VINYL ACETATE의 준비 방법

중요한 산업 화학 물질 인 비닐 아세테이트 (VAM) 는 접착제, 코팅, 필름 및 기타 폴리머 제품의 핵심 구성 요소로 사용되는 폴리 비닐 아세테이트 및 폴리 비닐 알코올의 생산에 널리 사용됩니다. 따라서, 이해비닐 아세테이트의 제조 방법화학 산업 내의 전문가와 기업에 필수적입니다. 이 기사에서는 기본 화학 반응 및 공정 최적화에 대한 자세한 통찰력을 포함하여 비닐 아세테이트를 생산하는 데 사용되는 주요 방법을 살펴 보겠습니다.

1.에틸렌 경로: 가장 일반적인 방법

비닐 아세테이트를 제조하는 가장 널리 채택되는 방법 중 하나는 팔라듐계 촉매의 존재하에 에틸렌, 아세트산 및 산소의 반응을 통한 것이다. 일반적으로 "에틸렌 경로" 로 알려진이 공정은 매우 효율적이며 대규모 산업 환경에서 사용됩니다.

반응 과정

화학 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. [\ Text {C}2 \ 텍스트 {H}4 \ 텍스트 {CH}3 \ text{COOH} \ frac{1}{2}\ text{O}2 \ 오른쪽 \ 텍스트 {CH}3 \ 텍스트 {COOCHCH}2 \ text{H}_ 2 \ text{O} ]

이 반응에서, 에틸렌은 아세트산 및 산소와 반응하여 비닐 아세테이트 단량체 (VAM) 및 물을 형성한다. 종종 금 및 알루미나에 의해 지지되는 팔라듐 촉매는 반응 속도를 향상시키고 수율을 증가시키는데 중요한 역할을 한다. 온도 및 압력과 같은 작동 조건은 생산성을 최대화하기 위해 신중하게 제어되며, 전형적인 반응기 온도는 150 ℃ 내지 200 ℃이다.

에틸렌 경로의 장점

• 높은 수확량: 이 방법은 비닐 아세테이트의 높은 수율을 제공하여 매우 효율적입니다.
• 확장성: 대량 생산을 위해 확장 될 수 있으며 이는 대규모 산업 응용 분야에 유용합니다.
• 에너지 효율: 이 프로세스는 에너지를 보존하도록 최적화되어 전체 비용을 절감 할 수 있습니다.

2.아세틸렌 루트: 더 오래된 방법

에틸렌계 공정이 지배적이 되기 전에, 아세틸렌 경로는 비닐 아세테이트를 제조하는 주요 방법이었다. 이 방법은 아세트산 아연 촉매의 존재하에 아세틸렌을 아세트산과 반응시키는 것을 포함한다. 전체 반응은 다음과 같습니다.

[\ Text {C}2 \ 텍스트 {H}2 \ 텍스트 {CH}3 \ 텍스트 {COOH} \ 오른쪽 \ 텍스트 {CH}3 \ 텍스트 {COOCHCH}_ 2]

프로세스 개요

이 방법에서, 아세틸렌은 약 170 ℃의 온도에서 아세트산 아연을 함유하는 아세트산의 용액을 통해 버블링된다. 이 반응은 아세트알데히드 및 일산화탄소와 같은 소량의 부산물과 함께 비닐 아세테이트를 형성한다.

아세틸렌 경로의 단점

• 낮은 효율성: 수율은 에틸렌 경로에 비해 낮다.
• 안전 우려: 아세틸렌은 반응성이 높고 폭발 위험이 있으므로 에틸렌 기반 생산에 비해 공정이 덜 안전합니다.
• 환경 영향: 이 반응에서 생성된 부산물은 추가적인 취급 및 정제 단계를 필요로 할 수 있으며, 이는 환경 문제를 가중시킨다.

이러한 제한 때문에, 아세틸렌 경로는 비닐 아세테이트의 제조를 위한 보다 현대적이고 효율적인 에틸렌계 방법으로 대체되었다.

3.공정 개선 및 촉매 발전

촉매 재료의 혁신은비닐 아세테이트의 제조 방법. 특히, 팔라듐-금 촉매의 개발은 원하지 않는 부산물을 최소화하면서 전환율을 증가시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 입증되었다.

팔라듐-골드 촉매

팔라듐 단독은 효과적이지만, 아세트산에 의한 산화 또는 중독으로 인해 시간이 지남에 따라 불활성화될 수 있다. 이를 방지하기 위해 소량의 금을 첨가하여 팔라듐을 안정화시켜 촉매의 수명과 활성을 증가시킵니다. 이 합금 시스템은 다음을 돕습니다.

• 선택성 증가: 촉매는 선택적으로 다른 부생성물보다 비닐 아세테이트의 생산을 선호한다.
• 촉매 비활성화 감소: 금은 화학적 불활성화에 대한 촉매의 내성을 향상시켜 수명을 증가시킵니다.

4.비닐 아세테이트 생산의 환경 고려 사항

환경 영향에 대한 규제 압력과 글로벌 인식이 증가함에 따라 비닐 아세테이트의 제조에 사용되는 방법이 지속 가능하도록하는 것이 필수적입니다. 현대적인 발전은 다음에 초점을 맞추 었습니다.

• 배출 감소: 촉매 개선은 일산화탄소 및 다른 온실 가스의 형성을 감소시킨다.
• 에너지 효율: 원자로 설계 및 작동 조건을 최적화하면 에너지 소비를 크게 줄여 공정을 더 친환경적으로 만들 수 있습니다.
• 폐기물 관리: 개선 된 분리 기술은 사용되지 않은 아세트산과 에틸렌을 회수하고 재활용하여 폐기물을 줄이는 데 도움이됩니다.

결론

요약하면,비닐 아세테이트의 제조 방법에틸렌 경로가 현대 산업에서 가장 효율적이고 일반적으로 사용되는 수년에 걸쳐 크게 진화했습니다. 팔라듐-금 촉매의 사용은 환경 문제를 해결하면서 생산 효율을 더욱 향상시켰다. 아세틸렌 경로는 역사적으로 중요한 역할을했지만 수율이 낮고 안전 위험이 높기 때문에 대부분 구식입니다. 촉매 및 공정 설계의 발전은 지속 가능성과 효율성에 중점을두고 비닐 아세테이트 생산의 미래를 계속 형성 할 것입니다.

이러한 공정을 이해함으로써 화학 산업의 전문가들은 운영을 최적화하고 비닐 아세테이트 제조의 새로운 기술 발전에 적응할 수 있습니다.