醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

左圣達(dá)

摘 要：醋酸乙烯是有機(jī)化工原料中的一種，在化工生產(chǎn)過(guò)程中比較常用。本文對(duì)醋酸乙烯的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行介紹，并且對(duì)醋酸乙烯的生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討，旨在提高醋酸乙烯的生產(chǎn)水平。

關(guān)鍵詞：醋酸乙烯 生產(chǎn)技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TQ325 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082 （2017） 04-0210-01

引言

醋酸乙烯是無(wú)色透明、具有強(qiáng)烈刺激性氣味的液體，是化工生產(chǎn)過(guò)程中是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用于聚醋酸乙烯生產(chǎn)，經(jīng)醇解制得聚乙烯醇，同時(shí)還可以用于醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或共聚樹脂、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物等衍生物的生產(chǎn)，在很多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。對(duì)醋酸乙烯的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)具有廣闊的前景，隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提升，對(duì)醋酸乙烯應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展。

一、醋酸乙烯的生產(chǎn)技術(shù)

生產(chǎn)醋酸乙烯的技術(shù)有很多種，在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，醋酸乙烯的生產(chǎn)技術(shù)主要有乙炔液相法、乙烯液相法、乙醛醋酐合成法等，當(dāng)前，受到工藝以及原材料的影響，醋酸乙烯生產(chǎn)主要采取的方法有乙炔法和乙烯法兩種。其中乙烯法生產(chǎn)醋酸乙烯所需要的時(shí)間較短，而且生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保達(dá)標(biāo)，經(jīng)濟(jì)性高，因此在化工生產(chǎn)中占有主導(dǎo)地位。

1.乙烯法

利用乙烯法生產(chǎn)醋酸乙烯是將乙烯、醋酸、氧氣在催化劑以及醋酸鉀助催化劑的共同作用下，經(jīng)過(guò)反應(yīng)生成醋酸乙烯，其中醋酸乙烯的生產(chǎn)的溫度條件為100～200℃，壓強(qiáng)為0.6～0.8MPa。在醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中，最初采用乙烯法進(jìn)行生產(chǎn)的是英國(guó)和日本，乙烯法中的催化劑中含有較多的氯離子，對(duì)裝置設(shè)備的腐蝕性較大，傳統(tǒng)的乙烯法生產(chǎn)裝置已經(jīng)被淘汰。在上世紀(jì)六十年代末期開發(fā)了乙烯氣相法，并且在日本建成第一套乙烯氣相法 Bayer 技術(shù)裝置。乙烯氣相法使用固定床作為反應(yīng)器，催化劑的使用壽命大約為1年左右。同時(shí)美國(guó)也加強(qiáng)對(duì)乙烯法的研究，產(chǎn)生了USI技術(shù)，該技術(shù)與日本的生產(chǎn)技術(shù)類似，但是工藝條件更加溫和，同時(shí)生產(chǎn)能力也相對(duì)較小，不適宜大規(guī)模的化工生產(chǎn)。隨著醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，還開發(fā)了Leap技術(shù)，這種技術(shù)與Bayer技術(shù)基本類似，但是采用流化床反應(yīng)器，因此使得醋酸乙烯生產(chǎn)裝置的投資相對(duì)減少，也提高了醋酸乙烯的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力，而且催化劑的使用壽命得到了延長(zhǎng)。

2.乙炔法

乙炔法則是將乙炔、醋酸混合在一起，并且在醋酸鋅的催化作用下，在常壓以及溫度為160～205℃的條件下進(jìn)行反應(yīng)生成醋酸乙烯的方法。第一套采用乙炔法進(jìn)行醋酸乙烯生產(chǎn)的裝置是德國(guó)研發(fā)的，該裝置的工作溫度一般在30～75℃之間，其中催化劑為硫酸汞，將過(guò)量的乙炔通入醋酸溶液中可以得到醋酸乙烯，但是這種裝置生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物較多，而且可以選擇的催化劑不多，催化劑對(duì)設(shè)備的腐蝕比較嚴(yán)重，因此當(dāng)前已經(jīng)淘汰。隨著醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)的不斷深入研究，開發(fā)了乙炔氣相法，而且德國(guó)某公司于上世紀(jì)二十年代末期建立了第一個(gè)工業(yè)化乙炔氣相法合成裝置，采用固定床列管作為各種原料制劑的反應(yīng)器。上世紀(jì)六十年代日本對(duì)乙炔生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造，使用了流化床反應(yīng)器，使得乙炔氣相法不斷完善，而且將乙炔固定床工藝轉(zhuǎn)變?yōu)榱骰补に嚒８鶕?jù)原料不同，采用乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯的方法主要有電石乙炔法和天然氣乙炔法兩種，電石乙炔法的成本較高、污染比較嚴(yán)重，當(dāng)前也逐漸被淘汰。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)可以利用天然氣氧化制取乙炔，并且用生產(chǎn)乙炔過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)氣合成醋酸乙烯，是一種經(jīng)濟(jì)、清潔的生產(chǎn)方法，這種技術(shù)在天然氣資源豐富的國(guó)家比較適用，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)的天然氣資源相對(duì)缺乏，因此我國(guó)化工生產(chǎn)中醋酸乙烯乙炔法還是主要采用電石乙炔法。

