ไวนิลอะซิเตท (VAC) หรือที่เรียกว่าไวนิลอะซิเตทหรือไวนิลอะซิเตทเป็นของเหลวโปร่งใสที่ไม่มีสีที่อุณหภูมิและความดันปกติโดยมีสูตรโมเลกุลของ C4H6O2 และน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ 86.9 VAC เป็นหนึ่งในวัตถุดิบอินทรีย์อุตสาหกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในโลกสามารถสร้างอนุพันธ์เช่นโพลีไวนิลอะซิเตทเรซิ่น (PVAC), แอลกอฮอล์โพลีไวนิล (PVA) และโพลีอะคริลิโลริล (PAN) ผ่านโพลีเมอร์ตนเอง อนุพันธ์เหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้างสิ่งทอเครื่องจักรยาและตัวปรับปรุงดิน เนื่องจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเทอร์มินัลในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการผลิตไวนิลอะซิเตตได้แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มของการเพิ่มขึ้นทุกปีด้วยการผลิตทั้งหมดของไวนิลอะซิเตทถึงปี 1970kt ในปี 2561 ในปัจจุบันเนื่องจากอิทธิพลของวัตถุดิบและ กระบวนการเส้นทางการผลิตของไวนิลอะซิเตทส่วนใหญ่รวมถึงวิธีอะซิติลีนและวิธีเอทิลีน
1、 กระบวนการอะเซทิลีน
ในปี 1912, F. Klatte, แคนาดา, ไวนิลอะซิเตทที่ค้นพบครั้งแรกโดยใช้อะเซทิลีนส่วนเกินและกรดอะซิติกภายใต้ความดันบรรยากาศที่อุณหภูมิตั้งแต่ 60 ถึง 100 ℃และใช้เกลือปรอทเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในปี 1921 บริษัท CEI ของเยอรมันได้พัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการสังเคราะห์เฟสไอของไวนิลอะซิเตทจากอะเซทิลีนและกรดอะซิติก ตั้งแต่นั้นมานักวิจัยจากประเทศต่างๆได้ปรับกระบวนการและเงื่อนไขอย่างต่อเนื่องสำหรับการสังเคราะห์ไวนิลอะซิเตทจากอะเซทิลีน ในปี 1928 บริษัท Hoechst ของประเทศเยอรมนีได้จัดตั้งหน่วยผลิตไวนิลอะซิเตท 12 KT/A โดยตระหนักถึงการผลิตไวนิลอะซิเตทขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรม สมการสำหรับการผลิตไวนิลอะซิเตทโดยวิธี acetylene มีดังนี้:
ปฏิกิริยาหลัก:

1679025288828
ผลข้างเคียง:

1679025309191
วิธี Acetylene แบ่งออกเป็นวิธีเฟสของเหลวและวิธีเฟสก๊าซ
สถานะเฟสของสารตั้งต้นของวิธีการของเหลวอะเซทิลีนเป็นของเหลวและเครื่องปฏิกรณ์เป็นถังปฏิกิริยาที่มีอุปกรณ์กวน เนื่องจากข้อบกพร่องของวิธีการเฟสของเหลวเช่นการเลือกต่ำและผลพลอยได้จำนวนมากวิธีนี้จึงถูกแทนที่ด้วยวิธีเฟสของก๊าซอะเซทิลีนในปัจจุบัน
จากแหล่งที่มาของการเตรียมก๊าซอะเซทิลีนที่แตกต่างกันวิธีการเฟสก๊าซอะเซทิลีนสามารถแบ่งออกเป็นวิธีก๊าซธรรมชาติอะซิติลีน Borden และวิธีการของคาร์ไบด์อะเซทิลีน
กระบวนการ Borden ใช้กรดอะซิติกเป็นตัวดูดซับซึ่งปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ของอะเซทิลีนอย่างมาก อย่างไรก็ตามเส้นทางกระบวนการนี้เป็นเรื่องยากทางเทคนิคและต้องใช้ค่าใช้จ่ายสูงดังนั้นวิธีนี้จึงมีความได้เปรียบในพื้นที่ที่อุดมไปด้วยทรัพยากรก๊าซธรรมชาติ
กระบวนการ Wacker ใช้ acetylene และ acetic acid ที่ผลิตจากแคลเซียมคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีคาร์บอนเปิดใช้งานเป็นผู้ให้บริการและสังกะสีอะซิเตทเป็นส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่เพื่อสังเคราะห์ VAC ภายใต้ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิปฏิกิริยา 170 ~ 230 ℃ เทคโนโลยีกระบวนการค่อนข้างง่ายและมีต้นทุนการผลิตต่ำ แต่มีข้อบกพร่องเช่นการสูญเสียส่วนประกอบที่ใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาความเสถียรที่ไม่ดีการใช้พลังงานสูงและมลพิษขนาดใหญ่
