Vinyl acetate (VAc), pia inajulikana kama acetate ya vinyl au acetate ya vinyl, ni kioevu kisicho na rangi na uwazi kwenye joto la kawaida na shinikizo, na fomula ya molekuli ya C4H6O2 na uzito wa molekuli ya 86.9.VAc, kama mojawapo ya malighafi ya kikaboni inayotumika sana duniani, inaweza kutoa viasili kama vile polyvinyl acetate resin (PVAc), polyvinyl alcohol (PVA), na polyacrylonitrile (PAN) kwa njia ya upolimishaji binafsi au copolymerization na monoma nyingine.Dawa hizi hutumika sana katika ujenzi, nguo, mashine, dawa na viboreshaji udongo.Kutokana na maendeleo ya haraka ya sekta ya terminal katika miaka ya hivi karibuni, uzalishaji wa acetate ya vinyl umeonyesha mwelekeo wa kuongezeka kwa mwaka kwa mwaka, na uzalishaji wa jumla wa acetate ya vinyl kufikia 1970kt mwaka wa 2018. Hivi sasa, kutokana na ushawishi wa malighafi na michakato, njia za uzalishaji wa acetate ya vinyl hasa ni pamoja na njia ya asetilini na njia ya ethilini.
1. Mchakato wa asetilini
Mnamo mwaka wa 1912, F. Klatte, Mkanada, aligundua kwa mara ya kwanza acetate ya vinyl kwa kutumia asetilini na asidi ya asetiki iliyozidi chini ya shinikizo la angahewa, kwa joto la kuanzia 60 hadi 100 ℃, na kutumia chumvi za zebaki kama vichocheo.Mnamo 1921, Kampuni ya Ujerumani ya CEI ilitengeneza teknolojia ya usanisi wa awamu ya mvuke wa acetate ya vinyl kutoka kwa asetilini na asidi asetiki.Tangu wakati huo, watafiti kutoka nchi mbalimbali wameendelea kuboresha mchakato na masharti ya usanisi wa acetate ya vinyl kutoka asetilini.Mnamo 1928, Kampuni ya Hoechst ya Ujerumani ilianzisha kitengo cha uzalishaji wa 12 kt/acetate ya vinyl, na kutambua uzalishaji mkubwa wa viwandani wa acetate ya vinyl.Mlinganyo wa kutengeneza acetate ya vinyl kwa njia ya asetilini ni kama ifuatavyo.
Mwitikio mkuu:

Madhara:

Njia ya asetilini imegawanywa katika njia ya awamu ya kioevu na njia ya awamu ya gesi.
Hali ya awamu ya kukabiliana na njia ya awamu ya kioevu ya asetilini ni kioevu, na reactor ni tank ya majibu yenye kifaa cha kuchochea.Kwa sababu ya mapungufu ya njia ya awamu ya kioevu kama vile uteuzi mdogo na bidhaa nyingi za ziada, njia hii imebadilishwa na njia ya awamu ya gesi ya asetilini kwa sasa.
Kulingana na vyanzo tofauti vya maandalizi ya gesi ya asetilini, njia ya awamu ya gesi ya asetilini inaweza kugawanywa katika njia ya gesi ya asili ya asetilini ya Borden na njia ya carbudi ya asetilini Wacker.
Mchakato wa Borden hutumia asidi asetiki kama adsorbent, ambayo inaboresha sana kiwango cha matumizi ya asetilini.Walakini, njia hii ya mchakato ni ngumu kitaalam na inahitaji gharama kubwa, kwa hivyo njia hii inachukua faida katika maeneo yenye rasilimali nyingi za gesi asilia.
