醋酸乙烯酯
[拼音]:cusuan yixizhi
[外文]:vinyl acetate
CH3COOCH=CH2 簡(jiǎn)稱醋酸乙烯。無(wú)色、易燃的液體,沸點(diǎn)72.7℃。工業(yè)上主要由乙烯與醋酸制得。因分子中含乙烯基雙鍵,易發(fā)生聚合反應(yīng),適于制造均聚物或共聚物(見(jiàn)聚合物)。
生產(chǎn)方法
曾有三種生產(chǎn)方法。最早工業(yè)化的是乙炔與醋酸加成法,其次是由乙醛與醋酐的兩步合成法,工業(yè)上最重要的是乙烯合成法。1985年世界醋酸乙烯酯產(chǎn)量2.85Mt以上,其中絕大多數(shù)采用乙烯合成法生產(chǎn)。
乙炔與醋酸加成法
此法最早是由美國(guó)杜邦公司于1920年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。反應(yīng)在氣相中以載于活性炭上的醋酸鋅作催化劑,在170~250℃下進(jìn)行。
CH??CH+CH3COOH─→CH3COOCH=CH2
乙炔與醋酸蒸氣的摩爾比為2.5~4。采用固定床或沸騰床反應(yīng)器。反應(yīng)中生成的副產(chǎn)物有乙醛、丁烯醛、丙酮、苯等。乙炔轉(zhuǎn)化率60%~70%,醋酸乙烯酯選擇性以乙炔計(jì)為93%,以醋酸計(jì)為99%。此法產(chǎn)物選擇性高,反應(yīng)易于控制。(見(jiàn)彩圖)
乙醛與醋酐兩步合成法
1970年以前美國(guó)塞拉尼斯公司曾采用此法生產(chǎn)醋酸乙烯酯,現(xiàn)因流程長(zhǎng),已被淘汰。第一步是乙醛與醋酸酐反應(yīng)生成二醋酸亞乙酯:
CH3CHO+(CH3CO)2O─→CH3CH(OOCCH3)2
然后用酸催化劑,在120℃下使二醋酸亞乙酯分解生成醋酸乙烯酯:
CH3CH(OOCCH3)2─→CH3COOCH=CH2+CH3COOH
乙烯合成法
日本可樂(lè)麗公司和美國(guó)工業(yè)化學(xué)品公司分別在1968和1970年建立了乙烯法生產(chǎn)醋酸乙烯酯的裝置。此法反應(yīng)式為:
工業(yè)上實(shí)現(xiàn)這一反應(yīng)過(guò)程有兩種方法:
(1)液相法 乙烯和氧的混合氣在100~130℃、3~4MPa條件下,通入溶有氯化鈀-氯化銅催化劑(見(jiàn)絡(luò)合催化劑)的醋酸中,并以堿金屬鹽如醋酸鈉、醋酸鉀等作助催化劑,單程轉(zhuǎn)化率僅5%左右。生成的醋酸乙烯酯與水容易反應(yīng)生成乙醛,須迅速?gòu)拇呋瘎┤芤褐蟹殖?。此法特點(diǎn)是副產(chǎn)的乙醛再氧化為醋酸,可滿足本過(guò)程的需要。但因催化劑溶液腐蝕性強(qiáng),設(shè)備需用耐腐蝕材料,現(xiàn)已逐漸為氣相法取代。
(2)氣相法 使乙烯、氧和醋酸蒸氣通過(guò)催化劑床層,常用的催化劑為載于二氧化硅上的鈀,并以醋酸鉀作助催化劑,反應(yīng)溫度165~180℃,壓力0.6~0.8MPa??紤]到物料的爆炸極限、熱效應(yīng)及選擇性,必須限制反應(yīng)物料的轉(zhuǎn)化率。乙烯單程轉(zhuǎn)化率控制在10%左右,醋酸單程轉(zhuǎn)化率約為20%,醋酸乙烯酯的選擇性以乙烯計(jì)為94%,以醋酸計(jì)可達(dá)98%~99%。主要副反應(yīng)是乙烯的完全氧化。此外,尚有少量乙醛、醋酸乙酯和聚合物等生成。與液相法相比,此法副產(chǎn)乙醛量較少,且設(shè)備腐蝕不嚴(yán)重。
該法反應(yīng)在列管式反應(yīng)器(見(jiàn)圖)中進(jìn)行,管外用高壓水移走反應(yīng)熱。反應(yīng)氣體冷卻后入吸收分離塔,用醋酸吸收醋酸乙烯酯及副產(chǎn)物乙醛等,塔頂排出未反應(yīng)的乙烯,經(jīng)水洗后大部分可循環(huán)使用。反應(yīng)液在精制系統(tǒng)中,經(jīng)脫輕組分(乙醛)后,再在精餾塔中加阻聚劑進(jìn)行精餾,可得聚合級(jí)成品。
甲醇羰基化法
80年代初美國(guó)哈康公司和科學(xué)設(shè)計(jì)公司開發(fā)的方法,反應(yīng)步驟為:
2CH3OH+2CH3COOH─→2CH3COOCH3+2H2O
2CH3COOCH3+2CO+H2
─→CH3CH(OOCCH3)2+CH3COOH
CH3CH(OOCCH3)2─→CH3COOCH=CH2+CH3COOH
總反應(yīng)為:
2CH3OH+2CO+H2─→CH3COOCH=CH2+2H2O
這一路線的關(guān)鍵步驟是醋酸甲酯羰基化得二醋酸亞乙酯,所用催化劑種類很多,例如Rh-I系統(tǒng),反應(yīng)條件為150℃,7MPa,收率為63%左右。因醋酸和甲醇均可由合成氣制得,不需要乙炔或乙烯,已引起人們的廣泛注意。
用途
醋酸乙烯酯主要用于生產(chǎn)聚醋酸乙烯酯及與其他烯烴的共聚物。聚醋酸乙烯酯進(jìn)一步醇解成為聚乙烯醇,用于制造聚乙烯醇纖維(即維尼綸)以及膠粘劑。醋酸乙烯酯與乙烯共聚所得乙烯-醋酸乙烯酯樹脂(EVA)是重要的紡織助劑、膠粘劑、印刷工業(yè)中無(wú)線裝訂用熱熔膠的原料以及硬質(zhì)聚氯乙烯改性劑。醋酸乙烯酯與氯乙烯共聚所得的氯醋共聚物是制唱片的原料。上述共聚物還可用作涂料和膠體保護(hù)劑等。
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標(biāo)簽:醋酸乙烯酯
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文章名稱:《醋酸乙烯酯》
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