國(guó)內(nèi)外醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝分析

司基臣（山東省滕州中盛化工有限公司生產(chǎn)運(yùn)行部調(diào)度員，山東 滕州 277500）

醋酸乙烯(VAC)別名醋酸乙烯酯，是一種無色透明，氣味比較弄的液體。醋酸乙烯是一種重要的化工原料，資料顯示醋酸乙烯的產(chǎn)量在化工原料中排名在前50名[1]。醋酸乙烯以及其衍生物在涂料、皮革制品、纖維合成以及土壤改良等領(lǐng)域得到廣泛使用，隨著使用領(lǐng)域的擴(kuò)大從而促進(jìn)了醋酸乙烯的發(fā)展。

1 醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展過程[2]

從二十世紀(jì)60年代末采用乙烯法制備醋酸乙烯，由于該方法具有很多優(yōu)點(diǎn)從而得到迅速發(fā)展。到70年代時(shí)生產(chǎn)醋酸乙烯的方法基本采用乙烯法。醋酸乙烯的生產(chǎn)方法主要是從乙炔法發(fā)展，最終向乙烯法發(fā)展。目前全球生產(chǎn)醋酸乙烯的方法主要有兩種方法一種是乙炔法另外中是乙烯法，乙烯法與乙炔法所占的市場(chǎng)份額比為7:3[3]。

1.1 乙炔法

乙烯法是制備醋酸乙烯的一種方法，該方法主要包含乙炔液相法和乙炔氣相法。乙炔液相法是由F-Klatt提出該方法，該方法采用HgCl2、Hg(NO3)2等汞鹽作為催化劑，反應(yīng)溫度為30-75℃，將過量的C2H2通人CH3COOH溶液中，經(jīng)過反應(yīng)制備出醋酸乙烯，由過量的C2H2帶出，同時(shí)反應(yīng)中副產(chǎn)物二醋酸乙叉酯通過裂解可以制備出醋酸乙烯。由于乙炔液法因催化劑選擇性差、反應(yīng)副產(chǎn)物多以及對(duì)設(shè)備的腐蝕性比較大，該方法已被淘汰[4]。乙炔氣相法是由德國(guó)公司在1921年開發(fā)CH3COOH與C2H2氣相合成的方法。該方法主要以Wacker和Borden工藝為代表。Wacker方法采用固定床列管式反應(yīng)器建立了乙炔氣相法制備醋酸乙烯的裝置，是乙炔法經(jīng)典工藝，到后期固定床裝置改為流化床裝置。Borden工藝是采用將天然氣進(jìn)行氧化制備出乙炔，采用副產(chǎn)物的合成氣體制備出醋酸，最終將醋酸和乙炔混合反應(yīng)制備出醋酸乙烯。

1.2 乙烯法

乙烯法是指將氧氣、乙烯以及醋酸在催化劑Pd-Au(PT)以及醋酸甲的作用下，在反應(yīng)溫度為100-200℃，壓強(qiáng)條件為0.6-0.8MP下，通過固定床反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)制備出醋酸乙烯，將反應(yīng)物進(jìn)行分離、精餾最終制備出醋酸乙烯產(chǎn)品。乙烯法制備醋酸乙烯主要有兩種方法分別是乙烯液相法和乙烯氣相法。

1.2.1 乙烯液相法

由前蘇聯(lián)開發(fā)將BdCl2與CH3COONa·3H2O在冰醋酸中通入乙烯通過加壓經(jīng)過一定時(shí)間最終可制備出醋酸乙烯。接著英國(guó)、德國(guó)等公司開始研究開發(fā)了許多制備醋酸乙烯的方法其中以ICI方法為代表。在實(shí)際中由于ICI技術(shù)中使用BdCl2作為催化劑，含有Cl-這樣很容易是設(shè)備發(fā)生電化學(xué)加速設(shè)備的腐蝕，數(shù)據(jù)顯示ICI技術(shù)的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間僅為2-3年。最終使得ICI技術(shù)被淘汰。

1.2.2 乙烯氣相法

該方法主要工藝是以Bayer氣相法和USI氣相法為代表，表1.1是Bayer法和USI法的比較。

表1.1Bayer法和USI法的比較

從表1.1中可以看出Bayer具有很多優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)勢(shì)超過USI。因此全球以乙烯液相法制備醋酸乙烯方法多采用Bayer法。

1.3 其他方法

目前醋酸乙烯的制備新方法主要有乙醛促酐加成法、羧基合成法以及醋酸單一原料法。乙醛促酐加成法由于工藝流程比較長(zhǎng)、副產(chǎn)物多以及提出過程復(fù)雜使得該方法早已被淘汰。羧基合成法是以CH3OH為原料，有兩條工藝路線，一是CH3OH與醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)，接著醋酸甲醋羧基化合成醋酐。另一條工藝是以煤炭制備CH3OH然后將CH3OH與醋酸進(jìn)行反應(yīng)制備出醋酐。羧基合成法在制備醋酸乙烯是不需要乙烯以及醋酸原料，直接通過煤為原料制備出醋酸乙烯，該方法實(shí)用于煤資源比較豐富地區(qū)。

2 醋酸乙烯工藝比較

乙烯法與乙炔法所制備的醋酸乙烯含量都超過99.5%。然而乙炔法中含有雜質(zhì)醛類超過乙烯法，所以乙烯法的質(zhì)量要比乙炔法好。

乙炔法與乙烯法比較可以看出：天然氣乙炔法在投資成本上要高于乙烯法，并且技術(shù)難度大。以電石乙炔為原料的工藝由于技術(shù)簡(jiǎn)單、投資成本低，使得電石乙炔法優(yōu)于天然氣乙炔法。但電石工業(yè)耗能高、污染嚴(yán)重，電石乙炔的價(jià)格高于石油乙烯，因而生產(chǎn)成本高。醋酸乙烯制備醋酸乙烯的兩種路線進(jìn)行比較，可以看出乙烯生產(chǎn)法與石油等其他資源相關(guān)性比較大，同時(shí)工藝要求嚴(yán)格。乙炔法制備醋酸乙烯操作相對(duì)容易。新建裝置可據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)條件如水、電、交通等是否豐富便利，原料供應(yīng)是否充足、廉價(jià)等來決定采用哪種工藝路線。目前，需比較乙烯和電石乙炔原料的價(jià)格，再?zèng)Q定采用乙烯法或采用電石乙炔法生產(chǎn)。

[1]程學(xué)杰.醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展綜述[J].化工時(shí)刊，2008，22(6).68-70.

[2]崔小明,陳天舒.醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)分析[J].2010，18(3).5-10.

[3]魏紹東.柳巨瀾.醋酸乙烯酯的生產(chǎn)技術(shù)與市場(chǎng)[J].化學(xué)中間體，2006，(8).11-23.

[4]姚逸民.化工百科全書(2)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1991，747-756.