වයිනයිල් ඇසිටේට් (VAc), වයිනයිල් ඇසිටේට් හෝ වයිනයිල් ඇසිටේට් ලෙසද හැඳින්වේ, සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වයේ සහ පීඩනයේදී වර්ණ රහිත විනිවිද පෙනෙන ද්‍රවයක් වන අතර, C4H6O2 අණුක සූත්‍රයක් සහ 86.9 ක සාපේක්ෂ අණුක බරක් ඇත. ලෝකයේ බහුලව භාවිතා වන කාර්මික කාබනික අමුද්‍රව්‍යවලින් එකක් වන VAc, ස්වයං බහුඅවයවීකරණය හෝ අනෙකුත් මොනෝමර් සමඟ සම-බහුඅවයවීකරණය හරහා පොලිවයිනයිල් ඇසිටේට් ෙරසින් (PVAc), පොලිවයිනයිල් මධ්‍යසාර (PVA) සහ පොලිඇක්‍රිලෝනිට්‍රයිල් (PAN) වැනි ව්‍යුත්පන්න ජනනය කළ හැකිය. මෙම ව්‍යුත්පන්න ඉදිකිරීම්, රෙදිපිළි, යන්ත්‍රෝපකරණ, වෛද්‍ය විද්‍යාව සහ පාංශු වැඩිදියුණු කරන්නන් සඳහා බහුලව භාවිතා වේ. මෑත වසරවල පර්යන්ත කර්මාන්තයේ වේගවත් සංවර්ධනය හේතුවෙන්, වයිනයිල් ඇසිටේට් නිෂ්පාදනය වසරින් වසර වැඩි වන ප්‍රවණතාවක් පෙන්නුම් කර ඇති අතර, 2018 දී වයිනයිල් ඇසිටේට් මුළු නිෂ්පාදනය 1970kt කරා ළඟා වේ. වර්තමානයේ, අමුද්‍රව්‍ය සහ ක්‍රියාවලීන්හි බලපෑම හේතුවෙන්, වයිනයිල් ඇසිටේට් නිෂ්පාදන මාර්ගවලට ප්‍රධාන වශයෙන් ඇසිටිලීන් ක්‍රමය සහ එතිලීන් ක්‍රමය ඇතුළත් වේ.
1. ඇසිටිලීන් ක්‍රියාවලිය
1912 දී, කැනේඩියානු ජාතික එෆ්. ක්ලැට් විසින් ප්‍රථම වරට වයිනයිල් ඇසිටේට් සොයා ගන්නා ලද්දේ වායුගෝලීය පීඩනය යටතේ, 60 සිට 100 ℃ දක්වා උෂ්ණත්වවලදී, අතිරික්ත ඇසිටිලීන් සහ ඇසිටික් අම්ලය භාවිතා කරමින් සහ උත්ප්‍රේරක ලෙස රසදිය ලවණ භාවිතා කරමිනි. 1921 දී, ජර්මානු CEI සමාගම ඇසිටිලීන් සහ ඇසිටික් අම්ලයෙන් වයිනයිල් ඇසිටේට් වාෂ්ප අවධි සංස්ලේෂණය සඳහා තාක්ෂණයක් සංවර්ධනය කළේය. එතැන් සිට, විවිධ රටවල පර්යේෂකයන් ඇසිටිලීන් වලින් වයිනයිල් ඇසිටේට් සංස්ලේෂණය සඳහා ක්‍රියාවලිය සහ කොන්දේසි අඛණ්ඩව ප්‍රශස්ත කර ඇත. 1928 දී, ජර්මනියේ හෝච්ස්ට් සමාගම කාර්මිකකරණය කරන ලද මහා පරිමාණ වයිනයිල් ඇසිටේට් නිෂ්පාදනය සාක්ෂාත් කර ගනිමින් 12 kt/a වයිනයිල් ඇසිටේට් නිෂ්පාදන ඒකකයක් ස්ථාපිත කළේය. ඇසිටිලීන් ක්‍රමය මගින් වයිනයිල් ඇසිටේට් නිෂ්පාදනය සඳහා වන සමීකරණය පහත පරිදි වේ:
ප්‍රධාන ප්‍රතික්‍රියාව:
අතුරු ආබාධ:
ඇසිටිලීන් ක්‍රමය ද්‍රව අවධි ක්‍රමය සහ වායු අවධි ක්‍රමය ලෙස බෙදා ඇත.
ඇසිටිලීන් ද්‍රව අවධි ක්‍රමයේ ප්‍රතික්‍රියාකාරක අවධි තත්ත්වය ද්‍රව වන අතර ප්‍රතික්‍රියාකාරකය කලවම් උපාංගයක් සහිත ප්‍රතික්‍රියාකාරක ටැංකියකි. අඩු තේරීම සහ බොහෝ අතුරු නිෂ්පාදන වැනි ද්‍රව අවධි ක්‍රමයේ අඩුපාඩු නිසා, මෙම ක්‍රමය වර්තමානයේ ඇසිටිලීන් වායු අවධි ක්‍රමය මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය කර ඇත.
