Is leacht trédhearcach gan dath é aicéatáit vinile (VAc), ar a dtugtar aicéatáit vinile nó aicéatáit vinile freisin, ag gnáth-theocht agus brú, le foirmle mhóilíneach C4H6O2 agus meáchan móilíneach coibhneasta de 86.9. Is féidir le VAc, mar cheann de na hamhábhair orgánacha tionsclaíocha is mó a úsáidtear ar domhan, díorthaigh ar nós roisín polaivinile aicéatáit (PVAc), alcól polaivinile (PVA), agus polaicrilinítríle (PAN) a ghiniúint trí fhéinpholaiméiriú nó comhpholaiméiriú le monaiméirí eile. Úsáidtear na díorthaigh seo go forleathan san earnáil tógála, teicstílí, innealra, leigheas, agus feabhsaitheoirí ithreach. Mar gheall ar fhorbairt thapa an tionscail críochfoirt le blianta beaga anuas, tá treocht mhéadaithe bliain i ndiaidh bliana léirithe ag táirgeadh aicéatáit vinile, agus shroich an táirgeadh iomlán aicéatáit vinile 1970kt in 2018. Faoi láthair, mar gheall ar thionchar amhábhar agus próiseas, áirítear ar bhealaí táirgthe aicéatáit vinile den chuid is mó modh aicéitiléine agus modh eitiléine.
1. Próiseas aicéitiléine
Sa bhliain 1912, d'aimsigh F. Klatte, Ceanadach, aicéatáit vinile den chéad uair ag baint úsáide as barraíocht aicéitiléine agus aigéad aicéiteach faoi bhrú atmaisféarach, ag teochtaí idir 60 agus 100 ℃, agus ag baint úsáide as salainn mearcair mar chatalaíoch. Sa bhliain 1921, d'fhorbair an Chuideachta Ghearmánach CEI teicneolaíocht chun aicéatáit vinile a shintéisiú ó aicéitiléin agus aigéad aicéiteach i gcéim gaile. Ó shin i leith, tá taighdeoirí ó thíortha éagsúla ag feabhsú an phróisis agus na gcoinníollacha maidir le sintéis aicéatáit vinile ó aicéitiléin i gcónaí. Sa bhliain 1928, bhunaigh Cuideachta Hoechst na Gearmáine aonad táirgthe aicéatáit vinile 12 kt/a, ag baint amach táirgeadh mórscála tionsclaithe aicéatáit vinile. Seo a leanas an chothromóid chun aicéatáit vinile a tháirgeadh tríd an modh aicéitiléine:
Príomh-imoibriú:
Tá an modh aicéitiléine roinnte ina mhodh céim leachtach agus modh céim gáis.
Is leachtach staid chéim an imoibritheora i modh céim leachtach aicéitiléine, agus is umar imoibrithe le gléas corraithe é an t-imoibritheoir. Mar gheall ar easnaimh an mhodha céim leachtaigh amhail roghnaíocht íseal agus go leor fotháirgí, tá modh céim gháis aicéitiléine curtha in ionad an mhodha seo faoi láthair.
De réir na bhfoinsí éagsúla ullmhúcháin gáis aicéitiléine, is féidir an modh céime gáis aicéitiléine a roinnt ina mhodh Borden aicéitiléine gáis nádúrtha agus modh Wacker aicéitiléine charbaíde.
Úsáideann próiseas Borden aigéad aicéiteach mar ionsúiteoir, rud a fheabhsaíonn ráta úsáide aicéitiléine go mór. Mar sin féin, tá an bealach próisis seo deacair go teicniúil agus éilíonn sé costais arda, mar sin tá buntáiste ag an modh seo i gceantair ina bhfuil acmhainní gáis nádúrtha saibhir.
Úsáideann próiseas Wacker aicéitiléin agus aigéad aicéiteach a tháirgtear ó charbaíd chailciam mar amhábhair, ag baint úsáide as catalaíoch le carbón gníomhachtaithe mar iompróir agus aicéatáit since mar chomhpháirt ghníomhach, chun VAc a shintéisiú faoi bhrú atmaisféarach agus teocht imoibrithe 170 ~ 230 ℃. Tá an teicneolaíocht phróisis sách simplí agus tá costais táirgthe ísle aici, ach tá easnaimh ann amhail cailliúint éasca comhpháirteanna gníomhacha catalaíoch, drochchobhsaíocht, tomhaltas ard fuinnimh, agus truailliú mór.
