Vinyl asetat (VAC), juga dikenal sebagai vinil asetat atau vinil asetat, adalah cairan transparan yang tidak berwarna pada suhu dan tekanan normal, dengan formula molekul C4H6O2 dan berat molekul relatif 86,9. VAC, sebagai salah satu bahan baku organik industri yang paling banyak digunakan di dunia, dapat menghasilkan turunan seperti resin polivinil asetat (PVAC), alkohol polivinil (PVA), dan poliacrylonitrile (PAN) melalui polimerisasi diri atau kopolimerisasi dengan monomer lain. Turunan ini banyak digunakan dalam konstruksi, tekstil, mesin, obat -obatan, dan improvers tanah. Karena perkembangan cepat industri terminal dalam beberapa tahun terakhir, produksi vinil asetat telah menunjukkan tren meningkat dari tahun ke tahun, dengan total produksi vinil asetat mencapai 1970kt pada 2018. Saat ini, karena pengaruh bahan baku dan Proses, rute produksi vinil asetat terutama mencakup metode asetilena dan metode etilena.
1 、 proses asetilena
Pada tahun 1912, F. Klatte, seorang Kanada, pertama kali menemukan vinil asetat menggunakan asetilena berlebih dan asam asetat di bawah tekanan atmosfer, pada suhu mulai dari 60 hingga 100 ℃, dan menggunakan garam merkuri sebagai katalis. Pada tahun 1921, perusahaan CEI Jerman mengembangkan teknologi untuk sintesis fase uap vinil asetat dari asetilena dan asam asetat. Sejak itu, para peneliti dari berbagai negara terus mengoptimalkan proses dan kondisi untuk sintesis vinil asetat dari asetilena. Pada tahun 1928, Hoechst Company dari Jerman mendirikan unit produksi 12 kt/A vinil asetat, mewujudkan produksi vinil asetat skala besar industri. Persamaan untuk memproduksi vinil asetat dengan metode asetilena adalah sebagai berikut:
Reaksi utama:

Efek samping:

Metode asetilena dibagi menjadi metode fase cair dan metode fase gas.
Keadaan fase reaktan dari metode fase cair asetilena adalah cair, dan reaktor adalah tangki reaksi dengan alat pengaduk. Karena kekurangan metode fase cair seperti selektivitas rendah dan banyak produk sampingan, metode ini telah digantikan dengan metode fase gas asetilena saat ini.
Menurut berbagai sumber persiapan gas asetilena, metode fase gas asetilena dapat dibagi menjadi metode asetilena gas alam dan metode wacker asetilena karbida.
Proses Borden menggunakan asam asetat sebagai adsorben, yang sangat meningkatkan tingkat pemanfaatan asetilena. Namun, rute proses ini secara teknis sulit dan membutuhkan biaya tinggi, sehingga metode ini menempati keuntungan di daerah yang kaya akan sumber daya gas alam.
Proses Wacker menggunakan asetilena dan asam asetat yang diproduksi dari kalsium karbida sebagai bahan baku, menggunakan katalis dengan karbon aktif sebagai pembawa dan seng asetat sebagai komponen aktif, untuk mensintesis VAC di bawah tekanan atmosfer dan suhu reaksi 170 ~ 230 ℃. Teknologi proses relatif sederhana dan memiliki biaya produksi yang rendah, tetapi ada kekurangan seperti kehilangan komponen aktif katalis yang mudah, stabilitas yang buruk, konsumsi energi tinggi, dan polusi yang besar.
2 、 proses etilen
Asam asetat etilen, oksigen, dan glasial adalah tiga bahan baku yang digunakan dalam sintesis etilena proses vinil asetat. Komponen aktif utama dari katalis biasanya merupakan elemen logam mulia kelompok kedelapan, yang bereaksi pada suhu dan tekanan reaksi tertentu. Setelah pemrosesan berikutnya, vinil asetat produk target akhirnya diperoleh. Persamaan reaksi adalah sebagai berikut:
Reaksi utama:

Efek samping:

Proses fase uap etilen pertama kali dikembangkan oleh Bayer Corporation dan dimasukkan ke dalam produksi industri untuk produksi vinil asetat pada tahun 1968. Lini produksi didirikan di Hearst dan Bayer Corporation di Jerman dan National Distillers Corporation di Amerika Serikat, masing -masing. Ini terutama paladium atau emas yang dimuat pada penyangga tahan asam, seperti manik-manik gel silika dengan jari-jari 4-5mm, dan penambahan sejumlah kalium asetat, yang dapat meningkatkan aktivitas dan selektivitas katalis. Proses untuk sintesis vinil asetat menggunakan metode Ethylene Vapor Fase USI mirip dengan metode Bayer, dan dibagi menjadi dua bagian: sintesis dan distilasi. Proses USI mencapai aplikasi industri pada tahun 1969. Komponen aktif katalis sebagian besar adalah paladium dan platinum, dan agen tambahan adalah kalium asetat, yang didukung pada pembawa alumina. Kondisi reaksi relatif ringan dan katalis memiliki umur layanan yang panjang, tetapi hasil ruang-waktu rendah. Dibandingkan dengan metode asetilena, metode fase uap etilena telah sangat meningkat dalam teknologi, dan katalis yang digunakan dalam metode etilena terus meningkat dalam aktivitas dan selektivitas. Namun, kinetika reaksi dan mekanisme penonaktifan masih perlu dieksplorasi.
Produksi vinil asetat menggunakan metode etilena menggunakan reaktor unggun tetap tubular yang diisi dengan katalis. Gas umpan memasuki reaktor dari atas, dan ketika menghubungi bed katalis, reaksi katalitik terjadi untuk menghasilkan produk target vinil asetat dan sejumlah kecil karbon dioksida produk sampingan. Karena sifat reaksi eksotermik, air bertekanan dimasukkan ke sisi cangkang reaktor untuk menghilangkan panas reaksi dengan menggunakan penguapan air.
Dibandingkan dengan metode asetilena, metode etilena memiliki karakteristik struktur perangkat kompak, output besar, konsumsi energi rendah, dan polusi rendah, dan biaya produknya lebih rendah dari metode asetilena. Kualitas produk lebih unggul, dan situasi korosi tidak serius. Oleh karena itu, metode etilena secara bertahap mengganti metode asetilena setelah tahun 1970 -an. Menurut statistik yang tidak lengkap, sekitar 70% dari VAC yang diproduksi oleh metode etilen di dunia telah menjadi arus utama metode produksi VAC.
Saat ini, teknologi produksi VAC paling canggih di dunia adalah proses lompatan BP dan proses Vantage Celanese. Dibandingkan dengan proses etilena fase gas tetap tradisional, kedua teknologi proses ini telah secara signifikan meningkatkan reaktor dan katalis pada inti unit, meningkatkan ekonomi dan keamanan operasi unit.
Celanese telah mengembangkan proses tempat tidur tetap baru untuk mengatasi masalah distribusi bed katalis yang tidak rata dan konversi satu arah etilena rendah dalam reaktor unggun tetap. Reaktor yang digunakan dalam proses ini masih merupakan tempat tidur tetap, tetapi perbaikan yang signifikan telah dilakukan pada sistem katalis, dan perangkat pemulihan etilena telah ditambahkan dalam gas ekor, mengatasi kekurangan proses dasar tetap tradisional. Hasil vinil asetat produk secara signifikan lebih tinggi daripada perangkat yang sama. Proses katalis menggunakan platinum sebagai komponen aktif utama, gel silika sebagai pembawa katalis, natrium sitrat sebagai zat pereduksi, dan logam bantu lainnya seperti elemen tanah jarang lanthanide seperti praseodymium dan neodymium. Dibandingkan dengan katalis tradisional, selektivitas, aktivitas, dan hasil ruang-waktu dari katalis ditingkatkan.
BP AMOCO telah mengembangkan proses fase gas etilena yang terfluidisasi, juga dikenal sebagai proses proses lompatan, dan telah membangun unit bed 250 kt/A yang terfluidisasi di Hull, Inggris. Menggunakan proses ini untuk menghasilkan vinil asetat dapat mengurangi biaya produksi hingga 30%, dan hasil waktu ruang katalis (1858-2744 g/(L · H-1)) jauh lebih tinggi daripada proses unggun tetap (700 -1200 g/(l · h-1)).
Proses Leapprocess menggunakan reaktor bed terfluidisasi untuk pertama kalinya, yang memiliki keunggulan berikut dibandingkan dengan reaktor bed tetap:
1) Dalam reaktor bed terfluidisasi, katalis secara terus -menerus dan dicampur secara seragam, sehingga berkontribusi terhadap difusi seragam promotor dan memastikan konsentrasi promotor yang seragam dalam reaktor.
2) Reaktor bed yang terfluidisasi dapat terus menggantikan katalis yang dinonaktifkan dengan katalis segar dalam kondisi operasi.
3) Suhu reaksi bed yang terfluidisasi konstan, meminimalkan penonaktifan katalis karena overheating lokal, sehingga memperpanjang masa pakai katalis.
4) Metode penghilangan panas yang digunakan dalam reaktor bed terfluidisasi menyederhanakan struktur reaktor dan mengurangi volumenya. Dengan kata lain, desain reaktor tunggal dapat digunakan untuk instalasi kimia skala besar, secara signifikan meningkatkan efisiensi skala perangkat.