Курсовая с практикой на тему Производство винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты парофазным методом.

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ 5
1.1. Свойства винилацетата 5
1.2. Применение винилацетата 5
1.3. Способы получения винилацетата 8
ГЛАВА 2. СИНТЕЗ ВИНИЛАЦЕТАТА ИЗ АЦЕТИЛЕНА И УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ 10
2.1. Парофазный метод получения винилацетата 10
2.2. Синтез винилацетата из ацетальдегида и уксусного ангидрида 12
2.3. Синтез винилацетата из этилена и уксусной кислоты 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 28

Введение:

Среди кислородосодержащих соединений, получаемых в промышленности основного органического и нефтехимического синтеза, сложные виниловые эфиры, наиболее важным из которых является винилацетат, занимают одно из первых мест. Широкое распространение в промышленности винилацетат нашел, прежде всего, в качестве мономера. Первое упоминание о винилацетате относится к 1909г., а в 1912г. он был впервые получен и выделен Ф.Клатте.
Уксусная кислота как один из базовых полупродуктов органического синтеза является основой получения многих важных продуктов. Кроме целевых методов получения уксусной кислоты (окисления ацетальдегида, прямогонного бензина, карбонилирования метанола), существуют технологические процессы, в которых уксусная кислота является отходом производства.
Винилацетат (виниловый эфир уксусной кислоты) СН2=CH-OCO-CH3 – бесцветная жидкость с т.пл. -373,2К, т.кип. – 345,7К. Хорошо растворим в обычных органических растворителях , растворимость в воде при 293 К составляет 2,0-2,4%(мас.) Винилацетат образует азеотропные смеси с водой, спиртами, углеводородами.
Значение винилацетата возросло с развитием промышленности пластиков, так как он полимеризуется с образованием смол, обладающих хорошими механическими и оптическими свойствами.
Среди полимерных продуктов, получаемых из винилацетата, наиболее широкое применение нашли поливинилацетат, поливиниловый спирт и поливинилацетали. Причем поливинилацетат благодаря высоким адгезионным свойствам и эластичности обладает высокой клеящей способностью и применяется для производства водорастворимых латексных красок, клеев, для аппретирования тканей и т.д. Кроме того, широко распространены его сополимеры с винилхлоридом (винилит), этиленом, эфирами акриловой кислоты, стиролом и др.Еще большее количество винилацетата расходуется на получение поливинилового спирта и поливинилацеталей.
Поливиниловый спирт растворим в воде, и используется в качестве эмульгатора и загустителя водных растворов, а также для изготовления бензо- и маслостойких шлангов, уплотнителей, маслонепроницаемой бумаги и, главным образом, волокна, выпускаемого под разными названиями: «винол», «винал» (США), «куралон», «винилон» (Япония) и др.

Заключение:

Для получения винилацетата современная химия использует два основных метода его получения: окислением этилена в присутствии уксусной кислоты и из ацетилена и уксусной кислоты.
Сопоставляя показатели этих процессов можно сделать вывод, что ацетиленовый метод является наиболее экономичным, из — за больших энергетических и капитальных затратах в этиленовом способе. Но для своего проведения он требует использования специальной конструкции реакторов, а также следования некоторым правилам техники безопасности, когда конверсии этилена и уксусной кислоты низкие. Следовательно, определяющими могут стать затраты на сырье.
В настоящее время цены на этилен ниже, чем на ацетилен, и поэтому предпочтение отдается этиленовому способу. Но так как цены на этилен все время растут и будут опережать рост цен на ацетилен, то в дальнейшем предпочтение может быть отдано ацетиленовому методу.
Таким образом, качественное сравнение методов свидетельствует о больших энергетических и капитальных затратах в этиленовом способе. Следовательно, определяющими могут стать затраты на сырье. В настоящее время цены на этилен ниже, чем на ацетилен, и поэтому предпочтение отдается этиленовому способу. Но так как цены на этилен все время растут и будут опережать рост цен на ацетилен, то в дальнейшем предпочтение может быть отдано ацетиленовому методу.
В этиленовом варианте использованы те же принципы, что и в процессе получения винилацетата из ацетилена. Вместе с тем плохо реализован один из основных принципов – требование высокой конверсии. Его выполнение затруднено из-за взрывоопасности используемой парогазовой смеси. Следовательно, в этом направлении и необходимо усовершенствовать процесс.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ

1.1. Свойства винилацетата

Винилацетат (СН2=CH-OCO-CH3) относится к сложным виниловым эфирам и представляет собой виниловый эфир уксусной кислоты. Винилацетат — бесцветная жидкость с характерным запахом. [8]
Регистрационный номер CAS — 108-05-4. [8]
Физические свойства: Тпл = — 93°С, Ткип = 72,7°С. [8]
Молекулярная масса — 86,09 г/моль. [8]
Плотность ρ = 0,934 г/см3 [8]
Химические свойства: хорошо растворим в обычных органических растворителях; растворимость в воде при 20° С составляет 2,0 — 2,4% (мас). Винилацетат образует азеотропные смеси с водой, спиртами, углеводородами [8].
Винилацетат способен и к сополимеризации с теми мономерами, для которых характерна полимеризация, проходящая по свободно-радикальному механизму. Важнейшим свойством винилацетата выступает его способность к полимеризации, которая протекает по ионному механизму и катализируется кислотными агентами (протонными — НСlO4 , Н3РО4 , Н2SO4 , CF3 COOH и др. и апротонными (кислоты Льюиса) — BF3 , SbCl5 , SnCl4, А1С13 , TiCl4 , ZnCl2 и др. [8].

1.2. Применение винилацетата
На схеме ниже показаны основные направления применения винилацетата [5]. По химическим свойствам винилацетат – типичный виниловый эфир. В растворах кислот или щелочей гидролизуется с образованием уксусной кислоты и ацетальдегида. Взаимодействует с карбоновыми кислотами в присутствии солей Hg, образуя новые виниловые эфиры. Полимеризуется под действием света, радикальных инициаторов. Винилацетат служит основным сырьем для получения поливинилацетата, поливинилового спирта и ацеталей на его основе, а также различных сополимеров, имеющих большое промышленное значение.
Винилацетат используется в качестве мономера для получения полимеров и сополимеров, имеющих очень широкий спектр практического применения: от грампластинок (в виде сополимера с хлорвинилом) до различного рода клеев, лаков и эмульсионных красок, основанных на сополимерах винилацетата с эфирами акриловой кислоты. Современный способ получения винилацетата представляет собой по сути дела особую разновидность Вакер-процесса, где вместо воды используется уксусная кислота.