Mchakato wa Wacker hutumia asetilini na asidi asetiki inayozalishwa kutoka kwa CARBIDI ya kalsiamu kama malighafi, kwa kutumia kichocheo kilicho na kaboni iliyoamilishwa kama carrier na acetate ya zinki kama sehemu inayotumika, kuunganisha VAc chini ya shinikizo la anga na joto la mmenyuko la 170~230 ℃.Teknolojia ya mchakato ni rahisi kiasi na ina gharama ya chini ya uzalishaji, lakini kuna mapungufu kama vile kupoteza kwa urahisi vipengele vya kichocheo hai, utulivu duni, matumizi ya juu ya nishati na uchafuzi mkubwa wa mazingira.
2, mchakato wa ethilini
Ethilini, oksijeni, na asidi ya glacial asetiki ni malighafi tatu zinazotumiwa katika usanisi wa ethilini ya mchakato wa vinyl acetate.Sehemu kuu inayofanya kazi ya kichocheo kawaida ni sehemu ya nane ya chuma yenye sifa nzuri, ambayo huguswa kwa joto fulani la mmenyuko na shinikizo.Baada ya usindikaji uliofuata, acetate ya vinyl ya bidhaa inayolengwa hatimaye inapatikana.Equation ya majibu ni kama ifuatavyo:
Mwitikio mkuu:

Madhara:

Mchakato wa awamu ya mvuke wa ethilini ulianzishwa kwanza na Bayer Corporation na uliwekwa katika uzalishaji wa viwandani kwa ajili ya uzalishaji wa acetate ya vinyl mwaka wa 1968. Mistari ya uzalishaji ilianzishwa katika Shirika la Hearst na Bayer nchini Ujerumani na Shirika la Taifa la Distillers nchini Marekani, mtawalia.Hasa ni paladiamu au dhahabu iliyopakiwa kwenye vihimili vinavyostahimili asidi, kama vile shanga za silika za gel zenye eneo la mm 4-5, na kuongezwa kwa kiasi fulani cha asetate ya potasiamu, ambayo inaweza kuboresha shughuli na kuchagua kichocheo.Mchakato wa usanisi wa acetate ya vinyl kwa kutumia njia ya USI ya awamu ya mvuke ya ethilini ni sawa na njia ya Bayer, na imegawanywa katika sehemu mbili: awali na kunereka.Mchakato wa USI ulipata matumizi ya viwanda mwaka wa 1969. Vipengele vinavyofanya kazi vya kichocheo ni hasa palladium na platinamu, na wakala msaidizi ni acetate ya potasiamu, ambayo inasaidiwa kwenye carrier wa alumina.Hali ya mmenyuko ni ndogo na kichocheo kina maisha marefu ya huduma, lakini mavuno ya muda wa nafasi ni ya chini.Ikilinganishwa na njia ya asetilini, njia ya awamu ya mvuke ya ethilini imeboreshwa sana katika teknolojia, na vichocheo vinavyotumiwa katika njia ya ethylene vimeendelea kuboreshwa katika shughuli na kuchagua.Hata hivyo, kinetiki za majibu na utaratibu wa kulemaza bado unahitaji kuchunguzwa.
Uzalishaji wa acetate ya vinyl kwa kutumia njia ya ethylene hutumia reactor ya kitanda kilichowekwa tubula iliyojaa kichocheo.Gesi ya malisho huingia kwenye kinu kutoka juu, na inapowasiliana na kitanda cha kichocheo, athari za kichocheo hutokea ili kuzalisha acetate ya vinyl ya bidhaa na kiasi kidogo cha dioksidi kaboni ya bidhaa.Kwa sababu ya hali ya joto ya mmenyuko, maji yaliyoshinikizwa huletwa kwenye upande wa ganda la kinu ili kuondoa joto la mmenyuko kwa kutumia uvukizi wa maji.
Ikilinganishwa na njia ya asetilini, njia ya ethylene ina sifa za muundo wa kifaa cha kompakt, pato kubwa, matumizi ya chini ya nishati, na uchafuzi wa chini, na gharama ya bidhaa ni ya chini kuliko ile ya njia ya asetilini.Ubora wa bidhaa ni bora, na hali ya kutu sio mbaya.Kwa hiyo, njia ya ethilini hatua kwa hatua ilibadilisha njia ya asetilini baada ya miaka ya 1970.Kulingana na takwimu zisizo kamili, karibu 70% ya VAc inayozalishwa kwa njia ya ethilini duniani imekuwa njia kuu ya uzalishaji wa VAc.