ඇසිටිලීන් වායුව සකස් කිරීමේ විවිධ ප්‍රභවයන්ට අනුව, ඇසිටිලීන් වායු අවධි ක්‍රමය ස්වාභාවික වායු ඇසිටිලීන් බෝර්ඩන් ක්‍රමය සහ කාබයිඩ් ඇසිටිලීන් වැකර් ක්‍රමය ලෙස බෙදිය හැකිය.
බෝර්ඩන් ක්‍රියාවලියේදී ඇසිටික් අම්ලය අවශෝෂකයක් ලෙස භාවිතා කරන අතර එමඟින් ඇසිටිලීන් උපයෝගිතා අනුපාතය බෙහෙවින් වැඩි දියුණු වේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්‍රියාවලි මාර්ගය තාක්ෂණිකව දුෂ්කර වන අතර ඉහළ පිරිවැයක් අවශ්‍ය වේ, එබැවින් ස්වාභාවික වායු සම්පත් බහුල ප්‍රදේශවල මෙම ක්‍රමය වාසියක් ලබා ගනී.
වැකර් ක්‍රියාවලියේදී කැල්සියම් කාබයිඩ් වලින් නිපදවන ඇසිටිලීන් සහ ඇසිටික් අම්ලය අමුද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතා කරයි, සක්‍රිය කාබන් වාහකයක් ලෙස සහ සින්ක් ඇසිටේට් ක්‍රියාකාරී සංරචකයක් ලෙස භාවිතා කරමින්, වායුගෝලීය පීඩනය සහ ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය 170~230 ℃ යටතේ VAc සංස්ලේෂණය කරයි. ක්‍රියාවලි තාක්ෂණය සාපේක්ෂව සරල වන අතර අඩු නිෂ්පාදන පිරිවැයක් ඇත, නමුත් උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරී සංරචක පහසුවෙන් නැතිවීම, දුර්වල ස්ථායිතාව, ඉහළ ශක්ති පරිභෝජනය සහ විශාල දූෂණය වැනි අඩුපාඩු තිබේ.
2、එතිලීන් ක්‍රියාවලිය
එතිලීන්, ඔක්සිජන් සහ ග්ලැසියර ඇසිටික් අම්ලය යනු වයිනයිල් ඇසිටේට් ක්‍රියාවලියේ එතිලීන් සංස්ලේෂණය සඳහා භාවිතා කරන අමුද්‍රව්‍ය තුනකි. උත්ප්‍රේරකයේ ප්‍රධාන ක්‍රියාකාරී සංරචකය සාමාන්‍යයෙන් අටවන කාණ්ඩයේ උච්ච ලෝහ මූලද්‍රව්‍යය වන අතර එය නිශ්චිත ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වයකදී සහ පීඩනයකදී ප්‍රතික්‍රියා කරයි. පසුව සැකසීමෙන් පසු, ඉලක්කගත නිෂ්පාදනය වන වයිනයිල් ඇසිටේට් අවසානයේ ලබා ගනී. ප්‍රතික්‍රියා සමීකරණය පහත පරිදි වේ:
ප්‍රධාන ප්‍රතික්‍රියාව:
අතුරු ආබාධ:
එතිලීන් වාෂ්ප අවධි ක්‍රියාවලිය ප්‍රථම වරට බේයර් සංස්ථාව විසින් සංවර්ධනය කරන ලද අතර එය 1968 දී වයිනයිල් ඇසිටේට් නිෂ්පාදනය සඳහා කාර්මික නිෂ්පාදනයට යොදවන ලදී. ජර්මනියේ හර්ස්ට් සහ බේයර් සංස්ථාවේ සහ එක්සත් ජනපදයේ නැෂනල් ඩිස්ටිලර්ස් සංස්ථාවේ නිෂ්පාදන මාර්ග පිළිවෙලින් ස්ථාපිත කරන ලදී. එය ප්‍රධාන වශයෙන් 4-5mm අරයක් සහිත සිලිකා ජෙල් පබළු වැනි අම්ල ප්‍රතිරෝධී ආධාරක මත පටවන ලද පැලේඩියම් හෝ රත්තරන් වන අතර පොටෑසියම් ඇසිටේට් යම් ප්‍රමාණයක් එකතු කිරීමෙන් උත්ප්‍රේරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය සහ තේරීම වැඩි දියුණු කළ හැකිය. එතිලීන් වාෂ්ප අවධි USI ක්‍රමය භාවිතයෙන් වයිනයිල් ඇසිටේට් සංස්ලේෂණය කිරීමේ ක්‍රියාවලිය