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醋酸乙烯

產品分類:
綜合

產品介紹

 

國標編號:32131

CAS號:108-05-4

中文名稱乙酸乙烯酯

英文名稱:Acetic acid vinyl ester; ethenyl acetate

別名:乙酸乙烯;乙烯基乙酸酯;醋酸乙烯酯

分子式:C4H6O2;CH3COOCHCH2

外觀與性狀: 無色液體,具有甜的醚味

分子量:86.09

蒸汽壓:13.3kPa/21.5℃

閃點:-8℃

熔點:-93.2℃

沸點:71.8~73℃

溶解性:微溶于水,溶于醇、醇、丙酮、苯、氯仿

密度:相對密度(水=1)0.93;

相對密度:(空氣=1)3.0

穩定性:穩定

危險標記:7(易燃液體)

主要用途:用于有機合成,主要用于合成維尼綸,也用于粘結劑和涂料工業等

醋酸乙烯,是世界上產量最大的有機化工原料之一,主要用于生產聚醋酸乙烯乳液和樹脂、聚乙烯醇、乙烯—醋酸乙烯共聚物、氯乙烯—醋酸乙烯共聚物、聚丙烯腈共聚單體等。

醋酸乙烯(VAc)單體(VAM)是醋酸及其衍生物行業中最主要的初級衍生物加工產品,也是有機合成化工(聚合物工藝學)中的主導型原料之一,有較高的生產制備及衍生加工的技術經濟價值。作為醋酸的再加工物,醋酸乙烯的生產開發狀況對醋酸行業的整體發展具有日益顯著的影響作用。

醋酸乙烯(VAM)用于生產聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、乙烯- 醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、氯乙烯- 醋酸乙烯共聚物等眾多聚合物類產品。該類產品廣泛應用于紡織、化工、建筑、造紙、卷煙、家具、包裝、裝潢、裝飾、化妝、洗滌、醫藥、印刷、電氣、橡膠、皮革、化纖、電子、精細化工、粘接等眾多領域。主要用做乳化劑、粘結劑、穩定劑、整理劑深層材料、化學漿料、塑料材料、薄膜制品、防護涂層、纖維材料等。在纖維領域,醋酸乙烯主要用于維尼綸合成和醋酸乙烯- 丙烯腈類纖維。上述用途中以共聚物最有發展前景。

在醋酸乙烯應用市場中:聚醋酸乙烯占VAM約48%,其應用包括水基涂料、膠粘劑、丙烯酸纖維、紙張涂料和無紡粘合劑;聚乙烯醇(PVOH)用于包裝薄膜和玻璃層壓片,占VAM需求量約35%;其余用于乙烯- 醋酸乙烯共聚乳液(VAE)或共聚樹脂(EVA)、氯乙烯- 醋酸乙烯共聚物(EVC)、乙烯- 乙烯醇(EVOH)絕緣樹脂和聚乙烯醇縮丁醛(PVB)。

1 生產技術進展

目前VAM生產工藝路線主要有乙烯氣相法和乙炔氣相法兩種,其中乙烯氣相法由于工藝經濟性好而占主導地位。美國自上個世紀70 年代就完成了乙炔法向乙烯法的轉換,而在天然氣和電石資源豐富的地區,乙炔法工藝仍有一定的競爭力。

1.1 乙炔氣相法

乙炔氣相法工藝將乙炔和醋酸在催化劑作用下氣相反應生成VAM,催化劑為醋酸鋅- 活性炭(組成比例為15∶100),并添加助催化劑次碳酸鉍,反應溫度為170~200 ℃,壓力為常壓,空速為200~400h- 1。乙炔氣相法合成VAM工藝有固定床和流化床之分。流化床反應的優點是催化劑床層溫度分布均勻、反應溫度略低(比固定床低10~20 ℃)、乙炔聚合物減少、催化劑壽命長、單體質量高、反應條件穩定。但主要缺點是催化劑磨損較大,需采用耐磨的活性炭(如椰殼炭) 作載體。乙炔法的乙炔單耗為340~360 kg/t,醋酸單耗為730 kg/t。由于生產原料費用較高,乙炔法已逐漸被乙烯法取代,但在天然氣豐富的地區,由于可同時提供醋酸和乙炔原料,故尚有一定的市場。

2.2 乙烯氣相法

現推薦采用乙烯為原料,替代以前基于乙炔的工藝。汽化的醋酸和乙烯用氧氣在固定床反應器中采用負載貴金屬的催化劑進行反應。采用Pd- Au、Pd- Pt 及Pd- Cd 負載型催化劑,載體主要為硅膠和氧化鋁。VAM用冷凝和洗滌方法回收,用蒸餾提純。在BP 公司Leap 流化床技術中,催化劑可連續除去和再加入,使過程有長的運轉周期,還可節減投資費用30%。Praxair 公司推出的專利,用99.95%純度的氧氣以降低反應器中惰性物質數量,并可提高產率高達5%。依斯曼化學公司開發了基于醋酸制造VAM的三步法液相工藝,產率高達95%。塞拉尼斯公司新的VAntage 技術可提高效率和降低操作費用,并可提高能力10%~15%。

(1)固定床工藝

固定床工藝的乙烯單程轉化率為8%~10%,醋酸單程轉化率為8%~20%,以乙烯計,VAM選擇性為90%~94%,催化劑的空時產率為280~300 g/(L·h),催化劑壽命為1~3 年,副產物產率按乙烯計,CO2 為5%~8%、乙醛為0.5%~1%、其他副產物低于0.1%。USI 乙烯氣相法由美國National Distillers 子公司USI 開發,整個流程分為合成和精制兩部分,其工藝條件較緩和,反應溫度為125~140 ℃,反應壓力為0.15~0.25 MPa,空速為200~300 h- 1,催化劑以Pd- Pt為主,載體為耐酸的α- Al2O3,催化劑壽命較長,為2~3 年。但采用此法的生產廠不多。拜耳法流程與USI 法相似,其催化劑壽命超過2 年,但需不斷提高反應溫度以保持VAM產率。過程中約有4%~10%的乙烯轉化成CO2。塞拉尼斯化學公司采用Vantage 技術對該公司全球范圍內的VAM裝置進行改造。該公司在新加坡的19 萬t/a VAM裝置采用Vantage 技術后,產能提高到21 萬t/a。

(2)流化床工藝

多年來,BP 公司一直以乙烯、醋酸和氧氣為原料,采用多管式固定床反應器生產醋酸乙烯。1998年,該公司推出稱為Leap 的流化床生產工藝,克服了以前傳統技術存在的制約因素。BP 公司在英國赫爾建成25 萬t/a 醋酸乙烯生產裝置。該Leap 新技術也成功應用于其他生產裝置中。該工藝采用新設計的流化床反應器系統和催化劑,使裝置投資費用降低30%。產品收率以醋酸計為99%,以乙烯計為92%~94%,明顯高于固定床技術。BP 工藝采用的流化床VAM催化劑組成與固定床相似,也為Pd/M/A,其中M表示Ba、Au、Cd、Mn、

Fe、Co、Ce、U 及其混合物;A 表示堿金屬(K 最好)及其混合物。催化劑中Pd 的含量為0.1%~5.0%,最好為0.5%~2.0%;堿金屬為0%~10%左右,最好為0.01%~5%;M為0%~5%左右,最好為0.1%~3%。催化劑組成包括惰性載體和粘結材料,適用的載體和粘結劑材料包括二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦及其混合物。

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