विनाइल एसीटेट (VAc), ज्याला विनाइल एसीटेट किंवा विनाइल एसीटेट असेही म्हणतात, सामान्य तापमान आणि दाबावर एक रंगहीन पारदर्शक द्रव आहे, ज्याचे आण्विक सूत्र C4H6O2 आणि 86.9 सापेक्ष आण्विक वजन आहे.VAc, जगातील सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणार्‍या औद्योगिक सेंद्रिय कच्च्या मालांपैकी एक म्हणून, इतर मोनोमर्ससह स्वयं पॉलिमरायझेशन किंवा कॉपॉलिमरायझेशनद्वारे पॉलिव्हिनाल एसीटेट रेझिन (PVAc), पॉलीव्हिनिल अल्कोहोल (PVA), आणि पॉलीएक्रायलोनिट्रिल (PAN) सारखे डेरिव्हेटिव्ह तयार करू शकते.हे डेरिव्हेटिव्ह्ज बांधकाम, कापड, यंत्रसामग्री, औषध आणि माती सुधारकांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.अलिकडच्या वर्षांत टर्मिनल उद्योगाच्या जलद विकासामुळे, विनाइल एसीटेटच्या उत्पादनात वर्षानुवर्षे वाढ होत असल्याचे दिसून आले आहे, विनाइल एसीटेटचे एकूण उत्पादन 2018 मध्ये 1970kt पर्यंत पोहोचले आहे. सध्या, कच्च्या मालाच्या प्रभावामुळे आणि प्रक्रिया, विनाइल एसीटेटच्या उत्पादनाच्या मार्गांमध्ये प्रामुख्याने एसिटिलीन पद्धत आणि इथिलीन पद्धत समाविष्ट आहे.
1, ऍसिटिलीन प्रक्रिया
1912 मध्ये, कॅनेडियन F. Klatte, 60 ते 100 ℃ तापमानात, आणि उत्प्रेरक म्हणून पारा क्षारांचा वापर करून, अतिरिक्त ऍसिटिलीन आणि ऍसिटिक ऍसिडचा वापर करून विनाइल अॅसीटेटचा प्रथम शोध लावला.1921 मध्ये, जर्मन CEI कंपनीने अॅसिटिलीन आणि ऍसिटिक ऍसिडपासून विनाइल एसीटेटच्या वाफ फेज संश्लेषणासाठी तंत्रज्ञान विकसित केले.तेव्हापासून, विविध देशांतील संशोधकांनी अॅसिटिलीनपासून विनाइल एसीटेटच्या संश्लेषणासाठी प्रक्रिया आणि अटी सतत अनुकूल केल्या आहेत.1928 मध्ये, जर्मनीच्या Hoechst कंपनीने 12 kt/a विनाइल एसीटेट उत्पादन युनिटची स्थापना केली, ज्याने विनाइल एसीटेटचे औद्योगिकीकरण मोठ्या प्रमाणात केले.एसिटिलीन पद्धतीने विनाइल एसीटेट तयार करण्याचे समीकरण खालीलप्रमाणे आहे:
मुख्य प्रतिक्रिया:

दुष्परिणाम:

ऍसिटिलीन पद्धत लिक्विड फेज पद्धत आणि गॅस फेज पद्धतीमध्ये विभागली गेली आहे.
ऍसिटिलीन लिक्विड फेज पद्धतीची रिअॅक्टंट फेज स्थिती द्रव असते आणि अणुभट्टी ही ढवळत यंत्रासह प्रतिक्रिया टाकी असते.लिक्विड फेज पद्धतीच्या कमतरतेमुळे जसे की कमी निवडकता आणि अनेक उप-उत्पादने, ही पद्धत सध्या एसिटिलीन गॅस फेज पद्धतीने बदलली आहे.
ऍसिटिलीन गॅस तयार करण्याच्या विविध स्त्रोतांनुसार, ऍसिटिलीन गॅस फेज पद्धत नैसर्गिक वायू ऍसिटिलीन बोर्डन पद्धत आणि कार्बाइड ऍसिटिलीन वेकर पद्धतीमध्ये विभागली जाऊ शकते.
बोर्डन प्रक्रिया ऍसिटिक ऍसिडचा शोषक म्हणून वापर करते, ज्यामुळे ऍसिटिलीनचा वापर दर मोठ्या प्रमाणात सुधारतो.तथापि, हा प्रक्रिया मार्ग तांत्रिकदृष्ट्या कठीण आहे आणि त्यासाठी उच्च खर्चाची आवश्यकता आहे, म्हणून ही पद्धत नैसर्गिक वायू संसाधनांनी समृद्ध असलेल्या भागात एक फायदा व्यापते.
