ვინილის აცეტატი (VAC), რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ვინილის აცეტატი ან ვინილის აცეტატი, არის უფერო გამჭვირვალე სითხე ნორმალურ ტემპერატურასა და წნევაზე, C4H6O2- ის მოლეკულური ფორმულით და ფარდობით მოლეკულური წონა 86.9. VAC, როგორც მსოფლიოში ერთ - ერთ ყველაზე ფართოდ გამოყენებულ სამრეწველო ორგანულ ნედლეულს, შეუძლია წარმოქმნას ისეთი წარმოებულები, როგორიცაა პოლივინილ აცეტატის ფისოვანი (PVAC), პოლივინილის სპირტი (PVA) და პოლიაკრილონიტრილი (PAN) სხვა მონომერებთან ერთად. ეს წარმოებულები ფართოდ გამოიყენება მშენებლობაში, ქსოვილებში, აპარატებში, მედიცინასა და ნიადაგის გაუმჯობესებაში. ბოლო წლების განმავლობაში ტერმინალური ინდუსტრიის სწრაფი განვითარების გამო, ვინილის აცეტატის წარმოებამ აჩვენა წლიდან წლამდე გაზრდის ტენდენცია, ხოლო ვინილის აცეტატის მთლიანი წარმოება 2018 წელს მიაღწია 1970 კტ -ს. ამჟამად, ნედლეულის გავლენის და გავლენის გამო პროცესები, ვინილის აცეტატის წარმოების მარშრუტები ძირითადად მოიცავს აცეტილენის მეთოდს და ეთილენის მეთოდს.
1 、 აცეტილენის პროცესი
1912 წელს, F. Klatte, კანადელმა, პირველად აღმოაჩინა ვინილის აცეტატი, ატმოსფერული წნევის ქვეშ ჭარბი აცეტილენის და ძმარმჟავას გამოყენებით, ტემპერატურა 60 -დან 100 ℃ -მდე, და ვერცხლისწყლის მარილების გამოყენებით კატალიზატორებად იყენებენ. 1921 წელს, გერმანულ CEI კომპანიამ შეიმუშავა ტექნოლოგია აცეტილენისა და ძმარმჟავასგან ვინილის აცეტატის ორთქლის ფაზის სინთეზისთვის. მას შემდეგ, სხვადასხვა ქვეყნის მკვლევარებმა მუდმივად ოპტიმიზირეს აცეტილენისგან ვინილის აცეტატის სინთეზის პროცესი და პირობები. 1928 წელს, გერმანიის ჰოჩსტმა კომპანიამ ჩამოაყალიბა ვინილის აცეტატის წარმოების 12 კტ/a a a a a, რომელიც გააცნობიერა ვინილის აცეტატის ინდუსტრიული ფართომასშტაბიანი წარმოება. აცეტილენის მეთოდით ვინილის აცეტატის წარმოების განტოლება შემდეგია:
მთავარი რეაქცია:
აცეტილენის მეთოდი იყოფა თხევადი ფაზის მეთოდად და გაზის ფაზის მეთოდით.
აცეტილენის თხევადი ფაზის მეთოდის რეაქტიული ფაზის მდგომარეობა თხევადი, ხოლო რეაქტორი არის რეაქციის ავზი, რომელსაც აქვს აურიეთ მოწყობილობა. თხევადი ფაზის მეთოდის ნაკლოვანებების გამო, როგორიცაა დაბალი სელექციურობა და მრავალი ქვეპროდუქტი, ეს მეთოდი შეიცვალა აცეტილენის გაზის ფაზის მეთოდით ამჟამად.
აცეტილენის გაზის მომზადების სხვადასხვა წყაროების მიხედვით, აცეტილენის გაზის ფაზის მეთოდი შეიძლება დაიყოს ბუნებრივი გაზის აცეტილენის ბორდენის მეთოდად და კარბიდის აცეტილენის ვაკერის მეთოდში.
ბორდენის პროცესი იყენებს ძმარმჟავას, როგორც ადსორბენტს, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს აცეტილენის გამოყენების სიჩქარეს. ამასთან, ამ პროცესის მარშრუტი ტექნიკურად რთულია და მოითხოვს მაღალ ხარჯებს, ამიტომ ეს მეთოდი უპირატესობას ანიჭებს ბუნებრივი გაზის რესურსებით მდიდარ სფეროებში.
