व्हाइनिल एसीटेट (VAc), ज्याला व्हाइनिल एसीटेट किंवा व्हाइनिल एसीटेट असेही म्हणतात, सामान्य तापमान आणि दाबावर रंगहीन पारदर्शक द्रव आहे, ज्याचे आण्विक सूत्र C4H6O2 असते आणि त्याचे सापेक्ष आण्विक वजन 86.9 असते. जगातील सर्वात जास्त वापरल्या जाणाऱ्या औद्योगिक सेंद्रिय कच्च्या मालांपैकी एक म्हणून, VAc, इतर मोनोमर्ससह स्वयं-पॉलिमरायझेशन किंवा कोपॉलिमरायझेशनद्वारे पॉलीव्हिनाइल एसीटेट रेझिन (PVAc), पॉलीव्हिनाइल अल्कोहोल (PVA) आणि पॉलीएक्रिलोनिट्राइल (PAN) सारखे डेरिव्हेटिव्ह तयार करू शकते. हे डेरिव्हेटिव्ह बांधकाम, कापड, यंत्रसामग्री, औषध आणि माती सुधारकांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. अलिकडच्या काळात टर्मिनल उद्योगाच्या जलद विकासामुळे, व्हाइनिल एसीटेटचे उत्पादन वर्षानुवर्षे वाढत आहे, २०१८ मध्ये व्हाइनिल एसीटेटचे एकूण उत्पादन १९७०kt पर्यंत पोहोचले आहे. सध्या, कच्च्या मालाच्या आणि प्रक्रियांच्या प्रभावामुळे, व्हाइनिल एसीटेटच्या उत्पादन मार्गांमध्ये प्रामुख्याने एसिटिलीन पद्धत आणि इथिलीन पद्धत समाविष्ट आहे.
१, एसिटिलीन प्रक्रिया
१९१२ मध्ये, कॅनेडियन एफ. क्लॅट यांनी प्रथम ६० ते १०० ℃ तापमानात वातावरणाच्या दाबाखाली जास्त प्रमाणात एसिटिलीन आणि एसिटिक आम्ल वापरून आणि उत्प्रेरक म्हणून पारा क्षारांचा वापर करून व्हाइनिल अ‍ॅसीटेट शोधून काढले. १९२१ मध्ये, जर्मन सीईआय कंपनीने एसिटिलीन आणि एसिटिक आम्लपासून व्हाइनिल अ‍ॅसीटेटच्या वाष्प टप्प्यातील संश्लेषणासाठी तंत्रज्ञान विकसित केले. तेव्हापासून, विविध देशांतील संशोधकांनी एसिटिलीनपासून व्हाइनिल अ‍ॅसीटेटच्या संश्लेषणासाठी प्रक्रिया आणि परिस्थिती सतत अनुकूल केल्या आहेत. १९२८ मध्ये, जर्मनीच्या होचस्ट कंपनीने १२ केटी/एक व्हाइनिल अ‍ॅसीटेट उत्पादन युनिटची स्थापना केली, ज्यामुळे व्हाइनिल अ‍ॅसीटेटचे औद्योगिकीकृत मोठ्या प्रमाणात उत्पादन साध्य झाले. एसिटिलीन पद्धतीने व्हाइनिल अ‍ॅसीटेट तयार करण्याचे समीकरण खालीलप्रमाणे आहे:
मुख्य प्रतिक्रिया:

दुष्परिणाम:

एसिटिलीन पद्धत द्रव अवस्था पद्धत आणि वायू अवस्था पद्धत यामध्ये विभागली गेली आहे.
एसिटिलीन लिक्विड फेज पद्धतीची रिअॅक्टंट फेज अवस्था द्रव असते आणि रिअॅक्टर हा एक स्टिरिंग डिव्हाइस असलेला रिअॅक्टंट टँक असतो. कमी निवडकता आणि अनेक उप-उत्पादने यासारख्या द्रव फेज पद्धतीच्या कमतरतांमुळे, सध्या ही पद्धत एसिटिलीन गॅस फेज पद्धतीने बदलली गेली आहे.