බේයර් ක්‍රමයට සමාන වන අතර එය කොටස් දෙකකට බෙදා ඇත: සංස්ලේෂණය සහ ආසවනය. USI ක්‍රියාවලිය 1969 දී කාර්මික යෙදුමක් ලබා ගත්තේය. උත්ප්‍රේරකයේ ක්‍රියාකාරී සංරචක ප්‍රධාන වශයෙන් පැලේඩියම් සහ ප්ලැටිනම් වන අතර සහායක කාරකය පොටෑසියම් ඇසිටේට් වන අතර එය ඇලුමිනා වාහකයක් මත සහාය වේ. ප්‍රතික්‍රියා තත්වයන් සාපේක්ෂව මෘදු වන අතර උත්ප්‍රේරකයට දිගු සේවා කාලයක් ඇත, නමුත් අවකාශ-කාල අස්වැන්න අඩුය. ඇසිටිලීන් ක්‍රමයට සාපේක්ෂව, එතිලීන් වාෂ්ප අවධි ක්‍රමය තාක්‍ෂණයෙන් බෙහෙවින් දියුණු වී ඇති අතර, එතිලීන් ක්‍රමයේදී භාවිතා කරන උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරීත්වය සහ තේරීම අඛණ්ඩව වැඩිදියුණු වී ඇත. කෙසේ වෙතත්, ප්‍රතික්‍රියා චාලක විද්‍යාව සහ අක්‍රිය කිරීමේ යාන්ත්‍රණය තවමත් ගවේෂණය කළ යුතුය.
එතිලීන් ක්‍රමය භාවිතා කරමින් වයිනයිල් ඇසිටේට් නිෂ්පාදනය කිරීමේදී උත්ප්‍රේරකයෙන් පිරුණු නලාකාර ස්ථාවර ඇඳ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් භාවිතා කරයි. පෝෂක වායුව ඉහළ සිට ප්‍රතික්‍රියාකාරකයට ඇතුළු වන අතර, එය උත්ප්‍රේරක ඇඳ හා සම්බන්ධ වන විට, ඉලක්කගත නිෂ්පාදනය වන වයිනයිල් ඇසිටේට් සහ අතුරු නිෂ්පාදනයක් වන කාබන් ඩයොක්සයිඩ් කුඩා ප්‍රමාණයක් ජනනය කිරීම සඳහා උත්ප්‍රේරක ප්‍රතික්‍රියා සිදු වේ. ප්‍රතික්‍රියාවේ තාපජ ස්වභාවය නිසා, ජලය වාෂ්පීකරණය භාවිතා කිරීමෙන් ප්‍රතික්‍රියා තාපය ඉවත් කිරීම සඳහා පීඩන ජලය ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ කවච පැත්තට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ.
ඇසිටිලීන් ක්‍රමය හා සසඳන විට, එතිලීන් ක්‍රමයට සංයුක්ත උපාංග ව්‍යුහය, විශාල ප්‍රතිදානය, අඩු බලශක්ති පරිභෝජනය සහ අඩු දූෂණය යන ලක්ෂණ ඇති අතර එහි නිෂ්පාදන පිරිවැය ඇසිටිලීන් ක්‍රමයට වඩා අඩුය. නිෂ්පාදන ගුණාත්මකභාවය උසස් වන අතර විඛාදන තත්ත්වය බරපතල නොවේ. එබැවින්, 1970 ගණන්වලින් පසු එතිලීන් ක්‍රමය ක්‍රමයෙන් ඇසිටිලීන් ක්‍රමය ප්‍රතිස්ථාපනය කළේය. අසම්පූර්ණ සංඛ්‍යාලේඛනවලට අනුව, ලෝකයේ එතිලීන් ක්‍රමය මගින් නිපදවන VAc වලින් 70% ක් පමණ VAc නිෂ්පාදන ක්‍රමවල ප්‍රධාන ධාරාව බවට පත්ව ඇත.
වර්තමානයේ, ලෝකයේ වඩාත්ම දියුණු VAc නිෂ්පාදන තාක්ෂණය වන්නේ BP හි Leap ක්‍රියාවලිය සහ Celanese හි Vantage ක්‍රියාවලියයි. සාම්ප්‍රදායික ස්ථාවර ඇඳ වායු අදියර එතිලීන් ක්‍රියාවලිය හා සසඳන විට, මෙම ක්‍රියාවලි තාක්ෂණයන් දෙක ඒකකයේ හරයේ ප්‍රතික්‍රියාකාරකය සහ උත්ප්‍රේරකය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කර ඇති අතර, ඒකක ක්‍රියාකාරිත්වයේ ආර්ථිකය සහ ආරක්ෂාව වැඩි දියුණු කර ඇත.