Hivi sasa, teknolojia ya juu zaidi ya uzalishaji wa VAc duniani ni Mchakato wa Leap wa BP na Mchakato wa Vantage wa Celanese.Ikilinganishwa na mchakato wa kitamaduni wa awamu ya ethilini ya gesi ya kitanda, teknolojia hizi mbili za mchakato zimeboresha kwa kiasi kikubwa kinu na kichocheo katika msingi wa kitengo, kuboresha uchumi na usalama wa uendeshaji wa kitengo.
Celanese imeunda mchakato mpya wa Vantage wa kitanda kisichobadilika ili kushughulikia matatizo ya usambazaji wa kitanda cha kichocheo kisicho sawa na ubadilishaji wa chini wa ethilini wa njia moja katika vinu vya kitanda visivyobadilika.Reactor iliyotumiwa katika mchakato huu bado ni kitanda cha kudumu, lakini maboresho makubwa yamefanywa kwa mfumo wa kichocheo, na vifaa vya kurejesha ethylene vimeongezwa kwenye gesi ya mkia, kuondokana na mapungufu ya taratibu za jadi za kitanda.Mavuno ya acetate ya vinyl ya bidhaa ni kubwa zaidi kuliko ile ya vifaa sawa.Kichocheo cha mchakato hutumia platinamu kama sehemu kuu inayofanya kazi, gel ya silika kama kibeba kichocheo, citrate ya sodiamu kama wakala wa kupunguza, na metali nyingine saidizi kama vile elementi adimu za lanthanide kama vile praseodymium na neodymium.Ikilinganishwa na vichocheo vya kitamaduni, uteuzi, shughuli, na mavuno ya muda wa nafasi ya kichocheo huboreshwa.
BP Amoco imeunda mchakato wa awamu ya gesi ya ethilini iliyotiwa maji, pia inajulikana kama mchakato wa Leap Process, na imeunda kitengo cha kitanda kilicho na maji 250 huko Hull, Uingereza.Kutumia mchakato huu kutengeneza acetate ya vinyl kunaweza kupunguza gharama ya uzalishaji kwa 30%, na wakati wa nafasi ya mavuno ya kichocheo (1858-2744 g/(L · h-1)) ni kubwa zaidi kuliko ile ya mchakato wa kitanda fasta (700). -1200 g/(L · h-1)).
Mchakato wa LeapProcess hutumia kiyeyeyusha cha kitanda chenye maji maji kwa mara ya kwanza, ambacho kina faida zifuatazo ikilinganishwa na kiyeyushaji cha kitanda kisichobadilika:
1) Katika kiyeyusho cha kitanda kilicho na maji, kichocheo huchanganyika mfululizo na kwa usawa, na hivyo kuchangia uenezi wa sare ya mtangazaji na kuhakikisha ukolezi sawa wa mtangazaji katika reactor.
2) Kiyeyesha kitanda kilicho na maji kinaweza kubadilisha kichocheo kilichozimwa kwa kuendelea na kichocheo kipya chini ya hali ya uendeshaji.
3) Joto la mmenyuko wa kitanda cha maji ni mara kwa mara, na kupunguza uzima wa kichocheo kutokana na joto la ndani, na hivyo kupanua maisha ya huduma ya kichocheo.
4) Mbinu ya kuondoa joto inayotumiwa kwenye kiyeyezi cha kitanda kilicho na maji hurahisisha muundo wa reactor na kupunguza kiasi chake.Kwa maneno mengine, muundo wa reactor moja unaweza kutumika kwa usakinishaji wa kemikali wa kiwango kikubwa, kuboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa kiwango cha kifaa.