2、 กระบวนการเอทิลีน
เอทิลีน, ออกซิเจนและกรดอะซิติกน้ำแข็งเป็นวัตถุดิบสามวัตถุดิบที่ใช้ในการสังเคราะห์เอทิลีนของกระบวนการไวนิลอะซิเตท ส่วนประกอบที่ใช้งานหลักของตัวเร่งปฏิกิริยามักจะเป็นองค์ประกอบของกลุ่มโลหะโนเบิลที่แปดซึ่งทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิและความดันที่แน่นอน หลังจากการประมวลผลที่ตามมาจะได้รับไวนิลอะซิเตทของผลิตภัณฑ์เป้าหมายในที่สุด สมการปฏิกิริยามีดังนี้:
ปฏิกิริยาหลัก:
1679025324054
ผลข้างเคียง:

1679025342445
กระบวนการเฟสไอเอทิลีนได้รับการพัฒนาเป็นครั้งแรกโดย Bayer Corporation และได้รับการผลิตในอุตสาหกรรมสำหรับการผลิต Vinyl Acetate ในปี 1968 สายการผลิตถูกจัดตั้งขึ้นใน Hearst และ Bayer Corporation ในประเทศเยอรมนีและ National Distillers Corporation ในสหรัฐอเมริกาตามลำดับ ส่วนใหญ่เป็นแพลเลเดียมหรือทองคำที่โหลดด้วยการรองรับกรดเช่นลูกปัดซิลิกาเจลที่มีรัศมี 4-5 มม. และการเพิ่มโพแทสเซียมอะซิเตทในปริมาณหนึ่งซึ่งสามารถปรับปรุงกิจกรรมและการเลือกของ catalyst กระบวนการสำหรับการสังเคราะห์ไวนิลอะซิเตทโดยใช้วิธีการไอเอทิลีนเฟส USI นั้นคล้ายกับวิธีไบเออร์และแบ่งออกเป็นสองส่วน: การสังเคราะห์และการกลั่น กระบวนการ USI ประสบความสำเร็จในการประยุกต์ใช้อุตสาหกรรมในปี 1969 ส่วนประกอบที่ใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาส่วนใหญ่คือแพลเลเดียมและแพลตตินัมและตัวแทนเสริมคือโพแทสเซียมอะซิเตทซึ่งรองรับผู้ให้บริการอลูมินา เงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาค่อนข้างไม่รุนแรงและตัวเร่งปฏิกิริยามีอายุการใช้งานที่ยาวนาน แต่ผลผลิตเวลาอวกาศต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอะเซทิลีนวิธีการเฟสเอทิลีนไอได้รับการปรับปรุงอย่างมากในเทคโนโลยีและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในวิธีเอทิลีนได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในกิจกรรมและการเลือก อย่างไรก็ตามจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาและกลไกการปิดใช้งานยังคงต้องมีการสำรวจ
การผลิตไวนิลอะซิเตทโดยใช้วิธีเอทิลีนใช้เครื่องปฏิกรณ์เตียงคงที่แบบท่อที่เต็มไปด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา ก๊าซฟีดเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์จากด้านบนและเมื่อสัมผัสกับเตียงตัวเร่งปฏิกิริยาปฏิกิริยาการเร่งปฏิกิริยาเกิดขึ้นเพื่อสร้างไวนิลอะซิเตทของผลิตภัณฑ์เป้าหมายและคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นผลพลอยได้เล็กน้อย เนื่องจากธรรมชาติของปฏิกิริยาคายความร้อนน้ำแรงดันถูกนำเข้าสู่ด้านเปลือกของเครื่องปฏิกรณ์เพื่อกำจัดความร้อนปฏิกิริยาโดยใช้การระเหยของน้ำ
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอะเซทิลีนวิธีเอทิลีนมีลักษณะของโครงสร้างอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดเอาท์พุทขนาดใหญ่การใช้พลังงานต่ำและมลพิษต่ำและต้นทุนผลิตภัณฑ์ต่ำกว่าวิธีอะเซทิลีน คุณภาพของผลิตภัณฑ์ดีกว่าและสถานการณ์การกัดกร่อนไม่ร้ายแรง ดังนั้นวิธีเอทิลีนค่อยๆเปลี่ยนวิธีอะเซทิลีนหลังจากปี 1970 จากสถิติที่ไม่สมบูรณ์พบว่าประมาณ 70% ของ VAC ที่ผลิตโดยวิธีเอทิลีนในโลกได้กลายเป็นกระแสหลักของวิธีการผลิต VAC
ปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิต VAC ที่ทันสมัยที่สุดในโลกคือกระบวนการ Leap ของ BP และกระบวนการได้เปรียบของ Celanese เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการเอทิลีนเฟสก๊าซเตียงคงที่แบบดั้งเดิมเทคโนโลยีกระบวนการทั้งสองนี้ได้ปรับปรุงเครื่องปฏิกรณ์และตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างมีนัยสำคัญที่แกนกลางของหน่วยการปรับปรุงเศรษฐกิจและความปลอดภัยของการทำงานของหน่วย
Celanese ได้พัฒนากระบวนการได้เปรียบด้านเตียงแบบใหม่เพื่อแก้ไขปัญหาการกระจายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่สม่ำเสมอและการแปลงเอทิลีนทางเดียวในเครื่องปฏิกรณ์แบบเตียงคงที่ เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการนี้ยังคงเป็นเตียงคงที่ แต่มีการปรับปรุงที่สำคัญในระบบตัวเร่งปฏิกิริยาและอุปกรณ์การกู้คืนเอทิลีนได้ถูกเพิ่มเข้ามาในก๊าซหางเอาชนะข้อบกพร่องของกระบวนการเตียงคงที่แบบดั้งเดิม ผลผลิตของไวนิลอะซิเตทผลิตภัณฑ์สูงกว่าอุปกรณ์ที่คล้ายกันอย่างมีนัยสำคัญ ตัวเร่งปฏิกิริยากระบวนการใช้แพลตตินัมเป็นส่วนประกอบที่ใช้งานหลักซิลิกาเจลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาโซเดียมซิเตรตเป็นสารลดและโลหะเสริมอื่น ๆ เช่น Lanthanide องค์ประกอบของโลกหายากเช่น praseodymium และ neodymium เมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาแบบดั้งเดิมการเลือกกิจกรรมและผลผลิตเวลาอวกาศของตัวเร่งปฏิกิริยาจะได้รับการปรับปรุง
BP Amoco ได้พัฒนากระบวนการเฟสเฟสเอทิลีนเบดฟลูอิไดซ์ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อกระบวนการ LEAP และได้สร้างหน่วยเตียงนอนของฟลูอิไดซ์ 250 kt/a ในฮัลล์ประเทศอังกฤษ การใช้กระบวนการนี้เพื่อผลิตไวนิลอะซิเตทสามารถลดต้นทุนการผลิตได้ 30%และผลผลิตเวลาว่างของตัวเร่งปฏิกิริยา (1858-2744 g/(l · H-1)) สูงกว่ากระบวนการเตียงคงที่ (700 -1200 g/(l · H-1))
กระบวนการ leaprocess ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์เป็นครั้งแรกซึ่งมีข้อได้เปรียบดังต่อไปนี้เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์แบบเตียงคงที่:
1) ในเครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์เบดตัวเร่งปฏิกิริยามีการผสมอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอดังนั้นจึงมีส่วนทำให้เกิดการแพร่กระจายของโปรโมเตอร์และทำให้มั่นใจว่ามีความเข้มข้นสม่ำเสมอของโปรโมเตอร์ในเครื่องปฏิกรณ์
2) เครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์เบดสามารถแทนที่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปิดการใช้งานอย่างต่อเนื่องด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาสดภายใต้สภาวะการทำงาน
3) อุณหภูมิปฏิกิริยาเตียงของฟลูอิไดซ์นั้นคงที่ลดการปิดการใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยาเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นจึงยืดอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยา
4) วิธีการกำจัดความร้อนที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์เบดทำให้โครงสร้างของเครื่องปฏิกรณ์ลดปริมาณลงและลดระดับเสียง กล่าวอีกนัยหนึ่งการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เดียวสามารถใช้สำหรับการติดตั้งสารเคมีขนาดใหญ่ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อย่างมีนัยสำคัญ


เวลาโพสต์: มี.ค. 17-2023