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醋酸乙烯

产品分类:
综合

产品介绍

 

国标编号:32131

CAS号:108-05-4

中文名称乙酸乙烯酯

英文名称:Acetic acid vinyl ester; ethenyl acetate

别名:乙酸乙烯;乙烯基乙酸酯;醋酸乙烯酯

分子式:C4H6O2;CH3COOCHCH2

外观与性状: 无色液体,具有甜的醚味

分子量:86.09

蒸汽压:13.3kPa/21.5℃

闪点:-8℃

熔点:-93.2℃

沸点:71.8~73℃

溶解性:微溶于水,溶于醇、醇、丙酮、苯、氯仿

密度:相对密度(水=1)0.93;

相对密度:(空气=1)3.0

稳定性:稳定

危险标记:7(易燃液体)

主要用途:用于有机合成,主要用于合成维尼纶,也用于粘结剂和涂料工业等

醋酸乙烯,是世界上产量最大的有机化工原料之一,主要用于生产聚醋酸乙烯乳液和树脂、聚乙烯醇、乙烯—醋酸乙烯共聚物、氯乙烯—醋酸乙烯共聚物、聚丙烯腈共聚单体等。

醋酸乙烯(VAc)单体(VAM)是醋酸及其衍生物行业中最主要的初级衍生物加工产品,也是有机合成化工(聚合物工艺学)中的主导型原料之一,有较高的生产制备及衍生加工的技术经济价值。作为醋酸的再加工物,醋酸乙烯的生产开发状况对醋酸行业的整体发展具有日益显著的影响作用。

醋酸乙烯(VAM)用于生产聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、乙烯- 醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、氯乙烯- 醋酸乙烯共聚物等众多聚合物类产品。该类产品广泛应用于纺织、化工、建筑、造纸、卷烟、家具、包装、装潢、装饰、化妆、洗涤、医药、印刷、电气、橡胶、皮革、化纤、电子、精细化工、粘接等众多领域。主要用做乳化剂、粘结剂、稳定剂、整理剂深层材料、化学浆料、塑料材料、薄膜制品、防护涂层、纤维材料等。在纤维领域,醋酸乙烯主要用于维尼纶合成和醋酸乙烯- 丙烯腈类纤维。上述用途中以共聚物最有发展前景。

在醋酸乙烯应用市场中:聚醋酸乙烯占VAM约48%,其应用包括水基涂料、胶粘剂、丙烯酸纤维、纸张涂料和无纺粘合剂;聚乙烯醇(PVOH)用于包装薄膜和玻璃层压片,占VAM需求量约35%;其余用于乙烯- 醋酸乙烯共聚乳液(VAE)或共聚树脂(EVA)、氯乙烯- 醋酸乙烯共聚物(EVC)、乙烯- 乙烯醇(EVOH)绝缘树脂和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。

1 生产技术进展

目前VAM生产工艺路线主要有乙烯气相法和乙炔气相法两种,其中乙烯气相法由于工艺经济性好而占主导地位。美国自上个世纪70 年代就完成了乙炔法向乙烯法的转换,而在天然气和电石资源丰富的地区,乙炔法工艺仍有一定的竞争力。

1.1 乙炔气相法

乙炔气相法工艺将乙炔和醋酸在催化剂作用下气相反应生成VAM,催化剂为醋酸锌- 活性炭(组成比例为15∶100),并添加助催化剂次碳酸铋,反应温度为170~200 ℃,压力为常压,空速为200~400h- 1。乙炔气相法合成VAM工艺有固定床和流化床之分。流化床反应的优点是催化剂床层温度分布均匀、反应温度略低(比固定床低10~20 ℃)、乙炔聚合物减少、催化剂寿命长、单体质量高、反应条件稳定。但主要缺点是催化剂磨损较大,需采用耐磨的活性炭(如椰壳炭) 作载体。乙炔法的乙炔单耗为340~360 kg/t,醋酸单耗为730 kg/t。由于生产原料费用较高,乙炔法已逐渐被乙烯法取代,但在天然气丰富的地区,由于可同时提供醋酸和乙炔原料,故尚有一定的市场。

2.2 乙烯气相法

现推荐采用乙烯为原料,替代以前基于乙炔的工艺。汽化的醋酸和乙烯用氧气在固定床反应器中采用负载贵金属的催化剂进行反应。采用Pd- Au、Pd- Pt 及Pd- Cd 负载型催化剂,载体主要为硅胶和氧化铝。VAM用冷凝和洗涤方法回收,用蒸馏提纯。在BP 公司Leap 流化床技术中,催化剂可连续除去和再加入,使过程有长的运转周期,还可节减投资费用30%。Praxair 公司推出的专利,用99.95%纯度的氧气以降低反应器中惰性物质数量,并可提高产率高达5%。依斯曼化学公司开发了基于醋酸制造VAM的三步法液相工艺,产率高达95%。塞拉尼斯公司新的VAntage 技术可提高效率和降低操作费用,并可提高能力10%~15%。

(1)固定床工艺

固定床工艺的乙烯单程转化率为8%~10%,醋酸单程转化率为8%~20%,以乙烯计,VAM选择性为90%~94%,催化剂的空时产率为280~300 g/(L·h),催化剂寿命为1~3 年,副产物产率按乙烯计,CO2 为5%~8%、乙醛为0.5%~1%、其他副产物低于0.1%。USI 乙烯气相法由美国National Distillers 子公司USI 开发,整个流程分为合成和精制两部分,其工艺条件较缓和,反应温度为125~140 ℃,反应压力为0.15~0.25 MPa,空速为200~300 h- 1,催化剂以Pd- Pt为主,载体为耐酸的α- Al2O3,催化剂寿命较长,为2~3 年。但采用此法的生产厂不多。拜耳法流程与USI 法相似,其催化剂寿命超过2 年,但需不断提高反应温度以保持VAM产率。过程中约有4%~10%的乙烯转化成CO2。塞拉尼斯化学公司采用Vantage 技术对该公司全球范围内的VAM装置进行改造。该公司在新加坡的19 万t/a VAM装置采用Vantage 技术后,产能提高到21 万t/a。

(2)流化床工艺

多年来,BP 公司一直以乙烯、醋酸和氧气为原料,采用多管式固定床反应器生产醋酸乙烯。1998年,该公司推出称为Leap 的流化床生产工艺,克服了以前传统技术存在的制约因素。BP 公司在英国赫尔建成25 万t/a 醋酸乙烯生产装置。该Leap 新技术也成功应用于其他生产装置中。该工艺采用新设计的流化床反应器系统和催化剂,使装置投资费用降低30%。产品收率以醋酸计为99%,以乙烯计为92%~94%,明显高于固定床技术。BP 工艺采用的流化床VAM催化剂组成与固定床相似,也为Pd/M/A,其中M表示Ba、Au、Cd、Mn、

Fe、Co、Ce、U 及其混合物;A 表示碱金属(K 最好)及其混合物。催化剂中Pd 的含量为0.1%~5.0%,最好为0.5%~2.0%;碱金属为0%~10%左右,最好为0.01%~5%;M为0%~5%左右,最好为0.1%~3%。催化剂组成包括惰性载体和粘结材料,适用的载体和粘结剂材料包括二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛及其混合物。

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