Wacker प्रक्रिया कॅल्शियम कार्बाइडपासून तयार होणारे ऍसिटिलीन आणि ऍसिटिक ऍसिडचा कच्चा माल म्हणून वापर करते, वाहक म्हणून सक्रिय कार्बनसह उत्प्रेरक आणि सक्रिय घटक म्हणून झिंक अॅसीटेट वापरते, वातावरणातील दाब आणि 170~230 ℃ च्या प्रतिक्रिया तापमानात VAc संश्लेषित करण्यासाठी.प्रक्रिया तंत्रज्ञान तुलनेने सोपे आहे आणि कमी उत्पादन खर्च आहे, परंतु उत्प्रेरक सक्रिय घटकांचे सहज नुकसान, खराब स्थिरता, उच्च ऊर्जा वापर आणि मोठ्या प्रमाणात प्रदूषण यासारख्या कमतरता आहेत.
2, इथिलीन प्रक्रिया
इथिलीन, ऑक्सिजन आणि ग्लेशियल ऍसिटिक ऍसिड हे तीन कच्चे माल आहेत जे विनाइल एसीटेट प्रक्रियेच्या इथिलीन संश्लेषणात वापरले जातात.उत्प्रेरकाचा मुख्य सक्रिय घटक विशेषत: आठव्या गटातील नोबल धातूचा घटक असतो, ज्याची विशिष्ट प्रतिक्रिया तापमान आणि दाबाने केली जाते.त्यानंतरच्या प्रक्रियेनंतर, लक्ष्य उत्पादन विनाइल एसीटेट शेवटी प्राप्त होते.प्रतिक्रिया समीकरण खालीलप्रमाणे आहे:
मुख्य प्रतिक्रिया:

दुष्परिणाम:

इथिलीन बाष्प फेज प्रक्रिया प्रथम बायर कॉर्पोरेशनने विकसित केली होती आणि 1968 मध्ये विनाइल एसीटेटच्या उत्पादनासाठी औद्योगिक उत्पादनात टाकण्यात आली होती. जर्मनीमधील हर्स्ट आणि बायर कॉर्पोरेशन आणि युनायटेड स्टेट्समधील नॅशनल डिस्टिलर्स कॉर्पोरेशनमध्ये अनुक्रमे उत्पादन लाइन स्थापन करण्यात आली होती.हे मुख्यतः पॅलेडियम किंवा सोन्याने ऍसिड रेझिस्टंट सपोर्ट्सवर लोड केलेले असते, जसे की 4-5 मिमी त्रिज्या असलेले सिलिका जेल मणी आणि विशिष्ट प्रमाणात पोटॅशियम एसीटेट जोडणे, ज्यामुळे उत्प्रेरकाची क्रिया आणि निवडकता सुधारू शकते.इथिलीन व्हेपर फेज यूएसआय पद्धतीचा वापर करून विनाइल एसीटेटच्या संश्लेषणाची प्रक्रिया बायर पद्धतीसारखीच असते आणि ती दोन भागांमध्ये विभागली जाते: संश्लेषण आणि ऊर्धपातन.यूएसआय प्रक्रियेने 1969 मध्ये औद्योगिक उपयोग साधला. उत्प्रेरकाचे सक्रिय घटक प्रामुख्याने पॅलेडियम आणि प्लॅटिनम आहेत आणि सहायक घटक पोटॅशियम एसीटेट आहे, जो अॅल्युमिना वाहकावर समर्थित आहे.प्रतिक्रिया परिस्थिती तुलनेने सौम्य आहे आणि उत्प्रेरक दीर्घ सेवा जीवन आहे, परंतु स्पेस-टाइम उत्पन्न कमी आहे.ऍसिटिलीन पद्धतीच्या तुलनेत, इथिलीन बाष्प फेज पद्धतीमध्ये तंत्रज्ञानामध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा झाली आहे आणि इथिलीन पद्धतीमध्ये वापरल्या जाणार्‍या उत्प्रेरकांची क्रियाशीलता आणि निवडकता सातत्याने सुधारली आहे.तथापि, प्रतिक्रिया गतिशास्त्र आणि निष्क्रियीकरण यंत्रणा अद्याप शोधणे आवश्यक आहे.
इथिलीन पद्धतीचा वापर करून विनाइल एसीटेटचे उत्पादन उत्प्रेरकाने भरलेल्या ट्यूबलर फिक्स्ड बेड रिअॅक्टरचा वापर करते.फीड गॅस वरून अणुभट्टीमध्ये प्रवेश करतो आणि जेव्हा तो उत्प्रेरक पलंगाशी संपर्क साधतो तेव्हा उत्प्रेरक प्रतिक्रिया उद्दिष्ट उत्पादन विनाइल एसीटेट आणि थोड्या प्रमाणात उप-उत्पादन कार्बन डाय ऑक्साईड तयार करतात.प्रतिक्रियेच्या एक्झोथर्मिक स्वरूपामुळे, पाण्याचे बाष्पीभवन वापरून प्रतिक्रिया उष्णता काढून टाकण्यासाठी अणुभट्टीच्या शेलच्या बाजूने दाबलेले पाणी आणले जाते.