2, próiseas eitiléine
Is iad eitiléin, ocsaigin, agus aigéad aicéiteach oighreach trí amhábhair a úsáidtear i bpróiseas shintéis eitiléine aicéatáit vinile. De ghnáth is é an dúil miotail uasal den ochtú grúpa príomh-chomhpháirt ghníomhach an chatalaíoch, a imoibríonn ag teocht agus brú imoibrithe áirithe. Tar éis próiseála ina dhiaidh sin, faightear an táirge sprice aicéatáit vinile sa deireadh. Seo a leanas cothromóid an imoibrithe:
Príomh-imoibriú:
Fo-iarsmaí:
Forbraíodh an próiseas céim gaile eitiléine den chéad uair ag Bayer Corporation agus cuireadh i dtáirgeadh tionsclaíoch é chun aicéatáit vinile a tháirgeadh i 1968. Bunaíodh línte táirgeachta i Hearst agus Bayer Corporation sa Ghearmáin agus i National Distillers Corporation sna Stáit Aontaithe, faoi seach. Is éard atá ann den chuid is mó pallaidiam nó ór atá luchtaithe ar thacaí atá frithsheasmhach in aghaidh aigéid, amhail coirníní glóthacha shilice le ga 4-5mm, agus cuirtear méid áirithe aicéatáit photaisiam leis, rud a fhéadann gníomhaíocht agus roghnaíocht an chatalaíoch a fheabhsú. Tá an próiseas chun aicéatáit vinile a shintéisiú ag baint úsáide as modh USI céim gaile eitiléine cosúil le modh Bayer, agus tá sé roinnte ina dhá chuid: sintéis agus driogadh. Bhain an próiseas USI feidhm thionsclaíoch amach i 1969. Is iad pallaidiam agus platanam príomhchodanna gníomhacha an chatalaíoch, agus is é aicéatáit photaisiam an gníomhaire cúnta, atá tacaithe ar iompróir alúmana. Tá na coinníollacha imoibrithe sách éadrom agus tá saolré seirbhíse fada ag an gcatalaíoch, ach tá an toradh spás-ama íseal. I gcomparáid leis an modh aicéitiléine, tá feabhas mór tagtha ar theicneolaíocht an mhodha céim gaile eitiléine, agus tá feabhas leanúnach tagtha ar ghníomhaíocht agus ar roghnaíocht na gcatalaígh a úsáidtear sa mhodh eitiléine. Mar sin féin, ní mór cinéitic an imoibrithe agus an mheicníocht dhíghníomhachtaithe a iniúchadh fós.
Úsáidtear imoibritheoir leaba sheasta feadánach atá líonta le catalaíoch i dtáirgeadh aicéatáit vinile ag baint úsáide as an modh eitiléine. Téann an gás beatha isteach san imoibritheoir ón mbarr, agus nuair a dhéanann sé teagmháil leis an leaba chatalaíoch, tarlaíonn imoibrithe catalaíocha chun an táirge sprice aicéatáit vinile agus méid beag de dhé-ocsaíd charbóin fotháirge a ghiniúint. Mar gheall ar nádúr eisiteirmeach an imoibrithe, tugtar uisce faoi bhrú isteach i dtaobh bhlaosc an imoibritheora chun teas an imoibrithe a bhaint trí úsáid a bhaint as galú uisce.
I gcomparáid leis an modh aicéitiléine, tá tréithe struchtúr dlúth gléas, aschur mór, tomhaltas fuinnimh íseal, agus truailliú íseal ag an modh eitiléine, agus tá costas a tháirge níos ísle ná costas an mhodha aicéitiléine. Tá cáilíocht an táirge níos fearr, agus níl an staid creimeadh tromchúiseach. Dá bhrí sin, tháinig an modh eitiléine in ionad an mhodha aicéitiléine de réir a chéile tar éis na 1970idí. De réir staitisticí neamhiomlána, tá thart ar 70% de VAc a tháirgtear leis an modh eitiléine ar fud an domhain anois mar phríomhshruth na modhanna táirgthe VAc.
