ВУЗ:
Составители:
Винилацетат способен к дальнейшему присоединению уксусной кислоты с образованием этилидендиацетата, вследст-
вие чего возникает система последовательно-параллельных реакций:
CH≡CH →
+HOAc
CH
2
=CHOAc →
+HOAc
CH
3
–CH(OAc)
2
.
Первая стадия протекает значительно быстрее второй, но чтобы подавить образование этилидендиацетата, необходим
избыток ацетилена по отношению к уксусной кислоте. Другими побочными продуктами являются ацетальдегид, образую-
щийся за счет гидролиза ацетилена водой, в небольшом количестве находящейся в реакционной массе, и ацетон, получае-
мый за счет кетонизации кислоты:
2CH
3
–COOH → CH
3
–CO–CH
3
+ CO
2
+ H
2
O.
Кроме того, небольшое количество веществ полимеризуется, образуя смолистые соединения. Во избежание чрезмерно-
го развития побочных реакций и для повышения производительности реактора полезно поддерживать сравнительно невысо-
кую степень конверсии уксусной кислоты (
≈ 60 %). В этих условиях выход винилацетата достигает 95…98 % по уксусной
кислоте и 92…95 % по ацетилену.
При промышленном синтезе винилацетата используют мольное отношение ацетилена к уксусной кислоте от 3,5:1 до
5:1. Катализатор готовят пропиткой активного угля ацетатом цинка с последующей сушкой. Свежий катализатор содержит
30 % ацетата цинка и обладает высокой активностью уже при 170…180
°С. При работе он постепенно дезактивируется из-за
отложений полимера и смол, что требует постепенного повышения температуры до 210…220
°С.
Синтез проводят при атмосферном давлении в трубчатом реакторе, охлаждаемом кипящим водным конденсатом; при
этом генерируется технологический пар, используемый на других стадиях производства. Возможно применение реактора с
псевдоожиженным слоем катализатора.
Упрощенная схема этого процесса представлена на рис. 9. Парогазовую смесь исходных веществ подогревают в теплооб-
меннике
1 горячими реакционными газами и подают в реактор 2. Выходящая из него смесь последовательно охлаждается в те-
плообменнике
1 и системе водяных и рассольных холодильников 3, где конденсируются все жидкие вещества. Непрореагиро-
вавший ацетилен возвращают на приготовление исходной смеси, а жидкость направляют на разделение в систему ректифика-
ционных колонн
5, где отгоняются легкая фракция, винилацетат, уксусная кислота (возвращаемая на синтез) и этилидендиаце-
тат. Тяжелый остаток идет на сжигание.
Рис. 9. Схема синтеза винилацетата из ацетилена:
1 – теплообменник; 2 – реактор; 3 – система холодильников-конденсаторов;
4 – сепаратор; 5 – блок ректификации; 6 – компрессор
Синтез акрилонитрила и винилацетилена. Способ их получения из ацетилена основан на использовании каталитиче-
ской системы Ньюленда, являвшейся одним из первых металлокомплексных катализаторов. Она представляет собой концен-
трированный (35…40 %-ный) водный раствор Сu
2
Сl
2
и NH
4
Cl с добавками NaCl или KСl, подкисленный до рН 1,0…1,5. В
этой системе образуются ассоциированные медноаммиачные комплексы, способные к образованию координационных ком-
плексов с ацетиленом и к обмену лигандами.
Процесс сопровождаются последовательными превращениями – образованием тримера и полимеров ацетилена при
синтезе винилацетилена и гидролизом акрилонитрила
2C
2
H
2
→ CH
2
=CH–C≡CH
→
+
22
HC
CH
2
=CH–CH=CH–C≡CH и т.д.,
СH
2
=CHCN + 2H
2
O → CH
2
=CH–COOH + NH
3
,
а также образованием других продуктов. Поэтому очень важно удалять из катализаторного раствора целевые вещества из-
бытком барботирующего через раствор ацетилена, который затем возвращают на реакцию. Оба процесса проводят в барбо-
тажных колоннах, защищенных от коррозии кислотоупорными плитками; ацетилен или смесь ацетилена с синильной кисло-
той барботирует через катализаторный раствор. Тепло реакции отводится за счет нагревания реагентов и испарения продук-
тов.
2
1
3
6
5
4
Легкая фракция
Винилацетат
Уксусная кислота
Этилидендиацетат
На сжигание
Уксусная кислота
С Н
2
2
Пар
Н О
2
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- …
- следующая ›
- последняя »