एसिटिलीन पद्धतीच्या तुलनेत, इथिलीन पद्धतीमध्ये कॉम्पॅक्ट उपकरण संरचना, मोठे उत्पादन, कमी ऊर्जा वापर आणि कमी प्रदूषण ही वैशिष्ट्ये आहेत आणि त्याची उत्पादन किंमत एसिटिलीन पद्धतीपेक्षा कमी आहे.उत्पादनाची गुणवत्ता श्रेष्ठ आहे, आणि गंज परिस्थिती गंभीर नाही.त्यामुळे 1970 नंतर इथिलीन पद्धतीने हळूहळू अॅसिटिलीन पद्धतीची जागा घेतली.अपूर्ण आकडेवारीनुसार, जगातील इथिलीन पद्धतीने उत्पादित केलेल्या व्हीएसीपैकी सुमारे ७०% व्हीएसी उत्पादन पद्धतींचा मुख्य प्रवाह बनला आहे.
सध्या, जगातील सर्वात प्रगत व्हीएसी उत्पादन तंत्रज्ञान म्हणजे बीपीची लीप प्रक्रिया आणि सेलेनीजची व्हँटेज प्रक्रिया.पारंपारिक फिक्स्ड बेड गॅस फेज इथिलीन प्रक्रियेच्या तुलनेत, या दोन प्रक्रिया तंत्रज्ञानाने युनिटच्या केंद्रस्थानी अणुभट्टी आणि उत्प्रेरक लक्षणीयरीत्या सुधारले आहेत, ज्यामुळे अर्थव्यवस्था आणि युनिट ऑपरेशनची सुरक्षितता सुधारली आहे.
फिक्स्ड बेड रिअॅक्टर्समध्ये असमान उत्प्रेरक बेड वितरण आणि कमी इथिलीन वन-वे कन्व्हर्जनच्या समस्या सोडवण्यासाठी सेलेनीजने नवीन फिक्स्ड बेड व्हँटेज प्रक्रिया विकसित केली आहे.या प्रक्रियेत वापरलेली अणुभट्टी अजूनही एक निश्चित पलंग आहे, परंतु उत्प्रेरक प्रणालीमध्ये लक्षणीय सुधारणा करण्यात आल्या आहेत आणि पारंपारिक स्थिर पलंगाच्या प्रक्रियेतील त्रुटी दूर करून टेल गॅसमध्ये इथिलीन पुनर्प्राप्ती साधने जोडली गेली आहेत.उत्पादन विनाइल एसीटेटचे उत्पन्न समान उपकरणांच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहे.प्रक्रिया उत्प्रेरक मुख्य सक्रिय घटक म्हणून प्लॅटिनम, उत्प्रेरक वाहक म्हणून सिलिका जेल, कमी करणारे एजंट म्हणून सोडियम सायट्रेट आणि इतर सहायक धातू जसे की लॅन्थानाइड दुर्मिळ पृथ्वी घटक जसे की प्रासोडायमियम आणि निओडीमियम वापरतात.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 प्रक्रिया प्रक्रिया म्हणूनही ओळखले जाते आणि हल, इंग्लंडमध्ये 250 केटी/ए फ्लुइडाइज्ड बेड युनिट तयार केले आहे.विनाइल एसीटेट तयार करण्यासाठी या प्रक्रियेचा वापर केल्यास उत्पादन खर्च 30% कमी होऊ शकतो आणि उत्प्रेरक (1858-2744 g/(L · h-1)) ची जागा वेळ उत्पन्न निश्चित बेड प्रक्रियेच्या (700) पेक्षा खूप जास्त आहे. -1200 ग्रॅम/(L · h-1)).
लीपप्रोसेस प्रक्रिया प्रथमच फ्लुइडाइज्ड बेड रिअॅक्टर वापरते, ज्याचे स्थिर बेड रिअॅक्टरच्या तुलनेत खालील फायदे आहेत:
1) फ्लुइडाइज्ड बेड रिअॅक्टरमध्ये, उत्प्रेरक सतत आणि एकसमान मिसळला जातो, ज्यामुळे प्रवर्तकाच्या एकसमान प्रसारास हातभार लागतो आणि अणुभट्टीमध्ये प्रवर्तकाची एकसमान एकाग्रता सुनिश्चित होते.
2) फ्लुइडाइज्ड बेड रिअॅक्टर ऑपरेटिंग परिस्थितीत सतत निष्क्रिय उत्प्रेरक नवीन उत्प्रेरकासह बदलू शकतो.
3) फ्लुइडाइज्ड बेड रिअॅक्शन तापमान स्थिर असते, स्थानिक अतिउष्णतेमुळे उत्प्रेरक निष्क्रियता कमी करते, ज्यामुळे उत्प्रेरकचे सेवा आयुष्य वाढते.
4) फ्लुइडाइज्ड बेड रिअॅक्टरमध्ये वापरलेली उष्णता काढून टाकण्याची पद्धत अणुभट्टीची रचना सुलभ करते आणि त्याचे प्रमाण कमी करते.दुस-या शब्दात सांगायचे तर, एकल अणुभट्टीची रचना मोठ्या प्रमाणात रासायनिक स्थापनेसाठी वापरली जाऊ शकते, ज्यामुळे डिव्हाइसच्या स्केल कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा होते.