Vinila acetato (VAc), ankaŭ konata kiel vinila acetato aŭ vinila acetato, estas senkolora travidebla likvaĵo je normala temperaturo kaj premo, kun molekula formulo de C4H6O2 kaj relativa molekula pezo de 86.9. VAc, kiel unu el la plej vaste uzataj industriaj organikaj krudmaterialoj en la mondo, povas generi derivaĵojn kiel polivinila acetata rezino (PVAc), polivinila alkoholo (PVA) kaj poliakrilonitrilo (PAN) per mempolimerizado aŭ kopolimerizado kun aliaj monomeroj. Ĉi tiuj derivaĵoj estas vaste uzataj en konstruado, tekstiloj, maŝinaro, medicino kaj grundplibonigiloj. Pro la rapida disvolviĝo de la fina industrio en la lastaj jaroj, la produktado de vinila acetato montris tendencon de kresko jaron post jaro, kun la totala produktado de vinila acetato atinganta 1970kt en 2018. Nuntempe, pro la influo de krudmaterialoj kaj procezoj, la produktadvojoj de vinila acetato ĉefe inkluzivas la acetilenan metodon kaj la etilenan metodon.
1. Acetilena procezo
En 1912, F. Klatte, kanadano, unue malkovris vinilacetaton uzante troan acetilenon kaj acetatan acidon sub atmosfera premo, je temperaturoj variantaj de 60 ĝis 100 ℃, kaj uzante hidrargajn salojn kiel katalizilojn. En 1921, la germana kompanio CEI evoluigis teknologion por la vapora faza sintezo de vinilacetato el acetileno kaj acetata acido. Ekde tiam, esploristoj el diversaj landoj kontinue optimumigis la procezon kaj kondiĉojn por la sintezo de vinilacetato el acetileno. En 1928, la germana kompanio Hoechst establis produktadunuon de 12 kt/jaro da vinilacetato, realigante industriigitan grandskalan produktadon de vinilacetato. La ekvacio por produkti vinilacetaton per la acetilena metodo estas jena:
Ĉefa reago:

Kromefikoj:

La acetilena metodo estas dividita en likvafazan metodon kaj gasfazan metodon.
La reakcia fazostato de la acetilena likvafaza metodo estas likva, kaj la reaktoro estas reakcia tanko kun kirlilo. Pro la mankoj de la likvafaza metodo, kiel ekzemple malalta selektiveco kaj multaj kromproduktoj, ĉi tiu metodo estas nuntempe anstataŭigita per la acetilena gasfaza metodo.
Laŭ la diversaj fontoj de acetilena gaspreparado, la acetilena gasfaza metodo povas esti dividita en tergasan acetilenan Borden-metodon kaj karbidan acetilenan Wacker-metodon.
La Borden-procezo uzas acetatan acidon kiel adsorbanton, kiu multe plibonigas la utiligan indicon de acetileno. Tamen, ĉi tiu procezo estas teknike malfacila kaj postulas altajn kostojn, do ĉi tiu metodo okupas avantaĝon en regionoj riĉaj je tergasaj resursoj.
La Wacker-procezo utiligas acetilenon kaj acetatan acidon produktitajn el kalcia karbido kiel krudmaterialojn, uzante katalizilon kun aktivigita karbono kiel portanto kaj zinka acetato kiel aktiva komponanto, por sintezi VAc sub atmosfera premo kaj reakcia temperaturo de 170~230 ℃. La procezteknologio estas relative simpla kaj havas malaltajn produktokostojn, sed ekzistas mankoj kiel facila perdo de katalizatoraj aktivaj komponantoj, malbona stabileco, alta energikonsumo kaj granda poluado.
2. Etilena procezo
Etileno, oksigeno, kaj glacia acetata acido estas tri krudmaterialoj uzataj en la etilena sintezo per vinila acetata procezo. La ĉefa aktiva komponanto de la katalizilo estas tipe la oka-grupa nobla metalo, kiu reagas je certa reakcia temperaturo kaj premo. Post posta prilaborado, la cela produkto de vinila acetato fine akiriĝas. La reakcia ekvacio estas jena:
Ĉefa reago:

Kromefikoj:

La etilena vaporfaza procezo estis unue evoluigita de Bayer Corporation kaj estis metita en industrian produktadon por la produktado de vinila acetato en 1968. Produktadlinioj estis establitaj en Hearst kaj Bayer Corporation en Germanio kaj National Distillers Corporation en Usono, respektive. Ĝi estas ĉefe paladio aŭ oro ŝarĝita sur acidrezistaj subtenoj, kiel ekzemple silikagelaj globetoj kun radiuso de 4-5 mm, kaj la aldono de certa kvanto da kalia acetato, kiu povas plibonigi la aktivecon kaj selektivecon de la katalizilo. La procezo por la sintezo de vinila acetato uzante etilenan vaporfazan USI-metodon estas simila al la Bayer-metodo, kaj estas dividita en du partojn: sintezo kaj distilado. La USI-procezo atingis industrian aplikon en 1969. La aktivaj komponantoj de la katalizilo estas ĉefe paladio kaj plateno, kaj la helpagento estas kalia acetato, kiu estas subtenata sur alumina portanto. La reakciaj kondiĉoj estas relative mildaj kaj la katalizilo havas longan servodaŭron, sed la spactempa rendimento estas malalta. Kompare kun la acetilena metodo, la etilena vaporfaza metodo multe pliboniĝis en teknologio, kaj la kataliziloj uzataj en la etilena metodo kontinue pliboniĝis en aktiveco kaj selektiveco. Tamen, la reakcia kinetiko kaj malaktiviga mekanismo ankoraŭ bezonas esti esplorataj.
La produktado de vinila acetato uzante la etilenan metodon uzas tubforman fiks-litan reaktoron plenigitan per katalizilo. La enirgaso eniras la reaktoron de supre, kaj kiam ĝi kontaktas la katalizilan liton, okazas katalizaj reakcioj por generi la celan produkton vinila acetato kaj malgrandan kvanton da kromprodukta karbondioksido. Pro la eksoterma naturo de la reakcio, premizita akvo estas enkondukita en la ŝelflankon de la reaktoro por forigi la reakcian varmon per vaporigo de akvo.
Kompare kun la acetilena metodo, la etilena metodo havas la karakterizaĵojn de kompakta aparatstrukturo, granda rendimento, malalta energikonsumo kaj malalta poluado, kaj ĝia produktokosto estas pli malalta ol tiu de la acetilena metodo. La produktokvalito estas supera, kaj la korodsituacio ne estas grava. Tial, la etilena metodo iom post iom anstataŭigis la acetilenan metodon post la 1970-aj jaroj. Laŭ nekompletaj statistikoj, ĉirkaŭ 70% de la vakuo-produktaĵo produktita per la etilena metodo en la mondo fariĝis la ĉefa produktadmetodo de vakuo-produktadmetodoj.
Nuntempe, la plej progresinta VAc-produktadteknologio en la mondo estas la Salta Procezo de BP kaj la Vantage Procezo de Celanese. Kompare kun la tradicia fiks-lita gasfaza etilena procezo, ĉi tiuj du procezteknologioj signife plibonigis la reaktoron kaj katalizilon ĉe la kerno de la unuo, plibonigante la ekonomion kaj sekurecon de la unuofunkciado.
Celanese evoluigis novan fiks-litan Vantage-procezon por trakti la problemojn de malegala distribuado de la katalizatora lito kaj malalta unudirekta konverto de etileno en fiks-litaj reaktoroj. La reaktoro uzata en ĉi tiu procezo estas ankoraŭ fiks-lita, sed signifaj plibonigoj estis faritaj al la katalizatora sistemo, kaj etilenaj reakiraj aparatoj estis aldonitaj al la vosta gaso, supervenkante la mankojn de tradiciaj fiks-litaj procezoj. La rendimento de la produkta vinila acetato estas signife pli alta ol tiu de similaj aparatoj. La proceza katalizilo uzas platenon kiel la ĉefan aktivan komponenton, silikan ĝelon kiel la katalizatoran portanton, natrian citraton kiel reduktan agenton, kaj aliajn helpmetalojn kiel lantanidaj rarateraj elementoj kiel prazeodimo kaj neodimo. Kompare kun tradiciaj kataliziloj, la selektiveco, aktiveco kaj spactempa rendimento de la katalizilo estas plibonigitaj.
BP Amoco evoluigis fluidigitan litan etilenan gasfazan procezon, ankaŭ konatan kiel la Salta Procezo-procezo, kaj konstruis 250 kt/a fluidigitan litan unuon en Hull, Anglio. Uzi ĉi tiun procezon por produkti vinilan acetaton povas redukti la produktokoston je 30%, kaj la spactempa rendimento de la katalizilo (1858-2744 g/(L · h-1)) estas multe pli alta ol tiu de la fikslita procezo (700-1200 g/(L · h-1)).
La LeapProcess-procezo uzas fluidigitan litreaktoron por la unua fojo, kiu havas la jenajn avantaĝojn kompare kun fikslita reaktoro:
1) En fluidigita litreakciilo, la katalizilo estas kontinue kaj unuforme miksita, tiel kontribuante al la unuforma difuzo de la promotoro kaj certigante unuforman koncentriĝon de la promotoro en la reaktoro.
2) La fluidigita lita reaktoro povas kontinue anstataŭigi la malaktivigitan katalizilon per freŝa katalizilo sub funkciaj kondiĉoj.
3) La reakcia temperaturo de la fluidigita lito estas konstanta, minimumigante la malaktivigon de la katalizilo pro loka trovarmiĝo, tiel plilongigante la servodaŭron de la katalizilo.
4) La metodo de varmoforigo uzata en la fluidigita lita reaktoro simpligas la reaktoran strukturon kaj reduktas ĝian volumenon. Alivorte, unuopa reaktora dezajno povas esti uzata por grandskalaj kemiaj instalaĵoj, signife plibonigante la skalan efikecon de la aparato.