비닐 아세테이트 CAS 108-05-4

가장 널리 채택되는 산업 공정비닐 아세테이트생산은 귀금속 촉매를 통한 에틸렌, 아세트산 및 산소의 증기{0}}촉매 합성에 의존합니다.

원료인 에틸렌과 빙초산을 예열하고 기화시킨 후 혼합한 후 팔라듐-금 지지 실리카 촉매가 장착된 고정층 반응기에 공급합니다. 반응 온도는 0.6~0.9 MPa의 압력 하에서 140~180도로 유지되며, 반응 선택성을 높이기 위해 조촉매로 아세트산칼륨을 첨가합니다.

핵심 반응에는 VAc와 물을 생성하기 위한 에틸렌, 아세트산 및 O2의 산화 첨가가 포함됩니다. 부반응으로 인해 이산화탄소, 아세트알데히드, 에틸아세테이트 등의 불순물이 생성됩니다. 이 경로는 쉽게 구할 수 있는 원자재와 강력한 연속 대량 생산 능력을 갖추고 있습니다.{2}}이는 전 세계 생산 능력의 90% 이상을 차지합니다.

반응기에서 배출되는 혼합가스는 응축되어 조생성물로 분리되며, 미반응 에틸렌은 재활용되어 재사용됩니다. Crude VAc는 1차 정류를 거쳐 아세트산과 물을 제거한 후, 2차 정류를 거쳐 아세트알데히드, 에틸아세테이트 등 가벼운 불순물을 제거합니다. 최종적으로 탈수 및 건조 과정을 거쳐 순도 99.9%가 넘는 완제품을 얻습니다.

VAc의 자가 중합을 방지하기 위해 정류 중에 환류 비율을 엄격하게 제어하고, 제품 안정화를 위해 미량의 중합 억제제를 첨가합니다.

초기 공정에서는 170~220도에서 아세트산아연 활성탄 촉매를 사용하여 아세틸렌과 아세트산 간의 액상 첨가 반응을 채택합니다.

아세틸렌의 높은 저장 및 운송 비용, 상당한 안전 위험, 신속한 촉매 비활성화, 과도한 에너지 소비 및 제품 불순물 분리의 어려움으로 인해 이 공정은 에틸렌{0} 기반 경로로 완전히 대체되었습니다. 소수의 구식 소규모-생산 장치만 운영되고 있습니다.

비닐아세테이트현대 고분자 산업의 핵심 비닐 단량체인 는 1912년 독일의 화학자 프리츠 클라테(Fritz Klatte)에 의해 최초로 분리되고 체계적으로 연구되면서 비닐 에스테르 화학의 시초가 되었습니다. Klatte는 탄화물 생산에서 부산물로 막대한 아세틸렌을 생산하는 독일의 주요 알칼리 제조업체인 Griesheim-Elektron에서 근무했습니다. 그의 핵심 업무는 폐아세틸렌 원료를 위한 고가치 다운스트림 파생물을 개발하는 것이었습니다.

처음에 Klatte는 염화비닐을 합성하기 위해 아세틸렌과 염화수소의 첨가 반응에 중점을 두었습니다. 병행 액상-상 실험에서 그는 황산수은을 촉매로 사용하여 무수 아세트산에 아세틸렌을 버블링하여 에틸리덴 디아세테이트를 제조했습니다. 생성물을 분리하는 동안 그는 아세틸렌 삼중 결합에 아세트산을 직접 첨가하여 형성된 휘발성의 불포화 에스테르 부산물(나중에 비닐로 확인됨)을 발견했습니다. 그는 분자 구조를 확인하고 독특한 반응성을 검증했습니다. 유리 풍선에 비닐 증기를 밀봉하고 햇빛에 노출시키면 자발적인 중합이 일어나 처음으로 흰색 고체 폴리비닐 아세테이트(PVAc)가 생성됩니다.

1912년에서 1914년 사이에 Klatte는 비닐 합성, 광중합 및 폴리비닐 아세테이트 제조에 관한 5개의 특허를 제출하여 산업화를 위한 이론적, 기술적 기반을 마련했습니다. 그러나 초기 개발은 심각한 병목 현상에 직면했습니다. 수은 촉매는 독성이 매우 높았고, 액체{3}}배치 공정은 낮은 수율을 제공했으며, 통제되지 않은 중합은 폭발 위험이 있었습니다. 당시 거대분자 이론은 널리 인정되지 않았기 때문에 업계 관계자들은 상업적 가치가 제한적인 실험실 호기심으로 간주하여 거의 10년 동안 대규모 투자를 중단했습니다.-

1921년 독일 전기화학 컨소시엄의 W. Haehnel은 경로를 최적화하여 활성탄에 지지된 아세트산아연을 사용하는 기상-촉매 방법을 개발하고 수은 독성을 제거하고 지속적인 생산 효율성을 높였습니다.

1930년대에 Erich Rabald는 부산물 대신 비닐을 주요 제품으로 목표로 삼도록 아세틸렌{1}} 기반 공정을 개선하여 독일이 세계 최초의 전용 생산 라인을 구축할 수 있게 되었습니다. 1970년 이전에는 아세틸렌 기상-기술이 글로벌 공급망을 지배했습니다.

두 번째 혁명적인 변화는-20세기 중반에 도래했습니다. 즉, 에틸렌- 기반 팔라듐 촉매 산화 기술이 아세틸렌 경로를 대체했습니다. 보다 저렴한 석유 유래 에틸렌이 카바이드 아세틸렌을 대체하여 제조 비용을 대폭 절감했습니다.

이 획기적인 발전은 비닐을 틈새 정밀 화학 물질에서 대량 상품으로 전환시켜 접착제, 라텍스 코팅 및 폴리비닐 알코올 산업의 급속한 확장을 주도했습니다. 우연한 실험실 부산물부터 기초 폴리머 공급원료까지, vinile의 100년에 걸친 발견과 발전은 기본 유기 화학과 산업 자재 수요의 상호 촉진을 반영합니다.