ස්ථාවර ඇඳ ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල අසමාන උත්ප්‍රේරක ඇඳ ව්‍යාප්තිය සහ අඩු එතිලීන් ඒකපාර්ශ්වික පරිවර්තනයේ ගැටළු විසඳීම සඳහා සෙලනීස් නව ස්ථාවර ඇඳ Vantage ක්‍රියාවලියක් සංවර්ධනය කර ඇත. මෙම ක්‍රියාවලියේදී භාවිතා කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරකය තවමත් ස්ථාවර ඇඳක් වන නමුත් උත්ප්‍රේරක පද්ධතියට සැලකිය යුතු දියුණුවක් සිදු කර ඇති අතර, සාම්ප්‍රදායික ස්ථාවර ඇඳ ක්‍රියාවලීන්හි අඩුපාඩු මඟහරවා ගනිමින් වලිග වායුවේ එතිලීන් ප්‍රතිසාධන උපාංග එකතු කර ඇත. වයිනයිල් ඇසිටේට් නිෂ්පාදනයේ අස්වැන්න සමාන උපාංගවලට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි ය. ක්‍රියාවලි උත්ප්‍රේරකය ප්‍රධාන ක්‍රියාකාරී සංරචකය ලෙස ප්ලැටිනම්, උත්ප්‍රේරක වාහකය ලෙස සිලිකා ජෙල්, අඩු කිරීමේ කාරකයක් ලෙස සෝඩියම් සයිටේ්‍රට් සහ ප්‍රසියෝඩයිමියම් සහ නියෝඩයිමියම් වැනි ලැන්තනයිඩ් දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය වැනි අනෙකුත් සහායක ලෝහ භාවිතා කරයි. සාම්ප්‍රදායික උත්ප්‍රේරක සමඟ සසඳන විට, උත්ප්‍රේරකයේ තේරීම, ක්‍රියාකාරිත්වය සහ අවකාශ-කාල අස්වැන්න වැඩි දියුණු වේ.
BP Amoco විසින් ද්‍රවීකරණය කරන ලද ඇඳ එතිලීන් වායු අවධි ක්‍රියාවලියක් සංවර්ධනය කර ඇති අතර එය ලීප් ක්‍රියාවලි ක්‍රියාවලිය ලෙසද හැඳින්වේ, සහ එංගලන්තයේ හල් හි 250 kt/a ද්‍රවීකරණය කරන ලද ඇඳ ඒකකයක් ඉදිකර ඇත. වයිනයිල් ඇසිටේට් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා මෙම ක්‍රියාවලිය භාවිතා කිරීමෙන් නිෂ්පාදන පිරිවැය 30% කින් අඩු කළ හැකි අතර, උත්ප්‍රේරකයේ අවකාශ කාල අස්වැන්න (1858-2744 g/(L · h-1)) ස්ථාවර ඇඳ ක්‍රියාවලියට (700-1200 g/(L · h-1)) වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය.
LeapProcess ක්‍රියාවලියේදී පළමු වරට තරලකරණය කරන ලද ඇඳ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් භාවිතා කරන අතර, එය ස්ථාවර ඇඳ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකට සාපේක්ෂව පහත වාසි ඇත:
1) ද්‍රවීකරණය කරන ලද ඇඳ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක, උත්ප්‍රේරකය අඛණ්ඩව සහ ඒකාකාරව මිශ්‍ර වන අතර, එමඟින් ප්‍රවර්ධකයේ ඒකාකාර විසරණයට දායක වන අතර ප්‍රතික්‍රියාකාරකය තුළ ප්‍රවර්ධකයේ ඒකාකාර සාන්ද්‍රණයක් සහතික කෙරේ.
2) ද්‍රවීකරණය කරන ලද ඇඳ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයට ක්‍රියාකාරී තත්ත්වයන් යටතේ අක්‍රිය කරන ලද උත්ප්‍රේරකය නැවුම් උත්ප්‍රේරකයක් සමඟ අඛණ්ඩව ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකිය.
3) ද්‍රවීකරණය කරන ලද ඇඳ ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය නියත වන අතර, දේශීය අධික උනුසුම් වීම හේතුවෙන් උත්ප්‍රේරක අක්‍රිය වීම අවම කරයි, එමඟින් උත්ප්‍රේරකයේ සේවා කාලය දීර්ඝ කරයි.
4) තරලකරණය කරන ලද ඇඳ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ භාවිතා කරන තාපය ඉවත් කිරීමේ ක්‍රමය ප්‍රතික්‍රියාකාරක ව්‍යුහය සරල කර එහි පරිමාව අඩු කරයි. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, මහා පරිමාණ රසායනික ස්ථාපනයන් සඳහා තනි ප්‍රතික්‍රියාකාරක සැලසුමක් භාවිතා කළ හැකි අතර, එමඟින් උපාංගයේ පරිමාණ කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: මාර්තු-17-2023