Wacker პროცესი იყენებს აცეტილენს და ძმარმჟავას, რომელიც წარმოიქმნება კალციუმის კარბიდიდან, როგორც ნედლეული, იყენებს კატალიზატორი გააქტიურებული ნახშირბადით, როგორც გადამზიდავი და თუთიის აცეტატი, როგორც აქტიური კომპონენტი, VAC- ის სინთეზირება ატმოსფერული წნევის ქვეშ და რეაქციის ტემპერატურა 170 ~ 230. პროცესის ტექნოლოგია შედარებით მარტივია და აქვს წარმოების დაბალი ხარჯები, მაგრამ არსებობს ისეთი ნაკლოვანებები, როგორიცაა კატალიზატორი აქტიური კომპონენტების მარტივი დაკარგვა, ცუდი სტაბილურობა, ენერგიის მაღალი მოხმარება და დიდი დაბინძურება.
2 、 ეთილენის პროცესი
ეთილენი, ჟანგბადი და მყინვარული ძმარმჟავა არის სამი ნედლეული, რომელიც გამოიყენება ვინილის აცეტატის პროცესის ეთილენის სინთეზში. კატალიზატორის მთავარი აქტიური კომპონენტი, როგორც წესი, მერვე ჯგუფის კეთილშობილური ლითონის ელემენტია, რომელიც რეაგირებს გარკვეული რეაქციის ტემპერატურასა და წნევაზე. შემდგომი დამუშავების შემდეგ, საბოლოოდ მიიღება სამიზნე პროდუქტის ვინილის აცეტატი. რეაქციის განტოლება შემდეგია:
მთავარი რეაქცია:
გვერდითი მოვლენები:
ეთილენის ორთქლის ფაზის პროცესი პირველად შეიმუშავა Bayer Corporation- მა და 1968 წელს ვინილის აცეტატის წარმოებისთვის სამრეწველო წარმოებაში შეიქმნა. წარმოების ხაზები შეიქმნა გერმანიაში ჰერსტსა და ბაიერ კორპორაციაში, შესაბამისად, შეერთებულ შტატებში. ეს ძირითადად არის პალადიუმი ან მჟავა რეზისტენტული საყრდენებით დატვირთული ოქრო, მაგალითად, სილიციუმის გელის მძივები 4-5 მმ რადიუსით, და კალიუმის აცეტატის გარკვეული რაოდენობის დამატება, რამაც შეიძლება გააუმჯობესოს კატალიზატორის აქტივობა და სელექციურობა. ვინილის აცეტატის სინთეზის პროცესი ეთილენის ორთქლის ფაზის გამოყენებით USI მეთოდით მსგავსია ბაიერის მეთოდით და იყოფა ორ ნაწილად: სინთეზი და დისტილაცია. USI პროცესმა მიაღწია სამრეწველო გამოყენებას 1969 წელს. კატალიზატორის აქტიური კომპონენტები ძირითადად პალადიუმი და პლატინია, ხოლო დამხმარე აგენტი არის კალიუმის აცეტატი, რომელსაც მხარს უჭერს ალუმინის გადამზიდავი. რეაქციის პირობები შედარებით რბილია და კატალიზატორს აქვს გრძელი მომსახურების ხანგრძლივობა, მაგრამ კოსმოსური დრო მოსავლიანობა დაბალია. აცეტილენის მეთოდთან შედარებით, ეთილენის ორთქლის ფაზის მეთოდი მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა ტექნოლოგიაში, ხოლო ეთილენის მეთოდში გამოყენებული კატალიზატორები მუდმივად გაუმჯობესდა საქმიანობაში და სელექციურობაში. ამასთან, რეაქციის კინეტიკისა და დეაქტივაციის მექანიზმის შესწავლა ჯერ კიდევ საჭიროა.
ეთილენის მეთოდის გამოყენებით ვინილის აცეტატის წარმოება იყენებს ტუბულარული ფიქსირებული საწოლის რეაქტორს, რომელიც ივსება კატალიზატორით. საკვების გაზი ზემოდან შემოდის რეაქტორში, და როდესაც ის დაუკავშირდება კატალიზატორის საწოლს, კატალიზური რეაქციები ხდება სამიზნე პროდუქტის ვინილის აცეტატის და მცირე რაოდენობით ქვეპროდუქტების ნახშირორჟანგის წარმოქმნის მიზნით. რეაქციის ეგზოთერმული ხასიათის გამო, ზეწოლილი წყალი შედის რეაქტორის ჭურვის მხარეს, რათა ამოიღონ რეაქციის სითბო წყლის აორთქლების გამოყენებით.
აცეტილენის მეთოდთან შედარებით, ეთილენის მეთოდს აქვს კომპაქტური მოწყობილობის სტრუქტურის მახასიათებლები, დიდი გამომავალი, დაბალი ენერგიის მოხმარება და დაბალი დაბინძურება, ხოლო მისი პროდუქტის ღირებულება უფრო დაბალია, ვიდრე აცეტილენის მეთოდი. პროდუქტის ხარისხი უპირატესობაა, ხოლო კოროზიის მდგომარეობა სერიოზული არ არის. ამრიგად, ეთილენის მეთოდმა თანდათან შეცვალა აცეტილენის მეთოდი 1970 -იანი წლების შემდეგ. არასრული სტატისტიკის თანახმად, მსოფლიოში ეთილენის მეთოდით წარმოებული VAC- ის დაახლოებით 70% გახდა VAC წარმოების მეთოდების მთავარი მეთოდი.
