Комплекс по предмету “химия нефти и природного газа

Результаты экспериментов и их обсуждения
Катализаторы готовили в следующих условиях: растворы 5-25% раствор оксинитрата циркония методом циркуляционой адсорбции при 60⁰С поглащали на микросферический нанопористый удерживающий агент (керамзит). Время поглощения солей изменялось в пределах 60-90 минут.
Вещество носитель керамзит: раствор был взять в пределах соотношений 1:3 – 1:8,5. После процесса поглощения катализатор сушили при комнатной температуре в течении 24 часа, затем в сушильном шкафу при 100 – 130⁰С (с повышениям температуры на 10⁰С каждый 1 час). Количество ацетата цинка в катализаторе составляло 11-30%.
Катализатор, объём которого составлял 9 см³, опускали в проточный реактор и промывали систему в токе азота со скоростью 10 л/ч в течении 15 минут. Синтез винилацетата из ацетилена проводили при нормальном атмосферном давлении при 180⁰С. При указанных выше условиях, срок службы катализатора составлял 2000 часов.
Механизм реакции взаимодействия ацетилена с уксусной кислотой и другими кислотами, как при жидкофазном, так и при парофазном процессе является единым. В первую стадию происходит образование комплекса ацетилена с катализатором, который затем разлагается кислотой с различной скоростью в зависимости от условий реакции (температура и др.). Образование комплекса ацетилена с ртутью предполагается и при ацидолизе ВА, при котором ВА диссоциирует на уксусную кислоту и образует ртутноацетиленовый комплекс, взаимодействующий в свою очередь с кислотами. Применение в качестве катализаторов солей ртути, цинка, кадмия и других вызывает различие в характере активации молекулы ацетилена: по π-связи или по σ-связи, что в свою очередь определяет развитие некоторых побочных процессов, например полимеризацию ацетилена во втором из этих случаев. Проявлением этой реакционноспособности ацетилена и является образование металлических производных ацетилена путем замещения водорода в его молекуле. Взаимодействие полученных таким образом ацетиленидов с ацетиленом в соответствующих условиях (например, при парофазном процессе) приводит к образованию полимеров ацетилена, известных под названием купрена:
Ацетиленид + ацетилен → винилацетилен и дивинилацетилен → купрен и др. полимеры ацетилена
Образование купрена, являющегося представителем пространственных зернисто-пористых «кукурузных» полимеров (ω-полимер), играет весьма большую роль, как фактор, обуславливающий старение катализатора при парофазном синтезе ВА.
ВЫВОДЫ
В работе приведены способы приготовления контактной массы, показана возможность регулирования активности катализатора и увеличения длительности его работы путем постепенного ступенчатого подъема температуры реакции.
Приведены несколько вариантов технологических схем получения ВА из ацетилена и уксусной кислоты по парофазному методу, отличающихся конструкционной особенностью контактного аппарата, температурным режимом синтеза, объемной скоростью. Согласно приведенных технологий газовая смесь из контактного аппарата охлаждалась, конденсировалась. Из реакционной смеси отгонялись ацетальдегид и ацетилен, а остаток, содержащий ВА, уксусную кислоту, перегонялся последовательно в нескольких колоннах.
Предварительно ацетилен должен быть очищен от примесей путем их окисления (например, хромовой смесью) с последующим поглощением окисленных примесей щелочью, а затем осушен хлористым кальцием и фосфорным ангидридом.
В зависимости от выбранной технологии достигается различная оптимальная степень конверсии. Выход продукта довольно высокий.