Proses ini melibatkan polimerisasi vinil asetat untuk menghasilkan polivinil asetat, diikuti oleh alkoholisis polivinil asetat untuk menghasilkan polivinil alkohol (PVA), dengan pemulihan asam asetat dan metanol selanjutnya.
Polimerisasi Vinil Asetat
Berdasarkan metode pelaksanaannya, reaksi polimerisasi vinil asetat dapat diklasifikasikan menjadi polimerisasi massal, polimerisasi larutan, polimerisasi emulsi, dan polimerisasi suspensi. Proses polimerisasi yang umumnya digunakan untuk produksi polivinil alkohol adalah polimerisasi larutan; pelarut yang digunakan adalah metanol, yang merupakan 16% hingga 22% dari total massa vinil asetat dan umpan metanol. Azobisisobutyronitrile (AIBN) digunakan sebagai inisiator, dan reaksi dilakukan pada suhu 65°C.
Banyak faktor yang memengaruhi reaksi polimerisasi vinil asetat dan kualitas produk PVA akhir. Selain dosis inisiator dan rasio pelarut metanol, faktor-faktor penting yang memengaruhi meliputi suhu polimerisasi, durasi reaksi, tingkat konversi polimerisasi, dan keberadaan pengotor dalam vinil asetat—seperti asetaldehida, krotonaldehida, benzena, aseton, dan air. Faktor-faktor ini memberikan dampak signifikan baik pada reaksi polimerisasi maupun kualitas produk jadi.
Alkoholisis dari Polivinil Asetat
Polivinil asetat bereaksi dengan metanol dengan adanya basa untuk menghasilkan polivinil alkohol. Proses alkoholisis secara umum dapat dikategorikan menjadi dua metode: metode alkali tinggi dan metode alkali rendah. Dalam metode alkoholisis alkali tinggi, rasio molar basa terhadap unit monomer dalam rantai polivinil asetat relatif tinggi. Sebaliknya, dalam metode alkoholisis alkali rendah, campuran reaksi pada dasarnya anhidrat; rasio molar basa yang digunakan sangat rendah—khususnya, hanya sepertujuh dari rasio yang digunakan dalam metode alkali tinggi.
Baik reaksi saponifikasi maupun berbagai reaksi samping terjadi dengan adanya air, dan keduanya mengonsumsi basa untuk menghasilkan natrium asetat. Dalam proses alkoholisis alkali rendah, sistem reaksi pada dasarnya anhidrat, jumlah basa yang dikonsumsi minimal, dan akibatnya, sangat sedikit natrium asetat yang dihasilkan; sehingga, tidak diperlukan langkah pemulihan untuk natrium asetat. Sebaliknya, proses alkoholisis alkali tinggi menghasilkan sejumlah besar natrium asetat sebagai produk samping; oleh karena itu, langkah proses khusus dimasukkan untuk menguraikan natrium asetat dan memulihkan asam asetat.
Parameter proses utama untuk kedua metode alkoholisis disajikan dalam Tabel 5-2. Setelah tahap alkoholisis, material tersebut menjalani langkah-langkah selanjutnya—termasuk penghancuran, ekstrusi, dan pengeringan—untuk menghasilkan produk PVA akhir.
| Perusahaan Kuraray | Denka Co. | ||
| Kondisi Proses | Alkali Tinggi | Rendah Alkali | Rendah Alkali |
| Konsentrasi Larutan Polivinil Asetat Metanol (%) | 22-23 | 33 | 35 |
| Kadar air (%) | 2 | <0.1 | <0.1 |
| Rasio Molar Penambahan Alkali | 0,12 | 0,016 | 0,016 |
| Reaktor Alkoholisis Tipe | Sekrup Ganda | Konveyor Sabuk | Konveyor Sabuk |
| Waktu Tinggal | tahun 50-80-an | 8~10 menit | 15~20 menit |
Sebelum tahun 1960-an, standar global untuk alkoholisis terutama melibatkan alkoholisis kontinu alkali tinggi yang menggunakan reaktor tipe sekrup; namun, saat ini, sebagian besar produsen besar di seluruh dunia telah mengadopsi proses alkoholisis alkali rendah yang menggunakan reaktor tipe sabuk.
Selain dua metode yang disebutkan di atas, teknologi alkoholisis juga mencakup metode "granulasi fase minyak alkali rendah". Teknik ini menghasilkan PVA granular secara langsung selama proses alkoholisis alkali rendah, sehingga menghilangkan kebutuhan akan langkah penghancuran selanjutnya. Metode ini melibatkan pengenalan hidrokarbon parafinik cair—yang tidak bercampur dengan metanol—ke dalam larutan alkoholisis untuk memfasilitasi dispersi PVA. Produk akhir diperoleh melalui penyaringan, pencucian, dan pengeringan selanjutnya.
Pemulihan Metanol Dan Asam Asetat
Limbah cair yang dihasilkan selama alkoholisis polivinil asetat terutama terdiri dari metanol dan metil asetat, bersama dengan sejumlah kecil air, natrium asetat, asetaldehida, dan aseton. Di antara komponen-komponen ini, pemulihan metanol sangat penting. Lebih lanjut, metil asetat dapat diubah kembali menjadi asam asetat dan metanol; setelah pemurnian, zat-zat yang dipulihkan ini dapat digunakan kembali. Proses daur ulang ini merupakan faktor penting dalam mengurangi tingkat konsumsi spesifik bahan baku dalam produksi PVA.
Perbandingan Proses Produksi Polivinil Alkohol
Biasanya ada dua jalur bahan baku utama untuk produksi PVA: Jalur pertama menggunakan etilena sebagai bahan baku untuk mensintesis vinil asetat, yang kemudian diubah menjadi PVA. Jalur kedua menggunakan asetilena (yang berasal dari kalsium karbida atau gas alam) sebagai bahan baku untuk mensintesis vinil asetat, yang kemudian diubah menjadi polivinil alkohol. Saat ini, produsen di negara-negara seperti Jepang dan Amerika Serikat sebagian besar menggunakan jalur berbasis etilena—khususnya, "metode etilena minyak bumi". Masing-masing dari ketiga metode produksi ini memiliki kelebihan dan kekurangan yang berbeda; analisis perbandingan proses dan karakteristik masing-masing disajikan dalam Tabel 5-3.
| Rute Bahan Baku | Etilen Minyak Bumi | Gas Alam Asetilena | Kalsium Karbida Asetilena |
| Mode Reaksi | Fase gas unggun tetap | Fase gas unggun tetap | Fase gas unggun terfluidisasi |
| Suhu (°C) | 150-200 | 170-210 | 170-210 |
| Tekanan / MPa | 0,49–0,98 | Atmosfer | Atmosfer |
| Kecepatan Ruang (L/jam) | Tahun 2040~2100 | 250~280 | 110~150 |
| Rasio Bahan Baku (Rasio Molar) | Etilen: Asam Asetat : Oksigen = 9:4:1,5 | Asetilen: Asam Asetat = 1:(7±1) | Asetilen: Asam Asetat = 1:(3±1) |
| Komposisi Katalis | Palladium, Emas (Logam Mulia) | Zn(AcO)₂/Karbon Aktif | Zn(AcO)₂/Karbon Aktif |
| Masa Pakai Katalis | 5–6 bulan | 3 bulan | 5–6 bulan |
Situs web: www.elephchem.com
WhatsApp: (+)86 13851435272
Email: admin@elephchem.com
Jaringan IPv6 didukung