एसिटिलीन वायू तयार करण्याच्या वेगवेगळ्या स्त्रोतांनुसार, एसिटिलीन वायू फेज पद्धत नैसर्गिक वायू एसिटिलीन बोर्डेन पद्धत आणि कार्बाइड एसिटिलीन वॅकर पद्धतमध्ये विभागली जाऊ शकते.
बोर्डेन प्रक्रियेत अ‍ॅसिटिक अ‍ॅसिडचा वापर शोषक म्हणून केला जातो, ज्यामुळे अ‍ॅसिटिलीनचा वापर दर मोठ्या प्रमाणात सुधारतो. तथापि, ही प्रक्रिया मार्ग तांत्रिकदृष्ट्या कठीण आहे आणि त्यासाठी जास्त खर्च येतो, म्हणून नैसर्गिक वायू संसाधनांनी समृद्ध असलेल्या भागात ही पद्धत फायदेशीर आहे.
वॅकर प्रक्रियेत कॅल्शियम कार्बाइडपासून तयार होणारे एसिटिलीन आणि एसिटिक अॅसिड कच्चा माल म्हणून वापरले जाते, सक्रिय कार्बन वाहक म्हणून आणि झिंक एसिटेट सक्रिय घटक म्हणून असलेल्या उत्प्रेरकाचा वापर केला जातो, ज्यामुळे वातावरणीय दाब आणि १७०~२३० ℃ च्या प्रतिक्रिया तापमानात VAc चे संश्लेषण होते. प्रक्रिया तंत्रज्ञान तुलनेने सोपे आहे आणि त्याचा उत्पादन खर्च कमी आहे, परंतु उत्प्रेरक सक्रिय घटकांचे सहज नुकसान, खराब स्थिरता, उच्च ऊर्जा वापर आणि मोठे प्रदूषण यासारख्या कमतरता आहेत.
२, इथिलीन प्रक्रिया
इथिलीन, ऑक्सिजन आणि हिमनदीयुक्त अ‍ॅसिटिक अ‍ॅसिड हे तीन कच्चे पदार्थ आहेत जे व्हाइनिल अ‍ॅसिटेट प्रक्रियेच्या इथिलीन संश्लेषणात वापरले जातात. उत्प्रेरकाचा मुख्य सक्रिय घटक सामान्यतः आठव्या गटातील नोबल धातू घटक असतो, जो एका विशिष्ट प्रतिक्रिया तापमान आणि दाबाने अभिक्रिया केला जातो. त्यानंतरच्या प्रक्रियेनंतर, लक्ष्यित उत्पादन व्हाइनिल अ‍ॅसिटेट शेवटी प्राप्त होते. प्रतिक्रिया समीकरण खालीलप्रमाणे आहे:
मुख्य प्रतिक्रिया:

दुष्परिणाम:

इथिलीन वाष्प टप्प्याची प्रक्रिया प्रथम बायर कॉर्पोरेशनने विकसित केली होती आणि १९६८ मध्ये व्हाइनिल एसीटेटच्या उत्पादनासाठी औद्योगिक उत्पादनात आणली गेली. जर्मनीतील हर्स्ट आणि बायर कॉर्पोरेशन आणि युनायटेड स्टेट्समधील नॅशनल डिस्टिलर कॉर्पोरेशनमध्ये अनुक्रमे उत्पादन लाइन स्थापित करण्यात आल्या. हे प्रामुख्याने पॅलेडियम किंवा सोने असते जे आम्ल प्रतिरोधक आधारांवर लोड केले जाते, जसे की ४-५ मिमी त्रिज्या असलेले सिलिका जेल बीड आणि विशिष्ट प्रमाणात पोटॅशियम एसीटेट जोडणे, जे उत्प्रेरकाची क्रियाकलाप आणि निवडकता सुधारू शकते. इथिलीन वाष्प टप्प्यातील यूएसआय पद्धतीचा वापर करून व्हाइनिल एसीटेटच्या संश्लेषणाची प्रक्रिया बायर