ამჟამად, მსოფლიოში ყველაზე მოწინავე VAC წარმოების ტექნოლოგია არის BP– ის ნახტომი პროცესი და Celanese– ის ვანტაჟის პროცესი. ტრადიციული ფიქსირებული საწოლის გაზის ფაზის ეთილენის პროცესთან შედარებით, ამ ორი პროცესის ტექნოლოგიამ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა რეაქტორი და კატალიზატორი განყოფილების ბირთვში, აუმჯობესებს ეკონომიკასა და ერთეულის მუშაობის უსაფრთხოებას.
Celanese– მა შეიმუშავა ახალი ფიქსირებული საწოლის ვანტაჟის პროცესი, რათა მოხდეს არათანაბარი კატალიზატორი საწოლების განაწილებისა და დაბალი ეთილენის ცალმხრივი კონვერტაციის პრობლემების მოგვარება ფიქსირებულ საწოლის რეაქტორებში. ამ პროცესში გამოყენებული რეაქტორი ჯერ კიდევ ფიქსირდება, მაგრამ კატალიზატორის სისტემაში მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება განხორციელდა და კუდის გაზში დაემატა ეთილენის აღდგენის მოწყობილობები, რაც გადალახავს ტრადიციული ფიქსირებული საწოლის პროცესების ნაკლოვანებებს. პროდუქტის ვინილის აცეტატის მოსავლიანობა მნიშვნელოვნად მაღალია, ვიდრე მსგავსი მოწყობილობები. პროცესის კატალიზატორი იყენებს პლატინას, როგორც მთავარ აქტიურ კომპონენტს, სილიციუმის გელს, როგორც კატალიზატორი გადამზიდავი, ნატრიუმის ციტრატი, როგორც შემცირების აგენტი და სხვა დამხმარე ლითონები, როგორიცაა ლანტანიდის იშვიათი დედამიწის ელემენტები, როგორიცაა Prasodeymium და Neodymium. ტრადიციულ კატალიზატორებთან შედარებით, გაუმჯობესებულია კატალიზატორის სელექციურობა, აქტივობა და კოსმოსური დრო.
BP AMOCO– მ შეიმუშავა სითხის საწოლის ეთილენის გაზის ფაზის პროცესი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც LEAP პროცესის პროცესი და ააშენა 250 კტ/სითხის საწოლის განყოფილება ჰალში, ინგლისში. ამ პროცესის გამოყენებით ვინილის აცეტატის წარმოებისთვის შეიძლება შეამციროს წარმოების ღირებულება 30%-ით, ხოლო კატალიზატორი (1858-2744 გ/(L · H-1)) სივრცის დრო გაცილებით მაღალია, ვიდრე ფიქსირებული საწოლის პროცესი (700 -1200 გ/(L · H-1)).
Leapprocess პროცესი პირველად იყენებს ფლუიდიზებულ საწოლის რეაქტორს, რომელსაც შემდეგი უპირატესობა აქვს ფიქსირებულ საწოლის რეაქტორთან შედარებით:
1) ფლუიდირებული საწოლის რეაქტორში, კატალიზატორი მუდმივად და ერთნაირად არის შერეული, რითაც ხელს უწყობს პრომოუტერის ერთგვაროვან დიფუზია და უზრუნველყოფს რეაქტორში პრომოუტერის ერთგვაროვან კონცენტრაციას.
2) ფლუიდირებული საწოლის რეაქტორს შეუძლია მუდმივად შეცვალოს დეაქტივირებული კატალიზატორი ახალი კატალიზატორით ოპერაციულ პირობებში.
3) ფლუიდირებული საწოლის რეაქციის ტემპერატურა მუდმივია, ამცირებს კატალიზატორის დეაქტივაციას ადგილობრივი გადახურების გამო, რითაც ვრცელდება კატალიზატორის მომსახურების სიცოცხლე.
4) სითხის ამოღების მეთოდი, რომელიც გამოყენებულია ფლუიდიზებულ საწოლში, ამარტივებს რეაქტორულ სტრუქტურას და ამცირებს მის მოცულობას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ერთი რეაქტორის დიზაინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფართომასშტაბიანი ქიმიური ინსტალაციებისთვის, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს მოწყობილობის მასშტაბის ეფექტურობას.
პოსტის დრო: მარ. -17-2023