Винил ацетат (VAc), познат и како винил ацетат или винил ацетат, е безбојна проѕирна течност при нормална температура и притисок, со молекуларна формула C4H6O2 и релативна молекуларна тежина од 86,9.VAc, како една од најкористените индустриски органски суровини во светот, може да генерира деривати како што се поливинил ацетатна смола (PVAc), поливинил алкохол (PVA) и полиакрилонитрил (PAN) преку самополимеризација или кополимеризација со други мономери.Овие деривати се широко користени во градежништвото, текстилот, машините, медицината и подобрувачите на почвата.Поради брзиот развој на терминалната индустрија во последниве години, производството на винил ацетат покажува тренд на зголемување од година во година, при што вкупното производство на винил ацетат достигна 1970 kt во 2018 година. Во моментов, поради влијанието на суровините и процеси, патеките на производство на винил ацетат главно вклучуваат метод на ацетилен и метод на етилен.
1, процес на ацетилен
Во 1912 година, Ф. Клат, Канаѓанец, првпат открил винил ацетат користејќи вишок ацетилен и оцетна киселина под атмосферски притисок, на температури кои се движат од 60 до 100 ℃, и користејќи соли на жива како катализатори.Во 1921 година, германската компанија CEI разви технологија за синтеза на винил ацетат од пареа фаза од ацетилен и оцетна киселина.Оттогаш, истражувачи од различни земји континуирано ги оптимизираа процесот и условите за синтеза на винил ацетат од ацетилен.Во 1928 година, компанијата Hoechst од Германија основа производствена единица од 12 kt/a винил ацетат, реализирајќи индустријализирано големо производство на винил ацетат.Равенката за производство на винил ацетат со методот на ацетилен е како што следува:
Главна реакција:

Несакани ефекти:

Методот на ацетилен е поделен на метод на течна фаза и метод на гасна фаза.
Фазната состојба на реактантот на методот на течна фаза на ацетилен е течна, а реакторот е резервоар за реакција со уред за мешање.Поради недостатоците на методот на течна фаза, како што се ниската селективност и многу нуспроизводи, овој метод во моментов е заменет со методот на гасна фаза на ацетилен.
Според различните извори на подготовка на ацетилен гас, методот на гасна фаза на ацетилен може да се подели на методот на природен гас ацетилен Борден и методот на карбид ацетилен Вакер.
Борденскиот процес користи оцетна киселина како адсорбент, што во голема мера ја подобрува стапката на искористување на ацетилен.Сепак, овој процес е технички тежок и бара високи трошоци, така што овој метод зазема предност во областите богати со ресурси на природен гас.
Вакерскиот процес користи ацетилен и оцетна киселина произведени од калциум карбид како суровини, користејќи катализатор со активиран јаглерод како носач и цинк ацетат како активна компонента, за да се синтетизира VAc под атмосферски притисок и температура на реакција од 170-230 ℃.Технологијата на процесот е релативно едноставна и има ниски трошоци за производство, но има недостатоци како лесно губење на активните компоненти на катализаторот, слаба стабилност, висока потрошувачка на енергија и големо загадување.
2. Процес на етилен
Етилен, кислород и глацијална оцетна киселина се три суровини што се користат во процесот на синтеза на етилен на винил ацетат.Главната активна компонента на катализаторот е типично осмата група благороден метален елемент, кој се реагира на одредена температура и притисок на реакцијата.По последователна обработка, целниот производ винил ацетат конечно се добива.Равенката на реакцијата е како што следува:
Главна реакција:

Несакани ефекти:

Процесот на фаза на пареа на етилен првпат беше развиен од страна на Баер корпорација и беше ставен во индустриско производство за производство на винил ацетат во 1968 година. Производните линии беа основани во корпорацијата Херст и Баер во Германија и Националната корпорација за дестилатори во САД, соодветно.Тоа е главно паладиум или злато натоварено на потпори отпорни на киселина, како што се зрнца од силика гел со радиус од 4-5 mm и додавање на одредена количина на калиум ацетат, што може да ја подобри активноста и селективноста на катализаторот.Процесот на синтеза на винил ацетат со употреба на методот USI во фаза на етиленска пареа е сличен на методот Баер и е поделен на два дела: синтеза и дестилација.Процесот USI постигна индустриска примена во 1969 година. Активните компоненти на катализаторот се главно паладиум и платина, а помошниот агенс е калиум ацетат, кој е поддржан на носач на алумина.Условите за реакција се релативно благи и катализаторот има долг работен век, но приносот простор-време е низок.Во споредба со методот на ацетилен, методот на етиленска пареа фаза е значително подобрен во технологијата, а катализаторите што се користат во методот на етилен континуирано се подобруваат во активноста и селективноста.Сепак, кинетиката на реакцијата и механизмот за деактивирање сè уште треба да се истражат.
Производството на винил ацетат со помош на методот на етилен користи тубуларен реактор со фиксен слој исполнет со катализатор.Напојниот гас влегува во реакторот одозгора и кога ќе дојде во контакт со катализаторското лежиште, се случуваат каталитички реакции за да се генерира целниот производ винил ацетат и мала количина на нуспроизвод јаглерод диоксид.Поради егзотермичката природа на реакцијата, вода под притисок се внесува во страната на обвивката на реакторот за да се отстрани реакциската топлина со користење на испарување на водата.
Во споредба со методот на ацетилен, методот на етилен има карактеристики на компактна структура на уредот, голем излез, мала потрошувачка на енергија и ниско загадување, а неговата цена на производот е пониска од онаа на методот на ацетилен.Квалитетот на производот е супериорен, а ситуацијата со корозија не е сериозна.Затоа, методот на етилен постепено го замени методот на ацетилен по 1970-тите.Според нецелосните статистички податоци, околу 70% од VAc произведен со метод на етилен во светот стана главен тек на методите за производство на VAc.
Во моментов, најнапредната технологија за производство на VAc во светот е Leap Process на BP и Vantage Process на Celanese.Во споредба со традиционалниот процес на етилен со гасна фаза со фиксен слој, овие две процесни технологии значително ги подобрија реакторот и катализаторот во јадрото на единицата, подобрувајќи ја економичноста и безбедноста на работата на единицата.
Celanese разви нов процес на Vantage со фиксно корито за да се справи со проблемите со нерамномерната распределба на катализаторот и ниската еднонасочна конверзија на етилен во реакторите со фиксен кревет.Реакторот што се користи во овој процес сè уште е фиксен слој, но направени се значителни подобрувања во системот на катализатор, а во гасот од опашката се додадени уреди за обновување на етилен, со што се надминуваат недостатоците на традиционалните процеси со фиксен слој.Приносот на производот винил ацетат е значително поголем од оној на слични уреди.Процесниот катализатор користи платина како главна активна компонента, силика гел како носач на катализатор, натриум цитрат како редукционо средство и други помошни метали како лантанидни елементи од ретка земја како прасеодимиум и неодимиум.Во споредба со традиционалните катализатори, селективноста, активноста и приносот на простор-времето на катализаторот се подобрени.
BP Amoco разви процес на гасна фаза на етилен со флуидизирано корито, исто така познат како процес на прескокнување, и изгради единица со флуидизиран кревет од 250 kt/a во Хал, Англија.Користењето на овој процес за производство на винил ацетат може да ги намали трошоците за производство за 30%, а просторно-временскиот принос на катализаторот (1858-2744 g/(L · h-1)) е многу поголем од оној на процесот на фиксен кревет (700 -1200 g/(L · h-1)).
Процесот LeapProcess за прв пат користи реактор со флуидизирано корито, кој ги има следните предности во споредба со реактор со фиксен слој:
1) Во реактор со флуидизирано корито, катализаторот континуирано и рамномерно се меша, а со тоа придонесува за униформа дифузија на промоторот и обезбедува рамномерна концентрација на промоторот во реакторот.
2) Реакторот со флуидизирано корито може континуирано да го замени деактивираниот катализатор со свеж катализатор во работни услови.
3) Температурата на реакцијата на флуидизираниот слој е константна, минимизирајќи го деактивирањето на катализаторот поради локално прегревање, а со тоа го продолжува работниот век на катализаторот.
4) Методот за отстранување на топлина што се користи во реакторот со флуидизирано корито ја поедноставува структурата на реакторот и го намалува неговиот волумен.Со други зборови, дизајнот на еден реактор може да се користи за хемиски инсталации од големи размери, што значително ја подобрува ефикасноста на скалата на уредот.