पद्धतीसारखीच आहे आणि ती दोन भागांमध्ये विभागली गेली आहे: संश्लेषण आणि ऊर्धपातन. यूएसआय प्रक्रियेने १९६९ मध्ये औद्योगिक अनुप्रयोग साध्य केला. उत्प्रेरकाचे सक्रिय घटक प्रामुख्याने पॅलेडियम आणि प्लॅटिनम आहेत आणि सहायक एजंट पोटॅशियम एसीटेट आहे, जो अॅल्युमिना वाहकावर समर्थित आहे. प्रतिक्रिया परिस्थिती तुलनेने सौम्य आहे आणि उत्प्रेरकाचे सेवा आयुष्य जास्त आहे, परंतु अवकाश-काळ उत्पन्न कमी आहे. एसिटिलीन पद्धतीच्या तुलनेत, इथिलीन वाष्प टप्प्यातील पद्धतीमध्ये तंत्रज्ञानात खूप सुधारणा झाली आहे आणि इथिलीन पद्धतीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या उत्प्रेरकांची क्रियाशीलता आणि निवडकता सतत सुधारली आहे. तथापि, प्रतिक्रिया गतीशास्त्र आणि निष्क्रियीकरण यंत्रणा अद्याप शोधण्याची आवश्यकता आहे.
इथिलीन पद्धतीने व्हाइनिल अ‍ॅसीटेटचे उत्पादन उत्प्रेरकाने भरलेल्या ट्यूबलर फिक्स्ड बेड रिअॅक्टरचा वापर करते. फीड गॅस वरून रिअॅक्टरमध्ये प्रवेश करतो आणि जेव्हा तो उत्प्रेरक बेडशी संपर्क साधतो तेव्हा उत्प्रेरक प्रतिक्रिया होतात ज्यामुळे लक्ष्य उत्पादन व्हाइनिल अ‍ॅसीटेट आणि थोड्या प्रमाणात उप-उत्पादन कार्बन डायऑक्साइड तयार होतो. अभिक्रियेच्या उष्मांकीय स्वरूपामुळे, पाण्याचे बाष्पीभवन वापरून अभिक्रिया उष्णता काढून टाकण्यासाठी प्रेशराइज्ड पाणी अणुभट्टीच्या शेल बाजूला आणले जाते.
एसिटिलीन पद्धतीच्या तुलनेत, इथिलीन पद्धतीमध्ये कॉम्पॅक्ट डिव्हाइस स्ट्रक्चर, मोठे उत्पादन, कमी ऊर्जा वापर आणि कमी प्रदूषण ही वैशिष्ट्ये आहेत आणि त्याची उत्पादन किंमत एसिटिलीन पद्धतीपेक्षा कमी आहे. उत्पादनाची गुणवत्ता श्रेष्ठ आहे आणि गंजण्याची परिस्थिती गंभीर नाही. म्हणूनच, १९७० नंतर इथिलीन पद्धतीने हळूहळू एसिटिलीन पद्धतीची जागा घेतली. अपूर्ण आकडेवारीनुसार, जगात इथिलीन पद्धतीने उत्पादित होणाऱ्या सुमारे ७०% व्हीएसी व्हीएसी उत्पादन पद्धतींचा मुख्य प्रवाह बनला आहे.
सध्या, जगातील सर्वात प्रगत व्हीएसी उत्पादन तंत्रज्ञान म्हणजे बीपीची लीप प्रक्रिया आणि सेलेनिजची व्हँटेज प्रक्रिया. पारंपारिक फिक्स्ड बेड गॅस फेज इथिलीन प्रक्रियेच्या तुलनेत, या दोन प्रक्रिया तंत्रज्ञानामुळे युनिटच्या गाभ्यावरील अणुभट्टी आणि उत्प्रेरकात लक्षणीय सुधारणा झाली आहे, ज्यामुळे युनिट ऑपरेशनची अर्थव्यवस्था आणि सुरक्षितता सुधारली आहे.
