Vinil asetat veya vinil asetat olarak da bilinen vinil asetat (VAC), normal sıcaklık ve basınçta renksiz şeffaf bir sıvıdır, C4H6O2 moleküler formülü ve 86.9 nispi moleküler ağırlıktır. Dünyanın en yaygın olarak kullanılan endüstriyel organik hammaddelerinden biri olan VAC, kendi kendine polimerizasyon veya diğer monomerlerle kopolimerizasyon yoluyla polivinil asetat reçinesi (PVAC), polivinil alkol (PVA) ve poliakrilonitril (PAN) gibi türevler üretebilir. Bu türevler inşaat, tekstil, makineler, ilaç ve toprak geliştiricilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda terminal endüstrisinin hızlı gelişimi nedeniyle, vinil asetat üretimi, 2018'de toplam vinil asetat üretimi 1970kt'ye ulaşmasıyla her yıl artan bir eğilim göstermiştir. Şu anda, hammaddelerin etkisi ve Süreçler, vinil asetatın üretim yolları esas olarak asetilen yöntemini ve etilen yöntemini içerir.
1 、 asetilen işlemi
1912'de, Kanadalı bir olan F. Klatte, ilk olarak atmosferik basınç altında, 60 ila 100 ℃ arasında değişen sıcaklıklarda aşırı asetilen ve asetik asit kullanılarak vinil asetat keşfetti ve cıva tuzlarını katalizörler olarak kullandı. 1921'de Alman CEI şirketi, asetilen ve asetik asitten vinil asetatın buhar fazı sentezi için bir teknoloji geliştirdi. O zamandan beri, çeşitli ülkelerden araştırmacılar, asetilenden vinil asetat sentezi sürecini ve koşullarını sürekli olarak optimize ettiler. 1928'de Almanya Hoechst Company, 12 kt/a vinil asetat üretim birimi kurdu ve sanayileşmiş büyük ölçekli vinil asetat üretimini gerçekleştirdi. Asetilen yöntemi ile vinil asetat üretme denklemi aşağıdaki gibidir:
Ana Reaksiyon:

Yan Etkiler:

Asetilen yöntemi sıvı faz yöntemine ve gaz fazı yöntemine ayrılır.
Asetilen sıvı faz yönteminin reaktan faz durumu sıvıdır ve reaktör, karıştırıcı bir cihaza sahip bir reaksiyon tankıdır. Düşük seçicilik ve birçok yan ürün gibi sıvı faz yönteminin eksiklikleri nedeniyle, bu yöntem şu anda asetilen gaz fazı yöntemi ile değiştirilmiştir.
Farklı asetilen gazı hazırlama kaynaklarına göre, asetilen gaz fazı yöntemi doğal gaz asetilen bastan yöntemine ve karbür asetilen wacker yöntemine bölünebilir.
Borden süreci asetik asidi bir adsorban olarak kullanır, bu da asetilen kullanım oranını büyük ölçüde geliştirir. Bununla birlikte, bu işlem rotası teknik olarak zordur ve yüksek maliyetler gerektirir, bu nedenle bu yöntem doğal gaz kaynakları açısından zengin alanlarda bir avantaj sağlar.
Wacker işlemi, atmosferik basınç ve 170 ~ 230 ℃ reaksiyon sıcaklığı altında VEC'yi sentezlemek için, taşıyıcı olarak aktif karbon ve çinko asetat ile aktif karbonlu bir katalizör kullanarak, hammadde olarak kalsiyum karbürden üretilen asetilen ve asetik asit kullanır. Proses teknolojisi nispeten basittir ve düşük üretim maliyetlerine sahiptir, ancak katalizör aktif bileşenlerinin kolay kaybı, zayıf stabilite, yüksek enerji tüketimi ve büyük kirlilik gibi eksiklikler vardır.
2 、 Etilen süreci
Etilen, oksijen ve buzul asetik asit, vinil asetat işleminin etilen sentezinde kullanılan üç hammaddedir. Katalizörün ana aktif bileşeni tipik olarak belirli bir reaksiyon sıcaklığı ve basıncına reaksiyona giren sekizinci grup asil metal elemanıdır. Sonraki işlemden sonra, hedef ürün vinil asetat nihayet elde edilir. Reaksiyon denklemi aşağıdaki gibidir:
Ana Reaksiyon:

Yan Etkiler:

Etilen buharı fazı süreci ilk olarak Bayer Corporation tarafından geliştirildi ve 1968'de vinil asetat üretimi için endüstriyel üretime konuldu. Üretim hatları sırasıyla Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Almanya ve Ulusal Distillers Corporation'daki Hearst ve Bayer Corporation'da kuruldu. Esas olarak palladyum veya altın yarıçaplı silika jel boncukları ve katalizörün aktivitesini ve seçiciliğini artırabilen belirli bir miktar potasyum asetatın eklenmesi gibi aside dirençli desteklere yüklü altındır. Etilen buhar fazı USI yöntemi kullanılarak vinil asetatın sentezi işlemi, Bayer yöntemine benzer ve iki parçaya ayrılır: sentez ve damıtma. USI süreci 1969'da endüstriyel uygulamaya ulaştı. Katalizörün aktif bileşenleri esas olarak palladyum ve platindir ve yardımcı ajan, bir alümina taşıyıcısında desteklenen potasyum asetattır. Reaksiyon koşulları nispeten hafiftir ve katalizörün uzun bir hizmet ömrü vardır, ancak uzay-zaman verimi düşüktür. Asetilen yöntemiyle karşılaştırıldığında, etilen buhar fazı yöntemi teknolojide büyük ölçüde gelişmiştir ve etilen yönteminde kullanılan katalizörler aktivite ve seçicilikte sürekli olarak gelişmiştir. Bununla birlikte, reaksiyon kinetiği ve deaktivasyon mekanizması hala araştırılmalıdır.
Etilen yöntemi kullanılarak vinil asetat üretimi, katalizörle dolu tübüler sabit yatak reaktörü kullanır. Besleme gazı reaktöre üstten girer ve katalizör yatağına temas ettiğinde, hedef ürün vinil asetat ve az miktarda yan ürün karbondioksit oluşturmak için katalitik reaksiyonlar ortaya çıkar. Reaksiyonun ekzotermik doğası nedeniyle, suyun buharlaşmasını kullanarak reaksiyon ısısını çıkarmak için reaktörün kabuk tarafına basınçlı su sokulur.
Asetilen yöntemi ile karşılaştırıldığında, etilen yöntemi kompakt cihaz yapısı, büyük çıkış, düşük enerji tüketimi ve düşük kirliliğin özelliklerine sahiptir ve ürün maliyeti asetilen yönteminden daha düşüktür. Ürün kalitesi üstündür ve korozyon durumu ciddi değildir. Bu nedenle, etilen yöntemi 1970'lerden sonra asetilen yöntemini yavaş yavaş değiştirdi. Eksik istatistiklere göre, dünyada etilen yöntemi tarafından üretilen VAC'nin yaklaşık% 70'i VAC üretim yöntemlerinin ana akımı haline gelmiştir.
Şu anda, dünyanın en gelişmiş VAC üretim teknolojisi BP'nin sıçrama süreci ve Celanese'nin bakış sürecidir. Geleneksel sabit yatak gaz fazı etilen işlemine kıyasla, bu iki proses teknolojisi ünitenin çekirdeğindeki reaktör ve katalizörü önemli ölçüde geliştirerek birim operasyonunun ekonomisini ve güvenliğini artırmıştır.
Celanese, sabit yatak reaktörlerinde eşit olmayan katalizör yatağı dağılımı ve düşük etilen tek yönlü dönüşüm sorunlarını ele almak için yeni bir sabit yatak vantage süreci geliştirmiştir. Bu işlemde kullanılan reaktör hala sabit bir yataktır, ancak katalizör sisteminde önemli gelişmeler yapılmıştır ve kuyruk gazına etilen geri kazanım cihazları eklenmiştir ve geleneksel sabit yatak işlemlerinin eksikliklerinin üstesinden gelmiştir. Ürün vinil asetatının verimi, benzer cihazlardan önemli ölçüde daha yüksektir. Process katalizörü, ana aktif bileşen olarak platin, katalizör taşıyıcısı olarak silika jel, indirgeyici bir ajan olarak sodyum sitrat ve prasododiyum ve neodimyum gibi lantanid nadir toprak elementleri gibi diğer yardımcı metalleri kullanır. Geleneksel katalizörlerle karşılaştırıldığında, katalizörün seçiciliği, aktivitesi ve uzay-zaman verimi geliştirilir.
BP Amoco, LEAP işlemi işlemi olarak da bilinen akışkan yataklı bir etilen gaz fazı süreci geliştirmiştir ve İngiltere'nin Hull kentinde 250 kT/A akışkanlaştırılmış bir yatak ünitesi inşa etmiştir. Vinil asetat üretmek için bu işlemi kullanmak, üretim maliyetini%30 azaltabilir ve katalizörün uzay süresi verimi (1858-2744 g/(l · h-1)) sabit yatak işleminden çok daha yüksektir (700 -1200 g/(l · h-1)).
Leapprocess işlemi, ilk kez akışkan bir yatak reaktörü kullanır, bu da sabit bir yatak reaktörüne kıyasla aşağıdaki avantajlara sahiptir:
1) Akışkanlı bir yatak reaktöründe, katalizör sürekli ve eşit olarak karıştırılır, böylece promotörün düzgün difüzyonuna katkıda bulunur ve promotörün reaktördeki düzgün bir konsantrasyonunu sağlar.
2) Akışkanlı yatak reaktörü, devre dışı bırakılan katalizörü sürekli olarak çalışma koşulları altında taze katalizör ile değiştirebilir.
3) Akışkan yataklı reaksiyon sıcaklığı sabittir, lokal aşırı ısınma nedeniyle katalizör devre dışı bırakılması, böylece katalizörün servis ömrünü uzatır.
4) Akışkanlı yatak reaktöründe kullanılan ısı çıkarma yöntemi reaktör yapısını basitleştirir ve hacmini azaltır. Başka bir deyişle, büyük ölçekli kimyasal kurulumlar için tek bir reaktör tasarımı kullanılabilir ve cihazın ölçek verimliliğini önemli ölçüde artırır.