Синтез винилацетата (стр. 2 из 2)
Основными побочными продуктами являются диоксид углерода и вода, которые получаются в результате глубокого окисления этилена. В незначительных количествах образуются также ацетальдегид, ацетон, этилацетат, метилацетат и акролеин, количество которых не превышает одной сотой доли процента.
Промышленные установки по производству винилацетата из этилена и уксусной кислоты парофазным методом работают по лицензиям фирм «Байер» и «Нейшнл Дистиллерс». Технологическая схема производства винилацетата, реализованная фирмой «Нейшнл Дистиллерс» , представлена на рис. 1.
Рис.1Принципиальная технологическая схема парофазного процесса получения винилацетата
1-испаритель уксусной кислоты
2-подогреватель паро-газовой смеси
3-реактор
4-холдильник
5,6-скрубберы
7-компрессор
8-адсорбер СО2
9-десорбер
10-колонна выделения уксусной кислоты
11-стриперная (отгонка легких фракций) колонна
12-колонна осушки ВА
13-колонна выделения легколетучих примесей
14-колонна выделения ВА
Потоки:
I. – кислород
II. – этилен
III. -Уксусная кислота
IV. –перегретая вода
V. -Уксусная кислота
VI. -Вода
VII. -Отходящие газы
VIII. –СО2
IX. -Сточные воды
X. -Винилацетат
XI. -Легколетучие примеси
XII. -Высококипящие примеси
Процесс проводят в трубчатом реакторе 3, в трубки которого загружают твердый катализатор. Съем тепла экзотермической реакции осуществляется подачей перегретого конденсата в межтрубное пространство ректора. Процесс протекает при 423-473 К и 0,5-1,0 МПа. Реакционная паро-газовая смесь после охлаждения в теплообменнике поступает на конденсацию в в скруббер 6, орошаемой уксусной кислотой. Конденсат идет на ректификацию, а несконденсировавшиеся газы, в основном этилен и диоксид углерода, подают для очистки в скруббер 5, орошаемый водой, и затем в скруббер орошаемый водным раствором кали.В результате получают винилацетат-ректификат, регенирированную уксусную кислоту, а также фракцию легколетучихи высококипящих примесей, отправляемых на сжигаение. Отделение винилацетата от этилацетата осуществляется с помощью экстрактивной ректифиекации, в качестве экстрагентов применяют этиленгликоль или пропиленгликоль, а также воду и уксусную кислоту.
Сравнение различных методов получения винилацетата
Основными преимуществами парофазного метода по сравнению с жидкофазнымявляются:
1. Простота оформления.
2. Снижение коррозии.
3. Повышение конверсии, как этилена, так и уксусной кислоты.
4. Повышение селективности процесса.
Если учесть, что парофазные процессы получения винилацетата из этилена и ацетилена по технологическому оформлению и эксплуатационным характеристикам близки, то при их сравнении следует учитывать следующие факторы:
· Стоимость кислоты одна и та же, так как расходные коэффициенты по ней практически одинаковы.
· Стоимость этилена и кислорода в этиленовом способе должна быть меньше, чем ацетилена в ацетиленовом способе.
· Расходы на аппаратурное оформление в этиленовом способе выше, чем в ацетиленовом, так как условия безопасности работы обуславливают необходимость проведения процесса во взрывобезопасной области , когда конверсия как этилена, так и кислоты низки.
· Необходимость улавливания и удаления СО2 в этиленовом варианте.
· Выделение продуктов реакции из разбавленных этиленом и кислородом парогазовых смесей затруднено.
· При малой конверсии кислоты энергетические затраты на разделение конденсата с целью выделения винилацетата и других продуктов будет больше в этиленовом способе.
· Необходимы дополнительные затраты энергии на обезвоживание реакционной смеси и отдельных компонентов главным образом в этиленовом варианте.
· Требуется больше затрат энергии на циркуляцию непрореагировавшей кислоты в этиленовом способе.
Заключение
Таким образом, качественное сравнение методов свидетельствует о больших энергетических и капитальных затратах в этиленовом способе. Следовательно, определяющими могут стать затраты на сырье. В настоящее время цены на этилен ниже, чем на ацетилен, и поэтому предпочтение отдается этиленовому способу. Но так как цены на этилен все время растут и будут опережать рост цен на ацетилен, то в дальнейшем предпочтение может быть отдано ацетиленовому методу.
В этиленовом варианте использованы те же принципы, что и в процессе получения винилацетата из ацетилена. Вместе с тем плохо реализован один из основных принципов – требование высокой конверсии. Его выполнение затруднено из-за взрывоопасности используемой парогазовой смеси. Следовательно, в этом направлении и необходимо усовершенствовать процесс.
Список используемой литературы
1. Принципы технологии основного органическогои нефтехимичкского синтеза: Учеб.пособие для вузов /В.С.Тимофеев, Л.А.Серафимов.-2-е изд., перераб.-М.:Высш.шк.,2003-536 с.:ил.
2. Основы химии и технологии мономеров: Учеб.пособие /Н.А.Платэ, Е.В.Сливинский.- М.:Наука : МАИК «Наука/ интерпериодика». 2002-696с.:ил.
3. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М. :Химия, 1971. 840с.
4. Химия и технология мономеров для синтетических каучукоа : Учеб. Пособие для вузов/Кирпичников П.А., Лиакумович А.Г., победимский Д.Г., Попова Л.М.-Л.:Химия, 1981.-264с., ил.
5. Тимофеев В.С. Системные закономерностив технологии основного органического синтеза.-М.: МИТХТ им.М.В.Ломоносова, 1981. 107с.
6. Технология нефтехимического синтеза. Адельсон С.В., Вишнякова Т.П., Наумкин Я.М.-М.:Химия, 1985 г.,607с.