Faoi láthair, is iad Próiseas Leap BP agus Próiseas Vantage Celanese an teicneolaíocht táirgthe VAc is úire ar domhan. I gcomparáid leis an bpróiseas eitiléine céim gháis leaba sheasta traidisiúnta, tá feabhas suntasach tagtha ar an imoibreoir agus ar an gcatalaíoch i gcroílár an aonaid leis an dá theicneolaíocht phróisis seo, rud a fheabhsaíonn geilleagar agus sábháilteacht oibriú an aonaid.
D'fhorbair Celanese próiseas nua Vantage leaba sheasta chun aghaidh a thabhairt ar na fadhbanna a bhaineann le dáileadh míchothrom leaba an chatalaíoch agus tiontú íseal eitiléine aontreo in imoibreoirí leaba sheasta. Is leaba sheasta fós an t-imoibreoir a úsáidtear sa phróiseas seo, ach rinneadh feabhsuithe suntasacha ar an gcóras catalaíoch, agus cuireadh gléasanna aisghabhála eitiléine leis an ngás eireaball, rud a sháraíonn easnaimh na bpróiseas traidisiúnta leaba sheasta. Tá toradh an táirge aicéatáit vinile i bhfad níos airde ná toradh gléasanna comhchosúla. Úsáideann an catalaíoch próisis platanam mar an phríomh-chomhpháirt ghníomhach, glóthach shilice mar iompróir an chatalaíoch, citráit sóidiam mar ghníomhaire laghdaithe, agus miotail chúnta eile amhail lantanaídídí agus dúile cré neamhchoitianta amhail praiséidimiam agus neoidimiam. I gcomparáid le catalaíoch traidisiúnta, tá feabhas tagtha ar roghnaíocht, ar ghníomhaíocht agus ar thoradh spás-ama an chatalaíoch.
D'fhorbair BP Amoco próiseas céim gháis eitiléine leaba sreabhach, ar a dtugtar an próiseas Leap Process freisin, agus thóg siad aonad leaba sreabhach 250 kt/a i Hull, Sasana. Is féidir an costas táirgthe a laghdú 30% trí úsáid a bhaint as an bpróiseas seo chun aicéatáit vinile a tháirgeadh, agus tá toradh spás-ama an chatalaíoch (1858-2744 g/(L · h-1)) i bhfad níos airde ná toradh an phróisis leaba sheasta (700-1200 g/(L · h-1)).
Úsáideann an próiseas LeapProcess imoibritheoir leaba sreabhach den chéad uair, a bhfuil na buntáistí seo a leanas aige i gcomparáid le himoibritheoir leaba sheasta:
1) In imoibritheoir leaba sreabhach, déantar an catalaíoch a mheascadh go leanúnach agus go haonfhoirmeach, rud a chuireann le scaipeadh aonfhoirmeach an phromótóra agus a chinntíonn tiúchan aonfhoirmeach an phromótóra san imoibritheoir.
2) Is féidir leis an imoibritheoir leaba sreabhach an catalaíoch díghníomhachtaithe a athsholáthar go leanúnach le catalaíoch úr faoi dhálaí oibriúcháin.
3) Bíonn teocht imoibriúcháin an leaba sreabhach tairiseach, rud a laghdaíonn díghníomhachtú an chatalaíoch mar gheall ar róthéamh áitiúil, agus a shíneann saolré an chatalaíoch dá bharr.
4) Simplíonn an modh bainte teasa a úsáidtear san imoibritheoir leaba sreabhach struchtúr an imoibritheora agus laghdaíonn sé a thoirt. Is é sin le rá, is féidir dearadh imoibritheora aonair a úsáid le haghaidh suiteálacha ceimiceacha ar scála mór, rud a fheabhsaíonn éifeachtúlacht scála an fheiste go suntasach.
Am an phoist: 17 Márta 2023