Винилацетат (VAc), ошондой эле винилацетат же винилацетат катары белгилүү, нормалдуу температурада жана басымда түссүз тунук суюктук, молекулярдык формуласы C4H6O2 жана салыштырмалуу молекулярдык салмагы 86,9.VAc дүйнөдөгү эң кеңири колдонулган өнөр жай органикалык чийки заттын бири катары, поливинилацетат чайыры (PVAc), поливинил спирти (PVA) жана полиакрилонитрил (PAN) сыяктуу туундуларды башка мономерлер менен өз алдынча полимерлөө же сополимерлөө аркылуу түзө алат.Бул туундулар курулушта, текстильде, машина курууда, медицинада жана топуракты жакшыртууда кеңири колдонулат.Акыркы жылдарда терминалдык өнөр жайдын тез өнүгүшүнө байланыштуу винилацетаттын өндүрүшү жылдан жылга өсүү тенденциясын көрсөттү, винилацетаттын жалпы өндүрүшү 2018-жылы 1970кт жетти. Учурда чийки заттын жана материалдардын таасиринен улам процесстеринде, винилацетаттын өндүрүш жолдору негизинен ацетилен ыкмасын жана этилен ыкмасын камтыйт.
1, ацетилен процесси
1912-жылы канадалык Ф.Клатте биринчи жолу винилацетаттын ашыкча ацетиленди жана уксус кислотасын атмосфералык басымда, 60тан 100 ℃ге чейинки температурада жана катализатор катары сымап туздарын колдонуп ачкан.1921-жылы Германиянын CEI компаниясы ацетилен жана уксус кислотасынан винилацетаттын буу фазасын синтездөө технологиясын иштеп чыккан.Ошондон бери ар кайсы өлкөлөрдүн изилдөөчүлөрү ацетиленден винилацетаттын синтези процессин жана шарттарын тынымсыз оптималдаштырып келишкен.1928-жылы Германиянын Hoechst компаниясы винилацетаттын өнөр жайлуу масштабдуу өндүрүшүн ишке ашырып, 12 кт/а винилацетат өндүрүшүн түздү.Винилацетаттын ацетилен ыкмасы менен алынышынын теңдемеси төмөнкүдөй:
Негизги реакция:

Терс таасирлери:

Ацетилен ыкмасы суюк фаза ыкмасы жана газ фазасы ыкмасы болуп бөлүнөт.
Ацетилен суюк фазасы ыкмасынын реагент фазасынын абалы суюк, ал эми реактор аралаштыргыч аппараты бар реакциялык резервуар.Суюк фаза ыкмасынын кемчиликтеринен улам, мисалы, аз селективдүүлүк жана көптөгөн кошумча продуктулар, бул ыкма учурда ацетилен газ фазасы ыкмасы менен алмаштырылган.
Ацетилен газын даярдоонун ар кандай булактарына ылайык, ацетилен газ фазасы ыкмасын табигый газ ацетилен Борден ыкмасы жана карбид ацетилен Ваккер ыкмасына бөлүүгө болот.
Борден процесси адсорбент катары уксус кислотасын колдонот, ал ацетиленди колдонуу ылдамдыгын бир топ жакшыртат.Бирок, бул технологиялык жол техникалык жактан татаал жана чоң чыгымдарды талап кылат, ошондуктан бул ыкма жаратылыш газ ресурстарына бай аймактарда артыкчылыкка ээ.
Ваккер процессинде чийки зат катары кальций карбидинен өндүрүлгөн ацетилен жана уксус кислотасы колдонулат, ташуучу катары активдештирилген көмүр менен катализатор жана активдүү компоненти катары цинк ацетаты атмосфералык басымда жана 170~230 ℃ реакция температурасында VAc синтезделет.Процесс технологиясы салыштырмалуу жөнөкөй жана өндүрүштүк чыгымдары аз, бирок катализатордун активдүү компоненттерин оңой жоготуу, туруктуулуктун начардыгы, энергияны көп керектөө жана ири булгануу сыяктуу кемчиликтер бар.
2、Этилен процесси
Этилен, кычкылтек жана мөңгү уксус кислотасы vinyl acetate жараянынын этилен синтезинде колдонулган үч чийки зат болуп саналат.Катализатордун негизги активдүү компоненти адатта сегизинчи топтун асыл металл элементи болуп саналат, ал белгилүү бир реакция температурасы жана басымында реакцияга кирет.Кийинки кайра иштетүүдөн кийин, акыры максаттуу продукт Vinyl acetate алынат.Реакция теңдемеси төмөнкүдөй:
Негизги реакция:

Терс таасирлери:

Этилен буу фазасы процесси биринчи жолу Байер корпорациясы тарабынан иштелип чыккан жана 1968-жылы винилацетат өндүрүү үчүн өнөр жай өндүрүшүнө киргизилген. Өндүрүш линиялары тиешелүүлүгүнө жараша Германиянын Херст жана Байер Корпорациясында жана Америка Кошмо Штаттарынын Улуттук Distillers Корпорациясында түзүлгөн.Бул негизинен палладий же алтын кислотага туруктуу таянычтарга жүктөлгөн, мисалы, радиусу 4-5 мм болгон силикагель мончоктору жана катализатордун активдүүлүгүн жана селективдүүлүгүн жакшыртуучу белгилүү бир өлчөмдө калий ацетаты кошулган.Этилен буу фазасы USI ыкмасын колдонуу менен винилацетаттын синтези процесси Байер ыкмасына окшош жана эки бөлүккө бөлүнөт: синтез жана дистилляция.USI процесси 1969-жылы өнөр жайлык колдонууга жетишти. Катализатордун активдүү компоненттери негизинен палладий жана платина, ал эми жардамчы агенти глиноземди алып жүрүүчүдө колдоого алынган калий ацетаты болуп саналат.Реакция шарттары салыштырмалуу жумшак жана катализатор узак кызмат мөөнөтү бар, бирок мейкиндик-убакыт кирешелүүлүгү төмөн.Ацетилен методу менен салыштырганда этилен буу фазасы ыкмасы технологияда абдан жакшырды, ал эми этилен методунда колдонулган катализаторлор активдүүлүгү жана селективдүүлүгү боюнча тынымсыз жакшырды.Бирок реакциянын кинетикасы жана деактивация механизми дагы эле изилдениши керек.
Этилен ыкмасын колдонуу менен винилацетат өндүрүүдө катализатор менен толтурулган түтүк түрүндөгү туруктуу кабаттуу реактор колдонулат.Берүүчү газ реакторго жогору жактан кирет жана ал катализатор катмарына тийгенде, каталитикалык реакциялар келип, максаттуу продукт винилацетат жана аз өлчөмдө кошумча көмүр кычкыл газы пайда болот.Реакциянын экзотермиялык мүнөзүнөн улам реактордун кабык тарабына басымдагы суу суунун бууланышын колдонуу менен реакциянын жылуулугун алып салуу үчүн киргизилет.
Ацетилен ыкмасы менен салыштырганда, этилен ыкмасы компакт түзүлүш структурасы, чоң өндүрүш, аз энергия керектөө жана аз булгануу өзгөчөлүктөргө ээ, жана анын продукт наркы ацетилен ыкмасына караганда төмөн.Продукциянын сапаты жогору, коррозия абалы олуттуу эмес.Ошондуктан 1970-жылдардан кийин этилен ыкмасы акырындык менен ацетилен ыкмасын алмаштырды.Толук эмес статистикага ылайык, дүйнөдө этилен ыкмасы менен өндүрүлгөн VAc болжол менен 70% VAc өндүрүү ыкмаларынын негизги агымы болуп калды.
Учурда дүйнөдөгү эң өнүккөн VAc өндүрүү технологиясы бул BPдин Leap Process жана Celanese компаниясынын Vantage Process.Салттуу стационардык газ фазасы этилен процессине салыштырмалуу, бул эки процесс технологиясы блоктун өзөгүндөгү реакторду жана катализаторду кыйла жакшыртып, экономиканы жана блоктун иштешинин коопсуздугун жогорулатты.
Celanese катализатор катмарынын бирдей эмес бөлүштүрүлүшү жана стационардык реакторлордо этилендин бир тараптуу конверсиясынын көйгөйлөрүн чечүү үчүн жаңы стационардык керебет Vantage процессин иштеп чыкты.Бул процессте колдонулуучу реактор мурдагыдай эле стационардык катмар болуп саналат, бирок катализатор системасына олуттуу жакшыртуулар киргизилди, ошондой эле салттуу стационардык процесстердин кемчиликтерин жоюу менен куйрук газына этиленди калыбына келтирүүчү түзүлүштөр кошулду.Продукциянын винилацетатынын тушуму ушул сыяктуу приборлорго Караганда бир кыйла жогору.Процесс катализатору негизги активдүү компонент катары платинаны, катализаторду алып жүрүүчү катары силикагельди, калыбына келтирүүчү агент катары натрий цитратын жана празеодим жана неодим сыяктуу лантанид сейрек кездешүүчү жер элементтери сыяктуу башка көмөкчү металлдарды колдонот.Салттуу катализаторлор менен салыштырганда катализатордун селективдүүлүгү, активдүүлүгү жана мейкиндик-убакыт кирешелүүлүгү жакшырган.
BP Amoco суюк катмардагы этилен газынын фазалык процессин иштеп чыкты, ал ошондой эле Leap Process процесси деп аталат жана Англиянын Халл шаарында 250 кт/а суюктук катмарлуу агрегатты курду.Винилацетат өндүрүү үчүн бул процессти колдонуу өндүрүштүн өздүк наркын 30% га кыскарта алат, ал эми катализатордун мейкиндик убакыт кирешеси (1858-2744 г/(L · h-1)) туруктуу катмар процессине (700) караганда бир топ жогору. -1200 г/(L · h-1)).
LeapProcess процессинде биринчи жолу суюк катмарлуу реактор колдонулат, ал стационардык реакторго салыштырмалуу төмөнкү артыкчылыктарга ээ:
1) Суюк катмардагы реактордо катализатор үзгүлтүксүз жана бир калыпта аралашып турат, ошону менен промотордун бирдей диффузиясына көмөктөшөт жана реактордо промотордун бирдей концентрациясын камсыз кылат.
2) Суюк катмардагы реактор иштөө шарттарында иштен чыккан катализаторду жаңы катализатор менен үзгүлтүксүз алмаштыра алат.
3) Суюк катмардын реакциясынын температурасы туруктуу, жергиликтүү ашыкча ысып кетүүдөн катализатордун деактивациясын азайтат, ошону менен катализатордун иштөө мөөнөтүн узартат.
4) Суюк катмарлуу реактордо колдонулган жылуулукту кетирүү ыкмасы реактордун түзүлүшүн жөнөкөйлөтүп, көлөмүн азайтат.Башкача айтканда, бир реактордун конструкциясы ири химиялык установкалар үчүн колдонулушу мүмкүн, бул аппараттын масштабдуу эффективдүүлүгүн бир топ жакшыртат.