फिक्स्ड बेड रिअॅक्टर्समध्ये असमान उत्प्रेरक बेड वितरण आणि कमी इथिलीन एक-मार्गी रूपांतरणाच्या समस्या सोडवण्यासाठी सेलानीजने एक नवीन फिक्स्ड बेड व्हँटेज प्रक्रिया विकसित केली आहे. या प्रक्रियेत वापरले जाणारे अणुभट्टी अजूनही एक निश्चित बेड आहे, परंतु उत्प्रेरक प्रणालीमध्ये लक्षणीय सुधारणा करण्यात आल्या आहेत आणि पारंपारिक फिक्स्ड बेड प्रक्रियेतील कमतरतांवर मात करून टेल गॅसमध्ये इथिलीन पुनर्प्राप्ती उपकरणे जोडण्यात आली आहेत. उत्पादनाचे उत्पादन व्हिनिल एसीटेट समान उपकरणांपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त आहे. प्रक्रिया उत्प्रेरक मुख्य सक्रिय घटक म्हणून प्लॅटिनम, उत्प्रेरक वाहक म्हणून सिलिका जेल, कमी करणारे एजंट म्हणून सोडियम सायट्रेट आणि इतर सहाय्यक धातू जसे की लॅन्थानाइड दुर्मिळ पृथ्वी घटक जसे की प्रेसियोडायमियम आणि निओडायमियम वापरते. पारंपारिक उत्प्रेरकांच्या तुलनेत, उत्प्रेरकाची निवडकता, क्रियाकलाप आणि अवकाश-वेळ उत्पन्न सुधारले आहे.
बीपी अमोकोने फ्लुइडाइज्ड बेड इथिलीन गॅस फेज प्रक्रिया विकसित केली आहे, ज्याला लीप प्रोसेस प्रक्रिया असेही म्हणतात, आणि हल, इंग्लंड येथे २५० केटी/एक फ्लुइडाइज्ड बेड युनिट बांधले आहे. व्हाइनिल एसीटेट तयार करण्यासाठी या प्रक्रियेचा वापर केल्याने उत्पादन खर्च ३०% कमी होऊ शकतो आणि उत्प्रेरकाचे अवकाश काळ उत्पन्न (१८५८-२७४४ ग्रॅम/(एल · एच-१)) निश्चित बेड प्रक्रियेपेक्षा (७००-१२०० ग्रॅम/(एल · एच-१)) खूपच जास्त आहे.
लीपप्रोसेस प्रक्रियेत प्रथमच फ्लुइडाइज्ड बेड रिअॅक्टर वापरला जातो, ज्याचे फिक्स्ड बेड रिअॅक्टरच्या तुलनेत खालील फायदे आहेत:
१) द्रवीकृत बेड रिअॅक्टरमध्ये, उत्प्रेरक सतत आणि एकसमानपणे मिसळला जातो, ज्यामुळे प्रमोटरचा एकसमान प्रसार होतो आणि रिअॅक्टरमध्ये प्रमोटरची एकसमान एकाग्रता सुनिश्चित होते.
२) फ्लुइडाइज्ड बेड रिअॅक्टर ऑपरेटिंग परिस्थितीत निष्क्रिय उत्प्रेरकाची जागा सतत नवीन उत्प्रेरकाने घेऊ शकतो.
३) फ्लुइडाइज्ड बेड रिअॅक्शन तापमान स्थिर असते, ज्यामुळे स्थानिक अतिउष्णतेमुळे उत्प्रेरक निष्क्रिय होणे कमी होते, ज्यामुळे उत्प्रेरकाचे सेवा आयुष्य वाढते.
४) फ्लुइडाइज्ड बेड रिअॅक्टरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या उष्णता काढून टाकण्याच्या पद्धतीमुळे रिअॅक्टरची रचना सुलभ होते आणि त्याचे आकारमान कमी होते. दुसऱ्या शब्दांत, मोठ्या प्रमाणात रासायनिक स्थापनेसाठी एकाच रिअॅक्टर डिझाइनचा वापर केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे उपकरणाची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारते.