tar-reazzjoni, ilma bi pressjoni jiġi introdott fin-naħa tal-qoxra tar-reattur biex titneħħa s-sħana tar-reazzjoni billi tintuża l-vaporizzazzjoni tal-ilma.
Meta mqabbel mal-metodu tal-aċitilena, il-metodu tal-etilene għandu l-karatteristiċi ta' struttura kompatta tal-apparat, output kbir, konsum baxx ta' enerġija, u tniġġis baxx, u l-ispiża tal-prodott tiegħu hija inqas minn dik tal-metodu tal-aċitilena. Il-kwalità tal-prodott hija superjuri, u s-sitwazzjoni tal-korrużjoni mhijiex serja. Għalhekk, il-metodu tal-etilene gradwalment issostitwixxa l-metodu tal-aċitilena wara s-snin sebgħin. Skont statistiċi mhux kompluti, madwar 70% tal-VAc prodott bil-metodu tal-etilene fid-dinja sar il-mainstream tal-metodi ta' produzzjoni tal-VAc.
Bħalissa, l-aktar teknoloġija avvanzata tal-produzzjoni tal-VAc fid-dinja hija l-Leap Process tal-BP u l-Vantage Process ta' Celanese. Meta mqabbla mal-proċess tradizzjonali tal-etilene b'fażi gassuża b'sodda fissa, dawn iż-żewġ teknoloġiji tal-proċess tejbu b'mod sinifikanti r-reattur u l-katalist fil-qalba tal-unità, u b'hekk tejbu l-ekonomija u s-sikurezza tat-tħaddim tal-unità.
Celanese żviluppat proċess ġdid Vantage b'sodda fissa biex tindirizza l-problemi tad-distribuzzjoni irregolari tas-sodda tal-katalist u l-konverżjoni f'direzzjoni waħda ta' etilene baxx f'reatturi b'sodda fissa. Ir-reattur użat f'dan il-proċess għadu sodda fissa, iżda saru titjib sinifikanti fis-sistema tal-katalist, u ġew miżjuda apparati ta' rkupru tal-etilene fil-gass tad-denb, biex b'hekk in-nuqqasijiet tal-proċessi tradizzjonali b'sodda fissa. Ir-rendiment tal-prodott aċetat tal-vinil huwa sinifikament ogħla minn dak ta' apparati simili. Il-katalist tal-proċess juża l-platinu bħala l-komponent attiv ewlieni, il-ġel tas-silika bħala t-trasportatur tal-katalist, iċ-ċitrat tas-sodju bħala aġent li jnaqqas, u metalli awżiljarji oħra bħal elementi rari tad-dinja lantanidi bħall-praseodimju u n-neodimju. Meta mqabbel mal-katalisti tradizzjonali, is-selettività, l-attività, u r-rendiment spazju-ħin tal-katalist huma mtejba.
BP Amoco żviluppat proċess ta' fażi gassuża tal-etilene b'sodda fluwidizzata, magħruf ukoll bħala l-proċess Leap Process, u bniet unità ta' sodda fluwidizzata ta' 250 kt/a f'Hull, l-Ingilterra. L-użu ta' dan il-proċess biex jipproduċi aċetat tal-vinil jista' jnaqqas l-ispiża tal-produzzjoni bi 30%, u r-rendiment spazjali-ħin tal-katalist (1858-2744 g/(L · h-1)) huwa ħafna ogħla minn dak tal-proċess b'sodda fissa (700-1200 g/(L · h-1)).
Il-proċess LeapProcess juża reattur b'sodda fluwidizzata għall-ewwel darba, li għandu l-vantaġġi li ġejjin meta mqabbel ma' reattur b'sodda fissa:
1) F'reattur b'sodda fluwidizzata, il-katalist jitħallat kontinwament u b'mod uniformi, u b'hekk jikkontribwixxi għad-diffużjoni uniformi tal-promotur u jiżgura konċentrazzjoni uniformi tal-promotur fir-reattur.
2) Ir-reattur tas-sodda fluwidizzata jista' kontinwament jissostitwixxi l-katalist diżattivat b'katalist frisk taħt kundizzjonijiet operattivi.
3) It-temperatura tar-reazzjoni tas-sodda fluwidizzata hija kostanti, u b'hekk timminimizza d-diżattivazzjoni tal-katalist minħabba sħana żejda lokali, u b'hekk testendi l-ħajja tas-servizz tal-katalist.
4) Il-metodu tat-tneħħija tas-sħana użat fir-reattur tas-sodda fluwidizzata jissimplifika l-istruttura tar-reattur u jnaqqas il-volum tiegħu. Fi kliem ieħor, disinn ta' reattur wieħed jista' jintuża għal installazzjonijiet kimiċi fuq skala kbira, u b'hekk tittejjeb b'mod sinifikanti l-effiċjenza tal-iskala tal-apparat.


Ħin tal-posta: 17 ta' Marzu 2023