3.乙炔法和乙烯法比較

乙烯法和乙炔法各有優(yōu)劣，通過(guò)整體比較發(fā)現(xiàn)，通過(guò)兩種方法生產(chǎn)，產(chǎn)品中的醋酸乙烯氣體的含量都可以達(dá)到99.5%以上，但是乙炔法中的副產(chǎn)物相對(duì)較多，尤其是醛類物質(zhì)，其含量比乙烯法產(chǎn)生的要高很多，醛類物質(zhì)對(duì)醋酸乙烯的聚合反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生較大的影響，如果為了生產(chǎn)聚乙烯醇產(chǎn)品，則乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯所得到的聚乙烯醇產(chǎn)品的質(zhì)量不如乙烯法高。另外，從環(huán)保的角度來(lái)講，乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯過(guò)程中的能耗較高，產(chǎn)生的環(huán)境污染比較嚴(yán)重，相對(duì)比起來(lái)，乙烯法的能耗低而且環(huán)境污染小，因此在醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中采用乙烯法居多。

二、醋酸乙烯的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

醋酸乙烯的生產(chǎn)發(fā)展應(yīng)該要以提高醋酸乙烯產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗為目標(biāo)。在醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中可以從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行考慮：

1.拓展原材料

乙烯和乙炔是醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的主要原料，但是乙烯主要受到石油價(jià)格以及石油存儲(chǔ)量的影響，乙炔則受到電石質(zhì)量及環(huán)境問(wèn)題的限制，因此兩種方法各有利弊。因此可以考慮拓展原材料的來(lái)源，提高醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的原材料供給量。當(dāng)前巖氣、煤層氣等新型資源的技術(shù)研究已逐漸成熟，開采技術(shù)也不斷提高，供應(yīng)量不斷提升，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中可以加強(qiáng)對(duì)新型能源在醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用技術(shù)，從而加強(qiáng)對(duì)各種新型能源的應(yīng)用，以此提高醋酸乙烯的生產(chǎn)水平。

2.催化劑發(fā)展

催化劑是醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的重要原料，催化劑的質(zhì)量直接影響醋酸乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量，當(dāng)前常用的醋酸乙烯生產(chǎn)法中的乙炔法主要采用醋酸鋅負(fù)載活性炭作為催化劑，這種催化劑制作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，而且容易得到，但是使用壽命較短，催化活性下降較快。乙烯法所采用的催化劑無(wú)論是在使用壽命還是催化活性方面都比乙炔法催化劑更占優(yōu)勢(shì)。但是在醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)催化劑的回收處理是一個(gè)必須要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題，在今后的研究中應(yīng)該要積極加強(qiáng)對(duì)催化劑的研究，尤其是對(duì)催化劑活性組分的優(yōu)化、載體選取、制備工藝等方面要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而使得催化劑的活性不斷提升，催化劑的使用壽命不斷延長(zhǎng)。

3.工藝優(yōu)化

醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的副反應(yīng)較多，副反應(yīng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，因此在醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該要加強(qiáng)對(duì)工藝的優(yōu)化，降低或者完全消除醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的副反應(yīng)。例如采用粗分塔塔頂氣相直接進(jìn)入醋酸乙烯精制塔進(jìn)行醋酸乙烯生產(chǎn)，可以提高醋酸乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量以及裝置運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性，是一種具有開發(fā)前景的基礎(chǔ)。再比如超重力精餾技術(shù)也是一種新的化工分離技術(shù)，在應(yīng)用過(guò)程中表現(xiàn)出強(qiáng)勁的優(yōu)勢(shì)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程中常用的方法有乙烯法和乙炔法兩種，總體說(shuō)來(lái)，乙炔法的投資相對(duì)較低、但是單位生產(chǎn)成本較高，能耗較大，環(huán)境污染嚴(yán)重，乙烯法的投資相對(duì)較高，但是能耗低，產(chǎn)生的環(huán)境污染較小，兩者各有利弊。在未來(lái)的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該要積極加強(qiáng)對(duì)醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新研究，提高醋酸乙烯生產(chǎn)水平。

參考文獻(xiàn)

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